Лесоэксплуатация. 
Устройство пильных аппаратов бензопил

1. Назначение и устройство пильных аппаратов и пильных цепей

Цель: Изучение устройства пильных аппаратов и пильных цепей.

Материалы и оборудование: бензиномоторные пилы Stihl MS 360, Husqvarna 272, пильные цепи ПЦП-15М, STIHL_Oilomatic, учебные плакаты, описания конструкций бензопил, методические пособия.

Основные понятия по теме Устройство пильных аппаратов бензопил Пильный аппарат является основным узлом цепного срезающего механизма и состоит из пильной шины, ведущей и ведомой (может отсутствовать) звездочек, устройства для закрепления пильной шины, натяжного приспособления, амортизатора и пильной цепи.

Пильная шина (рисунок 1) служит направляющей для пильной цепи, для чего на ее ребрах делают канавки. При резании направляющая шина, так же как и пильная цепь, подвергается сильным нагрузкам. Поэтому шина изготавливается из износостойкого материала и проходит дополнительную обработку для улучшения свойств. Она должна обладать достаточной упругой жесткостью.

Рисунок 1 Шины пильных цепных аппаратов а, б, в, г, е — прямоугольные; д — каплеобразная; ж — с криволинейным профилем.

Шины прямоугольной формы применяют на ручных инструментах и в пильных аппаратах валочных и многооперационных машин. Шины с криволинейным несимметричным профилем применяются на валочных машинах, которые после спиливания производят направленную валку дерева путем его поворота относительно недопила. Такая форма шины снижает вероятность возникновения сколов и отщепов комлевой части дерева. На специализированных ручных моторных сучкорезках применяются короткие шины каплеобразной формы.

Для уменьшения потерь мощности на трение цепи о шину на ее головке могут устанавливаться направляющие ведомые звездочки или ролики различного диаметра, которые вместе с подшипниковым узлом крепятся с помощью заклепок непосредственно на шине (рисунок 2.1, б) или на сменном элементе (рисунок 2.1, в, е, ж), в том числе с пружинным амортизатором (рисунок 2.1, а).

Амортизатор, выполненный в виде пакета спиральных пружин, служит для смягчения ударов зубьев о древесину и уменьшает динамические усилия в цепи при зажиме ее в пропиле. Звездочки и ролики меньшего диаметра снижают склонность к отдаче в процессе пиления и их используют на полупрофессиональных пилах. Профессиональные пилы имеют пильные шины с большим диаметром ведомых звездочек или роликов, что обеспечивает высокую производительность резания при пилении и увеличение срока службы.

Ширина паза пильной шины соответствует толщине ведущих звеньев пильной цепи. Толщина пильной шины принимается на 2−5 мм меньше ширины пропила, чтобы избежать ее зажима в пропиле. Для уменьшения массы пильной шины в ней могут быть проемы различных форм и размеров. В цепных пилах большой мощности используют чрезвычайно прочную сплошную пильную шину на концевой части которой вместо ролика наварен твердый сплав (рисунок 2.1, г). Сплошные шины имеют длину до 1,5 м и, начиная с длины реза 1,05 м, оснащаются приставной рукояткой и кожухом цепи для обслуживания моторной пилы двумя рабочими.

Ведущая звездочка передает мощность двигателя на пильную цепь, устанавливается на валу двигателя пилы или выходном валу редуктора и снабжена зубьями и направляющими для пильной цепи. На российских пилах, для увеличения срока службы звездочка выполняется симметричной, и при износе зубьев с одной стороны ее можно ставить на вал другой. Число зубьев ведущей и ведомой звездочек находится в диапазоне 6−15, обычно принимается одинаковым и, по возможности, нечетным. На ручных моторных пилах число зубьев не превышает 11. На зарубежных пилах все большее применение находит своеобразная кольцо-звездочка, которая в отличие от традиционной звездочки не имеет жесткого соединения с барабаном муфты и облегчает процесс ее замены.

Натяжное приспособление предназначено для регулировки натя-жения пильной цепи, чтобы она не выпадала во время работы из на-правляющих пильной шины. На современных пилах установлены устройства для быстрого безинструментального натяжения цепи в виде бокового винта-барашка. С его помощью можно легко и быстро подтянуть пильную цепь без инструмента и контакта с ней. При этом необходимо отвернуть руками большой специальный винт-барашек и повернуть регулировочное колесико до достижения оптимального натяжения (рисунок 2).

Рисунок 2 Устройство быстрого натяжения цепи.

Цепь, натянутая недостаточно, будет болтаться и может соскочить с шины или даже лопнуть. При перетяжке происходит чрезмерный износ и повышенная нагрузка на двигатель. Кроме того, конструкция практически всех пил такова, что натяжка цепи укрепляет и шину — в «расслабленном» состоянии шина свободно ходит влево-вправо. Для проверки достаточно в верхней части шины, примерно в середине или чуть ближе к свободному концу, взять цепь за зубец и потянуть вверх. При правильном натяжении примерно треть хвостовика остается в пазу шины. Если больше — цепь перетянута, меньше — недотянута. При этом сама цепь должна свободно перемещаться рукой.

Устройство для закрепления пильной шины в консольных пильных аппаратах — болтовое. Оно позволяет не только жестко крепить шину, но и поворачивать ее для свободного надевания пильной цепи или же уменьшения габаритов при транспортировке.

Виды пильных цепей Пильная цепь — главный элемент пильного аппарата, ею производится пиление. От режущих свойств и конструкций пильной цепи зависит производительность и область применения цепных пил.

Пильные цепи можно классифицировать:

• а) по форме зубцов:
  • — с плоскими зубцами, каждый из которых выполняет определенную работу при пилении;
  • — с зубцами Г-образного профиля, имеющими сложную форму и выполняющими всю работу по образованию дна и стенок пропила, а также транспортированию опилок;
• б) по типу направляющих устройств для перемещения по пильной шине:
  • — с хвостовиками на средних звеньях, перемещающимися в пазу пильной шины;
  • — седлающего типа с выступами на боковых звеньях, между которыми образуются пазы для размещения в них направляющей пильной шины;
• в) по способу соединения звеньев:
  • — неразборные (на заклепках);
  • — разборные (соединенные разборными шарнирами);
• г) по шагу цепи:
  • — мелкозвенные с шагом до 15 мм;
  • — крупнозвенные с шагом свыше 15 мм.

В российских цепях шаг цепи — это расстояние между осями двух ближайших заклепок. В зарубежных — это расстояние между тремя последовательно расположенными осями заклепок, деленное на два (рисунок 3).

Рисунок 3 Определение шага цепи.

Шаг цепи является определяющим параметром и измеряется в дюймах. В зависимости от его значения все существующие цепи подразделяются на пять групп:

• — шаг ¼? (6,35 мм) присущ миниатюрным цепям, устанавливаемым на маломощные одноручные пилы;
• — цепи с шагами 0,325? (8,25 мм) и 3/8? (9,32 мм) — наиболее распространенные варианты, более 80% производимых по всему миру пил комплектуются именно ими;
• — шаги 0,404? (10,26 мм) и ¾? (19,05 мм) отличают цепи с более крупными звеньями и повышенной производительностью. Их устанавливают на мощные валочные пилы и харвестерное оборудование.

Чем больше шаг цепи, тем крупнее составляющие ее звенья и тем выше ее производительность. Но, с другой стороны, тем шире пропил, и для преодоления сопротивления резанию требуется более мощная пила. У цепей с маленьким шагом другие преимущества — большее число зубьев на единицу длины, плавное движение в пропиле и, соответственно, сниженная вибрация. Да и рез у них получается чище.

Наибольшее распространение получили цельноштампованные неразборные пильные цепи с зубьями Г-образного профиля (универсальные) и хвостовиками на средних звеньях, которые используются в переносных мотопилах (мелкозвенные) и механизмах срезания лесозаготовительных машин (крупнозвенные). Они сконструированы по одному принципу.

Российские пильные цепи имеют торговую марку ПЦУ (например, ПЦУ₁₀, 26), зарубежные — STIHL_Oilomatic, OREGON, H30-Н64 и др., которые включают большое число модификаций, отличающихся типом цепи, шагом и толщиной ведущего звена.

Устройство пильных цепей Любую пильную цепь составляют звенья трех типов: режущие, ведущие (хвостовики) и соединительные.

Универсальные пильные цепи состоят из правых 4 и левых 1 Г_образных строгающих зубьев, направляющих 7, соединительных с заклепкой 3 (закатывается) и соединительных без заклепки 5 звеньев (рисунок 2.4). Г-образные зубья крепятся на боковых звеньях в шахматном порядке без пропусков либо с пропуском. Впереди каждого зуба имеется ограничитель подачи 6 (ограничитель глубины пропила), который ограничивает толщину снимаемой зубом стружки и транспортирует опилки из пропила. Толщина стружки зависит от изменения высоты ограничителя подачи зуба относительно его режущей кромки.

У пильных цепей со слабой отдачей применяется скошенный ограничитель пропила или звено с тремя горбами 2, установленное перед соответствующим режущим зубом вместо соединительного звена. Это способствует плавному врезанию режущего зуба в древесину.

Направляющие звенья расположены в среднем ряду и снабжены хвостовиками, входящими в пазы пильной шины и в зацепление с ведущей звездочкой. Все звенья цепи соединены между собой заклепками, причем средний ряд подвижен относительно наружных рядов.

Рисунок 4 Элементы универсальной пильной цепи 1 — левые Г-образные строгающие зубья; 2 — звено с тремя горбами; 3 — звено с заклепкой; 4 — правые Г-образные строгающие зубья; 5 — звено без заклепки; 6 — ограничитель подачи; 7 — направляющие зубья.

сучкорез пильный цепь лесной В переносных моторных пилах наряду с Г-образными используют пильные цепи для поперечного пиления с плоскими зубьями марки ПЦП-15М. Они состоят из правых 1 и левых 2 режущих зубьев, правых 3 и левых 4 подрезающих зубьев, скалывающих зубьев 5, соединительных звеньев 6 и заклепок 7 (рисунок 5).

Рисунок 5 Пильная цепь ПЦП-15М 1 — правые режущие зубья; 2 — левые режущие зубья; 3 — правые подрезающие зубья; 4 — левые подрезающие зубья; 5 — скалывающие зубья; 6 — соединительные звенья; 7 — заклепки; 8 — хвостовики.

Режущие зубья 1,2 расположены на боковых звеньях, предназначены для обрезания боковых стенок пропила и разводятся в стороны. Подрезающие зубья 3,4 находятся на средних звеньях, имеют также развод на сторону, но меньший, чем режущие, и служат для подрезания несколотых волокон, обеспечивая таким образом внедрение режущих зубьев в древесину. Скалывающие зубья 5 расположены тоже на средних звеньях и предназначены для скалывания перерезанных волокон. Подрезающие и скалывающие зубья имеют хвостовики 8, которые выполняют роль направляющих устройств, так как входят в пазы пильной шины и обеспечивают зацепление с ведущей звездочкой. Все звенья цепи шарнирно соединены между собой заклепками 7 в определенной последовательности.

Пильные цепи Г-образного профиля по сравнению с пильными цепями марки ПЦП могут производить пиление древесины под любым углом к направлению волокон без заметного снижения производительности, нуждаются в меньшей подаче, снижают перегрузку двигателя и обеспечивают более безопасные условия работы благодаря наличию ограничителя подачи. Их подготовка к работе (заточка и правка) более простая и может проводиться не только с помощью электрических заточных станков, но и с помощью круглых и плоских напильников, специальных шаблонов вручную.

Виды форм режущих зубов В соответствии с формой режущего зуба различают два основных типа исполнения пильной цепи со строгающими зубьями.

Чизельный зуб (чизель от англ. chisel — резец, долото) представляет собой «семерку» с острым углом между кромками (рисунок 2.6, а). Чизельные зубцы отличаются высокими производительностью и скоростью пиления. За счет своей конфигурации они имеют меньшую площадь контакта с древесиной при работе, что уменьшает сопротивление резанию. Это профессиональный вариант, но он очень чувствителен к абразивной среде, быстро тупится при работе с «грязной» древесиной, а при заточке требует четкой выдержки всех углов и параметров.

Чипперный зуб (чиппер от англ. to chip — рубить в щепу) имеет серпообразный профиль (рисунок 2.6, б). Чиппер менее эффективен, так как площадь контакта с древесиной у него несколько больше, но и ухаживать за ним намного легче — скругленный угол не столь болезненно отзывается на незначительные погрешности при заточке. Подобные звенья хороши при работе с загрязненной древесиной.

Рисунок 6 Типы режущих зубьев, а — режущее звено чизельного типа; б — режущее звено чипперного типа.

Все остальные варианты профилей являются различными модификациями двух описанных выше.

Ход работы.

• 1 Изучить устройство пильных аппаратов. Зарисовать формы шин пильных цепных аппаратов.
• 2 Изучить классификацию пильных цепей.
• 3 Изучить устройство пильных цепей. Зарисовать элементы универсальной пильной цепи и пильной цепи с плоскими зубьями.
• 4 Изучить типы режущих зубьев. Зарисовать типы режущих зубьев.

Вопросы для самоконтроля.

• 1 Расскажите устройство пильного аппарата.
• 2 Перечислите виды пильных цепей.
• 3 Как определить шаг цепи?
• 4 Расскажите устройство универсальных пильных цепей.
• 5 Расскажите устройство пильной цепи с плоскими зубьями.
• 6 Какие существуют типы режущих зубов пильных цепей.

• 1 Матвейко, А. П. Технология и оборудование лесозаготовительного производства: учебник / А. П. Матвейко. — Мн.: Техноперспектива, 2006. — С. 88−93.
• 2 Матвейко, А. П. Технология и машины лесосечных работ: учеб.-метод. пособие / А. П. Матвейко, П. А. Протас. — Мн.: БГТУ, 2008. — С. 88−98.

Размещено на Allbest.ru.