Определение формы и размеров пильного аппарата

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПИЛЬНЫХ ЦЕПНЫХ АППАРАТОВ

Определение формы и размеров пильного аппарата

В зависимости от назначения и условий работы пильного цепного аппарата выбирается геометрическая форма пильной шины (рис. 1). Шины прямоугольной формы применяют на ручных инструментах, стационарных раскряжевочных установках и в механизмах пиления лесозаготовительных машин для валки деревьев. Шины с криволинейным несимметричным профилем применяются на валочных машинах, которые после спиливания производят направленную валку дере­ва, путем его поворота относительно недопила, например: ЛП-17, ЛП-49. Такая форма шины позволяет снизить вероятность воз­никновения сколов и отщепов комлевой части ствола дерева. На специализированных ручных моторных сучкорезках применяются короткие шины каплеобразной формы без направляющей ведо­мой звездочки. В зависимости от типа применяемой пильной цепи шины изготавливаются с направляющим пазом (для цепей с хвостовиками) или с направляющим гребнем (для цепей седлающего типа).

Для уменьшения потерь мощности на трение цепи о шину на носке шины устанавливаются направляющие звездочки или ролики, которые вместе с подшипниковым узлом крепятся с помощью заклёпок непосредственно на шине или на сменном элементе с пружинным амортизатором. На ручных моторных пилах, предназначенных для обрезки сучьев и работающих в сложных условиях пиления, пружинные амортизаторы не ставятся, так как при пилении носком шины они способствуют возникновению дополни­тельных ударных нагрузок, приводящих к резкому отбрасыванию шины (обратному удару).

Для определения размеров пильной шины и цепи составля­ется расчётная схема. Рассмотрим расчёт прямоугольного пильного аппарата (рис. 2.).

Межосевое расстояние цепной передачи

, мм, (3.1)

 

где L_p – длина рабочей части пильного аппарата, мм;

l – длина нерабочего участка шины в месте ее крепления (l =80…100 мм на ручных моторных пилах и сучкорезках, l =150…200 мм на валочных машинах и стационарных установках), мм;

a – зазор между пильной шиной и ведущей звёздочкой (a =20...30 мм), мм.

 

 

Рис. 3.1. Шины пильных цепных аппаратов:

а,б,в, г, д – прямоугольные; д - с криволинейным профилем

Рис. 3.2. Размеры пильного цепного аппарата

Длина рабочей части пильного аппарата ручных моторных пил, предназначенных для валки деревьев и раскряжёвки хлыстов, определяется из условия

, мм, (3.2)

где D_max – максимальный диаметр пропила, мм.

Длина рабочей части пильного аппарата машин, выполняющих валку с использованием ЗСУ, и стационарных раскряжевочных установок

, мм. (3.3)

На машинах, у которых пильный аппарат имеет специальную подвеску (ВМ-4А и др.), длина рабочей части пильного аппарата

, мм. (3.4)

Максимальный диаметр пропила D_max определяется по диаметру дерева на высоте груди D _1,3

, мм, (3.5)

где К_К – коэффициент, учитывающий форму комля (табл. 1.1).

На специализированных ручных моторных сучкорезках с высо­ким расположением рукояток длина рабочей части пильного аппарата

мм, (3.6)

где d_c – максимальный диаметр сучка в месте опиливания (150...200 мм), мм.

На ручных моторных сучкорезках с низким расположением рукояток длина рабочей части L_p≥2d_c.

Шаг пильной цепи определяется из условия

, мм (3.7)

Для цепных передач допускается принимать более мелкий шаг цепи до , что делает передачу более плавной при обходе цепи вокруг звёздочек. Поэтому на современных бензиномоторных пилах и лесозаготовительных машинах используют пильные цепи с более мелким шагом. Применяются пильные цепи со следующим средним шагом: 1/4^" – 6,35 мм, 0,325^" – 8,25 мм, 3/8^" – 9,53 мм, 0,404^" – 10,26 мм, 7/16^" – 11,11 мм, 1/2^" – 12,7 мм, 9/16^" – 14,29 мм (15 мм), 3/4^" – 19,05 мм (20 мм), 30 мм. Пильные цепи с шагом до 10,26 (0,404^") включительно применяются на бензиномоторных пилах, цепи с шагом 10,26 (0,404^") и более используются на самоходных и стационарных лесозаготовительных машинах.

В зависимости от назначения пильного аппарата выбирается тип пильной цепи. Цепи ПЦП рекомендуется устанавливать на ручных моторных пилах, предназначенных для раскряжевки хлыстов, в остальных случаях следует использовать универсальные цепи ПЦУ.

Ведущие звездочки пильных цепных аппаратов в зависимости от типа пильной цепи имеют определённый профиль (рис. 3.3).

Рис.3.3. Звёздочки пильных цепных аппаратов: а – для цепи с хвостовиками; б – для цепи седлающего типа

 

Число зубьев ведущей и ведомой звёздочек принимается в
диапазоне

На ручных моторных пилах принимают меньшие значения чисел зубьев, а на валочных машинах и стационарных ус­тановках – большие. Числа зубьев ведущей и ведомой звездочек обычно принимаются одинаковыми и по возможности нечетными. Параметры звёздочек определяются по следующим формулам:

– шаг зубьев звездочки по начальной окружности

, мм; (3.8)

– диаметр начальной окружности звездочек

, мм; (3.9)

– наружной окружности звездочек

, мм; (3.10)

где с - расстояние от линии центров осей боковых звеньев цепи до верхней точки выемки, мм.

Для цепей с хвостовиками величина с = 1...2 мм, а для цепи ПЦУ-30Б седлающего типа с = 9...10 мм.

Длина пильной цепи предварительно определяется суммированием всех размеров пильного аппарата при обходе по контуру

(3.11)

Для шин с криволинейным профилем длина цепи определяется с учётом радиуса кривизны шины. Полученная длина цепи коррек­тируется с учетом размеров блока цепи.

Длина блока цепи

l_бл= 12 t_Ц – для цепей типа ПЦП;

l_бл= 8 t_Ц – для цепей типа ПЦУ.

Количество блоков в цепи

(3.12)

Это значение округляется до ближайшего большего числа.

Длина цепи после корректировки

, мм.

После определения длины цепи корректируется величина межосевого расстояния цепной передачи (формула 10) и уточняются все остальные размеры пильного аппарата.

Длина пильной шины (без направляющего элемента)

, мм, (3.13)

где Δ – зазор между шиной и направляющим элементом звёздочки, мм (Δ=2...3).

Ширина пильной шины на разных участках изменяется и зави­сит от контурных обводов шины и размеров звездочки. На ручных моторных пилах и сучкорезках, на которых применяют цепи с хвостовиками, определение контура заходной части пильной шины производится построением кубической параболы. На пильных шинах без направляющего элемента носок шины строится по кривой эвольвенты круга (рис. 3.4). Контуры переходных линий между заходной частью и носком шины проводят радиусом 2900…3000 мм. Радиус изгиба рабочего участка криволинейной формы составляет 400…500 мм.

На участке захода цепи ширина пильной шины равняется диаметру наружной окружности ведущей звёздочки В_ш=D_н.

Толщина пильной шины выбирается из условия беззажимного движения ее в пропиле вслед за цепью и исходя из требуемой прочности и жесткости. Минимальная толщина шины в месте со­прикосновения ее с цепью (толщина беговой дорожки) принимает­ся равной сумме толщин среднего и боковых звеньев цепи при наличии хвостовиков, а для цепей седлающего типа толщина на­правляющего гребня равна толщине среднего звена цепи. На руч­ных моторных пилах толщина шины обычно постоянна и равна тол­щине беговой дорожки.

Толщина шины выбирается из условия

, мм,

где δ₁ и δ₂ – толщина боковых и средних соединительных звеньев цепи, мм;

b – ширина пропила, мм;

s – зазор между стенкой пропила и шиной, мм (s = 1,5...3,0 мм).