Патент на изобретение №2198089
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЛЕСОПИЛЬНАЯ РАМА
(57) Реферат: Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для распиловки лесоматериалов. Лесопильная рама включает станину, пильную рамку в виде верхней и нижней поперечин, которые жестко соединены между собой продольными стойками. Стойки выполнены в виде роторов линейных асинхронных двигателей, статоры которых жестко закреплены на станине. Между стойками, параллельно им установлены пилы. Концы пил закреплены на поперечинах, при этом между одной из поперечин и станиной установлены упругие элементы. При подаче импульсов тока на статоры линейных асинхронных двигателей пильная рамка производит колебательные движения вниз и вверх, тем самым обеспечивается процесс распиловки древесных материалов. Это позволит упростить конструкцию, повысить производительность, стабильность и надежность работы. 1 ил. Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для распиловки лесоматериалов. Известна лесопильная рама, содержащая станину, механизм подачи заготовок, привод, пильную рамку и планетарный механизм, выходное звено которого соединено с пильной рамкой (1). Недостатком известной лесопильной рамы является высокая металлоемкость и сложность конструкции. Прототипом изобретения является лесопильная рама, включающая в себя параллельные верхнюю и нижнюю поперечины, которые жестко соединены между собой продольными стойками в виде штоков, проходящих через цилиндры силового действия, корпуса которых жестко закреплены на станине, а между стоек параллельно им установлены пилы, закрепленные концами на верхних и нижних поперечинах (2). Недостатками прототипа являются малая экономичность и производительность, сложность конструкции, что объясняется наличием компрессора и временем заполнения цилиндров рабочим телом до необходимого давления. Кроме этого, при работе рассматриваемой лесопильной рамы в зимнее время и в неотапливаемом помещении возможно замерзание трубопроводов с рабочим телом (воздухом), что снижает стабильность и надежность работы. Изобретение позволяет получить новый технический эффект, который заключается в упрощении конструкции лесопильной рамы, повышения экономичности, производительности, стабильности и надежности работы. Этот технический эффект достигается тем, что силовые цилиндры выполнены в виде статоров линейных асинхронных двигателей, стойки – в виде продольных роторов линейных асинхронных двигателей, при этом между одной из поперечин установлены упругие элементы. На чертеже изображена схема предлагаемой лесопильной рамы. Лесопильная рама включает в себя пильную рамку, состоящую из верхней 1 и нижней 2 поперечин, которые жестко соединены между собой продольными стойками 3, между стойками параллельно им установлены пилы 4, закрепленные концами на верхней 1 и нижней 2 поперечинах. Стойки проходят через силовые цилиндры, представляющие собой статоры 5 линейных асинхронных двигателей, которые жестко соединены со станиной 6. Стойки 3 на участках, проходящих через силовые цилиндры статоров 5, выполнены в виде продольных роторов 7. Между нижней поперечиной 2 и станиной 6 установлены упругие элементы 8, например витые пружины сжатия, которые своими концами жестко связаны с ними. Верхняя 1 и нижняя 2 поперечины относительно станины 6 имеют возможность перемещений вверх и вниз в направляющих на устройствах 9 с низким коэффициентом трения. Работа лесопильной рамы осуществляется следующим образом. С блока управления (на чертеже не показан) на статоры 5 линейных асинхронных двигателей подается импульс переменного напряжения от питающей электрической сети, ток которого создает бегущее магнитное поле, направленное в сторону нижней поперечины 2. Взаимодействие бегущих магнитных полей статоров 5 линейных асинхронных двигателей с продольными роторами 7 создает силу, приложенную к продольным роторам 7, а следовательно, к стойкам 3. Под действием этой силы пильная рамка совершает движение вниз, при этом упругие элементы 8 сжимаются на станине 6. В какой-то момент времени блок управления отключает импульс напряжения и обесточивает статоры 5 линейных асинхронных двигателей, бегущие магнитные поля исчезают и под действием потенциальной энергии упругих элементов 8 происходит перемещение вверх пильной рамки. При достижении пильной рамкой верхнего положения блок управления повторно подает импульс напряжения на статоры 5 линейных асинхронных двигателей, опять создаются бегущие магнитные поля и цикл повторяется. Таким образом, осуществляются вертикальные колебательные движения пильной рамки, на которую подающим механизмом (на чертеже не показан) подается лесоматериал, например бревна, и происходит распиловка. Частота собственных колебаний пильной рамки определяется формулой:  где с – жесткость упругих элементов, Н/м; m – суммарная колеблющаяся масса, куда входят массы верхних 1, нижних 2 поперечин, стоек 3, пил 4. Частота f подачи импульсов напряжений на обмотки статоров 5 линейных асинхронных двигателей блоком управления определяется частотой  , которая задается параметрами с и m.
Данное совпадение частот f и приводит к резонансу движения пильной рамки, благодаря чему линейные асинхронные двигатели работают экономично.
Работа пильной рамки состоит из рабочего хода (движение вниз) и холостого хода (движение вверх). Блок управления подключает линейные асинхронные двигатели при рабочем ходе, когда производится пиление лесоматериала. Подключение линейных асинхронных двигателей при рабочем ходе целесообразно с точки зрения того, что к силе тяги, развиваемой линейными асинхронными двигателями, добавляется сила тяжести пильной рамки Ft.
Сила движения Fдв пильной рамки будет как результат действия силы упругости Fупр, силы трения Fтр, силы тяжести Fт, силы тяги линейных асинхронных двигателей Fтяги и силы сопротивления резания Fрез:Fдв=Ft+Fтяги-Fупр-Fтр-Fрез Если бы линейные асинхронные двигатели подключались к работе блоком управления при холостом ходе (движение вверх), то сила тяжести Fт имела бы отрицательный знак, что привело бы к энергетическим потерям. Дополнительно к сказанному при работе линейных асинхронных двигателей имеет место изменения величины силы тяги Fтяги от среднего значения с частотой, кратной частоте питающей электрической сети, и амплитудой несколько процентов от Fтяги. Эти высокочастотные колебания Fтяги, имеющие место при рабочем ходе пильной рамки через роторы 7 и стойки 3 передаются на пилы 4 в виде вибраций, тем самым, уменьшая силы сопротивления резания Fрез, следовательно, способствуя достижению технического эффекта – повышения экономичности и производительности. Упругие элементы 8 могут быть установлены и между верхней поперечиной 1 и станиной 6. В этом случае упругие элементы при подаче напряжения от питающей сети к линейным асинхронным двигателям будут работать на растяжение. Выбор варианта установки упругих элементов определяется их конструкцией. Блок управления в предлагаемом техническом решении может быть реализован известным образом на базе тиристорного пускателя, управляемого генератором импульсов или датчиками положения пильной рамки. Линейные асинхронные двигатели могут быть выполнены и плоской и цилиндрической конструкции. Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N306955, кл. В 27 В 3/00, 21.06.71. БИ N 20. 2. Автоское свидетельство СССР N 465321, кл. В 27 В 3/24, 30.03.75. БИ N12 (прототип). Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 11.04.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 16-2004
Извещение опубликовано: 10.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
