Ленточнопильный станок
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к ленточнопильным станкам для симметричной и ассиметричной распиловки древесины. Станок содержит ленточную пилу из ферромагнитного материала, установленную на подвижную и неподвижную криволинейные направляющие, и привод пилы. Привод выполнен в виде замкнутого магнитогидродинамического контура из многофазного индуктора и камеры в направляющих и бака, заполненных силовой средой. Катушки индуктора установлены последовательно в ряд по длине каждой направляющей со смещением относительно одна другой в рядах и подключены последовательно к разным фазам источника питания. При этом силовая среда представляет собой магнитную жидкость. Технический результат - повышение надежности работы и улучшение эксплуатационных качеств станка. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для симметричной (продольной и поперечной) и асимметричной распиловки древесины.
Известен демпфер колебаний [1], в котором опоры выполнены в виде электромагнитов, содержащих полюсные наконечники, а пильная лента установлена между направляющими.
Однако это не обеспечивает достаточную надежность работы (достаточную устойчивость пильной ленты при работе, а также тяговое усилие).
Известен также ленточнопильный станок [2], содержащий станину, на которой установлены неподвижная и подвижная пустотелые направляющие, выполненные в виде односторонних криволинейных аэростатических опор, ленточную пилу, установленную в направляющих, и ее привод.
Недостатками существующей конструкции являются: необходимость постоянной подачи сжатого воздуха в зазор между ленточной пилой и опорами, сложность обеспечения его равномерного расходования для создания устойчивого воздушного зазора, обусловленная геометрическими погрешностями форсунок и отводящих каналов, потери в пневмосопротивлениях, повышенная металлоемкость вследствие наличия компрессорной станции, шумовые эффекты.
Задача изобретения - повышение устойчивости ленточной пилы, силы резания (тягового усилия), снижение сил трения между ленточной пилой и опорами.
Технический результат - повышение надежности работы и улучшение эксплуатационных качеств станка.
Это достигается тем, что в ленточнопильном станке, содержащем неподвижную и подвижную направляющие, выполненные в виде односторонних криволинейных опор, ленточную пилу, установленную в направляющих, и привод ее, привод ленточной пилы выполнен в виде замкнутого магнитогидродинамического контура из многофазного индуктора и камеры в направляющих и бака, заполненных силовой средой, при этом катушки индуктора установлены последовательно в ряд по длине каждой направляющей со смещением относительно одна другой в рядах и подключены последовательно к разным фазам источника питания. При этом силовая среда представляет собой магнитную жидкость.
Действительно, под действием переменного электромагнитного поля, индуцируемого в магнитных опорах, магнитной жидкости сообщается движение. Таким образом, одновременно с магнитной жидкостью обеспечивается движение ленточной пилы.
Использование магнитной жидкости в качестве силовой среды для перемещения ленточной пилы позволяет повысить эффективность воздействия магнитного поля, устранить проскальзывание, обеспечить устойчивость ленточной пилы, а также устранить потери на трение между ленточной пилой и силовой средой. Замкнутый контур обеспечивает практически полное отсутствие потерь силовой среды, а ее свойство обтекания погруженного тела (ленточной пилы) более равномерному распределению давления.
За счет повышения плотности магнитной жидкости при индуцировании обеспечивается давление на ленточную пилу (ее объемное сжатие), что повышает коэффициент трения между инструментальным материалом и магнитной жидкостью, способствуя перемещению ленточной пилы вместе с магнитной жидкостью практически без проскальзывания, а также силу резания. Кроме того, устойчивость ленточной пилы на опорах также обеспечивается объемным сжатием со стороны магнитной жидкости, конфигурация которой в состоянии индуцирования определена.
При движении проводящей жидкости в магнитном поле, силовые линии которого пересекают путь жидкости, в ней индуцируется электрическое поле, направление которого определяется по правилу правой руки. При протекании в магнитной жидкости тока от постороннего источника (опоры) взаимодействие такого тока с собственным магнитным полем проявляется в виде объемных сил, сжимающих магнитную жидкость, повышая ее плотность и, как следствие этого, коэффициент трения между жидкостью и ленточной пилой. При многофазном индукторе - опоре, представляющей собой ряд катушек, расположенных последовательно и подключенных к разным фазам сети так, что максимальное значение тока достигается в них поочередно во времени, поле непрерывно перемещается вдоль катушки (от катушки “опережающей” фазы к катушке “отстающей”). Волна тока в жидкости отстает от волны тока в индукторе, причем наиболее существенно, что взаимодействие между токами жидкости и результирующим магнитным полем приводит к появлению в жидкости сил, увлекающих ее вслед за движущимся полем.
Вследствие выделения джоулевой теплоты, магнитомеханических явлений и нагрева ленточной пилы в зоне резания, происходит тепловое расширение инструментального материала, что влечет за собой снижение жесткости ленточной пилы и потерю устойчивости на опорах. Для предотвращения этого магнитные опоры оснащаются системой охлаждения в виде емкости, где происходит теплообмен.
На фиг.1 изображен ленточнопильный станок, вид спереди; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.
Станок содержит направляющие подвижную 1 и неподвижную 2, ленточную пилу 3, механизм натяжения 4 пилы, привод пилы, включающий многофазный индуктор из катушек 5, камеру 6, силовую среду 7, емкость 8 для силовой среды (бак).
Направляющие 1 и 2 выполнены магнитопроводящими, образуют канал, в котором размещена эластичная камера 6, и являются криволинейными электромагнитными опорами для пилы 3. Катушки 5 установлены на каждой направляющей последовательно в ряд по ее длине со смещением относительно одна другой в рядах и подключены последовательно к разным фазам источника питания (не показан), образуя таким образом многофазный индуктор. Камера 6 и емкость 8 заполнены силовой средой 7, представляющей собой магнитную жидкость, например, коллоидный раствор частиц магнетита в керосине или другом растворителе, стабилизированных поверхностно-активными веществами, образуя замкнутый магнитогидродинамический контур. Ленточная пила 3 помещена в камеру 6 и находится в силовой среде 7.
Станок работает следующим образом. При помощи механизма натяжения 4 направляющая 1 (опора) известным способом перемещается вверх на величину, необходимую для предварительного натяжения ленточной пилы 3, определяемого по формуле
G H=2S(B-h)(
- M)+mC,
где GH - сила натяжения, приведенная к оси верхней опоры, Н;
S - толщина пилы, мм;
В - ширина пилы, мм;
h - высота зубьев, мм;
mc - вес подвижной части верхнего суппорта с опорой, Н;
- суммарное напряжение от предварительного натяжения и от сил магнитного поля, МПа;
GM - напряжение, создаваемое силами магнитного поля, МПа:
где 
- рабочий зазор между пильной лентой и опорой, мм;
L - длина ленточной пилы, мм;
Е - модуль упругости материала ленточной пилы, МПа.
При запуске станка включаются катушки индуктивности 5 одновременно на подвижной 1 и неподвижной 2 опорах, и создают в них магнитный поток. При этом ленточная пила 3, находящаяся в силовой среде 7, под действием магнитных сил занимает срединное положение. Под действием переменного электромагнитного поля силовой среде 7 сообщается движение, а вместе с ней и ленточной пиле 3. Происходит резание. За счет циркуляции силовой среды 7 в замкнутом магнитогидродинамическом контуре в его емкости 8 происходит теплообмен. Это предотвращает тепловое расширение инструментального материала, а следовательно, снижение жесткости и потерю устойчивости ленточной пилы 3.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №453294, МКИ В 27 В 13/00, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР №1069992, МКИ В 27 В 13/10, 1984.
Формула изобретения
1. Ленточнопильный станок, содержащий неподвижную и подвижную направляющие, выполненные в виде односторонних криволинейных опор, ленточную пилу, установленную в направляющих, и ее привод, отличающийся тем, что привод ленточной пилы выполнен в виде замкнутого магнитогидродинамического контура из многофазного индуктора и камеры в направляющих и бака, заполненных силовой средой, при этом катушки индуктора установлены последовательно в ряд по длине каждой направляющей со смещением относительно одна другой в рядах и подключены последовательно к разным фазам источника питания.
2. Ленточнопильный станок по п.1, отличающийся тем, что силовая среда представляет собой магнитную жидкость.
РИСУНКИ
