Результат интеллектуальной деятельности: Круглая пила

Предлагаемое изобретение относится к дисковому дереворежущему инструменту и может быть использовано в деревообработке для продольной распиловки древесины и материалов на ее основе.

Известны круглые пилы без компенсационных прорезей диаметром 355 мм имеющие толщину от 2,0 мм до 3,2 мм [ГОСТ 980-80 «Пилы круглые плоские для распиловки древесины»].

Данная конструкция пил для обеспечения работоспособности требует значительной толщины полотна пилы (на практике от 2,8 мм), это в свою очередь определяет высокую энергоемкость и значительное количество отходов процесса пиления.

Известны круглые пилы диаметром 355 мм, толщиной от 2,4 мм до 2,8 мм с 4 компенсационными прорезями, расположенными на периферии [ГОСТ 9769-79 «Пилы дисковые с твердосплавными пластинками для обработки древесных материалов»]. Длина указанных прорезей составляет 0,1÷0,2 длины радиуса пилы.

Недостатком известных пил является то, что не указана максимально допустимая рабочая частота вращения, которая определяется как 0,85 ×n_кр [Стахиев Ю.М. Устойчивость и колебания плоских круглых пил. М. : Лесная промышленность, 1977], что ограничивает применение данных пил. При этом n_кр - критическое число оборотов пилы, при котором она теряет устойчивость.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой пиле является дисковая пила [А.с. СССР №1668136. Дисковая пила. МПК В27В 33/08. Заявка №4688987, 16.05.1989, опубл.: 07.08.1991] с компенсационными прорезями, длина которых определяется по выражению

L=18×B^0,51×D^0,56.

Компенсационные прорези в периферийной зоне диска пилы широко применяются на практике, для улучшения динамических характеристик и повышения устойчивости пил при работе.

Недостатком данной пилы является то, что не указано рекомендуемое количество прорезей и максимально допустимая рабочая частота вращения 0,85×n_кр. Кроме того, предложенная для определения длины компенсационной прорези формула практически не пригодна, так как например, для пилы диаметром 355 мм и толщиной 2,8 мм длина прорези составила 1,1 мм. Прорези длиной 1,1 мм в принципе не могут обеспечить своего назначения.

Существенным отличием предполагаемого изобретения от всех, ранее известных решений, является то, что в ее периферийной зоне выполнены радиальные компенсационные прорези длиной L (мм), определяемой из выражения

L=39,1-3,95×z+0,26×t,

где z - количество компенсационных прорезей, кратное числу зубьев;

t - температура периферийной зоны полотна пилы, °С

Максимально допустимая рабочая частота вращения n (рад/сек) пилы определяется из выражения

n=386,8-2,8×z-0,83×t.

На фигуре 1 показан общий вид пилы, на фигуре 2 - сечение А-А с фиг. 1.

Круглая пила содержит пильный диск 1 толщиной 2 мм, центральное посадочное отверстие 2, зубчатый венец 3 с зубьями, оснащенными пластинками 4 из твердого сплава и радиальные компенсационные прорези 5 длиной L.

Круглая пила работает следующим образом. Известно, что при пилении диск пилы нагревается неравномерно. Наличие температурного перепада по радиусу приводит к возникновению тепловых напряжений сжатия в периферийной зоне диска, которые уменьшают жесткость полотна пилы, что, в свою очередь, может вызвать потерю диском устойчивости плоской формы равновесия.

Необходимая устойчивость полотна пилы может быть достигнута созданием в диске компенсационных прорезей. Компенсационные прорези изменяют податливость полотна пилы и тем самым уменьшают напряжения сжатия в периферийной зоне, возникающие вследствие неравномерного нагрева полотна пилы по радиусу. Изменение напряженного состояния полотна пилы приводит к увеличению его жесткости и, как следствие, к повышению степени его устойчивости и динамических характеристик.

С целью достижения указанного технического результата в круглой пиле от межзубовой впадины выполняются продольные радиальные прорези.

Выполнение в пиле принятого количества компенсационных прорезей заданной длины позволяет уменьшить толщину полотна пилы до 2 мм при сохранении всех динамических характеристик в пределах, обеспечивающих приемлемую работоспособность на максимально допустимых рабочих частотах вращения пилы равных 0,85×n_кр.

В таблице приведены значения длины и количества прорезей, а также, максимально допустимых рабочих чисел оборотов пилы для нагрузки, при которой периферийная зона пилы нагревается до 80°С.

Техническо-экономическое обоснование предполагаемого изобретения выражается в снижении энергоемкости процесса пиления и уменьшении количества отходов за счет уменьшения толщины пилы до 2 мм по сравнению с обычными пилами, при сохранении ее устойчивости, жесткости и динамических характеристик в диапазоне рабочих чисел оборотов круглых пил.