Способ подготовки рамных пил

Союз Советски кСоциапистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ и 901305(51) М. Кл,с присоелинениеи заявки Рй -С 21 0 9/24 Государственный комитет(23) Приоритет до делам изобретений н открытийОпубликовано 30. О 1. 82. Бюллетень4 Дата опубликования описания 30 О 1 82(72) Автор изобретения Е. Л. Ьогданов 71) Заявитель Центральный научномеханическо" следовательск бработки древ СПОСОБ ПОДГОТОВКИ РЛИНЫХ П 1 ным пилам, звестно, что в пр се пилен на режущеи напряжения от минимума оборот коле ной рамы. В полотном пи кают значит бусловленнь етрами сопр меет место начительные ях, име пил, азв ящи ия х имер леном, что по" ил, напзйся в зубьев полосовточных, заключ Изобретение относится к лесопильпромышленности, в частности к ромке пилы возникаютастяжения, изменяющиесядо максимума за одинчатого вала лесопильзоне сопряжения зуба сы (впадина зуба) возни -льные местные нанряжение геометрическими параяжения, т.е. в этои зон концентрация напряжений местные напряжения при повторно-переменных нагружен ющих место при работе рамных способствуют возникновению и тию усталостных трещин, прив к разрушению пил.Известен способ д ь местных напряжений н потно пилы проковывается или вальцуется по продольной полосе, касающейся оснований впадин всех зубьев.При этом в деформированной (прокованной или вальцованной) зоне в результате упруго-пластических деформаций возникают сжимающие напряжения, частично компенсирующие растягивающие напряжения, вызванные подготовкой пил к работе, силой натя- Ожения и силой резания 1,11. Иедостатки известного способа.заключаются в том, что компенсирующие напряжения создаются путем проковки или вальцовки с одинаковым . 5усилием по всей деформируемой полосе, при этом компенсация напряжений происходит только в .части зоныконцентрации напряжений, прилегающей к основанию впадины. В остальнойчасти зоны концентрации эта операция способ) приводит к увеличениюместных напряжений, В некоторых слу.чаях холодная пластическая обработ 901305ка 1 проковка нли вальцевание) режущей части полотна прямо способствует образованию трещин. Кроме того, вальцевание или проковка продольной полосы, касающейся оснований впадин всех зубьев, снижает жесткость режущей кромки пилы, что отрицательно сказывается на точности пиления.Известен также способ изготовления рамных пил, заключающийся в том, что, с целью повышения прочности пилы, проковке подвергают зону полотна, прилегающую к криволинейному участку впадины каждого зуба, причем степень проковки изменяется вдоль данного участка с максимальным значением в его середине Я .Недостатком известного способа является то, что в полотне пилы задаются компенсирующие напряжения, которые снижают только среднее напряжение цикла, однако коэффициент концентрации напряжений и амплитуда цикла напряжений остаются неизменным. Величина компенсирующих напряжений сжатия не должна превышать минимальные напряжения растяженияна режущей кромке пилы, возникающие при пилении стандартными,рамными пилами в начальный период холостого хода пил. Нормальная составляющая силы резания, возникающая при пилении стандартными рамными пилами в начальный период холостого хода, является силой отжима, и напряжения растяжения на режущей кромке при этом имеют значительную величину, Эти напряжения компенсируют с помощью известного способа.Предусматривается использование специальных рамных пил, обеспечивающих получение опилок, пригодных для варки целлюлозы.При пилении такими пилами, особенно мерзлой древесины, напряжения растяжения на режущей кромке в начальный период холостого хода минимальны по величине, а в некоторых случаях приобретают даже отрицательную величину, т.е. переходят в напряжения сжатия. Компенсировать эти напряжения или вообще невозможно, или не имеет смысла ввиду их малой величины. Кроме того, .как уже указывалось, проковка режущей кромки пилы может в ряде случае способствовать образованию трещин.Известен также способ для уменьшения местных напряжений, в котором для .снижения концентрации напряжений35 40 45 50 55. быть натянуты, причем для обеспечения требуемой жесткости наибольшие 5 10 15 20 30 в зоне впадины использованы разгрузочные компенсаторы в .виде отверстий. Пила состоит из полотна, зубьев, оснащенных твердым сплавом, и компенсационных отверстий, расположенных по периферии 31;Недостатком известного решения является неоптимальный выбор формы компенсационных отверстий и их расположения относительно режущей кромки, Большие расстояния между отверстиями и сужение их к центру пилы приводит лишь к незначительной разгрузке напряжений по контуру впадин, а опасность появления трещин у самих отверстий резко возрастает. Кроме того, пила в процессе эксплуатации многократно перетачивается, в результате чего компенсационные отверстияв конечном итоге могут очутиться на контуре режущей кромки, что совершенно недопустимо.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- . мому результату является способ термопластической обработки дисковых пил, включающий создание предварительных напряжений в периферийной зоне пил методом термической обработки. В результате термической обработки в периферийной зоне создаются напряжения сжатия, которые ослабляют растягивающие напряжения, возникающие в процессе пиления, и предотвращают зарождение и развитие усталостных трещин 41 .Недостатком известного способа является то, что создание компенсирующих напряжений на всей периферийной зоне пилы не снижает коэффицнент концентрации напряжений, возникающих в пиле в процессе эксплуатации. Коэффициент концентрации определяется геометрическими параметрами сопряжения зубьев с полотном, неоднородностью структуры металла 1 наличием дислокаций), а также внутренними напряжениями на локальных участках полотна, которые в ряде случаев способствуют перераспределению силовых линий и, соответственно, увеличивают или уменьшают величину максимальных;напряжений,Кроме того, для обеспечения нормальной работы рамных пил они должны напряжения рас.яжгния должна н пытывать режущая кромка, Создание.напря25 40Напряжения растяжения в указанной зоне задаются термопластическим методом путем ее нагрева, например газовой горелкой или лучом лазера. Температура нагрева указанной зоны для 4ч инструментальных углеродистых сталеио находится в пределах 350-600 С. Верхний предел рабочего интервала ограничивается практически температурой отпуска так как дальнейшее повышеФ50 ние температуры вызывает снижение твердости, что недопустимо. Нижний предел рабочего интервала ограничич вается температурой, соответствующеи началу появления упруго-пластических55 деформаций, Повышение температуры нагрева в указанных пределах приводити к увеличению остаточных напряжении в обрабатываемой зоне. жений сжатия по всей периферийной(режущей) зоне пилы уменьшает жесткость режущей кромки и, соответственно, снижает точность пиления,что недопустимо, 5Цель изобретения - снижение концентрации напряжений и повышениепрочности рамных пил.Указанная цель достигается тем,что в способе подготовки рамных пил, 1 Овключающем создание предварительныхнапряжений в периферийной зоне пилМетодом термопластической обработки,термопластическую обработку производят в зоне основания зуба на участке 15в форме эллипса, вытянутого вдольпилы, причем малая ось эллипса расположена от центра криволинейногоучастка контура впадины на расстоянии а - /2, где- шаг зуба. 20Исследования напряженного состояния рамных пил, проведенные поляризационно-оптическим методом, показывают, что наиболее оптимальная формазоны компенсирующих напряжений -эллипс, большая ось которого равнаО, 8 ( - 1, 5 й), а малая - О,4 (1,5 В), где К - радиус закруглениямежзубовой впадины. Такая форма расположения зоны позволяет не только сни- З 0жать максимальные напряжения растяжения в, основании межзубовой впадины путем их компенсации, но и,главным образом, наиболее эффективно создать эффект разгрузки за счет35перераспределения силовых линий поля напряжений, что позволяет дополнительно значительно уменьшить коэффициент концентрации напряжений. На чертеже изображена схема распо" ложения зоны нагрева относительно зуба пилы.П р и м е р . Производят подготовку рамных пил по ГОСТ 5524-75 .с шагом 26 мм и толщиной полотна 2,2 мм, изготовленных из стали 9 ХФ. Нагрев обрабатываемых зон осуществляется кислородно-ацетиленовым пламенем с помощью газовой горелки типа звездочка. Температуру нагрева контролируют с помощью пирометра и она составляет 500-550 С. Такой температуре соответствует темно-красный цвет каления стали 9 ХФ. В зоне нагрева после ее остывания устанавливается синий цвет побежалости. Нагрев зон в основании зубьев во избежание обезуглероживания поверхностного слоя производится нейтральным пламенем или с небольшим избытком ацетилена. За счет совмещения за одну установку пилы нагрева зон в основании зубьев с наплавкой стеллита на режущую часть удается снизить трудоемкость подготовки пилы по предлагаемому способу до минимума. В процессе эксплуатации пила многократно перетачивается, в результате чего месторасположение обрабатываемой зоны относительно зуба меняется, Допустимым является смещение зоны до положения, когда линия, соединяющая основания впадин зубьев, занимает положение касательной к эллипсу.в нижней его точке показано на чертеже пунктиром). После этого процесс нагрева обрабатываемых зон повторяют. Обычно повторный нагрев указанных зон совмещают с очередной наплавкой стеллита на острие режущей части зуба.Производственные испытания рамнйх ;пил, проведенные в зимний период при распиловке мерзлой древесины, ,когда аварийный расход пил в общем случае достигает максимума, показывают, что количество обрывов полотен пил, обработанных по предлагаемому способу, сократилось в 2-3 раза. Экономический эффект от применения предлагаемого способа подготовки полосовых пил складывается из сокращения расхода пил и улучшения использования оборудования за счет уменьшения простоев на замену оборванных пил и составляет свыше 1 руб,на одну пилу.901305 Формула изобретения Составитель А.ДенисоваРедактор С.Крупенина Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Фере аказ 12303/24Тираж 586 ф Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фили Способ подготовки рамных пил,включающий .создание предварительных напряжений в периферийной зоне пил методом термопластической обработки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения концентрации, напряжений в основании впадин зубьев и повышения прочности пил, термопластическую обработку производят в зоне основания зуба на участке в форме эллипса, вытянутого вдоль пилы, малая ось которого располо жена от центра криволинейного участка контура впадины на расстоянииа = 1/2, где 1 - шаг зуба,5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Деревообрабатывающая промышленность . 1962, Р 4, с. 10-11.2. Авторское свидетельство СССР 1 о У 724286, кл. В 27 В 33/04, 1978,3, Патент США 9 2667094, 143-137,1970.4. Авторское свидетельство СССР11 554302, кл. С 21 0 9/24, 977.