CC BY
57
УДК 631.0.33:634.958
УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИСКОВЫХ И ЦЕПНЫХ ПИЛ ПРИ РЕЗАНИИ СУХОЙ И ЖИВОЙ ДРЕВЕСИНЫ Ю. М. Жданов
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт
агролесомелиорации umjdanov@yandex.ru
Мелиоративная эффективность защитных лесных насаждений в агроланд-шафтах и озеленительно-рекреационная в населенных пунктах (городах, районных центрах, поселках и др.) зависит от их состояния и конструктивных параметров. Поэтому проведение в них лесоводствен-ных мероприятий, включающих удаление засохших деревьев, кустарников, формирование крон и срезание подсыхающих вершин, с целью омолаживания насаждений, является технологической и биологической необходимостью.
Для выполнения указанных операций используются машины и устройства с режущими, пилящими и скусывающими рабочими органами. Наиболее широкое применение находят дисковые и цепные пилы с различной конструктивной формой режущих элементов (зубьев [1]). Качество их работы зависит от породы, диаметра и угла расположения срезаемой древесины, скорости резания и надвигания на нее пилы. Однако, в настоящее время, выявить и проверить конструктивные и эксплуатационные параметры режущих рабочих органов (дисковых и цепных пил) практически невозможно из-за отсутствия специального лабораторного оборудования.
С целью устранения указанных недостатков, и получения данных для расче-
та оптимальных конструкций и характеристик пилящих рабочих органов при различных скоростных режимах и положениях относительно объектов пиления, а также разработки технических средств, на которых они применяются, необходимо проведение исследований по пилению живой и сухой древесины.
Объекты и методы исследований
Для выявления оптимальных параметров и режимов работы круглых дисковых и цепных пил, и взаимодействия их с исследуемыми материалами (древесиной) различных пород и размеров, во ВНИАЛМИ создана лабораторная установка, выполняющая следующие функции: привод пилящего рабочего органа от электродвигателя; крепление и подвод исследуемого образца древесины к пиле; поворот образца в вертикальной плоскости, параллельной плоскости пилы; регулировку скорости его поступательного перемещения; поворот и фиксацию промежуточных и крайних положений зажима с образцом древесины; регулировку частоты вращения дисковой пилы и скорости движения режущей цепи.
Результаты исследований
Установка для исследований по пилению живой и сухой древесины разработана и изготовлена. Она включает в себя
устройство для пиления древесины дисковой пилой (по патенту РФ № 2357856) [2],
дополненное сменным узлом с цепной пилой (рис. 1).
Рис. 1. Конструктивная схема лабораторной установки для резания древесины цепной пилой
Установка состоит: из электродвигателя 1, установленного на металлической раме 2, клиноременной передачи 3, приводного вала 4, размещенного в опоре 5 на конце которого установлена звездочка 6, а через посредство цепной передачи 7 и звездочек 8 и 9 приводится в движение пильная цепь 10 на шине 11. Шина с режущей цепью установлена на кронштейне 12, закрепленном на торце опоры 5, с возможностью порота относительно вала 4.
На нижней части рамы 2 установлен маятниковый механизм 13 с зажимным устройством 14 и фиксирующим винтом 15 для крепления срезаемого образца древесины 16. Зажимное устройство выполнено в виде сходящихся П-образных прижимов с остроугольными вырезами в их боковинах. Перемещение маятникового механизма осуществляется с помощью гидроцилиндра 17. Для изменения длины вылета срезаемой древесины зажимное устройство установлено на подвижной консоли 18 с возможностью его продольного пе-
ремещения и фиксации определенного положения болтом 19. Зажимное устройство 14 для изменения угла резания древесины, закрепленной в нем, относительно плоскости пилы, может поворачиваться вокруг оси его крепления на маятниковом механизме 13. Привод гидроцилиндра 17 осуществляется от специальной гидростанции посредством гидрораспределителя и дросселирующего устройства.
Кинематическая схема передачи крутящего момента от электродвигателя к пильной цепи на лабораторной установке приведена на рис. 2, а возможные варианты изменения скорости режущей (пильной) цепи или дисковой пилы в табл. 1.
Передаточное отношение от электродвигателя к звездочке привода режушей цепи равно
1общ 1р.п. !ц.п.г
где /р.п=1,0.. .3,29 - передаточное отношение ременной передачи;
1ц.п.=6 - передаточное отношение цепной передачи.
г
ТУТУ
ТУТТ
ТУТУ
г п М
л.
\
Рис. 2. Кинематическая схема привода пильной цепи: 1 - электродвигатель, 2 - шкивы разного диаметра, 3 - клиноременная передача, 4 - шкив, 5 - звездочка, 6 - цепная передача, 7 - сдвоенная звездочка, 8 - шина с пильной цепью
Таблица 1
Возможные варианты опытов на лабораторной установке
Частота вращения промежуточного шкива 4 (звездочки 5 или дисковой пилы) Частота вращения звездочки привода цепи 7, об/мин Скорость режущей цепи, м/с
850 5100 8,0
1020 6120 9,6
1270 7620 11,95
1530 9180 14,4
1700 10200 16,0
1870 11220 17,6
2550 15300 24,0
2800 16800 26,35
На лабораторной установке (рис. 3) проведены исследования по резанию живой и сухой древесины рабочим органом с цепной пилой и дисковой. Изучалась воз-
можность резания с различной скоростью надвигания на пилу (от 0,04 до 0,3 м/с) древесины.
а б
Рис. 3. Вид установки: а - при работе с цепной пилой, б - при работе с дисковой пилой
6
Оценивалось качество среза древесины по высоте неровностей 3. Результаты опытов при работе с цепной пилой пред-
ставлены в табл. 2, с дисковыми пилами в литературном источнике [1].
Таблица 2
Экспериментальные данные по резанию живой и сухой древесины цепной пилой
Тип Частота вра- Ср. диа- Расстояние Скорость Время ре- Неров-
режущих щения звезд. метр среза от подачи зания, с ность 5,
элементов цепи, об/мин среза, мм места за- древесины, мм
скор. цепи, м/с жима, мм м/с
925 (9,0) 70 200 0,04.. .0,3 1,75.0,23 0,09.0,07
Цепная 925 (9,0) 93 200 0,04.. .0,3 2,325.0,31 0,08.0,06
пила 925 (9,0) 115 200 0,04.0,3 2,875.0,38 0,05.0,04
Качество среза древесины цепной и дисковой пилой показано на рис. 4.
а б в
Рис. 4. Вид среза: а - при работе с цепной пилой; б, в - при работе с дисковой пилой
Заключение
Установка дает возможность проведения экспериментальных исследований по резанию живой и сухой древесины цепными и дисковыми пилами, что позволяет оптимизировать параметры рабочих органов и ускорить процесс создания новых машин для проведения лесоводственных уходов в лесных насаждениях любого вида.
ного агрегата для ухода за лесными насаждениями // Вестник РАСХН. 2009. № 4. С. 87-89.
2. Патент РФ № 2357856, МПК В27В 5/00. Устройство по пилению живой древесины / Ю.М. Жданов, В.Г. Юферев; заявитель и патентообладатель ГНУ ВНИАЛМИ. - № 2008100739/03 (000802); заявл. 09.01.2008; опубл. 10.06.2009. Бюл. № 16.
Библиографический список
1. Жданов Ю.М., Юферев В.Г. Выбор режущих рабочих органов многомодуль-
