Способ поперечной инерционной распиловки лесоматериалов круглыми пилами

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 51) 4 хаий ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 07.12.87. Бюл.45 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторски институт механизации и энергетики лесной промышленности(54)(57) СПОСОБ ПОПЕРЕЧНОЙ ИНЕРЦИОННОЙ РАСПИЛОВКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ КРУГЛЫМИ ПИЛАМИ, включающий надвиганиепилы, контроль момента завершения реза, выдачу команды на останов надвигания и отвод пилы с упреждением навремя, проходящее от подачи командыдо останова пилы, и осуществлениеотвода пилы, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения производительности, во время пиления контролируют знак производной потребляемойприводом пилы энергии по времени,а выдачу команды на останов надвигания и отвод пилы производят в моментизменения знака этой производной.Изобретение относится к лесной деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в круглопильных станках.Цель изобретения - повышение про изводительности.На фиг. 1 схематично изображено устроиство, работающее по предлагаемому способу, вариант, на фиг. 2 примеры графиков изменения во време ни нагрузки привода резания, например тока электродвигателя, при распиловке лесоматериала, например, диаметром Й, и ЙУстройство включает пилу 1, элект родвигатель 2 привода пилы 1, раму 3 и связанный с нею, например, шарнирно шток гидроцилиндра 4 надвигания пилы 1. В цепь питания электроДвигателя 2 включен блок 5 измере ния производной потребляемого им тока, выход которого соединен с одним входом усилительно-сравнивающего блока 6, второй вход которого соединен с источником 7 опорного сигнала, а выход блока б - с блоком 8 коммутации, к которому подключен исполнительный механизм 9.На фиг. 2 позициями 10-13 обозначены кривые зависимостей тока от вре-, 30 мени для двух разных диаметров лесоматериала.Блок 5 измерения производной то- ка может быть выполнен, например по схеме, которая включает три транс форматора тока, трехфазный выпрямитель и индуктивно-резисторный мост с выходным трансформатором, сигналом на вторичной обмотке которого явля 40 ется величина производнои тока(сП/с 1 г;) .Источником 7 опорного сигнала мо,жет служить, например, стабилитрон, В качестве усилительно-сравнивающего блока 6 используется компаратор. 45 Блок 8 коммутации может быть выполнен на базе реле. В качестве исполни тельного механизма 9 может быть использован гидрораспределитель с электрическим управляющим органом, 50 например электромагнитом.Кинематически пила 1 взаимодействует с распиливаемым лесоматериалом таким образом, что направление подачи осуществляется, например, сбоку (как 55 это показано на фиг. 1) но может быть и снизу, как это имеет место, например, в триммерных установках Способ осуществляют следующим образом.Надвигание пилы 1, имеющей значительную инерционную массу. вращения, начинают с большой скоростью подачи, определямой конструкцией пильного аппарата. Например, для пилы, имеющей пильный диск диаметром 1500 мм и толщиной 5,5 мм, при скорости вращения 980 об/мин скорость подачи составляет 1,0 м/с. В этом случае происходит интенсивный расход кинематической энергии, накопленной маховымимассами механизма резания, что вызывает рост нагрузки в источнике механической энергии, например тока в электродвигателе 2. Характер изменения этой нагрузки показан на фиг. 2 примерами графиков нарастания тока от величины тока холостого хода (ь) до максимального значения дляданного диаметра (или х кривые 10 и 11 - и убывания тока от 1 м с до 1 х - кривые 10 и 13 после завершения пропила.Как видно из графиков, их экстремумы нарастания тока (зоны А и В) близко совпадают по времени с моментом завершения пиления образцов лесоматериалов диаметром й, (зона А и с 12 (зона В)При этом производные тока (кривые 10 и 11) до точек перегиба в зонах А и В больше нуля, а производные тока (кривые 12 и 13) после точек перегиба в зонах А и В меньше нуля.В таблице приведены результаты расчета величины отношения моментапри котоРом нагрузка двигателя принимает максимальное значение, к моменту с ср окончания реза для пилы, имеющей диаметр 1,5 м, толщину 5 мм, число зубьев 72, ширину пропила 8 мм, инерции 18,4 кгм , электродвигатель мощностью 23 кВт со скоростью вращения 930 об/мин.На основании результатов расчета можно сделать вывод, что момент изменения знака производной нагрузки источника энергии привода инерционной круглой пилы при широком диапазоне изменения условий резания и рабочих сксростей подачи пилы, совпадает с моментом окончания резания круглых лесоматериалов с упреждением на 1-6%. Для рассмотренного примера максимальное упреждение составляет 0,036 с (диаметр реза 0,6 м), ско3 13572рость надвигания 1 м/с). Время срабатывания электромагнитов золотников не менее О, 1 с, Таким образом,даже максимальное упреждение моментавыдачи сигнала на останов надвиганияменьше минимального времени срабатывания электромагнита ,золотника, ирез обязательно будет завершен.Метод фиксации изменения знакапроизводной источника энергии привода инерционной пилы позволяет создать целый ряд устройств, сигнализирующих о моменте окончания резания.Способ пригоден только для механизмов резания, использующих в процессе пиления не менее 50 Х кинетической энергии, накопленной междурезами, т,е. для инерционных механизмов, как это имеет место длякруглых пил большего диаметра, работающих с большими скоростями надвигания порядка 0,5-1,0 м/с. Именнопри таких режимах работы момент времени изменения знака производной нагрузки практически совпадает с моментом завершения резания,Напротив, в случаях, когда пилениепроизводят, в основном, эа счет источника механической энергии без еепредварительного аккумулирования маховыми массами, как это имеет местопри использовании, например, цепныхпил, характер изменения нагрузкиисточника механической энергии практически совпадает во времени с характером изменения высоты пропила.Следовательно, приводная этой нагрузки изменяет свой знак приблизительно в середине пропила и для этихслучаев предлагаемый способ непригоцен.Производную, т.е. скорость изменения нагрузки источника механической энергии, а в рассматриваемом варианте производную тока электродвигателя 2, измеряют с помощью блока 5. 26 отрицательным, что означает сменузнака производной изменения тока вдвигателе 2, на выходе блока 6 появится сигнал, который включит релеблока 8 коммутации, а это реле всвою очередь включит электромагнитгидрораспределителя, который переключит работу гидроцилиндра 4 из режима подачи в режим отвода рамы 3 спилой 1,Таким образом, способ позволяетиосуществлять реверсирование направления пилы при фактическом завершении пропила 1,положение 11 на фиг. 1),а не в момент (положение 1 на фиг,1)воздействия элементами пильного аппарата на путевой датчик, положениекоторого соответствует максимальновозможному диаметру лесоматериала,распиливаемому на данном пильномаппарате, как это имеет место при,использовании известных способов.При этом в сравнении с такимиспособами исключается холостой путьнадвигания пилы, складывающийся изпути подачи пилы от точки выхода изпропила до путевого датчика и путиотвода пилы от этого датчика доточки выхода ее из пропила, чтоприводит к сокращению в среднем на30-407 рабочего цикла надвиганияпилы. Это, в свою очередь, позволитполучить выигрыш в производительности устройства, работающего по пред.лагаемому способу,Получаемый сигнал с выхода блока 5 подают на первый вход усилительнойравнивающего блока 6, где его после 50,усиления сравнивают с опорным сигналом, поступающим на второй вход блока б от источника 7 опорного сигнала 1. Величину опорного сигнала устанавливают такой, чтобы она соответствовала нулевому значению производнойтока двигателя 2, При этомна выходе блока 6 сигнал будет равеннулю до тех пор, пока производнаятока двигателя 2 не станет отрицательной, т.е. до тех пор, покаэлектродвигатель 2 не начнет разгонять пилу 1, что практически соответствует моменту завершения резанияНо как только этот сигнал станет1357226 Скорость подачи пилы, м/с 1,0 0,8 0,7 0,9 1,38-2,78 0=0,5 0,93-1,85г 0,66-1, 31 д = 0,6 О, 69-1, 31 0,97-0,99 0,97-0,99 0,96-0.,98 0,96-0,99 д = 0,5 0,95-0,98 с =0,6 0,96 0,98 0,97 0,95-0,99 0,95-0,99 0,66-. 2,81 0,67-2.,79 11 араметры способао С при:ар срс 1 =0,4 спри:сУР максй = 0,4 сс 1 р макс срр максдр са. 0,96-0,98 0,95-0.98 0,94-0,97 0,94-0,98 0,69-2,78 1,37-2,79 0,96-1,85 0,67-1,31 0,95-0,980,97 1,36-2,81 0,91-1,85 1,36-2,83 0,91-1,85 0,66-1,31 0,98-0,99 0,97-0,99 0,96-0,98 0196 0999 0,66-2,83