Совершенствование конструкции ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими

УДК

621.935

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2018.1.99

Аннотация

Ленточнопильные станки, получившие широкое применение в лесопилении благодаря малой ширине пропила, низкой шероховатости поверхности пиломатериалов, возможности распиловки бревен больших диаметров, имеют ряд недостатков: невысокая точность пиления на высоких скоростях подачи распиливаемого материала, малая долговечность пил, большие габаритные размеры и металлоемкость. На основании разработок и технических решений нами создан экспериментальный ленточнопильный станок с пилой, движущейся по криволинейным направляющим, рабочая поверхность которых выполнена в виде аэростатических опор. Исследования показали его неоспоримые преимущества по сравнению со станками традиционной конструкции, имеющими пильные шкивы: значительно повышается точность пиления за счет уменьшения свободной длины пилы в 5–6 раз и отсутствия биения и инерционности шкивов; возрастает в 20 раз и более долговечность пилы; снижаются габаритные размеры и металлоемкость. Созданный образец ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими, хотя и имеет перечисленные выше достоинства, но работы по дальнейшему совершенствованию его конструкции целесообразно продолжить по двум направлениям: совершенствование узла резания для повышения жесткости и устойчивости пилы, а следовательно, и точности пиления; модернизация механизма привода пилы для увеличения надежности его работы. Рас-смотрены некоторые технические решения по улучшению конструкции ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими.

Сведения об авторах

Г.Ф. Прокофьев, д-р техн. наук

Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; e-mail: g.prokofjev@narfu.ru

Ключевые слова

ленточнопильный станок, криволинейные аэростатические направляющие, узел резания, механизм привода пилы, линейный электродвигатель, ограничительные ролики

Для цитирования

Прокофьев Г.Ф. Совершенствование конструкции ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими // Лесн. журн. 2018. № 1. С. 99–108. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.1.99

Литература

1. А. с. 818862 СССР, МПК В 27 В 15/00. Ленточнопильный станок / Прокофьев Г.Ф. № 2610721/29–15; заявл. 04.05.78; опубл. 07.04.81, Бюл. № 13.

2. А. с. 949924 СССР, МПК В 27 В 13/00. Ленточнопильный станок / Прокофьев Г.Ф. № 2721970/29–15; заявл. 06.02.79; опубл. 30.08.83, Бюл. № 32.

3. А. с. 1230818 СССР, МПК В 27 В 13/10. Ленточнопильный станок / Прокофьев Г.Ф., Ходерян Б.А. № 3708295/29–15; заявл. 07.03.84; опубл. 15.05.86, Бюл. № 18.

4. А. с. 1724458 СССР, МПК В 27 В 13/10. Ленточнопильный станок / Прокофьев Г.Ф. № 4647705/15; заявл. 08.02.89; опубл. 07.04.92, Бюл. № 13.

5. А. с. 1731632 СССР, МПК В 27 В 13/10. Ленточнопильный станок / Прокофьев Г.Ф. № 4794628/15; заявл. 26.12.89; опубл. 07.05.92, Бюл. № 17.

6. А. с. 1813629 СССР, МПК В 27 В 13/10. Ленточнопильный станок / Прокофьев Г.Ф. № 4918117/15; заявл. 11.03.91; опубл. 07.05.93, Бюл. № 17.

7. А. с. 1813630 СССР, МПК В 27 В 15/00. Ленточнопильный станок / Прокофьев Г.Ф. № 4701247/15; заявл. 03.05.89; опубл. 15.05.94, Бюл. № 9.

8. Грубе А.Э., Санев В.И. Основы теории расчета деревообрабатывающих станков, машин и автоматических линий. М.: Лесн. пром-сть, 1973. 384 с.

9. Калитеевский Р.Е. Классификация бревнопильного оборудования и направления его совершенствования // Деревообраб. пром-сть. 2002. № 1. С. 9–11.

10. Микитишин З.В. Эффективность производства в деревообрабатывающей промышленности. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 127 с.

11. Пат. 2487013 Российская Федерация, МПК В 27 В 15/00. Ленточнопильный станок / Прокофьев Г.Ф., Коряковская Н.В. № 2012106003/13; заявл. 20.02.2012; опубл. 10.07.2013, Бюл. № 19.

12. Прокофьев Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 240 с.

13. Прокофьев Г.Ф. Определение параметров механизма привода пилы ленточнопильного станка с криволинейными аэростатическими направляющими // Лесн. журн. 1991. № 4. C. 55–58. (Изв. высш. учеб. заведений).

14. Прокофьев Г.Ф. Направления совершенствования ленточнопильных станков // Лесн. журн. 1995. № 2-3. С. 95–100. (Изв. высш. учеб. заведений).

15. Прокофьев Г.Ф. Аэростатика вместо трения // Техника молодежи. 2011. № 6. С.18–20.

16. Прокофьев Г.Ф., Иванкин И.И. Повышение эффективности пиления древесины на лесопильных рамах и ленточнопильных станках: моногр. / под ред. Г.Ф. Прокофьева. Архангельск: АГТУ, 2009. 380 с.

17. Феоктистов А.Е. Ленточнопильные станки. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 152 с.

18. Шилько В.К. Совершенствование двушкивных механизмов резания деревообрабатывающих ленточнопильных станков: дис. … д-ра техн. наук. Томск, 2005. 279 с.

19. Kondratyuk A.A., Shilko V.K., Rudnev V.D. Estimation of Band Mill Traction Performances // Proc. 8th Korea-Russ. Intern. Symposium on Sci. Technology, KORUS 2004, June 26 – July 03, 2004. Tomsk, 2005. Vol. 3. Pp. 24–27.

20. Porter A.W. Some Engineering Considerations of High Strain Bandsaws // Forest Products Journal. 1971. Vol. 21(4). Pp. 24–32.

21. Prokofjev G.F., Dundin N.I., Ivankin I.I. Development of Sawing Machines // 14e seminaire international sur l’usinage du bois. Paris, 1999. Pp. 187–191.

Поступила 01.09.17

Ссылка на английскую версию:

Design Development of a Band Saw with Curvilinear Aerostatic Guides

UDC 621.935

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.1.99

Design Development of a Band Saw with Curvilinear Aerostatic Guides

G.F. Prokof’ev, Doctor of Engineering Sciences

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation; е-mail: g.prokofjev@narfu.ru

Band saws, which have found the wide application in sawmill due to the small width of cut, low surface roughness of saw-timbers and the possibility of sawing large diameter logs, have a number of drawbacks: low sawing accuracy at high cutting speeds, low durability of saws, large overall dimensions and metal capacity. Based on the developments and technical solutions, we present an experimental band saw with a saw, moving along curved guides, and their working surface is in the form of aerostatic bearings. The research has shown the undeniable advantages of the unit compared to traditional machines with saw blades: the sawing accuracy is greatly improved due to the reduction of the free lеngth of the saw by a factor of 5-6 and balanced running and inertia of pulleys; durability of the saw increases 20 times and more; overall dimensions and metal consumption are reduced. The developed band saw with curvilinear aerostatic guides has the advantages, but we should continue its further improvement in two directions: improving the cutting unit to increase the rigidity and stability of the saw, and consequently, the sawing accuracy; modernization of the saw drive mechanism to improve the reliability of its operation. The paper presents some technical solutions for the band saw design with curvilinear aerostatic guides.

Keywords: band saw, curvilinear aerostatic guides, cutting unit, saw drive mechanism, linear electric motor, limiting roller.

REFERENCES

1. Prokof'ev G.F. Lentochnopil'nyy stanok [Band Saw]. Certificate of Authorship USSR, no. 818862, 1981.

2. Prokof'ev G.F. Lentochnopil'nyy stanok [Band Saw]. Certificate of Authorship USSR, no. 949924, 1983.

3. Prokof'ev G.F., Khoderyan B.A. Lentochnopil'nyy stanok [Band Saw]. Certificate of Authorship USSR, no. 1230818, 1986.

4. Prokof'ev G.F. Lentochnopil'nyy stanok [Band Saw]. Certificate of Authorship USSR, no. 1724458, 1992.

5. Prokof'ev G.F. Lentochnopil'nyy stanok [Band Saw]. Certificate of Authorship USSR, no. 1731632, 1992.

6. Prokof'ev G.F. Lentochnopil'nyy stanok [Band Saw]. Certificate of Authorship USSR, no. 1813629, 1993.

7. Prokof'ev G.F. Lentochnopil'nyy stanok [Band Saw]. Certificate of Authorship USSR, no. 1813630, 1994.

8. Grube A.E., Sanev V.I. Osnovy teorii rascheta derevoobrabatyvayushchikh stankov, mashin i avtomaticheskikh liniy [Fundamentals of the Calculating Theory of Woodworking Machines, Machines and Automatic Lines]. Moscow, Lesnaya promyshlennost' Publ., 1973. 384 p. (In Russ.)

9. Kaliteevskiy R.E. Klassifikatsiya brevnopil'nogo oborudovaniya i napravleniya ego sovershenstvovaniya [Classification of Sawmill Equipment and Directions of Its Improvement]. Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost' [Woodworking Industry], 2002, no. 1, pp. 9–11.

10. Mikitishin Z.V. Effektivnost' proizvodstva v derevoobrabatyvayushchey promyshlennosti [Efficiency of Production in the Woodworking Industry]. Moscow, Lesnaya promyshlennost' Publ., 1982. 127 p. (In Russ.)

11. Prokof'ev G.F., Koryakovskaya N.V. Lentochnopil'nyy stanok [Band Saw]. Patent RF, no. 2487013, 2013.

12. Prokof'ev G.F. Intensifikatsiya pileniya drevesiny ramnymi i lentochnymi pilami [Intensification of Woodsawing by Frame and Band Saws]. Moscow, Lesnaya promyshlennost' Publ., 1990. 240 p. (In Russ.)

13. Prokof'ev G.F. Opredelenie parametrov mekhanizma privoda pily lentochnopil'nogo stanka s krivolineynymi aerostaticheskimi napravlyayushchimi [Parameters Determination of the Saw Drive Mechanism of a Band Saw with Curvilinear Aerostatic Guides]. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 1991, no. 4, pp. 55–58.

14. Prokof'ev G.F. Napravleniya sovershenstvovaniya lentochnopil'nykh stankov [Directions for Improving Band Saws]. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 1995, no. 2-3, pp. 95–100.

15. Prokof'ev G.F. Aerostatika vmesto treniya [Aerostatics Instead of Friction]. Tekhnika molodezhi, 2011, no. 6, pp. 18–20.

16. Prokof'ev G.F., Ivankin I.I. Povyshenie effektivnosti pileniya drevesiny na lesopil'nykh ramakh i lentochno-pil'nykh stankakh: monogr. [Improving the Efficiency of Woodsawing on Sawmills and Band Saws]. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2009. 380 p. (In Russ.)

17. Feoktistov A.E. Lentochnopil'nye stanki [Band Saw Machines]. Moscow, Lesnaya promyshlennost' Publ., 1976. 152 p. (In Russ.)

18. Shil'ko V.K. Sovershenstvovanie dvushkivnykh mekhanizmov rezaniya derevoobrabatyvayushchikh lentochnopil'nykh stankov: dis. … d-ra tekhn. nauk [Development of Double Sheaved Cutting Mechanisms for Woodworking Band Saws: Dr. Eng. Sci. Diss.]. Tomsk, 2005. 279 p.

19. Kondratyuk A.A., Shilko V.K., Rudnev V.D. Estimation of Band Mill Traction Performances. Proc. 8th Korea-Russ. Intern. Symposium on Sci. Technology, KORUS 2004, June 26 – July 03, 2004. Tomsk, 2005, vol. 3, pp. 24–27.

20. Porter A.W. Some Engineering Considerations of High Strain Bandsaws. Forest Products Journal, 1971, vol. 21(4), pp. 24–32.

21. Prokofjev G.F., Dundin N.I., Ivankin I.I. Development of Sawing Machines. 14e seminaire international sur l’usinage du bois. Paris, 1999, pp. 187–191.

Received on September 01, 2017

---

For citation: Prokof’ev G.F. Design Development of a Band Saw with Curvilinear Aerostat-ic Guides. Lesnoy zhurnal [Forestry journal], 2018, no. 1, pp. 99–108. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.1.99