Пластинчатые амортизаторы-демпферы в натяжных устройствах ленточнопильных станков

УДК

674.023

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-5-142-149

Аннотация

Проанализированы преимущества и недостатки ленточнопильных станков. Выявлена связь недостатков с таким параметром, как усилие натяжения ленточной пилы. Ее использование в качестве режущего инструмента приводит к понижению поперечной жесткости и устойчивости режущего участка на рабочей ветви. Это становится причиной колебания ширины реза, снижения геометрической точности пиломатериалов и роста шероховатости боковых поверхностей пропила. Определены основные виды механизмов натяжных устройств, усиливающих натяжение и поддерживающих его стабильность во время работы, описаны распространенные недостатки конструкции. Маслонаполненные пластинчатые металлические амортизаторы-демпферы могут быть использованы для создания компактных и малоинерционных демпферных устройств для ленточнопильных станков с любыми основными механизмами натяжения пильной ленты. Исследовано влияние устройства на уровень динамических колебаний силы натяжения, вызванных искусственным эксцентриситетом натяжного шкива. Оценку эффективности осуществляли путем компьютерного осциллографирования сигнала датчика усилия натяжения и последующей компьютерной обработки полученных осциллограмм. Действенность применения демпферных устройств подтверждается качеством пиления, которое характеризуется более низким уровнем шероховатости боковых поверхностей реза при одновременном сокращении разнотолщинности заготовки. Рассмотрены методы устранения недостатков с помощью различных видов натяжных устройств и оценена эффективность использования демпферных устройств с маслонаполненными пластинчатыми амортизаторами. Приведена методика исследования и параметры экспериментальной установки. Сделаны выводы об эффективности применения демпферных устройств.

---

Данная статья опубликована в режиме открытого доступа и распространяется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная (CC BY 4.0) • Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов

Сведения об авторах

А.Е. Алексеев, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: ABG-3167- 2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7164-5007
И.О. Думанский, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AAH-8771-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9277-901X
А.В. Прохоров, ст. преп.; ResearcherID: ABG-1913-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7592-0782
Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; е-mail: a.alekseev@narfu.ru, i.dumanskij@narfu.ru, a.prohorov@narfu.ru

Ключевые слова

ленточнопильный станок, система натяжения, амортизатор-демпфер, усилие натяжения

Для цитирования

Алексеев А.Е., Думанский И.О., Прохоров А.В. Пластинчатые амортизаторы-демпферы в натяжных устройствах ленточнопильных станков // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С. 142–149. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-142-149

Литература

1. Веселков В.И., Веселкова Б.А., Исупова Т.С. Исследование работоспособности различных конструкций механизмов натяжения пил ленточных станков // Машины и инструменты деревообрабатывающих производств. Л.: ЛТА, 1981. С. 60–64. Veselkov

2. V.I., Veselkova B.A., Isupova T.S. Study of the Performance of Various Designs of Tensioning Mechanisms for Saws of Bandsaw Machines. Machines and Tools for Woodworking Industries. Leningrad, LTA Publ., 1981, pp. 60–64.

3. Добрынин Е.Д. Исследование причин аварийного расхода ленточных пил // Механическая технология древесины. Л.: ЛТА, 1976. С. 45–46. Dobrynin E.D. Study of the Causes of Emergency Consumption of Band Saws. Mechanical Technology of Wood. Leningrad, LTA Publ., 1976, pp. 45–46.

4. Исупова Т.С. Стабилизация усилия натяжения полотна ленточной пилы // Изв. вузов. Лесн. журн. 1982. № 3. С. 76–79. Isupova T.S. Stabilization of Tensioning Force of Band Saw Blade. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 1982, no. 3, pp. 76–79. URL: http://lesnoizhurnal.ru/apxiv/1982/%E2%84%963-1982.pdf

5. Патент на полезную модель 26475 РФ, МПК В27В 13/08. Ленточнопильный станок: № 2002108407/20: заявл. 04.04.2002: опубл. 10.12.2002 / Л.Т. Свиридов, А.И. Максименков, С.Н. Черных, В.И. Соломахин. Sviridov L.T., Maksimenkov A.I., Chernykh S.N., Solomakhin V.I. Bandsaw Machine. Patent RF no. RU 26475 U1, 2002.

6. Патент на полезную модель 135041 РФ, МПК F16F 1/32. Упругий элемент: № 2013115964/11; заявл. 09.04.2013: опубл. 27.11.2013 / И.О. Думанский, С.И. Думанский, В.Н. Шиловский, А.В. Прохоров. Dumanskij I.O., Dumanskij S.I., Shilovskiy V.N., Prokhorov A.V. Springing Element. Patent RF no. RU 135041 U1, 2013.

7. Прокофьев Г.Ф. Интенсификация пиления древесины рамными и ленточными пилами. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 240 с. Prokof’yev G.F. Intensification of Wood Sawing with Frame and Band Saws. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1990. 240 p.

8. Свиридов Л.Т., Максименков А.И. Ленточнопильное оборудование для лесоматериалов: моногр. Воронеж: ВГЛТА, 2004. 239 с. Sviridov L.T., Maksimenkov A.I. Band Sawing Equipment for Timber: Monograph. Voronezh, VGLTA Publ., 2004. 239 p.

9. Феоктистов А.Е. Ленточнопильные станки. М.: Лесн. пром-сть, 1976. 152 с. Feoktistov A.E. Bandsaw Machines. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1976. 152 p.

10. Шилько В.К. Совершенствование двушкивных механизмов резания деревообрабатывающих ленточнопильных станков: дис. … д-ра техн. наук. Томск, 2005. 279 с. Shil’ko V.K. Improvement of Two-Beam Cutting Mechanisms of Woodworking Bandsaw Machines: Dr. Eng. Sci. Diss. Tomsk, 2005. 279 p.

11. Andersson C., Andersson M.T., Ståhl J.-E. Bandsawing. Part I: Cutting Force Model Including Effects of Positional Errors, Tool Dynamics and Wear. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2001, vol. 41, iss. 2, pp. 227–236. DOI: https://doi.org/10.1016/S0890-6955(00)00064-X

12. Andersson C., Ståhl J.-E., Hellbergh H. Bandsawing. Part II: Detecting Positional Errors, Tool Dynamics and Wear by Cutting Force Measurement. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2001, vol. 41, iss. 2, pp. 237–253. DOI: https://doi.org/10.1016/S0890-6955(00)00065-1

13. Bonac T. Bandsaw Mechanism. Patent CA no. CA 1071978 A, 1980. 13. Chen G.J., Ni J., Liu T.T., Chen H.P., Gong Y.P. Study on Optimizing the Process Parameters for the Band Saw Equipment. Applied Mechanics and Materials, 2013, vol. 328, pp. 208–212. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.328.208

14. Gendraud P., Roux J.-C., Berghau J.-M. Vibrations and Stresses in Band Saws: A Review of Literature for Application to the Case of Aluminium-Cutting High-Speed Band Saws. Journal of Materials Processing Technology, 2003, vol. 135, iss. 1, pp. 109–116. DOI: https://doi.org/10.1016/S0924-0136(02)01109-3

15. Kondratyuk A.A., Shilko V.K., Rudnev V.D. Estimation of Band Mill Traction Performances. Proceedings of the 8th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology (KORUS 2004). Tomsk, 2005, vol. 3, pp. 24–27.

16. Naguleswaran S., Williams C.J.H. Lateral Vibration of Band-Saw Blades, Pulley Belts and the Like. International Journal of Mechanical Sciences, 1968, vol. 10, iss. 4, pp. 239–250. DOI: https://doi.org/10.1016/0020-7403(68)90009-X

17. Sarwar M., Persson M., Hellbergh H. Wear and Failure Modes in the Bandsawing Operation when Cutting Ball-Bearing Steel. Wear, 2005, vol. 259, iss. 7-12, pp. 1144–1150. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2005.01.032

18. Sarwar M., Persson M., Hellbergh H. Wear of the Cutting Edge in the Bandsawing Operation when Cutting Austenitic 17-7 Stainless Steel. Wear, 2007, vol. 263, iss. 7-12, pp. 1438–1441. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2006.12.066

19. Thompson P.J. A Theoretical Study of the Cutting Action of Power Hacksaw Blades. International Journal of Machine Tool Design and Research, 1974, vol. 14, iss. 2, pp. 199–209. DOI: https://doi.org/10.1016/0020-7357(74)90027-4

20. Wei C.C., Chung H.Y., Zhang J.B. The Study of Band Sawing Vibration and Cutting Performance. Key Engineering Materials, 2015, vol. 642, pp. 236–241. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.642.236

Ссылка на английскую версию:

Plate Dampers in the Tensioning Units of Bandsaw Machines

PLATE DAMPERS IN THE TENSIONING UNITS OF BANDSAW MACHINES

Alexandr E. Alekseev, Doctor of Engineering, Prof.; ResearcherID: ABG-3167-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7164-5007
Igor O. Dumanskij, Candidate of Engineering, Assoc. Prof.; ResearcherID: AAH-8771-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9277-901X
Alexey V. Prokhorov, Senior Lecturer; ResearcherID: ABG-1913-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7592-0782
Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation; е-mail: a.alekseev@narfu.ru, i.dumanskij@narfu.ru, a.prohorov@narfu.ru

Abstract. The article analyses strengths and weaknesses of bandsaw machines. While analysing we have found the relationship between the weaknesses and the tension of a band saw. Its use as a cutting tool leads to a decrease in the lateral rigidity and stability of the cutting section on the pulling chain. This leads to fluctuations in the cutting width, a decrease in the geometric accuracy of sawn timber and an increase in the roughness of the side surfaces of a kirf. The main types of tensioning unit mechanisms, which strengthen the tension and maintain its stability during operation, are defined, and common design flaws are described. Oil-filled metal plate dampers promote space-saving and low-inertia dampers for bandsaw machines with any basic saw blade tensioning mechanisms. The influence of the device on the level of dynamic fluctuations of the tensile force caused by the artificial eccentricity of the tension pulley was studied. The efficiency was evaluated by computer oscillography of the tensile load sensor signal and subsequent computer processing of the obtained oscillograms. The effectiveness of using damper devices is confirmed by the quality of sawing, which is characterized by a lower level of roughness of the lateral surfaces of the cut while reducing the variation in thickness of a workpiece. Methods of eliminating flaws with different types of tensioning units are reviewed, and the effectiveness of using oil-filled plate dampers is evaluated. The article presents the research technique and parameters of the experimental unit as well as the conclusions on the effectiveness of damping devices.

For citation: Alekseev A.E., Dumanskij I.O., Prokhorov A.V. Plate Dampers in the Tensioning Units of Bandsaw Machines. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 142–149. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-142-149

Keywords: bandsaw machine, tension system, dampers, tensile load

---

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) license • The authors declare that there is no conflict of interest