Способ резания древесины и устройство для его осуществления
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕИЛЬСТВУ
<и884628 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 300680 (21) 2948382/29-15 с присоединением заявим М (23) Приоритет
Опубликовано 301181. Бюллетень М9 44
Дата опубликования описания 30. 11. 81 (51)M. Кл
A 01 G 23/08
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 634.0.36 (088.8) (72) Авторы изобретения
В.З.Матюшкин и P.Ëþìàíîâ
Центральный научно-исследовательский конструкторский институт механизации лесной промышленности (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ И УCTPOHCTBO
ДЛЯ Е РО ОСУЩЕ CT ВЛЕ НИ Я
Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано при резании древесины.
Известен способ резания древесины, включающий надвигание на древесину разнесенных по высоте ножей (1), Недостатком известного способа является то, что при синхронном движении ножей на их передних гранях происходит сжатие волокон древесины, а выброс перерезанных частей древесины затруднен ° .Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо- . соб резания древесины, включающий надвигание на древесину разнесенных по высоте ножей, совершающих возвратно-поступательное движение в направлении резания (2)..
Недостатком этого способа является то, что в результате сжатия древесины на передних гранях ножей, их боковых поверхностях возникают зна» чительные усилия, KQTopbIe BHsblBBIOT появление сколов в древесине.
Цель изобретения — уменьшение усилия резания и ликвидация сколов древесины
Указанная цель достигается тем, что возвратно-поступательное движение ножей осуществляется со сдвигом по фазе, а удаление отколотой части . древесины из зоны резания — путем выноса ее ножами при возвратном ходе последних °
Предлагаемый способ осуществляется устройством, в котором державка выполнена с направляющими, в которых установлены ножи, а приводной вал снабжен дополнительным кулачком для взаимодействия со вторым ножом, причем кулачки привода ножей смещены своими выступами по отношению друг к другу на угол 10-180 . Кроме того, режущие кромки ножей выполнены зубчатыми, а передние грани ступенчатыми, причем передняя грань каждой ступени имеет угол наклона к плоскости резания меньше, чем угол наклона задней грани соответствующей ступени.
На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа резания древесины, вид сверху; на фиг.2 разрез A-A на фиг.1; на фиг.З разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 ; разрез В-В на фиг.З> на фиг.5 — вариант устройства с вибраторами;на фиг.6 вариант выполнения ножа; на фиг.7 схема резания древесины, 884628
Устройство включает державку 1 (фиг.1), ножи 2 и 3, привод 4 ножей, проушины 5, предназначенные для крепления устройства к машине (не показана). В державке выполнены направляющие 6 для установки в них ножей 2 и 3 (фиг.2) . На тыльной части ножег 2 и 3 (фиг.2) при помощи соединительных элементов 7 закреплены упоры 8. Между упорами 8 и державкой 1, в которой имеются специальные выемки, установлены пружины 9 сжатия.
На державке 1 крепятся приводы 4 для вращения валов 10, установленных в подшипниках 11. На валах 10 при помощи механического соединения устанонлены эксцентрики 12 и 13, . 15 причем они расположены по отношению друг к другу с поворотом на определенный угол, например на 180О (фиг.3). Эксцентрики 12 и 13 входят в соответствующие отверстия 14, вы- 20 полненные н ножах 2 и 3. На боковых сторонах державки 1 при помощи, болтов 15 установлены пластины 16, препятствующие возможному боковому сдвигу ножей 2 и 3. Ножи выполнены с поднутрениями 17.
В другом варианте устройства вместо эксцентриков 12 и 13, привода 4,. пружин 9 н пазах 18 (фиг.5) держанки 1 с тыльной стороны ножей устанавливаются вибраторы 19.
Ножи могут быть выполнены с зубцами 20 (фиг.б), расположенными вдоль режущей кромки 21, и ступеньками 22 на передней грани. Ступеньки 22 на передних гранях выполнены таким образом, что их передняя грань
23 наклонена под меньшим углом «. к плоскости резания, чем угол у", образованный задней гранью 24 ступеньки и плоскостью резания. Угол о на- @) ходится н пределах 10-40, угол у" (85-135 ) ° Величина угла oL, выбрана ао оптимальным условиям резания, а угла ф — по условию захвата ступенькой перерезанных частей древесины.
Зубцы .20 на режущей кромке 21 выполняются аналогично зубьям, применяющимся в пилах поперечного резания древесины. Зазор Б (фиг.7 ) межцу ножами принимается равным от
5О
0 75t до 4t, где t — толщина ножа.
Предлагаемый способ резания древесины осуществляется следующим образом.
Устройство надвигают на дерево (фиг.1). В непосредственной близосги от него включают приводы 4, которые вращают валы 10 с эксцентриками 12 и 13, вынуждающие двигаться нОжи 2 и 3 возвратно-поступательно в направляющих 6 держанки 1 н направле- go нии резания. Для уменьшения динамических сил, возникающих между, эксцентриками 12, 13 и ножами 2 и 3; служат пружины 9, которые также спо собствуют возврату ножей 2 и 3 в у крайнее заднее положение. Так, эксцентрики 12 и 13 повернуты относительно друг друга на определенный угол, движение ножей 2 и 3 также происходит со смещением по фазе на данный угол. Для примера рассмотрим движение ножей при сдвиге фаз движения на 180 Один из ножей, допустим нож 2, в результате движения его со скоростью державки Ч и дополнитель" но со скоростью V< (фиг .7) по отношению к державке внедряется в древесину со скоростью Vp+V> на величину
hg, второй нож, например 3, отходйт от древесины со скоростью Чв "Чр. Величины скоростей Vp и Ч подбираются таким образом, чтобы скорость V ото носительного движения ножа к державке 1 была намного больше величины скорости Vp поступательного движения держанки (или движения надвигания) .
Нож 2, внедряясь в древесину на заданную глубину he (фиг.7), оставляет надрез 25, затем начинает отходить назад, а в это время нож 3 начинает надвигаться вперед, проходя зону надреза 25, скалывает древесину на уровне конца надреза 25 по линии ЕЕ и проходит дальше, чтобы сделать свой надрез 26. Таким .образом, ножи попеременно входят в древесину, 4 ее отколотые части 27 подхватынаются ступеньками 22, расположенными на передней грани ножей, и выталкиваются в уширенное пространство между ножами 2 и 3, а затем и в пространство между стенками пропила.
Для получения оптимальных величин усилия и производительности резания принимаются в расчет скорость наднигания V державки 1, относительная скорость движения Vz ножей по отношению к державке 1.
Глубина надрезания h> для получения оптимальных усилий на ножах при их достаточно высокой частоте колебания находится в пределах (0,81,4)h< где h> теоретическая глубина надрезания, при которой произойдет скалывание стружки между ножами.
Теоретическая глубина радрезания определяется по формуле
1 8ц ° и COG О" (Ь о" w Д)
1 бэсм(" д t - угол резания ножей; f — коэффициент трения между древесиной и передней гранью резцау временное сопротивление древесины смятию; - коэффициент. Пуассона для древесины (0,02-0„83)„ 884628 Угол сдвига без движения ножей подбирается таким образом, чтобы при внедрении в древесину одного из ножей и формировании своего надреза второй нож с запаздыванием .подходил к выполненИю своего надреза, как только первый нож начинает отходить азад. Для соблюдения этой схемы резания диапазон угла сдвига Фаз движения ножей находится в пределах от бо до 1800. Предлагаемый способ и устройство для его осуществления могут быть применены при срезании деревьев лесосечными машинами, раскряжевке древесины. Предварительный расче экономической эффективности применения предлагаемо- 15 го способа применительно к машинам типа ЛП-19, показывает, что годовой экономический эффект от внедрения способа и устройства для его осуществления может быть равным око- 20 ло 1000 р. на одну машину, Формула изобретения 1. Способ резания древесины, преимущественно поперек ее волокон, включающий надвигание на древесину разнесенных по высоте ножей, совершающих возвратно-поступательное дви:жение в направлении резания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения усилия резания и ликвиI 3 < дацни сколов древесины, возвратнопоступательное движение ножей осуществляется со сдвигом по фазе, а удаление отколотой части древесины из зоны резания — путем выноса ее между ножами при возвратном ходе последних. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее держаВки, каждая из которых имеет два параллельных и разнесенных по высо+ те ножа и приводной вал с эксцентриком для перемещения одного из ножей относительно державки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что державка выполне на с направляющими, в которых установлены ножи, а приводной вал снабжен дополнительным кулачком для взаимодействия со вторым ножом, при. чем кулачки привода ножей смещены своими выступами по отношению друг к другу на угол 10-180О. 3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что режущие кромки ножей выполнены зубчатыми, а передние грани ступенчатыми, причем передняя грань каждой ступени имеет угол наклона к плоскости резания меньше, чем угол наклона задней грани соответствующей ступени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 730329, кл. A Ol G 23/08) 1918. 2. Авторское свидетельство СССР Р 651756, кл. А 01 G 23/08,1977 (прототип) . 
