Пила рамная

Изобретение относится к пилам для продольной распиловки древесины. Пила содержит центральный участок полотна с зубьями и с боковыми плоскостями, расположенными под острым углом между ними, и концевые участки полотна с закрепленными на них опорными планками, примыкающими к боковым плоскостям. Центральный участок полотна имеет в поперечном сечении форму равнобедренной трапеции, переходящую в форму прямоугольника на концевых участках, причем угол между боковыми плоскостями концевого и центрального участка находится в интервале α=0,1÷0,5°. Изобретение уменьшает трение пилы в пропиле и повышает ее прочность. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к инструментальной технике, а именно к пилам для продольной распиловки древесины.

Известна пила рамная [1], которая имеет пильное полотно, прямоугольное в поперечном сечении с параллельными боковыми плоскостями, центральным участком с зубьями и концевыми участками с закрепленными на них планками, имеющие скошенные торцевые плоскости, служащие для передачи на полотно силы предварительного натяжения со стороны натяжного устройства рамы и силы резания, действующей на полотно через зубья со стороны распиливаемой древесины при продольной распиловке.

Преимущество такой пилы - невысокая трудоемкость изготовления полотна со стандартизованными размерами как полотна в целом, так и зубьев на серийно производимом оборудовании. Зубья такой пилы или разведены, или имеют плющение для увеличения их ширины при вершинах.

Основные недостатки такой пилы - необходимость разводки или плющения зубьев, высокая шероховатость поверхности древесины при пилении рамными пилами с разведенными зубьями.

Известно пильное полотно для распиловки древесины, имеющее боковые плоскости, наклоненные под острым углом одна к другой в сторону, противоположную зубчатой стороне [2]. Заявленный технический результат - уменьшение сопротивления движению пилы, использование пилы без разводки зубьев. Недостатки данного пильного плотна следующие: отсутствие ограничения в величине острого угла приводит к заострению тыльной стороны пилы, к появлению на острой части концентраторов напряжений, к существенному ослаблению площади поперечного сечения, что при заданном предварительном и рабочем натяжении полотна вызовет его преждевременное разрушение или приведет к существенному снижению ресурса пилы.

Известно пильное полотно трапецеидальное в поперечном сечении, со стороны широкого основания которого нарезаны зубья. При таком полотне не требуется разводка зубьев [3]. Недостаток этого пильного полотна в том, что оно имеет трапецеидальное сечение по всей его длине, что существенно увеличивает трудоемкость изготовления при использовании такой конструкции в рамной пиле, приводимой в движение через планки, закрепляемые на концах полотна, рабочие плоскости которых контактируют с плоскостями захватов и должны быть параллельными боковым плоскостям пилы.

Известна пила для распиловки древесины, у которой пильное полотно имеет клиновидную форму в поперечном сечении с углом клина 2-5°, зубья выполнены на утолщенной стороне полотна. Указанная величина угла в совокупности со сквозными выборками, выполненными на боковых плоскостях полотна, обеспечивает удаление стружки из пропила как вдоль, так и поперек полотна [4, 5]. Существенные недостатки данной пилы следующие: угол 2-5° велик для тонкого полотна рамной пилы, так как приводит к существенному уменьшению площади ее поперечного сечения, что недопустимо, так как рамная пила нагружается значительной силой предварительного натяжения (80-90 кН), выборки на боковых плоскостях полотна рамной пилы недопустимы при небольшой толщине полотна (2-3,2 мм), необходимой для уменьшения ширины продольного пропила, и ширине полотна до 180 мм. Выполнение выборок потребует увеличения толщины полотна для сохранения его прочности и приведет к увеличению ширины пропила и значительным потерям древесины при распиловке. Кроме того, данная конструкция пилы характеризуется высокой трудоемкостью изготовления.

Техническая задача изобретения - снижение трения и шероховатости поверхности при продольной распиловке древесины, уменьшение трудоемкости изготовления рамной пилы.

Техническая задача решена в изобретении пилы рамной, имеющей центральный участок полотна с зубьями и с боковыми плоскостями, расположенными под острым углом между ними, и концевые участки полотна с закрепленными на них опорными планками, примыкающими к боковым плоскостям, при этом центральный участок полотна имеет в поперечном сечении форму равнобедренной трапеции, переходящую в форму прямоугольника на концевых участках. Угол между боковыми плоскостями концевого и центрального участка находится в интервале α=0,1÷0,5°. Предпочтительное значение величины угла - 0,2÷0,3°.

Для исключения увода пилы при продольном пилении разность отклонений углов между боковыми плоскостями концевого и центрального участков находится в интервале 1÷3', а отклонение от перпендикулярности режущих кромок зуба и боковых плоскостей концевых участков не превышает 3'. Толщина полотна на концевых участках должна быть не менее средней толщины полотна на центральном участке.

При толщине полотна концевых участков меньшей, чем средняя толщина полотна на центральном участке, более вероятны поломки пилы и остановка пилорамы для замены пил вследствие среза заклепок или обрыва полотна в области концевых участков.

Для увеличения прочности пилы без повышения трудоемкости ее изготовления толщина полотна на концевых участках должна быть равна ширине режущей кромки зуба.

На фиг.1 показана пила рамная, на фиг.2 - горизонтальная проекция пилы, показанной на фиг.1, на фиг.3 - сечение полотна (А-А на фиг.1) с толщиной концевых участков, равной ширине режущей кромки зуба, на фиг.4 - сечение полотна с толщиной концевых участков, равной средней толщине полотна на центральном участке.

Пила состоит из полотна 1 с зубьями 2 (фиг.1, 2) на центральном участке 3, планок 4, закрепленных заклепками 5 на концевых участках 6 полотна 1. Боковые плоскости 7 полотна 1 параллельны между собой на концевых участках 6 и образуют прямоугольник вместе с перпендикулярными им зубчатой 8 и тыльной 9 сторонами пилы. На центральном участке 3 боковые плоскости 10 расположены под углами α₁ и α₂ к боковым плоскостям 7 (фиг.3) и образуют в поперечном сечении центрального участка, проходящем через режущую кромку 11 зуба 2, трапецию 12, которая должна быть равнобедренной при равенстве углов α₁=α₂, обеспечиваемом при изготовлении полотна пилы. Разность углов (α₁-α₂) не должна превышать 3'. Режущая кромка 11 должна быть перпендикулярна боковым плоскостям 7; отклонение от перпендикулярности режущих кромок к боковым плоскостям не должно превышать 3'. При абсолютной величине |α₁-α₂| более 3' появляется искривление пропила, зажатие пилы, существенное увеличение силы трения, разогрев полотна, снижение сил предварительного натяжения, потеря устойчивости и возможно разрушение пилы. Достижение величины разности |α₁-α₂|, меньшей 1', весьма трудоемко, поэтому устанавливается значение |α₁-α₂|=1'÷3'. То же явление искривления пропила возникает при одностороннем отклонении режущей кромки зубьев от перпендикулярности боковым плоскостям концевых участков более 3'.

Толщина полотна на концевых участках определяется по условию (фиг.4): в_з≥δ_п≥δ_с,

где δ_п - толщина полотна на концевых участках,

δ_с - средняя толщина полотна на центральном участке, ,

δ_Т - толщина полотна на тыльной стороне,

в_з - ширина режущей кромки зуба.

После установки в раму пильного станка (не показан) каждая рамная пила подвергается предварительному натяжению силой 80-90 кН, а при резании древесины возникает сила резания 50-60 кН (для пилы с шириной полотна 180 мм). Величина силы резания может существенно зависеть от силы трения, действующей при пилении со стороны древесины на боковые плоскости 10 центрального участка 3 пильного полотна 1. При трапециевидной форме поперечного сечения пилы на центральном участке 3 сила трения уменьшается в зависимости от величины углов α₁, α₂ (фиг.3), но с увеличением углов α₁, α₂ возникает возможность появления криволинейного продольного пропила в древесине, при котором сила трения существенно возрастает и появляются дефекты поверхности на изделиях (доска, брус), а также возможен срез заклепок крепления планок или обрыв пилы.

Испытания рамной пилы, изготовленной в соответствии с изобретением, показали, что диапазон углов α₁ и α₂, при которых не появляется криволинейный пропил, а сила трения соответственно уменьшается, находится в интервале 0,15÷0,5°. Предпочтительный диапазон величин углов - 0,2÷0,3°.

При патентно-информационном исследовании рамные пилы с заявленными новыми признаками не обнаружены, т.е. изобретение соответствует критерию "новизна".

Новые отличительные конструктивные признаки пилы рамной по изобретению не следуют из уровня техники, а полученные результаты изготовления и испытаний рамных пил при разных параметрах, характеризующих их конструкцию, и выбора лучших значений этих параметров, подтверждают соответствие технического решения критерию "изобретательский уровень".

Источники информации

1. ГОСТ 5524-75.

2. Патент RU 2060876 от 19.05.93.

3. Заявка DE 4142880 от 23.12.91.

4. SU 1341032 от 27.02.84.

5. US 2735458 от 27.04.51.

1. Пила рамная, имеющая центральный участок полотна с зубьями и с боковыми плоскостями, расположенными под острым углом между ними, и концевые участки полотна с закрепленными на них опорными планками, примыкающими к боковым плоскостям, отличающаяся тем, что центральный участок полотна имеет в поперечном сечении форму равнобедренной трапеции, переходящую в форму прямоугольника на концевых участках, причем угол между боковыми плоскостями концевого и центрального участков находится в интервале α=0,1÷0,5°.

2. Пила по п.1, отличающаяся тем, что предпочтительное значение угла α=0,2÷0,3°.

3. Пила по п.1, отличающаяся тем, что разность отклонений углов между боковыми плоскостями концевого и центрального участков находится в интервале 1-3′.

4. Пила по п.1, отличающаяся тем, что отклонение от перпендикулярности режущих кромок зуба и боковых плоскостей концевых участков не превышает 3′.

5. Пила по п.1, отличающаяся тем, что толщина полотна на концевых участках не менее средней толщины полотна на центральном участке.

6. Пила по п.1, отличающаяся тем, что толщина полотна на концевых участках равна средней толщине полотна на центральном участке.

7. Пила по п.1, отличающаяся тем, что толщина полотна на концевых участках равна ширине режущей кромки зуба.