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 путём повышения жесткости пильного диска пилы.

Известен способ натяжения пильного диска круглой пилы проковкой по предварительно размеченным секторам с формированием вдоль радиусов диска пилы зон пластической деформации металла. Натяжение в полотне пилы создается вследствие отталкивания секторов пильного полотна друг от друга. (Якунин, Н.К. Подготовка круглых пил к работе / Н.К. Якунин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Экология, 1991. - 288 с.).

Недостатком приведённого способа является применение контактного механического воздействия на материал полотна круглой пилы, приводящее к возникновению выпучин и хребтов в полотне пилы, что требует дополнительной правки пильного полотна.

Известен способ термопластического натяжения пильного диска круглой пилы, включающий формирование вдоль радиусов диска пилы зон пластической деформации металла посредством одновременного нагрева локальных зон пильного диска круглой пилы по радиусам, разделяющих диск на секторы с последующим охлаждением зоны диска пилы по тепловому следу до температуры ниже 350°С (RU 268521 C1, 15.06.2018).

Недостатком приведённого решения является сложность применения, недостаточная жесткость полотна пилы при нормальных воздействиях возмущающих усилий на полотно пилы в процессе резания.

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 полотна круглой пилы. Технический результат заключается в формировании радиальных ребер жесткости в заданных зонах диска пилы, повышении жесткости и динамической устойчивости пилы.

Повышение жесткости полотна круглой пилы обеспечивается вальцеванием полотна пилы роликами по заданным радиальным направлениям с образованием радиальных ребер, разделяющих полотно пилы на секторы, ребра формируются с опережающим индукционным локальным нагревом материала полотна в зоне перед фронтом рабочей поверхности ролика до состояния пластификации материала, ширина локального кольцевого следа нагрева a определяется выражением:

a=(2÷2,5b),

где b – ширина следа вальцевания, м;

высота ребра жесткости h определяется выражением:

h<Δ,

где Δ - величина уширения зубчатой кромки на сторону, м,

при этом усилие прижима вальцовочного ролика на полотно пилы P_p определяется выражением:

P _p≥ σ_Т,0,2

где σ_Т,0,2 – предел текучести материала диска пилы при температуре зерно граничного плавления металла, Па.

Пример:

Для круглой пилы, изготовленной из стали 90ХФ:

На фиг.1 показано полотно пилы с зонами нагрева и вальцевания, на фиг.2 - вид А – участок зоны вальцевания с зоной нагрева, ребрами жесткости, канавками и вальцовочными роликами, на фиг. 3 – разрез В-В – участок зоны вальцевания с ребрами жесткости и канавками, на фиг. 4 – разрез С-С.

1 – зона вальцевания; 2 – полотно пилы; 3 – зубчатая кромка; 4 – вальцовочный ролик; 5 – локальная зона индукционного нагрева; 6 – ребра жесткости; 7 – канавка.

Способ осуществляют следующим образом: в зоне вальцевания 1 полотна круглой пилы 2 c зубчатой кромкой 3 обеспечивают прижим роликов 4 симметрично расположенных по обе стороны полотна пилы с усилием P_р, при этом нагревают локальную зону 5 перед фронтом рабочих поверхностей роликов до температуры пластификации металла и осуществляют поступательное движение роликов по радиусу пилы. Скорость надвижения полотна пилы в зону контактной поверхность роликов соответствует интенсивности нагрева зоны 5 таким образом, что в области контакта ролика с полотном на локальном участке перед роликом полотно пилы нагревается по всей толщине до температуры зернограничного плавления металла, при которой усилие прижима роликов на полотно пилы P_р превосходит предел текучести материала пилы σ_Т,0,2 и происходит пластическая деформация в зоне контакта с выдавливанием на поверхность полотна части материала пилы роликами с формированием радиальных ребер жесткости 6 и канавок 7.

Нагрев осуществляют индукционным способом, обеспечивающим быстрый, практически мгновенный по всей толщине нагрев локальной зоны полотна пилы до состояния пластификации материала.

Предложенное техническое решение позволяет повысить жесткость и динамическую устойчивость пилы.