Уравновешенная лесопильная рама с наоборотным планетарным преобразователем
Изобретение относится к деревообработке, а именно к высокопроизводительным лесопильным рамам. Рама содержит станину, электродвигатели и механизм главного движения с наоборотным планетарным преобразователем вращательного движения в возвратно-поступательное, где на коленах валов привода жестко установлен сателлит со своим валом, а находящийся в зацеплении с сателлитом эпицикл смонтирован вместе с корпусом преобразователя и нижней поперечиной пильной рамки. На боковых сторонах водила установлены противовесы начального уравновешивания, которыми обеспечивается уравновешивание относительно вала сателлита всех масс: пильной рамки, корпуса преобразователя, эпицикла и самого водила вместе взятых, а валы привода снабжены противовесами последующего уравновешивания, которыми обеспечивается уравновешивание самих противовесов начального уравновешивания вместе с массами элементов преобразователя и пильной рамки, которых изначально они уравновешивали относительно вала сателлита. Изобретение повышает количество оборотов привода и увеличивает производительность лесопильной рамы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Известны лесопильные рамы, механизмы главного движения которых выполнены на базе планетарных преобразователей вращательного движения в возвратно-поступательное (см. кл. F16Н 21/16, а.с. СССР №1052763, 1983 г.; а.с. №1071839, 1984 г.; a.c. №2094679, 1997 г.; F16Н 21/18, патент №1667638, 1991 г.; F16Н 21/40, а.с. №339703, 1972 г.; F16Н 3/44, В30B 1/00, B30B 1/100 и 3/00, патент №2242630, 2004 г. и др.). Во всех этих механизмах прямолинейное возвратно-поступательное перемещение достигается в результате обкатывания сателлита внутри вдвое большего эпицикла. Однако при достаточно высоких скоростях движения все эти механизмы могут успешно работать только в условиях полного уравновешивания движущихся масс пильной рамки и связанных с ней элементов.
Научный подход о возможности уравновешивания механизмов с планетарными преобразователями вращательного движения в возвратно-поступательное всесторонне рассмотрен в труде С.С.Баландина «Бесступенчатые двигатели внутреннего сгорания» (М., Машиностроение, 1972 г. (эта книга имеется в библиотеке им. Ленина г.Москва)). Использованный для этого фундаментальный математический аппарат ограничен исследованием только сугубо прямолинейного движения, соответствующего перемещению поршней в цилиндрах.
Для лесопильных рам с планетарными преобразователями и движением их выходных звеньев по вытянутым замкнутым траекториям одновременно с качанием пильной рамки такое уравновешивание окажется существенно неполным.
Практически полного уравновешивания с такими преобразователями удалось достичь установкой противовесов на валах сателлитов и водилах на условиях их последовательного уравновешивания и установки симметрично относительно пильной рамки, см. а.с. №411990, кл. В27 В 3/12, 1974 г. - прототип.
Противовесами начального уравновешивания оснащались валы сателлитов. Противовесами последующего уравновешивания оснащались водила планетарных преобразователей.
Теоретического обоснования о возможности уравновешивания лесопильных рам с планетарными преобразователями и качающейся пильной рамкой наукой пока не подтверждено, но и не опровергнуто. Однако такое уравновешивание, выполненное с участием одного из соавторов, оказалось правильным. Лесопильную раму удалось практически полностью уравновесить. Ее выпуск освоил Новозыбковский станкостроительный завод под маркой ЛРВ-2.
В лесопильных рамах нового поколения (см. кл. В30В 1/00 и 3/00, патент №2242650, 2004 г. и заявку на патент №2006126757), где механизмы главного движения выполнены с наоборотными планетарными преобразователями вращательного движения в возвратно-поступательное, где их выходные звенья крепятся стационарно, а возвратно-поступательное перемещение совершают эпициклы, уравновешивание по аналогичной схеме уже не может быть выполнено.
Задача, на решение которой направлено патентуемое изобретение, - это достижение возможности полного уравновешивания лесопильных рам с механизмами главного движения, выполненными с наоборотными планетарными преобразователями, обеспечивающими возвратно-поступательное перемещение нижней поперечины пильной рамки как прямолинейное, так и по вытянутой замкнутой траектории, обуславливающей одновременно и ее качание.
Для достижения поставленной задачи в лесопильной раме, содержащей станину, электродвигатели и механизм главного движения с наоборотным планетарным преобразователем вращательного движения в возвратно-поступательное, где на коленах валов привода жестко установлен сателлит со своим валом, а находящийся в зацеплении с сателлитом эпицикл смонтирован вместе с корпусом преобразователя и нижней поперечиной пильной рамки, на боковых сторонах водила установлены противовесы начального уравновешивания, которыми обеспечивается уравновешивание относительно вала сателлита всех масс пильной рамки, корпуса преобразователя, эпицикла и самого водила вместе взятых, а валы привода снабжены противовесами последующего уравновешивания, которыми обеспечивается уравновешивание самих противовесов начального уравновешивания вместе с массами элементов планетарного преобразователя и пильной рамки, которых изначально они уравновешивали относительно вала сателлита.
Противовесы начального уравновешивания, установленные на водиле, выполнены с суммарным статическим моментом, равным произведению эксцентриситета оси сателлита относительно продольной оси водила на массу самого водила вместе с массами установленных на нем корпуса преобразователя с эпициклом и пильной рамкой, а противовесы последующего уравновешивания, установленные на валах привода, выполнены с суммарным статическим моментом, равным произведению эксцентриситета оси вала сателлита относительно осей валов привода на массу противовесов начального уравновешивания вместе с массами элементов преобразователя и пильной рамки, которых изначально они уравновешивали относительно вала сателлита.
На фигуре 1 представлена лесопильная рама с наоборотным планетарным преобразователем вращательного движения в возвратно-поступательное - полностью уравновешенная.
На фигуре 2 представлены варианты траекторий движения нижней поперечины пильной рамки.
Лесопильная рама содержит станину 1, электродвигатели 2 и механизм главного движения с наоборотным планетарным преобразователем вращательного движения в возвратно-поступательное, где на коленах 3 валов привода 4 жестко установлен сателлит 5 со своим валом 6, а находящийся в зацеплении с ним эпицикл 7 смонтирован вместе с корпусом преобразователя 8 и нижней поперечиной 9 пильной рамки 10. Корпус преобразователя 8 установлен в подшипниках 11 на водило 12. На боковых сторонах водила установлены противовесы 13 начального уравновешивания, которыми обеспечивается уравновешивание относительно вала сателлита 6 всех масс пильной рамки, корпуса преобразователя, эпицикла и самого водила вместе взятых, а валы привода 4 снабжены противовесами 14 последующего уравновешивания, которыми обеспечивается уравновешивание самих противовесов начального уравновешивания вместе с массами элементов преобразователя и пильной рамки, которых изначально они уравновешивали относительно вала сателлита.
Противовесы начального уравновешивания, установленные на водило, выполнены с суммарным статическим моментом, равным произведению эксцентриситета оси сателлита относительно продольной оси водила на массу самого водила вместе с массами установленных на нем корпуса преобразователя с эпициклом и пильной рамкой, а противовесы последующего уравновешивания, установленные на валах привода, выполнены с суммарным статическим моментом, равным произведению эксцентриситета оси вала сателлита относительно осей валов привода на массу противовесов начального уравновешивания вместе с массами элементов преобразователя и пильной рамки, которых изначально они уравновешивали относительно вала сателлита.
Таким образом, выявленная последовательность уравновешивания обусловлена тем, что параметры противовесов последующего уравновешивания могут быть назначены только после того, как станут известны параметры противовесов начального уравновешивания.
При включении электродвигателей 2 вращение передается на валы привода 4, а вместе с ними приходит в орбитальное вращение вокруг их продольных осей и сателлит 5 вместе со своим валом 6. Сателлит обкатывается по эпициклу 7 и сообщает ему возвратно-поступательное перемещение по вытянутой замкнутой траектории или прямолинейной с ее наклоном или без (см. фиг.2). Все определяется соотношением плеч взаимодействующих между собой элементов схемы и их взаимного положения относительно друг друга. Вместе с эпициклом перемещается корпус преобразователя 8, в котором он жестко смонтирован или выполнен с ним за одно целое, нижняя поперечина пильной рамки и водило.
Совершая возвратно-поступательное перемещение водило в то же самое время совершает орбитальное перемещение вокруг вала сателлита 6. Совпадение этих траекторий позволяет принять для динамических расчетов естественное допущение считать, что массы всех элементов движущихся вместе с корпусом преобразователя и пильной рамкой сосредоточены на оси водила. Все эти массы относительно вала сателлита уравновешиваются противовесами 13 начального уравновешивания, установленными на боковых сторонах водила. А противовесами 14 последующего уравновешивания, которыми снабжены валы привода, уравновешивают противовесы начального уравновешивания вместе с массами элементов преобразователя и пильной рамки, которых изначально они уравновешивали относительно вала сателлита. В итоге лесопильная рама оказывается полностью уравновешенной, что позволяет обеспечить ее работу без установки на мощные фундаменты и значительно поднять обороты привода, а соответственно, и число двойных ходов пильной рамки.
1. Лесопильная рама, содержащая станину, электродвигатели и механизм главного движения с наоборотным планетарным преобразователем вращательного движения в возвратно-поступательное, где на коленах валов привода жестко установлен сателлит со своим валом, а находящийся в зацеплении с сателлитом эпицикл смонтирован вместе с корпусом преобразователя и нижней поперечиной пильной рамки, отличающаяся тем, что, с целью повышения оборотов привода и увеличения ее производительности, экономичности и долговечности при одновременном снижении вибраций и шума, на боковых сторонах водила установлены противовесы начального уравновешивания, которыми обеспечивается уравновешивание относительно вала сателлита всех масс: пильной рамки, корпуса преобразователя, эпицикла и самого водила вместе взятых, а валы привода снабжены противовесами последующего уравновешивания, которыми обеспечивается уравновешивание самих противовесов начального уравновешивания вместе с массами элементов преобразователя и пильной рамки, которых изначально они уравновешивали относительно вала сателлита.
2. Лесопильная рама по п.1, отличающаяся тем, что противовесы начального уравновешивания, установленные на водиле, выполнены с суммарным статическим моментом, равным произведению эксцентриситета оси сателлита относительно продольной оси водила на массу самого водила вместе с массами установленных на нем корпуса преобразователя с эпициклом и пильной рамкой, а противовесы последующего уравновешивания, которыми снабжены валы привода, выполнены с суммарным статическим моментом, равным произведению эксцентриситета оси вала сателлита относительно оси валов привода на массу противовесов начального уравновешивания вместе с массами элементов преобразователя и пильной рамки, которых изначально они уравновешивали относительно вала сателлита.
