Проблемы рамного пиления

Рамное пиление — один из самых старых видов механического пиления. Первые пилорамы имели привод от водяного колеса.С появлением паровых машин рамное пиление прочно заняло первое место. Целый век этот вид пиления оставался основным видом распиловки, несмотря на появление дискового и ленточного пиления. Эти позиции могли бы и дальше оставаться незыблемыми, если бы проводились работы по уменьшению величины пропила. Пропил в 4–5 мм, в условиях постоянного роста цен на древесину, делает рамное пиление нерентабельным.

Но не все так плохо. Можно утверждать, что рамное пиление — самый эффективный метод пиления. Качество пиления не хуже, чем на ленточных пилорамах. Производительность может достигать 80 кубов круглого леса в смену.

Проблемы рамного пиления.

Одно из самых важных условий обеспечения правильной работы рамной пилы — выбор режима подачи. Рассмотрим графики нагрузки, возникающей во время пиления при различных подачах (при условии, что пилы имеют правильный наклон и пилорама в полном порядке).

На рис. 1 показан график нагрузки при подаче 1 мм на ход пилы. Участок 00-1 на графике — это зона свободного пиления. Пиление происходит при нагрузке холостого хода. Уникальность рамной пилорамы в том, что она обладает большим запасом потенциальной энергии. Пильную рамку с пилами, масса которой около 100 кг, поднимают на высоту 0,5– 0,8 м. Затем она свободно движется вниз со скоростью около 10 м/с. Это дает возможность резать при нагрузке холостого хода гораздо больший диапазон леса, чем для ленточных и дисковых пилорам. Постоянная линейная скорость пилы позволяет обеспечить точность и качество пропила.

Участок 1-2-3-4 — зона нижнего зажатия пил. Пиление происходит с возрастающей нагрузкой. При подходе к нижней мертвой точке падает линейная скорость, и бревно поджимает пилы.

Участок 4-360° — это зона свободного обратного хода пил.

При подаче 10 мм на ход (рис. 2) зона свободного пиления уменьшается до 90°. Это значит, что качество пиления уменьшилось на 50%. Зона нижнего зажатия пил (1-2-3-4) увеличилась. На участке 4-5-6 происходит выдергивание заклиненных пил из нижней мертвой точки. Эта зона появляется при подаче более 3 мм на ход. Конечно, это не улучшает процесс пиления и не лучшим образом действует на механизм пилорамы. Пилы также испытывают нежелательную нагрузку.

При подаче 40 мм на ход (рис. 3) есть все, кроме пиления. Мы видим выдергивание пил из верхней мертвой точки, плавно переходящее в заклинивание в нижней мертвой точке. Можно уверенно утверждать, что подача 40 мм на ход не может быть реализована на практике.

Оптимальная подача для рамного пиления традиционными пилами составляет 1 мм на ход пил. При пилении леса диаметром 400 мм производительность пилорамы составит 22 м3по круглому лесу за 8-часовую смену.

Отметим еще две проблемы рамного пиления: рубку и зажатие пил.

При задержке подачи во время подъема пилы отрываются от пропила. Во время опускания пильной рамки происходит рубка, т. е. удар пилы о бревно. При распиливании твердых пород дерева это приводит к серьезным поломкам. Появляется биение, гнутся рамки, пилораму даже может сорвать с анкеров. Имитировать движение рамных пил по эллиптической траектории при помощи простого наклона пил невозможно. Все равно остается проблема отхода пил от пропила, что приводит к рубке.

В нижней мертвой точке происходит зажатие пил (участок 1-2-3-4 на рис. 1 и рис. 2). Бревно начинает давить на верхнюю часть пилы с большим усилием, в несколько раз превышающим усилие при пилении. Рычаг R, который возникает в результате наклона пил (рис. 4), увеличивает нагрузку на пилу. Так как на пилорамах типа Р63 угол наклона не фиксируется, бревно начинает «выравнивать» пилы, что приводит к их уводу. Как следствие — деформация пил, плохой рез, порыв пил. На пилорамах типа Р63 пилы наклонять нельзя, да и на пилорамах типа Р75 это ни к чему хорошему не приводит.

Пилы «Каскад»

Рамное пиление не развивается и остается практически неизменным со времен первого паровоза. Толщина рамных пил, величина развода, шаг и форма зуба остаются постоянными уже многие годы. Однако улучшение процесса пиления на рамных пилорамах возможно путем совершенствования инструмента. Рассмотрим новую разработку в этом направлении.

Рамные пилы «Каскад» (рис. 5) имеют принципиальные отличия от традиционных рамных пил. Для обеспечения свободного выхода пил из пропила у них сделан уклон по режущей кромке пилы. Верхняя режущая часть рамной пилы шире на 20 мм, чем нижняя. Развод пил — до 0,7 мм на сторону с чередованием зубьев «правый, левый, прямой». Нормальный развод: 0,5 мм для сосны и 0,3 мм для дуба. Контролируют развод при помощи индикатора.

Работа рамной пилы «Каскад» имеет существенные преимущества.

1. Тонкий пропил (2,4–3 мм).

2. Расчетная подача может доходить до 6 м/мин. Рекомендуемая скорость подачи при распиловке твердых пород дерева — 1 м/мин, мягких пород — 2 м/мин.

Производительность составляет около 54 м3 леса в смену.

3. Низкое энергопотребление — около 4 кВт на куб распиливаемого леса.

4. Высокое качество пропила, практически такое же, как у ленточных пил.

5. Наработка без заточки до двух рабочих смен.

Добавив зубья по затылку пилы (рис. 6), мы получим аналог пил с тепловыми вырезами и подрезными ножами. Зубья по затылку пилы имеют развод «два прямых, два разведенных по 0,5 мм на сторону», что исключает зажатие пилы в пропиле и уменьшает ее нагрев во время работы. Также задние зубья улучшают качество поверхности распила и вынос опилок.

Настройка пилорамы

Рамные пилы «Каскад» не нуждаются в наклоне. Верхний и нижний захват устанавливают по центру накладок рамной пилы. Основным элементом настройки рамной пилорамы является установка става пил перпендикулярно направлению подачи бревна. Простым и правильным будет настройка при помощи лазерного указателя (рис. 7).

На рамную пилу, со стороны базы, устанавливается лазерный указатель. Проводится замер расстояния луча до края рельсового пути. Замер проводится в двух точках: в начале рельсового пути и перед пилорамой. Необходимо выставить базу таким образом, чтобы эти размеры были равны друг другу. Эти замеры проводятся на верхней и нижней базе.

На следующем этапе необходимо правильно подготовить разлучки. Их изготавливают из разных материалов. Самые удачные разлучки изготавливаются из метала. Можно обеспечить достаточную точность размеров, параллельность по длине разлучки, долговечность. Кроме того, металлические разлучки не забиваются опилками. В качестве заготовки для металлических разлучек удобно использовать толстостенную трубу.