Способ снижения усталостных напряжений в полотне ленточной пилы

Изобретение относится к области термической обработки. Для снижения усталостных циклических напряжений и предотвращения возникновения трещин на участке междузубной впадины зубчатой кромки пилы способ обработки полотна ленточной пилы включает формирование в основании впадины каждого зуба пилы зон пластической деформации металла, при этом осуществляют нагрев локальной зоны с узлом концентрации усталостных напряжений в основании впадины каждого зуба пилы бесконтактно импульсным индукционным способом до температуры предела текучести материала пилы Т с длиной зоны (0,25÷0,3)t, шириной зоны b>1,5s, расположенной симметрично относительно узла концентрации напряжений, при этом температура нагрева локальной зоны определяется выражением, °С, где s - толщина пилы, мм, n - частота вращения приводного шкива, с-1, tц - время рабочего цикла пилы, с, α - коэффициент линейного расширения материала полотна пилы, 10-6/°С, k - число перегибов за период работы пилы, принимается равным 105-106, t - шаг зуба пилы, мм, z - число зубьев в пиле, шт., π=3,14. 1 ил.

 

Изобретение может быть использовано в деревообрабатывающей отрасли промышленности и предназначено для повышения работоспособности ленточных пил в процессе работы путём снижения усталостных циклических напряжений в полотне пилы, способствующих развитию трещин.

Известен способ подготовки дереворежущих пил, предотвращающий концентрацию напряжений в межзубной впадине при шлифовке межзубной впадины предварительным нагревом материала полотна пилы до температуры пластификации. (пат. РФ № 2619250 C1, МПК B27B33/00, 2006.01, C21D9/24, 2006.01).

Недостатком данного способа является то, что он предотвращает развитие трещин, возникающих только при шлифовке и не препятствует возникновению циклических усталостных напряжений в полотне пилы и развитию трещин в процессе работы.

Известен способ изготовления пил, включающий заточку зубьев под углом и двустороннюю пластическую деформацию, например, двусторонним вдавливанием штампов или двусторонней прокаткой роликами, создающую в междузубных впадинах сжимающие напряжения, которой подвергают область полотна расположенную в пределах биссектрисы угла заточки и составляющую от касательной не менее одного радиуса закругления междузубной впадины в сторону вершины зуба и не менее двух радиусов в сторону полотна, что предотвращает образование и развитие трещин. (а.с. СССР № 1201072, МПК В 23 D 65/00, 1985).

Недостатком данного способа является то, что он предотвращает развитие трещин при определенном уровне напряжений в межзубной впадине полотна пилы в процессе работы, но не предотвращает накопление усталостных циклических напряжений в зоне межзубной впадины пилы во время работы и образования трещин при достижении уровня усталостных напряжений величины противодействующих сжимающих напряжений, созданных при вальцевании, что снижает эксплуатационную надежность пильного полотна.

Известен способ торможения распространения трещины в полотне пилы созданием в зоне пилы у конца трещины начальных напряжений сжатия путем нагрева участка пилы с центром в конце трещины до температуры 350-550°С, выдерживанием при этой температуре 20-50 с и охлаждением до температуры окружающей среды. (пат. РФ № 2395388 C1, МПК B27 B33/00, 2006.01).

Это устройство принято за прототип. Недостатком прототипа является то, что он предназначен для торможения распространения образовавшихся начальных трещин, сопряжен со сложностью определения координат точки нагрева, трудоемкий, не позволяет обеспечить надежность работы пильного полотна.

Изобретение предназначено для снижения уровня концентрации усталостных циклических напряжений и предотвращения возникновения трещин на участке междузубной впадины зубчатой кромки, увеличения рабочего цикла пилы и повышения надежности работы инструмента.

Это достигается тем, что снижение усталостных напряжений в полотне ленточной пилы выполняется посредством формирования зон пластической деформации металла нагревом локальной зоны с узлом концентрации усталостных напряжений в основании впадины каждого зуба пилы бесконтактно импульсным индукционным способом до температуры предела текучести материала пилы T с длиной зоны (0,25÷0,3)t, шириной зоны b > 1,5s, расположенной симметрично относительно узла концентрации напряжений. Температура нагрева локальной зоны определяется выражением, ºС

где s – толщина пилы, мм;

n – частота вращения шкива, с-1;

– время рабочего цикла пилы, с;

α – коэффициент линейного расширения материала полотна пилы, 10-6/ºС;

k – число перегибов за период работы пилы, принимается равным 105 - 106;

t – шаг зуба пилы, мм;

z – число зубьев пилы, шт;

π = 3,14.

На фиг.1 показан участок полотна пилы с выделенной зоной нагрева в зоне, прилегающей к междузубной впадине.

Способ осуществляют следующим образом. При достижении величины усталостных напряжений в узлах концентрации напряжений у основания впадин зубьев пилы предела усталости материала пильного полотна (число перегибов за период работы пилы достигает 105 - 106), выполняется поочередная тепловая обработка материала локальных областей полотна пилы с узлами концентрации дискретно каждой межзубной впадины с длиной зоны (0,25ч0,3)t, шириной зоны b > 1,5s, расположенной симметрично относительно узла концентрации напряжений. При этом происходит перераспределение и снижение уровня концентрации усталостных напряжений в нагретых участках полотна пилы.

За время рабочего цикла обработка пилы проводится несколько раз непосредственно в узле резания по мере накопления усталостных напряжений.

Применение способа снижения усталостностных напряжений в полотне ленточной пилы позволяет снизить уровень концентрации усталостных циклических напряжений и предотвратить возникновение трещин на участке междузубной впадины зубчатой кромки, увеличить рабочий цикл пилы и повысить надежность работы инструмента.

Способ обработки полотна ленточной пилы, включающий формирование в основании впадины каждого зуба пилы зон пластической деформации металла, отличающийся тем, что формирование зон пластической деформации металла выполняют нагревом локальной зоны с узлом концентрации усталостных напряжений в основании впадины каждого зуба пилы бесконтактно импульсным индукционным способом до температуры предела текучести материала пилы Т с длиной зоны (0,25÷0,3)t, шириной зоны b>1,5s, расположенной симметрично относительно узла концентрации напряжений, при этом температура нагрева локальной зоны определяется выражением, °С:

,

где s - толщина пилы, мм;

n - частота вращения приводного шкива, с-1;

tц - время рабочего цикла пилы, с;

α - коэффициент линейного расширения материала полотна пилы, 10-6/°С;

k - число перегибов за период работы пилы, принимается равным 105-106;

t - шаг зуба пилы, мм;

z - число зубьев в пиле, шт;

π=3,14.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Способ включает натяжение полотна круглой пилы, выполненное посредством одновременного нагрева локальных зон пильного диска круглой пилы по радиусам, разделяющим диск на секторы, направленным в каждую или кратную межзубную впадину зубчатой кромки пилы в зависимости от шага зубьев, бесконтактно импульсным индукционным способом до температуры T с последующим охлаждением зоны диска пилы по тепловому следу до температуры ниже 350°С, соответствующей образованию термопластических напряжений между секторами пильного полотна.

Изобретение относится к области термической обработки, в частности к дисковой пиле, используемой в деревообрабатывающей промышленности. Для создания термодинамических напряжений в полотне пилы в оптимальных зонах диска пилы, повышения динамической устойчивости пил при эксплуатации и качества подготовки к работе способ включает натяжение полотна круглой пилы, выполненное посредством разгона и бесконтактно индукционного нагрева по одной или нескольким локальным зонам пильного полотна, при этом нагрев ведут по заданным кольцевым следам в зоне 0,5-0,8 радиуса пилы, с шириной теплового следа, уменьшающейся по мере приближения к периферии диска, до температуры 400–600°С, при которой предел текучести материала пилы становится ниже механических радиальных напряжений, действующих при вращении в нагреваемых кольцевых зонах пильного полотна.

Изобретение относится к устройствам для тепловой правки круглой пилы. Устройство содержит встроенный в нерабочую зону узла резания круглой пилы нагревательный элемент, соединенный с источником питания, датчик температуры пильного диска для измерения температуры в зоне, прилегающей к зубчатой кромке пилы, и датчик положения зубчатой кромки пилы.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к подготовке пил. Выполняют формирование зубчатой режущей кромки, заточку режущих элементов и операцию шлифования междузубных впадин пилы абразивным инструментом.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности Для повышения устойчивости полосовых пил в процессе пиления устройство содержит однофазные индукторы переменного тока, включающие магнитопровод, индуцирующий провод, токоподводящие шины, ось, корпус устройства; источник питания, при этом однофазные индукторы расположены по ширине пильного полотна в зонах создания теплового следа, имеют возможность поворота вокруг оси, закрепленной в корпусе.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для повышения устойчивого состояния круглой плоской пилы в процессе обработки.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке тонкостенных деталей, используемых в различных отраслях машиностроения и направлено на снижение деформации по плоскости ниже 0,2 мм.

Изобретение относится к области термической обработки металлов и может быть использовано при изготовлении ленточных, дисковых пил для резки материалов. .

Изобретение относится к области термической обработки металлов и может быть использовано при эксплуатации ленточных и дисковых пил для резки. .
Изобретение относится к способам термической обработки зубьев дисков пил, конкретнее зубьев дисков пил горячей резки. .

Изобретение относится к устройствам для разделения заготовок вдоль линии разделения. Устройство содержит пильную головку с приводным двигателем и полотном пилы, закрепленным на выполненной с возможностью поворота вокруг оси качания стойке пилы и выполненным с возможностью вращения вокруг оси вращения, устройство подачи с направляющими салазками и мотором подачи, при этом пильная головка размещена на направляющих салазках и выполнена с возможностью перемещения вдоль направляющей рейки, сенсорное устройство с датчиками угла наклона стойки пилы и перемещения пильной головки, контрольное устройство, пульт управления и индикаторное устройство.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к подготовке пил. Выполняют формирование зубчатой режущей кромки, заточку режущих элементов и операцию шлифования междузубных впадин пилы абразивным инструментом.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к подготовке пил. Выполняют формирование зубчатой режущей кромки, заточку режущих элементов и операцию шлифования междузубных впадин пилы абразивным инструментом.
Изобретение относится к лесопильной промышленности. .

Изобретение относится к области производства режущего инструмента, преимущественно, для деревообрабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к базисному материалу для изготовления пильных полотен, в особенности для дисковых пил, отрезных дисков, лесопильного инструмента, а также для режущих и шабровочных устройств, выполненному из базисной стали, науглероженной от поверхности, образованной двумя наружными поверхностями, двумя поверхностями по торцевым кромкам и двумя поверхностями по продольным кромкам, причем содержание в базисной стали основного компонента - углерода - составляет менее 0,3 мас.%.

Изобретение относится к лесопильно-деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для продольной распиловки бревен и брусьев с получением пиломатериалов в качестве автономного станка, а также в качестве механизма нарезания фрезерно-пильного станка.

Изобретение относится к инструментам для продольного резания и может быть использовано в деревообрабатывающей отрасли при создании новых деревообрабатывающих станков.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Устройство для термической правки пильного диска круглой пилы содержит корпус и установленные одна над другой верхнюю и нижнюю плиты, нижняя из которых предназначена для размещения на ней диска пилы, а верхняя выполнена с нагревательными элементами и возможностью подвода ее к нижней плите из крайнего верхнего положения. Устройство снабжено прижимным электромагнитом, обеспечивающим подвод верхней плиты к нижней с минимальным зазором с обеспечением бесконтактного нагрева диска пилы. Нагревательные элементы верхней плиты выполнены в виде индуцирующих проводов, расположенных по радиусам, разделяющим диск пилы на по меньшей мере три сектора, при этом верхняя плита выполнена с возможностью поворота на угол, образованный смежными индуцирующими проводами. В результате обеспечивается перераспределение напряжений в дефектных зонах диска и восстановление плоской формы пильного полотна. 3 ил.

Изобретение относится к области термической обработки. Для снижения усталостных циклических напряжений и предотвращения возникновения трещин на участке междузубной впадины зубчатой кромки пилы способ обработки полотна ленточной пилы включает формирование в основании впадины каждого зуба пилы зон пластической деформации металла, при этом осуществляют нагрев локальной зоны с узлом концентрации усталостных напряжений в основании впадины каждого зуба пилы бесконтактно импульсным индукционным способом до температуры предела текучести материала пилы Т с длиной зоны t, шириной зоны b>1,5s, расположенной симметрично относительно узла концентрации напряжений, при этом температура нагрева локальной зоны определяется выражением, °С, где s - толщина пилы, мм, n - частота вращения приводного шкива, с-1, tц - время рабочего цикла пилы, с, α - коэффициент линейного расширения материала полотна пилы, 10-6°С, k - число перегибов за период работы пилы, принимается равным 105-106, t - шаг зуба пилы, мм, z - число зубьев в пиле, шт., π3,14. 1 ил.

Наверх