Определение формы и размеров пильного аппарата

В зависимости от назначения и условий работы пильного цепного аппарата выбирается геометрическая форма пильной шины (рис. 1). Шины прямоугольной формы применяют на ручных инструментах, стационарных раскряжевочных установках и в механизмах пиления лесозаготовительных машин для валки деревьев. Шины с криволинейным несимметричным профилем применяются на валочных машинах, которые после спиливания производят направленную валку дере­ва, путем его поворота относительно недопила, например: ЛП-17, ЛП-49. Такая форма шины позволяет снизить вероятность воз­никновения сколов и отщепов комлевой части ствола дерева. На специализированных ручных моторных сучкорезках применяются короткие шины каплеобразной формы без направляющей ведо­мой звездочки. В зависимости от типа применяемой пильной цепи шины изготавливаются с направляющим пазом (для цепей с хвостовиками) или с направляющим гребнем (для цепей седлающего типа).

Для уменьшения потерь мощности на трение цепи о шину на носке шины устанавливаются направляющие звездочки или ролики, которые вместе с подшипниковым узлом крепятся с помощью заклёпок непосредственно на шине или на сменном элементе с пружинным амортизатором. На ручных моторных пилах, предназначенных для обрезки сучьев и работающих в сложных условиях пиления, пружинные амортизаторы не ставятся, так как при пилении носком шины они способствуют возникновению дополни­тельных ударных нагрузок, приводящих к резкому отбрасыванию шины (обратному удару).

Для определения размеров пильной шины и цепи составля­ется расчётная схема. Рассмотрим расчёт прямоугольного пильного аппарата (рис. 2.).

Межосевое расстояние цепной передачи

, мм, (1)

где L_p – длина рабочей части пильного аппарата, мм;

l – длина нерабочего участка шины в месте ее крепления (l=80…100 мм на ручных моторных пилах и сучкорезках, l=150…200 мм на валочных машинах и стационарных установках), мм;

a – зазор между пильной шиной и ведущей звёздочкой (a=20...30 мм), мм.

Рис. 1. Шины пильных цепных аппаратов:

а,б,в - прямоугольные; г- каплеобразная; д - с криволинейным профилем

Рис. 2. Размеры пильного цепного аппарата

Длина рабочей части пильного аппарата ручных моторных пил, предназначенных для валки деревьев и раскряжёвки хлыстов, определяется из условия

, мм, (2)

где D_max – максимальный диаметр пропила, мм.

Максимальный диаметр пропила D_max определяется по диаметру дерева на высоте груди D_1,3

, мм, (3)

где К_К – коэффициент, учитывающий форму комля (К_К=1,2).

Шаг пильной цепи определяется из условия

, мм (4)

Для цепных передач допускается принимать более мелкий шаг цепи до , что делает передачу более плавной при обходе цепи вокруг звёздочек. Поэтому на современных бензиномоторных пилах и лесозаготовительных машинах используют пильные цепи с более мелким шагом. Применяются пильные цепи со следующим средним шагом: 1/4^" – 6,35 мм, 0,325^" – 8,25 мм, 3/8^" – 9,53 мм, 0,404^" – 10,26 мм, 7/16^" – 11,11 мм, 1/2^" – 12,7 мм, 9/16^" – 14, 29 мм (15 мм), 3/4^" – 19,05 мм (20 мм), 30 мм. Пильные цепи с шагом до 10,26 (0,404^") включительно применяются на бензиномоторных пилах, цепи с шагом 10,26 (0,404^") и более используются на самоходных и стационарных лесозаготовительных машинах.

Ведущие звездочки пильных цепных аппаратов в зависимости от типа пильной цепи имеют определённый профиль (рис. 3).

Рис.3. Звёздочки пильных цепных аппаратов бензиномоторных пил

Число зубьев ведущей и ведомой звёздочек принимается в
диапазоне

На ручных моторных пилах принимают меньшие значения чисел зубьев, а на валочных машинах и стационарных ус­тановках – большие. Числа зубьев ведущей и ведомой звездочек обычно принимаются одинаковыми и по возможности нечетными. Параметры звёздочек определяются по следующим формулам:

– шаг зубьев звездочки по начальной окружности

, мм; (5)

– диаметр начальной окружности звездочек

, мм; (6)

– наружной окружности звездочек

, мм; (7)

где с - расстояние от линии центров осей боковых звеньев цепи до верхней точки выемки, мм.

Для цепей с хвостовиками величина с = 1...2 мм, а для цепи ПЦУ-30Б седлающего типа с = 9.. .10 мм.

Длина пильной цепи предварительно определяется суммированием всех размеров пильного аппарата при обходе по контуру

(8)

Для шин с криволинейным профилем длина цепи определяется с учётом радиуса кривизны шины. Полученная длина цепи коррек­тируется с учетом размеров блока цепи.

Длина блока цепи

l_бл=12t_Ц – для цепей типа ПЦП;

l_бл=8t_Ц – для цепей типа ПЦУ.

Количество блоков в цепи

(9)

Это значение округляется до ближайшего большего числа.

Длина цепи после корректировки

, мм.

После определения длины цепи корректируется величина межосевого расстояния цепной передачи (формула 10) и уточняются все остальные размеры пильного аппарата.

Длина пильной шины (без направляющего элемента)

, мм, (10)

где Δ – зазор между шиной и направляющим элементом звёздочки, мм (Δ=2...3).

Ширина пильной шины на разных участках изменяется и зави­сит от контурных обводов шины и размеров звездочки. На ручных моторных пилах и сучкорезках, на которых применяют цепи с хвостовиками, определение контура заходной части пильной шины производится построением кубической параболы. Контуры переходных линий между заходной частью и носком шины проводят радиусом 2900…3000 мм. Радиус изгиба рабочего участка криволинейной формы составляет 400…500 мм.

На участке захода цепи ширина пильной шины равняется диаметру наружной окружности ведущей звёздочки В_ш=D_н.

Толщина пильной шины выбирается из условия беззажимного движения ее в пропиле вслед за цепью и исходя из требуемой прочности и жесткости. Минимальная толщина шины в месте со­прикосновения ее с цепью (толщина беговой дорожки) принимает­ся равной сумме толщин среднего и боковых звеньев цепи при наличии хвостовиков, а для цепей седлающего типа толщина на­правляющего гребня равна толщине среднего звена цепи. На руч­ных моторных пилах толщина шины обычно постоянна и равна тол­щине беговой дорожки.

Толщина шины выбирается из условия

, мм,

где δ₁ и δ₂ – толщина боковых и средних соединительных звеньев цепи, мм;

b – ширина пропила, мм;

s – зазор между стенкой пропила и шиной, мм (s = 1,5...3,0 мм).