ОКОРОЧНЫЕ СТАНКИ
Окорочные станки в зависимости от характера перемещения и процессе окорки режущего инструмента механизма окорки и окоряемых лесоматериалов подразделяются на станки без поперечной (боковой) подачи и с поперечной подачей. В станках без поперечной подачи (см. рис. 17.10, б) применяется неподвижная многоножевая головка с шахматным расположением ножей, обеспечивающим окорку всей поверхности кряжа строганием. Размеры стружки и усилие на ножевой головке в этом случае определяются по (17.68) и (17.72). Станки с поперечной подачей различают по конструкции механизма окорки и способу поперечной подачи. Применяют станки одноножевые и с вращающимися ножевыми головками. Поперечная подача может быть периодической, чередующейся с надвиганием или непрерывной, когда она происходит одновременно с ним. Механизмом окорки станков с периодической поперечной подачей может служить нож (см. рис. 17.10, а). В этих станках после снятия одной полосы коры механизм окорки возвращают в первоначальное положение, кряж поворачивают на некоторый угол и процесс окорки повторяется до тех пор, пока кора не будет удалена полностью с поверхности кряжа. Таким образом, надвигание и поперечная подача носят периодический характер и чередуются между собой. Усилие на ноже определяется по (17.71). Для барабанных (фрезерных) головок размер стружки, кинематическое соотношение и усилие на головке при окорке фрезерованием находится по (17.75), (17.85) и (17.92). В станках с непрерывной поперечной подачей надвигание происходит непрерывно и ножевая головка снимает кору по винтовой линии. В качестве механизма окорки таких станков применяются вращающиеся ножевые головки. Они подразделяются на барабанные или фрезерные (см. рис. 17.12, в, г), дисковые (см. рис. 17.10, в, г) и кольцевые или роторные (см. рис. 17.14, в). В зависимости от направления движения резания по отношению к волокнам окоряемых лесоматериалов различают продольную и поперечную окорку. При продольной окорке движение резания направлено вдоль волокон, или параллельно оси кряжа, а при поперечной — перпендикулярно оси кряжа или образующей его поверхности. У станков с вращающейся ножевой головкой вид окорки зависит от положения оси вращения головки по отношению к оси кряжа. Если она перпендикулярна оси кряжа, то окорка продольная (см. рис. 17.10, в, г, 17.12,а,в), а если ось головки параллельна оси кряжа (см. рис. 17.12, г) или совпадает с ней (см. рис. 17.14, в), то окорка поперечная. Если надвигание происходит одновременно с поперечной подачей, то движение резания направлено к оси кряжа под углом меньше 90°. Такая окорка называется продольно-винтовой или поперечно-винтовой в зависимости от величины угла между направлепием движения резания и осью кряжа. Станки с дисковыми (см. рис. 17.10, в, г) и барабанными головками (см. рис. 17.12, в) относятся к продольно-винтовым, а с барабанными (см, рис. 17.12, г) и с кольцевыми (см. рис. 17.14, в ) к поперечно-винтовым. Размеры стружки и усилие на головке при продольно-винтовой и поперечно-винтовой окорке барабанными головками определяются по (17.75) и (17.92), а кинематические соотношения по (17.87) и (17.89). Приокорке дисковыми головками размер стружки определяется как для одноножевых головок по (17.68), а кинематическое соотношение — по (17.70). Усилие на дисковой головкой Р д = Р + Fд, (23.1) где Р — усилие на одном ноже (формула 17.71), Fд — сила трения между окоряемым кряжем и диском, определяется в зависимости от устройства механизма перемещения кряжа. При поперечно-винтовой окорке скоблением кольцевыми вращающимися головками кинематическое соотношение и усилие на головке находят по (17.94) и (17.102). Основными узлами окорочных ста икон для поштучной окорки лесоматериалов является механизм окорки и механизм перемещения лесоматериалов.
Механизм окорки. Механизмом окорки станков для поштучной обработки служат неподвижные и вращающиеся ножевые головки с режущим инструментом в виде ножей и короснимателей. В неподвижной ножевой головке станка (рис. 23.1, а) для удаления коры в ней устанавливают несколько плоских ножей с прямолинейным или криволинейным лезвием. В процессе окорки ножи прижимаются к поверхности окоряемого кряжа пружинами. Перед каждым ножом имеется копир, ограничивающий толщину снимаемой стружки. Разводятся ножи рычагами, образующими конусную воронку. В станках с барабанной (фрезерной) головкой по образующей барабана устанавливают четыре-шесть плоских ножа с прямолинейным или криволинейным лезвием (рис. 23.1, б,в). У ножевых головок в виде плоского диска ножи расположены радиально в его плоскости, а у конического — по образующим конуса. Величина выпуска ножей (рис. 23.1, г) h = 0,5...0,6мм, скорость резания 15...25 м/с. Диаметр барабанной головки 150...250 мм, а дисковой 1000 мм и более. Угол заточки ножей β составляет 30... 45°. В станках с вращающейся кольцевой головкой кора удаляется с поверхности кряжа с помощью четырех-шести короснимателей, шарнирно закрепленных в головке.
Рис. 23.1. Окорочные головки, ножи и коросннматсли: а — неподвпжнля ножевая головка: 1—нож; 2 —пружина; 3 — копир; 4 — рычаг; б, в — нож барабанных головок; г -- крепление ножа в дисковой головке; д, е, ж, з, и — коросниматели: 1 —рабочая кромка; 2— эаходная кромка; к —кольцевая (роторная) головка: 1 — ротор; 2 — коросниматель; 3 — резиновое кольцо Рис. 23.2. Схемы механизмов перемещения лесоматериалов при окорке: а -цепной транспортер с упором, б — цепной транспортер с толкателем: 1 — толкатель; 2 — шатун; 3 — ценной транспортер; 4 — штанга; 5 — шестерни 6--зубчатая рейка; 7 — механизм икорки; 4 — упор; в, г — питающие вальцы с механизмом центрироваиия: 1 — питающий валец; 2 рычаг механизма центрировании; 3 - пружина; 4 — механизм окорки; д — валец дли продольно-винтового перемещения лесоматериала 1 —питающий валец; 2 --качающаяся рамка; 3 — направляющая рамка- 4 — ножевой диск; е — седловидный валец с шипами; ж—цилиндрический валец с ребрами; 3 —расчетная схема Форма и размеры короснимателей, способ их крепления в кольцевой головке, а также назначение кромок короснимателя обусловливаются устройством окорочных станков и условиями процесса окорки. Коросниматели (рис. 23.1, д, в, ж, з) имеют специализированное назначение и устанавливаются в соответствующих станках, а коросниматель (рис. 23.1, и), называемый петлевым, имеет универсальное назначение и может применяться во всех станках с кольцевой роторной головкой. Коросниматели прижимаются к поверхности кряжа в процессе окорки с помощью резиновых колец (рис. 23.1, к) или стальных пружин. В этом случае усилие прижима возрастает с увеличением диаметра окоряемого кряжа. Кроме того, коросниматели могут прижиматься под действием центробежных сил, возникающих в противовесах, прикрепленных к короснимателям, при этом, подобрав форму противовеса, можно получить постоянную силу прижима независимо от диаметра окоряемого кряжа. Коросниматели можно также прижимать с помощью гидро- и пневмопривода. Разведение короснимателей и выход их рабочих кромок на поверхность окоряемого кряжа происходят благодаря тому, что боковая (заходная) кромка короснимателей имеет косую заточку и отогнута навстречу движению кряжа. До начала окорки кряжа коросниматели сомкнуты и вращаются вместе с ротором головки. При нажатии торца кряжа на коросниматели боковые кромки внедряются в торец, вследствие чего коросниматели, поворачиваясь вокруг осей крепления к ротору, выходят рабочими кромками на поверхность кряжа. Механизм перемещения лесоматериалов. При окорке лесоматериалов неподвижными многоножевыми головками необходимо продольное их Перемещение с тем, чтобы ножи могли обрабатывать поверхность кряжа по всей его длине. Для этой цели применяются ценные транспортеры с упорами (рис. 23.2, а) или с толкателем (рис.. 23.2, б). В первом случае кряж продвигается через ножевую головку вначале упором транспортера, а затем передним торцом следующего кряжа. Во втором случае кряж перемещается вначале толкателем, приводимым в движение цепным транспортером через шатун, а затем после упора зубчатой рейки в ограничитель выдвигающейся из толкателя с помощью шестерни штангой. При этом скорость движения кряжа возрастает в 2 раза. Прн окорке барабанными ножевыми головками с поперечной периодической подачей окоряемому лесоматериалу или ложевой головке сообщается поступательно-возвратное движение. Для этой цели применяются механизмы периодического действия в виде тележки или подвижного суппорта (каретки), имеющих реверсивный привод. При окорке кольцевой вращающейся головкой не требуется поворота кряжа, а для его продольного перемещения используют питающие вальцы, которые размещают попарно сверху и снизу (рис. 23.2, в) или по три в одной плоскости (рис.23.2,г). Особенность установки питающих вальцов у кольцевых вращающихся головок состоит в том, что кряж необходимо направить но оси головки так, чтобы она совпадала с осью кряжа. Для этого вальцы ставят на качающихся рычагах, поворачивающихся в плоскости параллельной оси кряжа (рис. 23.2, в) или перпендикулярно ей (рис. 23.2, г). Рычаги с пальцами соединяют между собой таким образом, чтобы они обеспечивали центрирование кряжа независимо от его диаметра. В станках с барабанными и дисковыми ножевыми головками с непрерывной продольной подачей кряжу сообщается одновременно продольное и вращательное движение. С этой целью также применяют питающие вальцы, которые располагают под углом к оси кряжа и помещают на конце качающейся рамки, что позволяет поднимать и опускать их при движении кряжей разных диаметров (рис. 23.2, д). Скорости продольного и поперечного движения кряжа зависят от угла р между осями кряжа и питающего пальца. Скорость продольной подачи v0 и окружная скорость кряжа (поперечной подачи) vп, определяют из уравнений: v0= vв sinβ; vп = vвcosβ(23.2) где vв — окружная скорость питающего вальца, для продольно-винтовой окорки v0=vн (vн — скорость надвигания). При перемещении кряжа без его поворота применяют седловидные питающие вальцы с шипами (рис. 23.2, е) ицилиндрические с ребрами (рис. 23.2, ж), а при перемещении кряжа с поворотом — цилиндрические и бочкообразные вальцы с рифленой или ребристой поверхностью. Сопротивление движению при перемещении лесоматериалов в процессе окорки в общем случае определяется по формуле Т = РГ+ РТ, (23.3) где Р,— сопротивление от сил, действующих па окорочной головке; Рт — сопротивление движению транспортного устройства, производящего перемещение окоряемых лесоматериалов. Сопротивление движению от сил, действующих на неподвижной многоножевой головке, определяется по (17.72), на барабанной ножевой головке — по (17.92). Если окорка производится несколькими барабанными головками одновременно, то Рг=Рnг, (23.4) где Рг —число барабанных головок. В станках с кольцевыми вращающимися головками с коро-сннмателями усилие резания не оказывает влияния на сопротивление перемещению кряжа. Поэтому сопротивление движению от сил, действующих на кольцевой головке, составит Рг=рВµz, (23.5) где р — допустимое удельное давление напереднюю кромку коросниматедя; В — длина передней кромки; µ — коэффициент трения между кряжем и коросннмателем: z— число короснимателей в головке.
Действие питающего вальца в станках с горизонтальным диском меняется в процессе движения и обработки лесоматериала. В начале работы, когда кряж только своим концом лежит на диске, а всей длиной на поддерживающих роликах, питающий валец сообщает кряжу продольное и вращательное движения. Затем, когда в основном кряж лежит на диске, продольное движение кряжу придаст диск, а питающий палец только поперечное вращательное движение.
Для окорки круглых лесоматериалов находят применение окорочно-зачистные станки с неподвижной многоножевой головкой ЛО-23 и ЛО-24, станки с кольцевой роторной головкой ОК-Я5, ОК-66, ОК40-1, ОШ-1, ОК80-1, ОК100-1, с дисковой головкой ОД-1. При окорке шпал используют станки о барабанными головками ЛО-44 и ЛО-48 и др. Окорочно-зачистные станки ЛО-23, ЛО-24 предназначены для грубой окорки рудничной стойки с одновременной зачисткой оставшихся на поверхности сучьев высотой до 3 см и диаметром до 5 см. Механизм окорки этих станков (рис. 23.3) состоит из двух последовательно расположенных головок, имеющих по четыре плоских ножа с передними копирами. Рис, 23.3. Окорочио-зачистной станок ЛО-24: 1- Приемный стол со сбрасывателем, 2 – станина, 3 – толкатель, 4 – шатун, 5 – механизм окорки с ножевыми головками, 6 – привод транспортера, 7 – цепной транспортер Одна из головок повернута относительно другой на 45°, благодаря чему обеспечивается удаление коры со всей поверхности кряжа. Для пролыски круглых лесоматериалов достаточно иметь одну из головок. Подающий механизм представляет собой цепной транспортер с толкателем (см. рис. 23.2, б), совершающим поступательно-возвратное движение. Кряжи, подлежащие окорке, поштучно подаются сбрасывателем с приемного стола в лоток станка, а затем толкателем подаются на ножи ножевых головок. После окорки кряжа толкатель возвращается в начальное положение, а в лоток станка подается следующий кряж. Станок ЛО-23 окаривает кряжи длиной 1...3 м, диаметром от 8 до 28 см со скоростью 1,5 м/с, мощность двигателя станка 28 кВт. В отличие от него станок ЛО-24 предназначен для окорки круглых лесоматериалов длиной до 6,5 м. Станок ОК-35 (рис. 23.4) с кольцевой (роторной) головкой имеет станину, статор и ротор. Станина станка несет на себе статор с ротором и привод. На роторе шарнирно укреплены пять короснимателей, конструкция которых показана на рис. 23.1, д. Коросниматели прижимаются к поверхности кряжа с помощью резиновых колец (см. рис. 23.1, к). Для продольного перемещения кряжа применяются два трехвальцовых механизма, которые располагаются на статоре по обе его сто роны. Вальцы крепятся к статору шарнирно. каждый из пич приводится п движение парой конических зубчатых колес и общей цепной передачей. Они соединены между собой тягами, под действием которых они поворачиваются все одновременно на одинаковый угол в зависимости от диаметра окоряемого кряжа, обеспечивал его центрирование. Прижим вальцов к поверхностн кряжа осуществляется резиновыми кольцами с масляным демпфером, смягчающим удар при сходе вальцов с кряжа. Рис. 23.4. Роторный окорочный станок ОК-35: а —общий вид: б — кинематическая схема привода, 1 — станина: 2 — статор; 3 — ротор,; 4 — прижим вальцов; 5 — питающие вальцы; 6 — клиноременная передача; 7 — цепная передача; 8 — коническая зубчатая передача; 9— ведущий вал Станок ОК-35 предназначен для окорки рудстойки и балансов длиной более 1,5 м и диаметром от 7 до 35 см, угловая скорость ротора 45 рад/с. Скорость продольной подачи кряжа 0,4 и 0,6 м/с, мощность привода станка 18 кВт. Разновидностью станка ОК-35 является станок ОК.-35К, предназначенный для окорки короткомерных сортиментов длиной от 0,8 м. Механизм продольного перемещении кряжей в этом станке имеет по два ряда вальцов с каждой стороны, угловая скорость вращения ротора 21 рад/с, скорость перемещения кряжей 0,13...0,7 м/с. Станок ОК-36 также предназначен для окорки тонкомерных сортиментов. На его роторе имеются четыре короспимателя н четыре ножа для зачистки сучьев. Короспимателн и ножи прижимаются к поверхности окоряемых бревен с помощью специальных гидроцилиндров, вмонтированных вместе с гидроприводом во вращающийся ротор. Механизм продольного перемещения лесоматериалов — гусеничный. Угловая скорость вращения ротора 37 рад/с, скорость продольной подачи кряжей 0,15... 0,4 м/с. Мощность привода станка 28 кВт. Станок ОК-66 имеет такое же устройство, как и станок ОК-35. Он применяется для окорки круглых лесоматериалов длиной свыше 3 м и диаметром от 10 до 66 см, угловая скорость ротора 20 рад/с, скорость продольной подачи бревен от 0,1 до 0,7 м/с, мощность привода 40 кВт. Станок ОК-40М в отличие от станков ОК-36 и ОК-66 имеет две окорочные головки, одна из них с пятью короснимателями предназначена для снятия коры, а другая с четырьмя зачистными ножами — для зачистки сучьев. Вместо зачистных ножей можно также устанакливать коросниматели, в этом случае окоренная поверхность получается более чистой. Роторы станка вращаются п противоположных направлениях. На станке можно окорять балансы и рудстойку длиной 1,5... 7,5 м, диаметром от 6 до 35 см. Частота вращения роторов 5,8 с ', скорость продольной подачи лесоматериалов 0,2...1,2 м/с. Общая мощность приводов 29,7 кВт. Станки ОК40-1, ОК63-1, ОК80-1 (рис. 23.5) выполнены по одной схеме на основе конструктивного их подобия по общей компоновке и унификации основных узлов. Они имеют: роторную окорочную головку с короснимателями, конструкция которых показана тта рис. 23.1, д; подающий и приемный двух-цепные транспортеры с подпружиненными роликами на концах; механизм продольного перемещения окоряемых лесоматериалов, представляющий собой попарно расположенные впереди и сзади головки питающие вальцы с прижимно-центрирующим устройством, обеспечивающим совпадение продольной оси лесоматериала с осью вращения окорочной головки. В зависимости от требований, предъявляемых к чистоте поверхности окоренных лесоматериалов, эти станки могут иметь одну или две роторные головки, первая головка предназначается для грубой окорки, вторая — для зачистки остатков сучьев и чистой окорки лесоматериалов. Поверхность питающих вальцов имеет шевроны, обеспечивающие надежное сцепление с поверхностью окоряемых материалов и надрезание коры. Техническая характеристика чтих станков приведена в табл. 23.1.
Таблица 23.1
Станок ОК100-1 предназначен для грубой окорки крупномерных лесоматериалов диаметром до 90 см. Его конструкция значительно отличается от конструкции других окорочных станков. В станке применена автоматическая система управления механизмом центрировании окорочной головки относительно оси окоряемого лесоматериала, а также прижимными вальцами, расположенными наклонно с двух сторон бревна. Частота вращения ротора 2,5 с~', скорость продольной подачи ступенчатая 0,1...0,75 м/с, число короснимателей 6, надрезающих ножей 2, мощность электродвигателей 90,3 кВт, масса станка около 20 т. Дисковый станок ОД-1 (рис. 23.6) применяют для чистой окорки лесоматериалов, особенно экспортных балансов. Его диск вращается в горизонтальной плоскости па вертикальном валу, приводимом в движение посредством полу перекрестной ременной передачи. Диаметр диска 1000 мм, угловая скорость 47 рад/с. На конической поверхности диска радиально укреплены 12 плоских ножей (см. рис. 23.1, г). Выпуск ножей для грубой окорки 0,15...0,2 мм, для чистой 0,5... 0,6 мм. При окорке кряж опирается на коническую поверхность диска и предохраняется от скатывания с нее горизонтальным направляющим роликом. Поступательно-вращательное движение кряжу придается питающим вальцом, состоящим из трех рифленых роликов, помещенных на качающейся рамке. Рамка свободно вращается вокруг вертикальной и горизонтальной оси и для пропуска кряжа поднимается вверх педалью, а опускается на кряж под действием собственного веса и пружины. Положение рамки определяет величину угла между осями кряжа и питающего пальца и вместе с тем скорость продольного перемещения и вращения кряжа. Питающий валец приводится в движение от вала диска через зубчатые и цепную передачи. На станке можно окорять кряжи длиной до 3,5 м и диаметром от 10 до 27 см.
Рис. 23.6. Дисковый окороч-нин станок ОД-1: а — схема общего вида; б — кинематическая схема- 7 — кинематический ножевой диск; г --вал диса; 3 — приводной шкив; 4— ножи; 5 — педаль; 6 — направляющая рамка; 7 —рычаг; в —направляющий ролик; 9- питающий валец; 10 —качающаяся рамка; 11 — цепная передача; 12 — коническая зубчатая передача; /3 —ролик приемного транспортера; 14 — подающий транспортер.
Шпалоокорочный станок ЛО-44 (рис. 23.7, а) относится к окорочным станкам с периодической поперечной подачей и предназначен для окорки боковых и обзольных поверхностей шпал. Каретка станка имеет барабанную ножевую головку с приводом и перемещается по направляющим с помощью канатно-блочной системы. Скорость каретки переменная и регулируется гидравлическим универсальным регулятором УРС-2,5, обеспечивающим также реверсивное движение каретки. Для закрепления шпалы с торцов и поворота ее используются специальные зажимный и поворотный механизмы с гидроприводом. После окорки шпала поступает на приводной роликовый лесотранспортер, расположенный ниже направляющих каретки. Скорость перемещения каретки от 0 до 0,95 м/с, ход ее 4,5 м, угловая скорость барабанной ножевой головки 420 рад/с, общая установленная мощность 15,9 кВт. Окорка шпал на станке ЛО-44 протекает следующим образом. Шпала подастся в зажимное устройство станка, закрепляется с торцов и устанавливается поворотным механизмом в определенное положение. После этого барабанную головку подводят к окоряемой поверхности и одновременно сообщают каретке движение вдоль шпалы. В случае неполного удалении коры с окоряемой поверхности шпалы ее можно, поворачивая, установить так, чтобы при повторном перемещении барабанной головки оставшаяся кора была бы удалена. После полной обработки шпала приводным роликовым лесотрэкспортером подастся на сортировочное устройство.
Рис, 23.7. Схемы шпталоокорочных станков с барабанной ножевой головкой1 А – станок ЛО-44: 1 – каретка,2,3 – направляющие и привод каретки, 4 – барабанная ножевая головка, 5,6 – механизм зажима и поворота шпалы, 7 –шпала, б- станок ЛО-48: 1 – барабанная ножевая головка, 2 – приводные вальцы, 3 – привод вальцов, 4 – прижимные вальцы, 5 – шпала, 6, 7 – коническая и цепная передачи
Шпалоокорочный станок Л0-48 (рис. 23.7, 6) относится к станкам непрерывного действия. В отличие от станка ЛО-44 этот станок имеет две восьми ножевые барабанные головки, которые охватывают шпалу с боков, прижимаясь к окоряемым поверхностям. В зависимости от поперечного сечения шпал и формы окоряемой поверхности барабанные головки могут отклоняться и поворачиваться в плоскости перпендикулярной оси шпалы. Каждая барабанная головка приводится во вращение электродвигателем мощностью 5,5 кВт, через ременную передачу, угловая скорость головки 103 рад/с. Механизм продольного перемещения шпалы имеет шесть приводных вальцов (четыре- из них с ребристой поверхностью) и трл. верхних прижимных пальца. Скорость движения шпал 0,3 м/с, мощность двигателя 3 кВт, Поступающие по роликовому транспортеру шпалы подаются вальцами к барабанным головкам, которые подводятся к окоряемой поверхности оператором станка. Производительность. Производительность станков непрерывного действия для поштучной окорки лесоматериалом определяется по (2.22) и (2.26), а производительность станков периодического действия (ЛО-44, ЛО-23, Л 0-24) находится по (2.18) и (2.24). В этих формулах v — скорость продольного перемещения окоряемого лесоматериала принимается, а /(1 — время цикла обработки его единицы рассчитывается в зависимости от типа станка н условия его работы.
|