Способ резания древесины и устройство для его осуществления

Союз Севвтских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕИЛЬСТВУ и 1884628(51)М. Кл З А 01 6 23/08 Государственный комитет СССР по делам изобретениИ и открытий(72 Авторы В.З.Матюшкин и Р.Люманов изобретени ентральный научно-исследовательский онструкторский институт механизациилесной промышленности) СПОСОБ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ И УСТРОИСТВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯсдвигомой части путем вом хо е суудзам 5 вэа чем сво е- по 15 20,увасх 0 Изобретение относится к леснойпромышленности и может быть использовано при резании древесины.Известен способ резания древесины,включающий надвигание на древесинуразнесенных по высоте ножей (1,Недостатком известного способа является то, что при синхронном движении ножей на их передних гранях происходит сжатие волокон древесины, авыброс перерезанных частей древесины затруднен.Наиболее близким техническим р шением к предлагаемому является ссоб резания древесины, включающийнадвигание на древесину разнесенныхпо высоте ножей, совершающих возвратно-поступательное движение в направлении резания 2Недостатком этого способа является то, что в результате сжатия древесины на передних гранях ножей, их боковых поверхностях возникают значительные усилия, которые вызывают появление сколов в древесине.Цель изобретения - уменьшение усилия резания и ликвидация сколов древесины.Указанная цель достигается тем, что возвратно-поступательное движение ножей о ществляется сопо фазе, а аление отколотдревесины и зоны резания ыноса ее нож и при возврати дпоследнихПредлагаемый способ осуществляется устройством, в котором державкавыполнена с направляющими, в которыхустановлены ножи, а приводной валснабжен дополнительным кулачком дляимодействия со вторым ножом, прикулачки привода ножей смещеныими выступами по отношению другк другу на угол 10-180 . Кроме того,режущие кромки ножей выполнены зубчатыми, а передние грани ступенчатыми, причем передняя грань каждойступени имеет угол наклона к плоскости резания меньше, чем угол наклона задней грани соответствующейступени,На фиг.1 изображено устройстводля осуществления способа резаниядревесины, вид сверху; на фиг,2разрез А-А на фиг.1; на фиг.Зразрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 .; разрез В-В на фиг.З на фиг.5 - вариантстройства с вибраторами;на фиг.6риант выполнения ножа; на фиг.7ема резания древесины, 884628Устройство 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 б для установки в них ножей 2и 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 4для вращения валов 10, установленных в подшипниках 11, На валах 10при помощи механического соединенияустановлены эксцентрики 12 и 13, . 15причем они расположены по отношениюдруг к другу с поворотом на определенный угол, например на 180 О(Фиг,3). Эксцентрики 12 и 13 входятв соответствующие отверстия 14, вы- ополненные в ножах 2 и 3. На боковыхсторонах державки 1 при помощи,болтов 15 установлены пластины 16,препятствующие возможному боковомусдвигу ножей 2 и 3. Ножи выполненыс поднутрениями 17.В другом варианте устройствавместо эксцентриков 12 и 13, привода 4,. пружин 9 в пазах 18 (фиг,5)державки 1 с тыльной стороны ножейустанавливаются вибраторы 19.Ножи могут быть выполнены с зубцами 20 (Фиг.б), расположеннымивдоль режущей кромки 21, и ступеньками 22 на передней грани. Ступеньки 22 на передних гранях выполненытаким образом, что их передняя грань23 наклонена под меньшим угломкплоскости резания, чем угол у", образованный задней гранью 24 ступеньки и плоскостью резания. Угол о на Оходится в пределах 10-40 , угол у(85-135). Величина угла Ы, выбранаао оптимальным условиям резания, аугла 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. ) межцу ножами принимается равным отЗО0,751 до 41, где 1 - 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 внаправляющих б державки 1 в направлЕ- онии резания. Для уменьшения динамических сил, возникающих между,эксцентриками 12, 13 и ножами 2 и 3;служат пружины 9, которые также способствуют 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 Чо (фиг,7) по отношению к державке внедряется в древесину соскоростью Чр+Ч на величину й 8," второй нож, например 3, отходйт от древесины со скоростью Чо "Чр.Величины скоростей Чр и Ч подбираются таким образом, чтобы скорость Ч ото носительного движения Ножа к державке 1 была намного больше величины скорости Чр поступательного движения державки (или движения надвигания) . Нож 2, внедряясь в древесину на заданную глубину й (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 сде" лать свой надрез 26. Таким .образом, ножи попеременно входят в древесину, ее отколотые части 27 подхватываются 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 надвигания Чо державки 1, относительная скорость движения Чд ножей по отношению к державке 1.Глубина надрезания Ь для получения оптимальных усилий на ножах при их достаточно высокой частоте колебания находится в пределах (0,8- 1,4)Ь, где й - теоретическая глубина надрезания, при которой произойдет скалывание стружки между ножами,Теоретическая глубина радрезания определяется по формуле 181и соя Ф(Ьо ЮД)1Ю( , 1+ц,р(,р.)где ь 8 н впредел прочности древесины на скалывание Я(вдольволокон);Ы,- расстояние между плоскос.тями резаниясф - угол резания ножей;й - коэффициент трения междудревесиной и переднейгранью резца;бц - временное сопротивлениедревесины смятию;Угол сдвига без движения ножейподбирается таким образом, чтобыпри внедрении в древесину одного изножей и формировании своего надрезавторой нож с запаздыванием ",подходилк выполненИю своего надреза, кактолько первый нож начинает отходитьазад. Для соблюдения этой схемы резания диапазон угла сдвига фаз движения ножей находится в пределах от10 до 180.11 редлагаемый способ и устройстводля его осуществления могут быть применены при срезании деревьев лесосечными машинами, раскряжевке древесины,11 редварительный расчет экономическойэффективности применения предлагаемого способа применительно к машинамтипа Л 11-19, показывает, что годовойэкономический эффект от внедренияспособа и устройства для егоосуществления может быть равным около 1000 р. на одну машину,Формула изобретения1. Способ резания древесины,преимущественно поперек ее волокон,включающий надвигание на древесинуразнесенных по высоте ножей, совершающих возвратно-поступательное дви:жение в направлении резания, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения усилий резания и ликвиЪС дацни сколов древесины, возвратнопоступательное движение ножей осуществляется со сдвигом по фазе, аудаление отколотой части древесиныиз зоны резания - путем выноса еемежду ножами при возвратном ходепоследних,2. Устройство для осуществленияспособа 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 ножейотносительно державки, о т л и ч а Йщ е е с я тем, что державка выполнена с направляющими, в которыхустановлены ножи, а приводной валснабжен дополнительным кулачком длявзаимодействия со вторым ножом, причем кулачки привода ножей смещенысвоими выступами по отношению другк другу на угол 10-180 О,3. Устройство по п, 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что режущиекромки ножей выполнены зубчатыми, апередние грани ступенчатыми, причемпередняя грань каждой ступени имеетугол наклона к плоскости резанияменьше, чем угол наклона задней гра"яи соответствующей ступени.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 7 30329, кл, А 01 С 23/08 1978,2.Авторское свидетельство СССРР 6517 56, кл. А 01 С 23/08,1977 (прототип) .Ф884628ВНИИПИ Тирам илиал ППП "Патент",