Производительность бревнопильных станков и околостаночное оборудование

Почти все имеющиеся в практике лесопиления впередирамные механизмы работают по принципу, сущность которого заключается в том, что бревна при распиловке первых двух третей их длины зажаты в соответствующих рабочих органах вспомогательных механизмов, обеспечивающих прямолинейность выпиливаемых материалов. Распиловка же последней, третьей, части бревна производится без участия впередирамных механизмов, которые за это время должны успеть подготовить к распиловке следующее бревно и подать его в торец предыдущему. Поэтому цикловая производительность лесопильной рамы (бревен в минуту) рассчитывается по формуле

где U — скорость подачи рамы, равная Δn/1000 (здесь Δ — посылка, мм; n — частота вращения коленчатого вала рамы, мин-1), м/мин; L — длина бревна, м; Kм — коэффициент использования машинного временя рамы; tp = 60000L/Δn — время распиловки данного бревна, с; tв — время оборота впередирамных вспомогательных механизмов с учетом совмещения всех erо составляющих во времени, с; tркб = 60000lкб/Δn — время распиловки свободного конца бревна (здесь lкб — длина свободного конца бревна, м), с.
Величина Kм зависит от минимально возможного времени оборота (цикла) внередирамных механизмов и может быть равна единице (т. е. на раме обеспечивается распиловка бревен без межторцовых разрывов) только при условии

При Км = 1 производительность рамы с увеличением скорости подачи растет по закону прямой линии. С момента, когда впередирамные механизмы уже не могут обеспечить непрерывную распиловку, производительность рамы при дальнейшем увеличении ее скорости подачи повышается асимптотически, так как коэффициент использования машинного времени рамы будет все время снижаться.
Цикл впередирамной зажимной тележки складывается из времени, затрачиваемого на выполнение следующих вспомогательных операций: разжим клещей или других захватных органов тележки перед началом ее откатки для подачи следующего бревна; откатка тележки; загрузка следующего бревна на тележку; зажим бревна и его разворот по метиковой трещине (с выносом на центр постава, если это требуется); подача бревна до» торца предыдущего или до передних вальцов лесопильной рамы. Операции по окончании откатки тележки и загрузки следующего бревна, а также зажима и разворота бревна и подаче его к раме, первые частично, а вторые полностью, могут быть совмещены во времени.

На рис. 10.1 а представлена циклограмма работы впередирамной тележки перед лесопильной рамой первого ряда при цикле оборота тележки 10 с.
На рис. 10.1 представлены циклограммы, характеризующие условия непрерывной распиловки бревен (рис. 10.1 б) и распиловку бревен с межторцовыми разрывами (рис. 10.1 в).
На рис. 10.1 г представлен график производительности лесопильных рам в зависимости от вида и параметров впередирамных вспомогательных механизмов при распиловке бревен различных длин l. По оси абсцисс отложены возможная скорость распиловки U и требуемые рабочие циклы впередирамных механизмов различных типов. По оси ординат отложены значения коэффициента производительности η и цикловая производительность рам Qп. На графике выделены зоны 1 и 2 — применения соответственно впередирамных зажимных тележек и конвейеров.
Имеются случаи, когда длину свободного конца практически доводят до 40...50 % длины бревна в результате повышения его устойчивости и исключения разворота бревен посредством расположения расклинивающих ножей длиной до 1,5 м и толщиной 20 мм на расстоянии 700...800 мм от осей задних подающих вальцов рам, при жестком креплении всей напольной конструкции и т. п. Однако все эти исключения вызваны в основном несовершенством определенных впередирамных механизмов.
Минимально возможный цикл впередирамных тележек при распиловке бревен различных длин составляет 7,5 с, что позволяет распиливать бревна длиной 6 м без межторцовых разрывов со скоростью до U = 60lкб/tв = 60*2/7,5 = 16 м/мин.
При распиловке более коротких бревен, длиной, например, 4,5 м, непрерывность распиловки нарушается при меньшей скорости подачи, равной 12 м/мин (см. рис. 10,1 г).
Время на откатку и подкатку тележки может быть уменьшено также правильной установкой щитка лесотранспортера от подающих вальцов рамы, что позволяет иногда сократить расстояние, на которое откатывается ж подкатывается зажимная тележка. Расстояние Sкр (м) от щитка лесотранспортера до подающих вальцов рамы определяется по формуле

где lкб — длина свободного конца бревна, м; — время разжима клещей на конце бревна, с; t2 — время откатки тележки, с; Umax — скорость распиловки бревен нa раме, м/мин.
Для предотвращения бокового удара загружаемым бревном по распиливаемому может быть применена блокировка механизма сбрасывателя. Получение только оптимального времени откатки и подкатки полностью не решает вопроса. Значительное время в цикле оборота тележек занимает также время сброса бревна на зажимную и поддерживающую тележки, поворота, зажима и ражима бревен и других операций.
Поэтому для обеспечения непрерывной подачи бревен на бревнопильных станках и бревноперерабатывающих агрегатах проходного типа при скорости распиловки до 100 м/мин, а иногда и более потребовалось создать специальные конвейеры, перехватные устройства и другие типы впередистаночного оборудования.
Коэффициент использования машинного времени бревнопильного агрегатного оборудования может быть рассчитан по формуле

где tр — время непосредственной распиловки бревен определенных длин и диаметров, с; Tц — рабочий цикл обработки бревен данных диаметра и длины, с; t1 — время на подачу (сброс) на позицию загрузки очередного бревна, с; t2 — время ухода бревна с позиции загрузки со скоростью транспортера догона (у линии ЛФП-1 она равна 90 м/мин), совмещаемое со временем его разворота, с; t3 — время ухода оставшейся части бревна (l1 - S1) с позиции загрузки со скоростью подающего конвейера, т. е. со скоростью распиловки (l1 — длина бревна и S1 — расстояние, на которое бревно перемещается со скоростью транспортера догона, т. е. в течение времени t2), с; t4 — время, необходимое на переналадку постава (перевод рабочих органов) перед очередным бревном (если это необходимо), с; t5 — время межторцевого разрыва между распиливаемыми бревнами, обусловленное конструктивными особенностями (несовершенством) подающих механизмов, с.
Анализ показывает, что при совершенных конструкциях подающих конвейеров (при t5 = 0) коэффициент использования машинного времени головных станков линий типа ЛФП-1 при распиловке бревен, рассортированных по диаметрам (t4 = 0), может быть доведен до 0,8...0,9 и выше. В то же время из-за невозможности подачи очередного бревна, пока хотя бы половина длины подающего конвейера не освободится от предыдущего, цикловая производительность линий уменьшается на 20...30 %. Почти так же она уменьшается при работе линий с переналадкой постава перед каждым обрабатываемым бревном.
Заметим, что при наличии в цикле работы линий потерь времени t5, обусловленных несовершенством подающих механизмов, эти потери могут быть частично или полностью совмещены со временем t4, необходимым на переналадку постава.