Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения жесткости круглой пилы

Изобретение может быть использовано в деревообрабатывающей отрасли промышленности и предназначено для повышения устойчивого состояния круглой пилы в процессе работы путем повышения жесткости полотна круглой пилы.

Известно устройство для создания термопластических напряжений в пильном диске круглой пилы путем равномерного нагрева зоны пильного полотна по заданному кольцевому следу на всю глубину теплового следа и по всей окружности следа на диске пилы, обеспечивающего термопластическое деформирование материала в обрабатываемой зоне и создание остаточных напряжений в пильном диске (Пат. RU 2434952 С1 МПК C21D 9/24, H05B 6/02, 2010).

Недостатком приведенного устройства является сложность применения, недостаточная жесткость полотна пилы по отношению к нормальным воздействиям возмущающих усилий на диск пилы в процессе резания.

Известен способ термопластического деформирования металлов, заключающийся в локальном нагреве заготовки источником нагрева и последующем ее деформировании (А. с. SU 1245391 А1 МПК 4B21 J 1/04).

Недостатком приведенного способа является применение контактного способа нагрева и сложность его применения для деформирования круглых пил.

Известен кольцевой способ натяжения пильного диска круглой пилы прокатыванием по концентрическим окружностям с помощью вальцовочных роликов на специальных вальцовочных станках. Натяжение в полотне пилы создается за счет отталкивания концентрических колец пильного полотна друг от друга. (Стахиев Ю.М. Устойчивость и колебания плоских круглых пил. - М.: «Лесная промышленность», 1977, 245-251 с.).

Это способ наиболее близок к заявленному решению и принят за прототип. Недостатками прототипа является применение контактного механического воздействия вальцовочных роликов на полотно пильного диска круглой пилы, что приводит к "уламыванию" металла по вальцовочной линии и недостаточная жесткость полотна пилы по отношению к нормальным воздействиям возмущающих усилий на пилу в процессе пиления.

Изобретение направлено на решение задачи повышения жесткости круглой пилы. Технический результат заключается в создании кольцевых ребер жесткости в заданных зонах диска пилы, повышении жесткости и динамической устойчивости пилы.

Повышение жесткости круглой пилы обеспечивается вальцеванием полотна пилы роликами по заданным кольцевым зонам с опережающим индукционным нагревом материала перед фронтом рабочей поверхности ролика до состояния пластификации материала в зоне нагрева, формированием ребер жесткости и обеспечением сплошности материала полотна пилы в зоне вальцевания, ширина локального кольцевого следа нагрева превышает след вальцевания в 2-2,5 раза, а высота ребра жесткости меньше величины уширения зубчатой кромки на сторону, при этом усилие прижима вальцовочного ролика на полотно пилы P_p определяется выражением:

P_p≥σ_T,0,2,

где σ_T,0,2 - предел текучести материала диска пилы при температуре зернограничного плавления металла, Па.

Пример:

Для круглой пилы, изготовленной из стали 90ХФ:

На фиг. 1 показан диск пилы с кольцевыми ребрами жесткости и канавками, на фиг. 2 - вид А - участок зоны вальцевания с ребрами жесткости, канавками и вальцовочными роликами, на фиг. 3 - вид B - участок зоны вальцевания с ребрами жесткости и канавками, на фиг. 4 - вид C - круглая пила с зонами нагрева и вальцевания.

Способ осуществляют следующим образом: круглая пила 1 c зубчатой кромкой 2 устанавливается в узел привода вальцовочного устройства 3, обеспечивающего скорость вращения диска пилы без нарушения сплошности («уламывания») металла по линии вальцевания. В зоне вальцевания обеспечивают прижим роликов 4, симметрично расположенных по обе стороны полотна пилы, с усилием P_p, включают индукционный источник бесконтактного нагрева 5, установленный перед фронтом рабочих поверхностей роликов и осуществляют вращение пилы. Скорость надвижения полотна пилы на контактную поверхность роликов соответствует интенсивности нагрева по следу 6 таким образом, что в области контакта ролика с полотном на локальном участке перед роликом пила нагревается по всей толщине до температуры зернограничного плавления металла, при которой усилие прижима роликов на полотно пилы P_p превосходит предел текучести материала пилы σ_T,0,2 и происходит пластическая деформация с выдавливанием части материала пилы роликами с формированием кольцевых ребер жесткости 7 и канавок 8.

В качестве источника нагрева применяют индуцирующий проводник. Индукционный нагрев обеспечивает быстрый, практически мгновенный по всей толщине нагрев локальной зоны полотна пилы до состояния пластификации материала.

Предложенное техническое решение позволяет повысить жесткость и динамическую устойчивость круглой пилы.