установка для переработки древесины

Формула изобретения

1. Установка для переработки древесины, включающая силовую базу, на раме которой смонтировано технологическое оборудование с блоком фрез, пильных механизмов, и роликовый механизм загрузки с блоком верхних прижимных роликов, отличающаяся тем, что механизм загрузки выполнен по меньшей мере из двух секций, причем каждая секция состоит из блока вертикальных приводных конусных роликов, симметрично расположенных относительно продольной оси технологического оборудования и соединенных между собой гидроцилиндром и пружинами и установленных на горизонтальных цилиндрических направляющих, причем меньшее основание конусных роликов обращено к плоскости блоков горизонтальных роликов, а последние снабжены механизмом перемещения в вертикальной плоскости.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что перед блоком фрез установлены подпружиненные направляющие-ограничители, причем максимальное их отклонение в вертикальной плоскости от продольной оси технологического оборудования не превышает радиуса фрезы.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что пильный блок снабжен расположенными в плоскости резания его пил расклинивающими ножами, установленными шарнирно на осях, причем в верхней части ножи имеют прорезь, а между ножами размещены распорные втулки с шагом, соответствующим шагу пил в блоке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологическому оборудованию по комплексной переработке древесины на различную пилопродукцию и может быть использовано на предприятиях лесной промышленности и лесного хозяйства.

Известна установка для переработки древесины (модель ЛПТ-6), включающая устройство загрузки, выполненное из блоков нижних и верхних роликов, блок фрез, блок пил, подающие ролики и приемный роликовый конвейер. Все технологическое оборудование размещено на раме и имеет силовую базу.

К основным недостаткам этой установки можно отнести следующее. Загрузочное устройство не обеспечивает надежности подачи и горизонтальности продольной оси бревна по той причине, что подающие ролики качающегося типа и на нижние ролики действует разное усилие от массы бревна, в то время как на верхние ролики эта сила (усилие) не влияет. Таким образом, достичь центровки бревна с помощью разделенных верхних и нижних роликов практически невозможно и тем более учесть сбежистость бревна при его подаче. Свободное отклонение роликов не исключает попадание торца бревна выше оси вращения одной из фрез, т. е. может произойти излом фрезы. Отсутствие за блоком пил расклинивающих ножей снижает надежность работы установки и качество вырабатываемой продукции.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, принятым за прототип, является станок Hew Saw фирмы "Вейсто-Ракенне Раутио" (Финляндия). Станок включает роликовый механизм загрузки, блок вертикальных и горизонтальных фрез и пильный блок. Все это технологическое оборудование размещено на раме, причем каждый исполнительный орган имеет свой привод. Механизм загрузки состоит из ряда нижних двухконических роликов и блока прижимных роликов, причем рама, на котором расположен ряд нижних роликов, выполнена выпуклой в продольной плоскости по ходу подачи бревна. Такое исполнение рамы позволяет кривые бревна ориентировать в одной плоскости.

К недостаткам прототипа можно отнести следующее. Выполнение подающего механизма загрузки качающегося типа, т.е. один его конец шарнирно соединен с рамой, а другой через цилиндр, не позволяет обеспечивать параллельность продольной оси бревна по отношению к обрабатывающим механизмам. Рама стола поднимается в одном месте (качание), при этом верхние прижимные ролики расположены сзади точки подъема рамы и создают момент пары сил. Из-за этого передний торец бревна всегда будет стремиться вверх и тем самым нарушается стабильность подачи и снижается качество обработки.

Кроме того, вогнутость стола механизма загрузки также не приводит к обеспечению горизонтальности продольной оси бревна, так как задний торец бревна прижимается верхними роликами и копирует (скользит) поверхность стола. В это же время передний торец бревна стремится вверх. Все это приводит к низкой надежности работы и поэтому станок имеет значительные габариты, массивную конструкцию и большую мощность разных приводов.

Далее, пильные блоки, расположенные с двух сторон относительно продольной оси бpевна требуют очень тонкой настройки с тем, чтобы плоскости пропила обоих блоков пил совпадали и при этом не исключается возможность зажима пил, так как отсутствуют расклинивающие ножи. В конструктивном плане этот станок энергоемкий и сложный.

Цель изобретения повышение качества обработки и надежности работы.

Цель достигается тем, что механизм загрузки выполнен двухсекционным, причем каждая секция состоит из блока вертикальных конусных роликов, соединенных между собой гидроцилиндром и пружинами, причем меньшее основание конусных роликов обращено к плоскости блоков горизонтальных роликов, а последние снабжены механизмом перемещения в вертикальной плоскости. Перед блоком фрез установлены подпружиненные направляющие-ограничители, причем максимальное их отклонение в вертикальной плоскости от продольной оси технологического оборудования не превышает радиуса фрезы. Пильный блок установки снабжен расположенными в плоскости резания его пил расклинивающими ножами, установленных шарнирно на осях, причем в верхней части ножи имеют прорезь, а между ножами размещены распорные втулки с шагом, соответствующим шагу пил блока.

На фиг.1 показан общий вид установки в транспортном положении, на фиг.2 рабочее положение установки, вид сверху; на фиг.3 конструктивно-кинематическая схема установки; на фиг.4 схема привода блока фрез; на фиг.5 вид А на фиг. 1; на фиг.6 вид Б на фиг.1; на фиг.7 вид В на фиг.1; на фиг.8 вид Г на фиг.1; на фиг.9 профили вырабатываемой продукции.

Установка состоит из силовой базы 1 шасси 2 с рамой 3, на которой расположено технологическое оборудование в составе: загрузочного механизма 4, направляющих-ограничителей 5 (верхний и нижний), блока фрез 6, системы подающих роликов 7, блока пил 8, блока расклинивающих ножей 9 и приемного выдвижного роликового стола 10 со стойкой 11. Загрузочный механизм 4 включает по меньшей мере две секции 12, каждая из которых состоит из блока вертикальных приводных конусных роликов 13, установленных шарнирно на цилиндрических направляющих 14 и соединенных между собой цилиндром 15 с пружинами 16 и блок горизонтальных роликов 17, расположенных консольно на вертикальной стойке 18 с возможностью перемещения в ней с помощью гидроцилиндра 19. В передней части механизма загрузки 4 установлен регулируемый поддерживающий ролик 20.

Направляющие-ограничители 5 включают лоток 21 и регулирующие подпружиненные болты 22.

Блок фрез 6 включает верхнюю приводную фрезу 23, имеющую возможность перемещения в вертикальной плоскости и нижнюю приводную фрезу 24. Привод фрез осуществляется посредством передачи крутящего момента от силовой базы 1 через карданный вал 25, клиноременную передачу 26, распределительную коробку 27 и систему карданных валов 28 и 29. За верхней фрезой 23 установлен отбойный щит 30. Фрезы 23 и 24 расположены так, что их оси находятся в разных плоскостях, т. е. смещены, что позволяет снизить нагрузки на силовую базу и улучшить условия загрузки. За блоком фрез 6 размещена система подающих роликов 7, включающая ряд нижних приводных цилиндрических роликов 31 и ряд верхних прижимных приводных роликов 32. Ролики 31 и 32 имеют ограничительные диски 33 и рифленую поверхность 34.

Блок пил 8 расположен на одном горизонтальном валу 35 и имеет привод от раздаточной коробки 27 посредством клиноременной передачи 36. Конструктивно раздаточная коробка выполнена так, что на одном валу имеется одно число оборотов, подводящее к фрезам, а на другом валу большее число оборотов, подводящееся к блоку пил. Таким образом достигнуто главное условие компоновки технологического оборудования в одной цепочке, что каждый последующий агрегат должен иметь скорость, равную или больше предыдущего. Между пилами установлены втулки 37, регулирующие расстояние между ними.

За блоком пил смонтирован блок расклинивающих ножей 9 на двух горизонтальных осях 38 и 39. Между расклинивающими ножами расположены распорные втулки 40 с шагом соответствующего шагу пил в блоке. В верхней части каждого расклинивающего ножа выполнена дугообразная прорезь 41 с радиусом, равным расстоянию между осями 38 и 39, позволяющая менять положение расклинивающих ножей по отношению к зубатому ободу пил. Это позволяет достигать практически равного удаления лезвия расклинивающего ножа от контура пилы, причем лезвие ножа также выполнено дугообразной формы и благодаря этому повышается надежность подачи и точность обработки.

За блоком расклинивающих ножей расположена опорная площадка 42 и далее блок приемных приводных роликов 43. Все подающие ролики кинематически связаны с обрабатывающими органами установки и имеют привод от одного вала силовой установки, что способствует надежности работы, так как при падении оборотов на рабочих органах (обрабатывающих) соответственно уменьшается и скорость подачи.

На фиг. 9 показаны основные профили вырабатываемой пилопродукции: брус квадратный, обрезная доска, брус профильный, необрезная доска.

Кроме этого установка снабжена автономной гидростанцией 44, служащей для привода вертикальных и горизонтальных роликов механизма загрузки. Передача крутящего момента на насос гидростанции производится с помощью пластинчатой цепи от вала блока пил 8.

Работает установка следующим образом.

С помощью силовой базы 1 установка транспортируется к месту работы (лесосека, поселок и др.), т.е. к штабелю древесины. Транспортное положение установки показано на фиг. 1. На площадке силовая установка 1 размещается перпендикулярно продольной оси установки (фиг.2) и ее вал отбора мощности соединяется с раздаточной коробкой 27 через карданную передачу 25 и клиноременную передачу 26. Далее производится выставление приемного стола 10 на не обходимую длину и он с таком положении фиксируется и опирается на площадку через стойку 11. Стойка 11 имеет регулирующее устройство (передача винт-гайка) для установления стола в горизонтальном положении. Перед работой установка настраивается в зависимости от характеристики древесного сырья и от назначения вырабатываемой продукции. Блоки горизонтальных роликов 17 устанавливаются на разную высоту по ходу подачи, причем блок, расположенный вначале механизма загрузки 4 устанавливается на высоту Н₁, а блок ближе к фрезерному блоку на высоту Н. Разность высот Н₁ и Н выбрана с учетом сбежистости бревна, но при этом должно соблюдаться условие Н₁>Н. В процессе подачи с помощью гидроцилиндров 19 разность высот поддерживается постоянной и при этом продольная ось бревна будет всегда находится в горизонтальной плоскости. Поддерживающий ролик 20 также устанавливается на определенную высоту так, чтобы все горизонтальные ролики механизма загрузки находились в одной плоскости.

В исходном положении вертикальные ролики 13 находятся в крайних положениях, максимально удаленные от продольной оси механизма загрузки 4.

Древесина подается на механизм загрузки 4 одним из известных способов, например, гидроманипулятором, который может располагаться на силовой базе 1. После чего включается привод и вертикальные ролики 13 обоих блоков зажимают бревно и производят его подачу в зону обработки, при этом все технологическое оборудование установки находится в рабочем положении. Конструкция роликов коническая с рифленой поверхностью обеспечивает одновременно подачу и постоянный прижим бревна, так как в данном случае возникают силы Р_г и Р_в от результирующей Р. Горизонтальная составляющая Р_г подает бревно, а вертикальная Р_в прижимает бревно вниз. По мере продвижения бревна ролики 13 сходятся, т.е. они постоянно копируют поверхность бревна. При этом они перемещаются к центру оси механизма загрузки 4 по цилиндрическим направляющим 14 с помощью цилиндра 15 и пружин 16, т.е. ролики всегда находятся в контакте с бревном. Коническое исполнение роликов 13 создает на механизме загрузки "клиновое" пространство, что резко повышает стабильность бревна в процессе подачи и обработки. Горизонтальные ролики 17 по мере продвижения бревна подымаются на величину образовавшегося зазора с помощью гидроцилиндров 19, т. е. учитывается сбежистость бревна как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях. Далее, передний торец бревна поступает в направляющие 5, которые имеют профиль, идентичный профилю горизонтальных роликов 17 и затем бревно направляется в зону действия фрез 23 и 24. Направляющие ограничители 5 выставляются в вертикальной плоскости так, чтобы они находились за пределами плоскостей вращения фрез 23 и 24. Отклонения положения направляющих 5 в процессе подачи бревна компенсируются подпружиненными болтами 22, т.е. направлящие 5 выполнены плавающего типа. Высота установки нижней направляющей 5 выбирается такой, чтобы она находилась в одной плоскости с горизонтальными роликами 17 и принимается ее значение в зависимости от вырабатываемой продукции, т.е. нижняя направляющая является органичителем величины съема слоя с бревна. Высота верхней направляющей устанавливается на расстоянии 1/3 радиуса фрезы от ее поверхности, но не более величины радиуса фрезы, так как в противном случае произойдет излом фрезы, т.е. будет торцовой удар бревна в ось вращения фрезы. Ввиду того, что фрезы 23 и 24 смещены в горизонтальной плоскости друг относительно друга, они входят в рез поочередно, что снижает динамические нагрузки на привод силовой базы 1. Фрезы 23 и 24 формируют двухкантный брус, но если требуется получать необрезную доску, то фрезы отводятся на расстояние, не позволяющее им взаимодействовать с подаваемой древесиной. Из блока фрез двухкантный брус захватывается роликами 31 и 32 и транспортируется к блок упил 8. Ролики 31 и 32 имеют ограничительные диски 33, которые способствуют стабилизации бревна при подаче, а поверхность роликов рифленая, что улучшает сцепление с транспортируемым бревном. Верхние ролики 32 плавающего типа (подпружинены). За фрезой 23 расположен отбойный щит 30, снимающий с пласти бруса опилки, стружку и пр. что позволяет достигать точному захвату бревна роликами 31 и 32. Двухкантный брус распиливается на доски, причем сразу за каждой пилой установлены расклинивающие ножи 9, и они постоянно находятся в пропиле, и тем самым фиксируют выходящую от пил продукцию. Положение расклинивающих ножей 9 в вертикальной плоскости определяется диаметром пил, и в зависимости от диаметра они устанавливаются в нужном положении, при этом должен сохраняться допустимый зазор между лезвием ножей и венцом пилы (5-10 мм). Между расклинивающими ножами установлены распорные втулки 40 с шагом, соответствующим шагу пил. Расклинивающие ножи 9 установлены шарнирно на осях 38 и 39 и имеют прорезь 41 с радиусом кривизны, равным расстоянию между осями 38 и 39. Получаемая продукция после пил поступает в механизм приема 7 роликового типа и далее на выдвижной роликовый стол 10. Из стола 10 продукция укладывается в пакет и складируется.

Меняя профиль режущих ножей фрез 23 и 24, можно получать брус разного сечения. Также, меняя число пил в блоке 8, можно получать различный пиломатериал. Предлагаемая установка может работать как фрезерный агрегат, как многопильный станок или в комплексе как передвижная фрезерно-пильная машина.

После прохождения первого бревна, вертикальные ролики занимают исходное положение (разомкнуты) и готовы принять следующее бревно, т.е. цикл повторяется.

Таким образом предлагаемая установка позволяет повысить надежность работы и улучшить качество вырабатываемой продукции. Практическая реализация установки подтвердила ее преимущества и годовой экономический эффект составляет 250 млн.руб. Выполнение установки в передвижном варианте позволяет резко расширить область ее применения и сократить затраты на создание цехов по переработке аналогичной продукции.