RU2718570C1

RU2718570C1 - Band-saw

Info

Publication number: RU2718570C1
Application number: RU2019123093A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Мелехов; Иван Иванович Соловьев
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2020-04-08

Abstract

FIELD: woodworking industry.SUBSTANCE: invention relates to woodworking, particularly, to production of band-saws. Belt saw comprises web, toothed and trailing edges. Saw blade is divided into alternating sections of various rigidity connecting the saw and back edges of the saw and arranged with pitch corresponding to the teeth pitch. At the same time axis of section with lower rigidity coincides with top of base of tooth of saw tooth.EFFECT: reduced bending rigidity of saw blade, reduced level of fatigue cyclic stress concentration in saw blade and higher reliability of tool.3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к деревообрабатывающей отрасли промышленности и предназначено для повышения работоспособности ленточных пил в процессе работы путём снижения усталостных циклических напряжений в полотне пилы. The invention relates to the woodworking industry and is intended to improve the performance of band saws in the process by reducing fatigue cyclic stresses in the saw blade.

Известен способ изготовления пил, включающий заточку зубьев под углом и двустороннюю пластическую деформацию, например, двусторонним вдавливанием штампов или двусторонней прокаткой роликами, создающую в междузубных впадинах сжимающие напряжения, которой подвергают область полотна расположенную в пределах биссектрисы угла заточки и составляющую от касательной не менее одного радиуса закругления междузубной впадины в сторону вершины зуба и не менее двух радиусов в сторону полотна, что предотвращает образование и развитие трещин. (а.с. СССР № 1201072, МПК В 23 D 65/00, 1985). A known method of manufacturing saws, including sharpening the teeth at an angle and bilateral plastic deformation, for example, by double-pressing the dies or rolling by the rollers on both sides, creates compressive stresses in the interdental cavities, which exposes the blade region located within the bisector of the sharpening angle and comprising at least one radius tangent rounding of the interdental cavity towards the tooth apex and at least two radii towards the blade, which prevents the formation and development of cracks. (USSR AS No. 1201072, IPC 23 D 65/00, 1985).

Недостатком данного способа является то, что невозможно предотвратить накопление усталостных циклических напряжений в зоне межзубных впадин пилы во время работы и образование трещин при достижении уровня усталостных напряжений противодействующих сжимающих напряжений, созданных при вальцевании, что снижает эксплуатационную надежность пильного полотна.The disadvantage of this method is that it is impossible to prevent the accumulation of fatigue cyclic stresses in the area of the interdental cavities of the saw during operation and the formation of cracks when the level of fatigue stresses of the opposing compressive stresses created by rolling is reached, which reduces the operational reliability of the saw blade.

Известен способ подготовки дереворежущих пил, предотвращающий концентрацию напряжений в межзубной впадине при шлифовке межзубной впадины предварительным нагревом материала полотна пилы до температуры пластификации (пат. РФ № 2619250 C1, МПК B27B33/00, C21D9/24, 2016).A known method of preparation of wood-cutting saws, which prevents the concentration of stresses in the interdental cavity when grinding the interdental cavity by preheating the material of the saw blade to the plasticization temperature (US Pat. RF No. 2619250 C1, IPC B27B33 / 00, C21D9 / 24, 2016).

Недостатком данного способа является то, что он не предотвращает возникновения циклических усталостных напряжений в полотне пилы и развития трещин при пилении.The disadvantage of this method is that it does not prevent the occurrence of cyclic fatigue stresses in the saw blade and the development of cracks during sawing.

Известен способ снижения усталостных напряжений в полотне ленточной пилы формированием в основании впадины каждого зуба пилы зон пластической деформации металла нагревом до температуры предела текучести материала бесконтактно импульсным индукционным способом (пат. РФ № 2677198 C1, МПК C21D9/24, B27B33/00, 2018). There is a method of reducing fatigue stresses in the band saw blade by forming zones of plastic deformation of the metal by heating to a temperature at the base of the cavity of each saw blade yield strength of the material in a non-contact pulsed induction manner (US Pat. RF No. 2677198 C1, IPC C21D9 / 24, B27B33 / 00, 2018).

Это устройство принято за прототип. Недостатком прототипа является то, что он не обеспечивает снижения уровня концентрации усталостных циклических напряжений в полотне пилы, что снижает надежность работы пилы.This device is taken as a prototype. The disadvantage of the prototype is that it does not reduce the concentration of fatigue cyclic stresses in the blade, which reduces the reliability of the saw.

Изобретение направлено на решение задачи снижения изгибной жесткости полотна пилы, уменьшения уровня концентрации усталостных циклических напряжений в полотне пилы и повышения надежности работы инструмента.The invention is aimed at solving the problem of reducing the bending stiffness of the saw blade, reducing the concentration of fatigue cyclic stresses in the saw blade and improving the reliability of the tool.

Это достигается тем, что в предлагаемом техническом решении для уменьшения изгибной жесткости полотна пилы, в ленточной пиле, содержащей полотно, зубчатую и заднюю кромки, полотно пилы поделено на чередующиеся участки с различной жесткостью, соединяющие зубчатую и заднюю кромки пилы и расположенных с шагом, соответствующим шагу зубьев, при этом ось участка с меньшей жесткостью совпадает с вершиной основания впадины зуба пилы и нормальна или проходит через вершину междузубной впадины под углом, соответствующим углу заточки передней грани зуба.This is achieved by the fact that in the proposed technical solution to reduce the bending stiffness of the saw blade, in a band saw containing the blade, serrated and trailing edges, the saw blade is divided into alternating sections with different stiffness connecting the serrated and trailing edges of the saw and arranged with a step corresponding to the tooth pitch, while the axis of the plot with less rigidity coincides with the top of the base of the tooth tooth cavity and is normal or passes through the top of the interdental cavity at an angle corresponding to the angle of grinding of the front face and tooth.

На фиг.1 показана ленточная пила с чередующимися участками, расположенными нормально к задней кромке пилы; на фиг.2 – ленточная пила на шкиве; на фиг.3 – вид А; на фиг.4 - ленточная пила с чередующиеся участками, расположенными под углом к задней кромке пилы.Figure 1 shows a band saw with alternating sections located normal to the trailing edge of the saw; figure 2 - a band saw on a pulley; figure 3 - view A; figure 4 is a band saw with alternating sections located at an angle to the rear edge of the saw.

Пила включает полотно толщиной s пилы 1 c чередующимися участками большей 2 и меньшей 3 жесткости с осью 4, зубчатую кромку 5 с вершиной основания впадины зуба 6 (реперной точкой) и заднюю кромку 7, зону напряжений растяжения 8, зону напряжений сжатия 9, шкив 10.The saw includes a blade of thickness s of saw 1 with alternating sections of greater 2 and less 3 stiffness with axis 4, a gear edge 5 with the top of the base of the tooth cavity 6 (reference point) and a trailing edge 7, a zone of tensile stresses 8, a zone of compression stresses 9, a pulley 10 .

Ленточная пила обладает высокой изгибной жесткостью, определяющей интенсивность накопления усталостных напряжений в полотне пилы. В процессе работы при огибании шкива 10 с радиусом R полотно пилы 1 подвергается циклическим перегибам, которые приводят к появлению в полотне пилы зон напряжений растяжения и сжатия и накоплению в полотне пилы усталостных напряжений, появлению трещин и аварийному выходу из строя пилы. The band saw has a high bending stiffness, which determines the intensity of the accumulation of fatigue stresses in the saw blade. In the process, when the pulley 10 is bent with a radius R, the saw blade 1 undergoes cyclic kinks, which lead to the appearance of tensile and compression stress zones in the saw blade and the accumulation of fatigue stresses in the saw blade, cracks and an emergency failure of the saw.

В предлагаемом техническом решении для уменьшения изгибной жесткости и снижения напряжений полотно пилы 1 поделено на чередующиеся взаимосвязанные участки с большей 2 и с меньшей 3 жесткостью. Участки с меньшей жесткостью формируются путем пластификации индукционным нагревом локальных полосовых зон 3, соединяющих вершину основания зуба 6 зубчатой кромки 5 и заднюю кромку 7 полотна пилы. При этом в пластифицированной зоне участка 3 возникают уменьшенные напряжения растяжения 8 и сжатия 9, что увеличивает податливость участка полотна пилы 3 симметрично оси 4. Это позволяет снизить изгибную жесткость полотна пилы на шкивах за счет пластичности и меньшей жесткости участка 3 при одновременном увеличении выносливости и релаксационной стойкости полотна пилы.In the proposed technical solution to reduce bending stiffness and reduce stress saw blade 1 is divided into alternating interconnected sections with a greater 2 and less than 3 stiffness. Areas with less rigidity are formed by plasticization by induction heating of local strip zones 3 connecting the top of the tooth base 6 of the gear edge 5 and the trailing edge 7 of the saw blade. Moreover, in the plasticized zone of section 3, reduced tensile stresses 8 and compression 9 occur, which increases the flexibility of the saw blade section 3 symmetrically to axis 4. This allows you to reduce the bending stiffness of the saw blade on the pulleys due to the ductility and lower rigidity of section 3 while increasing endurance and relaxation durability of a saw blade.

При расположении оси 4 участка 3 нормально к задней кромке пилы 7 перегиб полотна пилы на шкиве происходит в пластифицированной зоне по оси 4 участка 3. When the axis 4 of section 3 is normal to the trailing edge of the saw 7, the bend of the saw blade on the pulley occurs in the plasticized zone along axis 4 of section 3.

Ширина b участка c меньшей жесткостью определяется количеством переточек зубьев пилы по передней грани, так как при каждой заточке происходит смещение вершины основания впадины зубьев 6 (реперной точки) к границе участка 3.The width b of the section with less rigidity is determined by the number of regrind of the teeth of the saw along the front face, since during each sharpening, the top of the base of the tooth cavity 6 (reference point) shifts to the boundary of section 3.

При расположении оси 4 участка 3 с наклоном равным углу заточки передней грани зуба ϕ вершина впадины 6 смещается по оси в сторону задней кромки и не ограничивает количество заточек зубьев пилы.With the location of the axis 4 of section 3 with a slope equal to the angle of grinding of the front edge of the tooth ϕ, the top of the cavity 6 is shifted along the axis towards the trailing edge and does not limit the number of sharpenings of the teeth of the saw.

Применение предлагаемого технического решения позволяет снизить изгибную жесткость полотна пилы, уменьшить уровень концентрации усталостных циклических напряжений в полотне пилы и повысить надежность работы инструмента.The application of the proposed technical solution can reduce the bending stiffness of the saw blade, reduce the concentration of fatigue cyclic stresses in the saw blade and increase the reliability of the tool.

Claims

1. Ленточная пила, содержащая полотно, зубчатую и заднюю кромки, отличающаяся тем, что полотно пилы поделено на чередующиеся участки с различной жесткостью, соединяющие зубчатую и заднюю кромки пилы и расположенные с шагом, соответствующим шагу зубьев, при этом ось участка с меньшей жесткостью совпадает с вершиной основания впадины зуба пилы.1. A band saw containing a blade, serrated and trailing edges, characterized in that the saw blade is divided into alternating sections with different stiffness, connecting the serrated and trailing edges of the saw and located in steps corresponding to the pitch of the teeth, while the axis of the section with less rigidity coincides with the top of the base of the tooth tooth cavity.

2. Ленточная пила по п.1, отличающаяся тем, что ось участка с меньшей жесткостью нормальна к задней кромке пилы.2. The band saw according to claim 1, characterized in that the axis of the section with less rigidity is normal to the trailing edge of the saw.

3. Ленточная пила по п.1, отличающаяся тем, что ось участка с меньшей жесткостью проходит через вершину междузубной впадины под углом, соответствующим углу заточки передней грани зуба.3. The band saw according to claim 1, characterized in that the axis of the plot with less rigidity passes through the top of the interdental cavity at an angle corresponding to the angle of grinding of the front face of the tooth.