Категория: Разное

Скорость вращения цепи бензопилы: принцип работы, из чего состоит

   15.05.2023  Комментировать

Содержание

Бензопилы – обзоры, какие бывают

Бензопила — это удобный, производительный инструмент, который используется при выполнении самых разных работ. Она может использоваться и в садово-огородных задачах, и при строительстве дома, и в профессиональной лесозаготовке. Однако выбор подходящей бензиновой пилы для неопытного человека может оказаться достаточно сложным: производители предлагают обширный выбор моделей, у каждой из которых есть свои индивидуальные нюансы. Поэтому, прежде чем приступать к выбору, нужно разобраться, на что именно следует обращать внимание. Кроме того, нужно учитывать специфику эксплуатации такой техники — как и у любого другого оборудования, у нее есть свои слабые стороны.

Анатомия бензопилы

Общая конструкция такого инструмента независимо от марки и модели довольно проста. Вот ее основные компоненты:

  • 1-цилиндровый двухтактный двигатель;
  • 1-ступенчатая цепная передача, передающая вращение;
  • шина с закрепленной на ней пильной цепью.

Поршень, двигающийся в цилиндре возвратно-поступательно, приводит в действие кривошипно-шатунный механизм, который, в свою очередь, заставляет вращаться приводной вал. Его движение через центробежное сцепление передается на приводную звездочку, отвечающую за вращение цепи по шине.

Как видно, в мотопилах не используются сложные редукторы, поэтому скорость движения цепи напрямую зависит от оборотов, развиваемых двигателем. Это существенно упрощает и удешевляет конструкцию, а также повышает ее надежность и выносливость.

Двигатели здесь тоже используются достаточно простые: 2-тактная конструкция не использует масляный картер — смазка смешивается в определенных пропорциях с бензином в топливном баке, поэтому при работе не приходится постоянно контролировать количество масла, заменять его и т. д.

Располагается мотор бензиновой пилы продольно, благодаря чему центр тяжести смещается вперед. Это облегчает процесс работы с инструментом: не приходится прилагать дополнительные усилия, чтобы предотвратить отклонение пилы от линии реза.


Бензопила CHAMPION 256-18 2500Вт шина 45см

Ключевые достоинства и недостатки

Перед электрическими пилами у бензомоторных моделей имеется масса преимуществ:

  • автономность. Возможности использования бензоинструмента не ограничиваются длиной кабеля питания, поэтому здесь не имеют значения наличие и удаленность электророзетки;
  • защищенность от осадков. Бензиновой пилой можно работать в дождь или снег, тогда как электроинструмент чувствителен к высокой влажности;
  • более высокая мощность и, следовательно, производительность;
  • ремонтопригодность. Многие неполадки, возникающие при работе с электроинструментом, можно выявить и устранить своими руками практически без отрыва от работы.

В то же время есть у бензинового инструмента и ряд показателей, по которым он уступает электрическим аналогам:

  • сложность конструкции;
  • большая масса и размеры;
  • высокий уровень шума;
  • вредные выбросы;
  • необходимость обкатки новой бензопилы, в ходе которой ее детали притираются друг к другу;
  • чувствительность к качеству топливно-масляной смеси;
  • более сложное обслуживание — приходится регулировать карбюратор, чистить фильтры и т. д.

Однако все указанные минусы компенсируются высокой производительностью и автономностью бензинового инструмента. Во многих задачах применение электропил попросту невозможно.


Виды бензопил

Данная категория инструмента разделяется на несколько групп по классу и производительности:

  • Любительские

    Такие модели отличаются относительно небольшими размерами и мощностью до 2 кВт. Они рассчитаны на непродолжительное применение — как правило, не более 1 часа в день. В пилах этой группы используются цепи с низким профилем, благодаря чему снижаются вибрации при работе. Такой инструмент подходит для обрезки деревьев в саду, выполнения несложных строительных задач, заготовки небольших объемов дров.

  • Полупрофессиональные

    Здесь мощность достигает уже 3 кВт, этого достаточно для выполнения более тяжелых и продолжительных работ.

    В частности, такой пилой можно валить деревья толщиной до 40 см. Полупрофессиональные модели также подходят для строительства частных и дачных домов. По сравнению с любительскими пилами они крупнее и тяжелее. Рекомендуемое время работы — до 3-4 часов в день.

  • Профессиональные

    Наиболее крупные и дорогие модели мощностью до 4-6 кВт. Они используются при профессиональной валке леса, экстренными службами и т. д. Производительности такого инструмента достаточно для спиливания самых толстых деревьев, а высокая надежность конструкции позволяет работать профессиональной пилой весь день.

Класс инструмента напрямую влияет и на его стоимость, поэтому следует объективно оценивать объем и сложность предстоящих задач. В противном случае либо инструмент раньше времени выйдет из строя, либо вы переплатите лишние деньги за невостребованный запас производительности. Кроме того, чем мощнее пила, тем она больше и тяжелее, тем неудобнее с ней работать.

Общее правило выбора здесь такое: если вы планируете строить дом, то отдайте предпочтение модели полупрофессионального класса, если же пила нужна вам для ухода за садом и участком, то вполне достаточно будет и бытовой модели.


Бензопила ECHO CS-361WES 1660Вт шина 35см

Разновидности шин

Пильные шины, по которым движется цепь, различаются по предназначению и техническим характеристикам:

  • в пилах любительского класса, как правило, используются плоские и узкие шины. Они обеспечивают надежную защиту от обратного хода цепи. Кроме того, это самый доступный вид гарнитуры;
  • более удобны в работе облегченные модели шин. Они изготавливаются из 2 стальных пластин, пространство между которыми заполняется прочным синтетическим материалом. В результате такая конструкция весит существенно меньше, чем цельнометаллические аналоги, что особенно важно, если работать бензопилой приходится на высоте;
  • для профессионального инструмента, используемого в условиях высоких нагрузок, предлагаются шины со сменными головками. Это упрощает и удешевляет эксплуатацию таких пил.

Длина гарнитуры определяет возможности использования бензопилы. Чем она длиннее, тем более толстое дерево вы сможете перепилить. В то же время для распиловки досок и других подобных материалов более удобной будет короткая шина, поскольку она обеспечивает повышенную скорость вращения цепи.

Выбирая размеры шины, следует ориентироваться прежде всего на рекомендации производителя вашего инструмента. В документации к каждой бензопиле приводится таблица с допустимыми габаритами гарнитуры и соответствующими им размерами распиливаемых объектов. Если же установить на пилу шину большей длины, то это приведет к увеличению нагрузок на саму гарнитуру, а также на мотор, создаваемой которым энергии движения будет уже недостаточно.


Бензопила CHAMPION 256-18 2500Вт шина 45см

Типы бензопильных цепей

Это еще один важный аспект, которому нужно уделить внимание при выборе подходящей модели бензоинструмента. Главным параметром цепей является их шаг. Все представленные на рынке варианты стандартизированы под 3 размера:

  • 325 дюйма — низкопрофильные цепи, используемые на бензопилах начального класса. В процессе работы они создают минимум вибраций, однако при нагруженной эксплуатации быстро теряют остроту и выходят из строя;
  • 3/8 дюйма и 0,404 дюйма — эти стандарты разработаны для пил среднего и высшего класса. Они способны выдерживать высокие и длительные нагрузки и подходят для распиловки стволов любого диаметра.

Чем больше шаг цепи, тем больше древесины она снимает за 1 проход. Следовательно, возрастает и сопротивление материала. Поэтому данный параметр напрямую связан с мощностью инструмента: чем она выше, тем крупнее могут быть звенья пильной цепи.

Большое значение имеет также размер хвостовиков — выступающих на внутренней поверхности зубьев, которые контактируют с приводной звездочкой:

  • для любительских пил в большинстве случаев используются цепи с толщиной хвостовика 1,1 и 1,3 мм;
  • на полупрофессиональных моделях используются цепи с хвостовиками 1,5 мм, это наиболее распространенный на рынке вариант;
  • для профессионального инструмента предназначены цепи с толщиной хвостовиков в 1,6 и 2,0 мм.

Для распиловки мерзлой либо грязной древесины рекомендуется использовать цепи особого типа. На их зубцах имеются напайки из твердых сплавов, которые гораздо дольше сохраняют свою остроту.

Общие рекомендации по выбору оснащения для бензопилы

Большинство производителей бензомоторных пил использует в своей технике компоненты индивидуальной конструкции, поэтому между собой они в большинстве случаев несовместимы. Прежде всего, различаются параметры приводной звездочки, а от них зависит и подходящий шаг цепи. Кроме того, для разных пил требуются цепи с различной толщиной звеньев. Поэтому при выборе бензопилы следует обратить внимание и на наличие комплектующих к ней. Лучше отдавать предпочтение известным, популярным брендам.

Размеры цепи и шины также напрямую зависят от мощности двигателя. Для маломощных моделей любительского типа использование цепей с шагом 3/8 дюйма и более нецелесообразно: производительности мотора будет недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление крупных зубьев, вгрызающихся в древесину, поэтому работать пришлось бы только небольшим сегментом полотна.

Аналогично нет смысла ставить низкопрофильные цепи на высокомощный инструмент: из-за высокой производительности и скорости вращения зубья практически не задевают дерево, проскальзывая по его поверхности. При этом техническая возможность поставить на пилу цепь с иным шагом все-таки есть, однако для этого придется менять и приводную звездочку.

В целом же для выбора оптимального варианта следует ориентироваться на рекомендации производителя. В этом случае гарантируется работоспособность инструмента и исключаются чрезмерные нагрузки на него.


Дополнительные функции

Чтобы работа с пилой была максимально эффективной, безопасной и удобной, производители снабжают свои модели различными допфункциями. К ним относятся:

  • защита от обратного удара — моментально останавливает движение цепи при отскоке пильной шины в сторону;
  • антивибрационная зашита — выполняется в виде резиновых накладок на рукоятку, которые гасят вибрацию, в результате повышается точность распила и снижается утомляемость при длительной работе;
  • подогрев передней рукоятки — очень полезная функция, если работать приходится зимой;
  • насос предварительной подкачки — с его помощью можно вручную закачать топливную смесь в карбюратор, что существенно облегчает запуск двигателя;
  • система электронного зажигания — с ней существенно проще завести бензопилу в холодную погоду;
  • дополнительные фильтры в карбюраторе — более эффективно очищают воздух, что положительно сказывается на рабочем ресурсе пилы.

Каждая дополнительная функция увеличивает стоимость инструмента, поэтому не всегда имеет смысл выбирать модели с самым широким набором возможностей. В то же время многие из таких дополнений действительно делают работу бензопилой более удобной. Поэтому нужно выбрать, какие из функций вам понадобятся.

Распространенные неполадки в работе мотопил

Конструкция такого инструмента достаточно проста и надежна, однако и в ней могут возникать неполадки. О проблемах в работе двигателя, как правило, свидетельствуют следующие признаки:

  • инструмент не заводится, глохнет, перегревается;
  • работает нестабильно или не в полную мощность;
  • двигатель избыточно дымит.

Привести к появлению любого из этих симптомов могут следующие факторы:

  • избыточный нагар на свече, не пропускающий искру достаточной силы;
  • низкое качество топлива и/или масла, несоблюдение пропорций;
  • неполадки в топливной системе — засорение фильтра, сапуна и других частей карбюратора;
  • засорение глушителя;
  • повреждение цилиндра и/или поршня.

Одной из самых проблемных частей бензопилы является карбюратор. Если он засоряется, то в двигатель плохо поступает воздушно-топливная смесь, нарушается ее состав. Если при попытках завести пилу ее свеча остается сухой, то это признак того, что топливо не попадает в цилиндр. Для поиска проблемы придется проверить всю топливную систему от карбюратора до ЦПГ. Если на свече накапливается черный нагар, то это указывает на избыток топлива. Устранить эту проблему можно путем регулировки карбюратора.

Если пила глохнет при заводе или нажатии на акселератор, то это может свидетельствовать о недостаточном поступлении воздуха. Чаще всего это связано с засорившимся топливным фильтром либо жиклером.

Еще одна распространенная неполадка — засорение обратного клапана, регулирующего давление в бензобаке. Если он неисправен, то в баке образуется вакуум, не дающий топливу поступать в двигатель.

Также в конструкции бензопилы есть ряд деталей, ресурс которых исчерпывается быстрее всего:

  • шина;
  • пильная цепь;
  • приводная звездочка;
  • антивибрационные накладки на рукоятки.

Заменить эти элементы достаточно легко, поэтому не следует затягивать с ремонтом. В противном случае пила может выйти из строя, что приведет к простоям в работе.


Бензопила DAEWOO DACS 4516 2280Вт шина 40см

Как сохранить ресурс бензопилы

Чтобы ваш инструмент исправно работал как можно дольше, следует соблюдать следующие рекомендации:

  • использовать топливо и масло, рекомендованные производителем бензопилы;
  • регулярно проводить техобслуживание — заменять фильтры, чистить и смазывать движущиеся детали;
  • соблюдать предписанный производителем режим работы.

Как выбрать бензопилу

По весне решил выбрать бензопилу и купить, пообщался на эту тему со знакомыми и друзьями, полистал сайты в интернете и перед покупкой выписал нужные мысли. И так, расскажу все по порядку.

Какие типы бензопил бывают

Выбрать бензопилу и купить на российском рынке можно трех классификаций:

1. Бытовые бензопилы, то есть для бытовых нужд, они используются нечасто. Это обычно маломощные, которые используют для приготовления дров для шашлыка или камина. У них в основном одна функция — пилить. Рассчитаны они для использования не больше 30 — 40 минут в день — это около 22 часов в неделю, хотя мощности у них маловато, зато вес у них минимальный, что в свою очередь придает удобство в использовании. Данный вид бензопил чаще остается основным для покупателя при вопросе: «Как выбрать бензопилу».

2. Полупрофессиональные или почти профессиональные могут выполнять как мелкие работы по участку, так и работы связанные с заготовкой дров на зиму они готовы справляться с большим объемом работ. Но, к сожалению, не могут работать по 7-9 часов в течение суток. Пользуются ими в основном для очистки спиленного дерева от сучков. Взять в аренду бензопилу такого плана, можно у нас в прокате инструментов.

3. Бензопилы профессиональные. Они имеют высокий потенциал, их мощность составляет более 2500 ватт, такой мощностью они оснащены с большим дополнительным набором функций. Эти бензопилы применяются при больших объемах работ, их график работы колеблется до 14 часов в сутки с небольшими перерывами. Изготовлены такие бензопилы из твердых и стойких к нагрузкам сплавов, ресурс выработки достигает 1800 — 2000 часов, что в свою очередь в несколько раз больше ресурса бензопил описанных в первом пункте. И прежде, чем задумываться, как выбрать бензопилу следует учесть, для каких работ она будет вам служить.

Как выбрать бензопилу и что такое топливная смесь

Здесь мы рассмотрим, как готовить и как использовать топливную смесь. Двухтактные двигатели отличаются от четырехтактных системой смазки внутренних механизмов, к примеру, в автомобиле не нужно добавлять масло в топливо, а в мотоциклы, скутеры, мотороллеры, бензокосилки и бензопилы нужно, потому что двигатели у них двухтактные. Хотя в мотоциклах двухтактный двигатель внутреннего сгорания, масло от него ни в коем случае заливать в пилу нельзя, это масло рассчитано на небольшие обороты двигателя при работе.

Перед тем как выбрать бензопилу необходимо знать, что при добавлении в бензин специального масла для двухтактных двигателей, используют соотношение 25:1 или 50:1 это соотношение указано в техническом паспорте изделия, а также на самой упаковке масла. Бензин, который должен использоваться при работе должен быть с октановым числом 92, если вливать топливо с октановым числом ниже 92, то двигатель будет плохо работать и в скором времени выйдет из строя.

Какая у бензопилы скорость вращения цепи

До того, как выбрать бензопилу, всегда задаешься вопросом: «Как быстро она сможет пилить?». Это свойство зависит от нескольких факторов: от качества пильной цепи и ее остроты, от формы зуба цепи, от шага цепи и конечно от мощности инструмента. Каждый фактор требует к себе внимания, прежде чем выбрать цепь необходимо выяснить ее качество, шаг и форму зуба, подойдет ли это к приобретаемой или уже купленной бензопиле, также необходимо следить за остротой зубцов цепи и периодически их затачивать.

Как выбрать бензопилу и что такое обратный удар

При работе с бензопилой есть один очень опасный нюанс — это обратный удар, быстрый толчок режущей части аппарата в сторону распиловщика. Этот удар может произойти тогда, когда оператор начинает пилить древесину самым концом пильной шины. Не все кто пилит или валит деревья, профессионалы, поэтому стоит избегать соприкосновения конца шины и дерева при распиловке. Хотя в некоторых странах профессионалы начинают работу именно концом шины при валке дерева. При работе с бензопилой обратного удара можно избежать, нажав рычаг экстренной остановки цепи, такие рычаги установлены на всех современных, качественных инструментах. Так как рычаг находится между держателем и шиной, это придает удобства в работе.

Как выбрать бензопилу и подобрать к ней ручку

Выбрать бензопилу поначалу, кажется просто, но нужно знать все ее особенности, к примеру, рукоятку изготавливают из пластика или алюминия, разница в безопасности и ремонте у них конечно большая. В случае заклинивания инструмента, при валке дерева, оператор пытается ее выдернуть, при большом усилии пластмассовая рукоятка ломается чаще, чем изготовленная из алюминия. Замена и ремонт алюминиевой рукоятки обойдется дороже пластиковой, но ломаться она будет реже. Соответственно зная как выбрать бензопилу и как с ней работать вы сразу обратите внимание на рукоятку и выберете с алюминиевой рукояткой.

Вибрация и как ее уменьшить

Инструментом, который интенсивно вибрирует тяжело работать и такая работа приводит к болезням суставов. Прежде чем выбрать бензопилу следует также знать, что у профессиональных пил есть антивибрационная система, состоящая из резиновых уплотнителей. У других эта система основывается на противовесе двух частей: одной части, где находится двигатель и другой части, где находится рукоятка и бензобак. При выборе пилы, чтоб не получить профессиональные заболевания, которые часто встречаются у лесорубов, при выборе инструмента необходимо подобрать хорошую антивибрационную систему защиты. Будет хорошо, если вы попросите продавца, при покупке, проверить её работоспособность и самостоятельно возьмёте ее в руки, чтоб ощутить вибрацию, которую она производит.

Как выбрать аппарат с безупречной системой фильтрации

Для защиты от грязи и пыли в бензопилах установлена система фильтрации. Она состоит из двух этапов: 1. Грубый этап очистки производит крыльчатка, которая, своими лопастями, очищает воздух, вращаясь и разбрасывая пыль и грязь. 2. Более тщательную очистку выполняет сам фильтр, очищающий воздух от мелких частиц пыли, он называется воздушным. Для бензиновых пил существует два типа фильтров — это фильтр, изготовленный из капрона, который долго служит и с легкостью очищается и фетровый фильтр, пропитанный маслом, его используют при работе в запыленных условиях. До того, как выбрать бензопилу, необходимо знать, что сырая пыль и мелкие опилки очень сильно налипают на фильтр и крыльчатку при работах, если во время их не удалять они превратятся в зацементированную корку, которую невозможно будет снять, поэтому необходимо следить за чисткой механизмов и самого фильтра.

Как выбрать шину

У каждого вида бензопилы свой тип шины и соответственно разные цепи, потому, что используются они при разных работах и разными операторами. Перед тем как выбрать бензопилу нужно знать, что для бытовых используют цепи низкого профиля, вместе с плоскими шинами. Делается это потому, что такой комплект избавляет, хоть и не всегда, от обратного удара. Такими бензопилами работают не часто и в основном те, кто навыков почти не имеет. Для работ, выполняемых на высоте, выбирают облегченные шины, внутри которых находиться полиамид, а по краям пластины из легкого сплава — это в свою очередь уменьшает вес инструмента. Для мощных, профессиональных бензопил изготавливают шины со сменными головками и используются они дольше, чем остальные. Выбрать шину в наше время несложно, так как сам выбор огромен.

Как выбрать бензопилу и цепь к ней

Как мы говорили выше, чем большую силу мы приложили, тем меньше прослужит инструмент. Так же дело обстоит и с шинами, чем длиннее шина, тем больше приходиться на нее давить во время работы, а это усиливает давление на коленвал двигателя и он быстро выходит из строя. Прежде чем размышлять как выбрать бензопилу и подобрать к ней шину, необходимо ознакомиться с инструкцией, в которой описана рекомендуемая длина шины к выбранной модели, лучше поставить шину короче, чем длиннее. Выбрать цепь непросто, при использовании бензопилы в бытовых условиях обычно обращают внимание на низкопрофильные, шаг у таких цепей 0,325 дюйма. В работе такая цепь будет меньше вибрировать, но производительность будет гораздо ниже, чем у цепи для профессионального использования. Ну, а цепь с шагом 3/8 дюйма, которую используют для среза и распиловки больших деревьев, будет производить сильно ощутимую вибрацию при высокой производительности.

Как выбрать бензопилу и подобрать оптимальный шаг цепи

Шаг цепи не что иное, как расстояние между зубцами — это теоретически, а практически — это расстояние между клепками, держащими зуб деленное на два. Обозначаются эти расстояния, в одном случае десятичной дробью, в другом случае без дроби. Измерение происходит в дюймах. Шаг цепи бывает в трех значениях — это 3/8; 0,325 и 0,404 дюйма. Вы задаетесь вопросом как выбрать бензопилу или решили воспользоваться услугой — аренда бензопилы!? В одном и другом случаях необходимо проверять инструмент на его полную работоспособность. Проверьте масло для смазки цепи, топливо в баке, все видимые механизмы. Прежде чем выбрать бензопилу и купить, ее необходимо самому запустить, прочитав инструкцию по работе с бензопилой. Если пила новая, нужно поработать ей в холостую, выработать полный бензобак, чтоб новые механизмы притерлись. Необходимо при каждом запуске проверять натяжку цепи. Если вы хотите чтоб инструмент работал у вас долго, нужно бережно к нему относиться, затачивать цепь, следить за количеством масла для смазки, правильно смешивать бензин и масло для двигателя, не допускать загрязнения и большой нагрузки на инструмент.

Как выбрать бензопилу и запустить

1. Проверяем масло, топливо и гарнитуру, чтоб все было на месте.
2. Включаем выключатель напряжения.
3. Нажимаем 2 — 3 раза на кнопку насоса топлива.
4. Полностью вытаскиваем рычаг подсоса.
5. Натягиваем стартовый тросик ДО момента, когда он пойдет тяжелее, и рывком дергаем за него. При выполнении вышесказанного пила просто обязана запуститься.

Видео как выбрать бензопилу!?

Читайте также интересную статью о том, как лучше выбрать и купить перфоратор

Влияние скорости резания и подачи на поперечную резку пильной цепью :: Биоресурсы

Кувик Т., Крилек Дж., Ковач Дж. и Меличерчик Дж. (2021). « Влияние скорости резания и скорости подачи на поперечную резку пильной цепью », BioResources 16(3), 5341-5349.
Abstract

В данной статье рассмотрено влияние скорости резания и подачи на процесс поперечной резки пильной цепью. Были выбраны три скорости резания и три скорости подачи и оценено их влияние на энергоемкость. Измерения проводились на экспериментальном устройстве, на котором можно задавать число оборотов в минуту (скорость резания) и скорость подачи в секцию с помощью преобразователей частоты. Скорость резания влияет на результирующую энергоэффективность, при скорости резания (vc) 5,02 м × с-1 результирующая мощность (P) составила 485 Вт. С увеличением скорости мощность резания увеличивалась, при этом максимальное значение P составляло 619.Вт при скорости резания 6,81 м × с-1. При подаче 0,286 м×мин-1 мощность резания составила 376 Вт, с увеличением скорости резания мощность резания (Р) также увеличивалась практически линейно до значения 695 Вт при подаче (vf) 0,857 м×мин-1. мин-1. Результаты показали, что скорость резания и скорость подачи оказывают явное влияние на процесс поперечного пиления пильной цепью.

Загрузить PDF
Полный текст статьи

Влияние скорости резания и подачи на поперечную резку пильной цепью

Томаш Кувик*, Йозеф Крилек, Ян Ковач и Ян Меличерчик

В данной статье рассмотрено влияние скорости резания и подачи на процесс поперечной резки пильной цепью. Были выбраны три скорости резания и три скорости подачи и оценено их влияние на энергоемкость. Измерения проводились на экспериментальном устройстве, на котором можно задавать число оборотов в минуту (скорость резания) и скорость подачи в секцию с помощью преобразователей частоты. Скорость резания влияет на результирующую энергоэффективность при скорости резания (vc) 5,02 м × с -1 результирующая мощность (Р) составила 485 Вт. С увеличением скорости мощность резания возрастала, где максимальное значение Р составило 619 Вт при скорости резания 6,81 м×с -1 . При подаче 0,286 м × мин -1 мощность резания составила 376 Вт, с увеличением скорости резания мощность резания (Р) также увеличивалась почти линейно до значения 695 Вт при подаче (vf) 0,857 м × мин -1 . Результаты показали, что скорость резания и скорость подачи оказывают явное влияние на процесс поперечного пиления пильной цепью.

Ключевые слова: Пильная цепь; Скорость подачи; Скорость резки

Контактная информация: Технический университет в Зволене, Технологический факультет, Кафедра природоохранных и лесохозяйственных машин, Т. Г. Масарика 24, 960 53 Зволен, Словакия;

* Автор, ответственный за переписку: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Режущие элементы (зубья) в бензопилах соединены в одно целое, а пильная цепь свободно перемещается по направляющей шине. Направляющая шина ориентирует пильную цепь в нужном направлении, обеспечивает ее жесткость и задает направление пиления. Отсутствие прочной кинематической связи между системой режущих элементов и корпусом режущего органа позволяет более рациональную траекторию движения пильной цепи, что уменьшает контурные размеры режущего механизма относительно разрезаемой поверхности (Ковач 9). 0004 и др. 2013)

Классификацию процессов резки можно разделить на непрерывную и прерывистую резку (Kaczmarek 1971). Прерывистое резание характеризуется тем, что резцы многократно входят и выходят из материала или перескакивают по его поверхности. В научной работе, посвященной этой проблеме, предполагалось, что если шаг цепной пилы меньше высоты пропила, то это непрерывная резка, и каждый резец производит непрерывную стружку (Douda 1974; Maciak 2001). Установлено, что угловая скорость вала двигателя, вес бензопилы и количество зубьев ведущей звездочки существенно влияют на изменение сопротивления резанию (Obliwin 9).0004 и др. 1988 г.).

Отдельные звенья цепной пилы соединены заклепками , на которые действует растягивающее усилие. Эти звенья могут отклоняться от плоскости распила во время работы, что отличает процесс пиления цепной пилой от других методов, таких как пиление дисковыми или ленточнопильными пилами (Maciak et al. 2018).

Пильная цепь показана на рис. 1. Она имеет простую конструкцию, а форма ее зубьев облегчает работу при резке. Пильная цепь состоит только из одного типа зубьев, называемых режущими зубьями, которые собираются попеременно слева и справа. Зубья имеют две режущие кромки, верхнюю и боковую, непрерывно соединенные под углом 90° (Ковач и др. 2017).

Рис. 1. Детали пильной цепи

Пильная цепь позволяет эффективно резать древесные волокна под любым углом. Пильная цепь не захлебывается и не останавливается во время пиления, даже если усилие подачи увеличивается. Высота резания – это разница между ограничительной лапкой и режущей кромкой, которая колеблется от 0,8 до 1,4 мм. Цепь имеет заметно меньшее количество зубьев, чем у режущей цепи. Например, пильная цепь для направляющей шины длиной 500 мм имеет 22 зубца, а режущая цепь — 84 зубца. Скорость движения пильной цепи колеблется от 20 до 25 м × с -1 , что обеспечивает более высокую производительность резания (Штоллманн и Слугень, 2009 г. ).

Направляющая шина выполняет функцию направляющей цепи. Корпус направляющей шины изготовлен из цельного куска материала, обычно из стали, с фрезерованной канавкой. Канавка приспособлена для направления звеньев цепи. Корпус направляющей шины также может быть выполнен из трех частей, которые склепаны или сварены друг с другом, а канавка образована пространством, образованным между тремя соединенными частями. Направляющая цепи обычно имеет зазор около 0,05 мм в канавках. Длина пильной цепи колеблется примерно от 30 до 90 см (Ковач и др. 2013).

Условия резания для цепных пил

Скорость цепи и глубина резания являются двумя важными факторами в механике резки цепи. Изменения скорости цепи и глубины резания могут повлиять на силу резания и, таким образом, повлиять на потребление энергии и эффективность (Отто и Пармиджани, 2015 г.).

Основные параметры механизмов цепной пилы включают тип пильной цепи, размер пильной цепи, скорость резки и скорость скольжения. Поскольку скорость резания ( v c ) намного выше, чем скорость подачи ( v f ,), оптимальные скорость резания и подача могут быть определены теоретически на основе кинематических взаимосвязей и процесса стружкообразования при определенных условиях резания и для определенной пильной цепи (размер и направление результирующей скорости резания).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

Материалы

Эксперимент был основан на лабораторных измерениях мощности резания, в ходе которых были изменены выбранные параметры, такие как скорость резания и подача. Измерения влияния скорости резания и скорости подачи проводились на экспериментальном устройстве с насадкой для цепной пилы Husqvarna. Использовалась цепь Husqvarna H 21 (Husqvarna Group, Стокгольм, Швеция) с делением 0,325 и направляющей шиной Husqvarna длиной 37 см и шириной направляющей канавки 1,5 мм. Материал образца представлял собой прямоугольный массив 150 мм × 150 мм × 1500 мм, изготовленный из древесины ели, и имел влажность 12%. Для измерения использовались три скорости резания и три скорости подачи. Уровни параметров скорости резания и подачи для эксперимента приведены в таблице 1.

Таблица 1. Уровни выбранных параметров

Экспериментальное оборудование (рис. 2) состояло из трех частей. Первая часть представляла собой раму с мотором и шпинделем, на который крепился режущий механизм, изготовленный из бензопилы Husqvarna XP 550.

Рис. 2. Экспериментальное приспособление с приспособлением для удержания режущего механизма бензопилы:

(1) образец материала; 2 – тележка, обеспечивающая перемещение в разрез; (3) приспособление для удержания режущего механизма бензопилы; 4 – бак с маслом; (5) Датчик крутящего момента и скорости HBM T20 WN

Шпиндель был оснащен тензодатчиком скорости и крутящего момента (HBM T20, Hottinger Brüel & Kjaer GmbH, Дармштадт, Германия). Второй частью экспериментального оборудования была тележка с материалом образца. Привод тележки обеспечивался мотором с винтом. Третья часть представляла собой блок управления, состоящий из элементов управления и частотных преобразователей, с помощью которых задавались скорость резания и скорость подачи тележки.

Датчик крутящего момента и скорости

Датчик крутящего момента и скорости HBM T20WN (рис. 3) использовался для измерения крутящего момента и скорости передней бабки. Его основные технические параметры приведены в табл. 2. Датчик имеет собственный источник питания напряжением 12 В. Имеет два выходных сигнала. Это тензометрический датчик крутящего момента со встроенными функциями измерения скорости и угла и бесконтактной передачей сигнала. В характеристиках указано, что датчик рассчитан на номинальный крутящий момент 20 Нм.

Рис. 3. Датчик крутящего момента и скорости HBM T20WN

Датчик защищен двумя оригинальными эластичными муфтами, которые предохраняют датчик от отклонений и бросков, вызванных несоосностью валов, и ограничивают передачу крутящего момента до 60 Нм.

Таблица 2. Основные характеристики датчика HBM T20WN

Данные измерений были обработаны и оценены в программе STATISTICS 12 (ПО STATISTICA12, TIBCO Software Inc., Пало-Альто, Калифорния, США) с использованием двухфакторного анализа мощности в зависимости от скорости резания и подачи.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В таблице 3 представлена ​​степень значимости таких факторов, как скорость резания, скорость подачи и их взаимодействие. Результаты показали, что скорость резания и скорость подачи влияют на размер результирующей мощности. Однако их взаимодействие не было статистически значимым (р > 0,05).

Таблица 3. Базовая таблица двухфакторного анализа дисперсии мощности в зависимости от скорости резания и подачи

На рис. 4 показаны 95% доверительные интервалы для средних значений мощности в зависимости от скорости резания. График показывает, что по мере увеличения скорости резания значение мощности резания увеличивается.

Рис. 4. 95% доверительные интервалы для средних значений мощности в зависимости от скорости резания

На рис. 5 показаны доверительные интервалы 95 % для мощности резания в зависимости от скорости подачи. Наименьшее значение мощности резания было при подаче 0,286 м × мин -1 и достигла значения 376 Вт. Постепенно с увеличением подачи мощность резания также возрастала почти линейно. Наибольшее значение мощности резания 695 Вт было при скорости резания 0,857 м × мин -1 .

Рис. 5. 95% доверительные интервалы для средних значений мощности в зависимости от скорости подачи

Таблица 4 показывает, что наименьшая энергоемкость была при скорости резания 5,023 м × с -1 и скорости подачи 0,286 м × мин -1 . Напротив, энергоемкость была самой высокой при скорости резания 6,81 м × с -1 и скорости подачи v f = 0,857 м × мин -1 .

Таблица 4. Базовая статистическая таблица производительности

Рис. 6. 95% доверительные интервалы для средних значений мощности в зависимости от подачи и скорости резания

Для исследования процесса поперечного распила предложены различные методы и устройства. Maciak (2015) использовал комплектную бензопилу, которая крепилась к столу, а заготовка перемещалась в разрез. Отто и Пармиджани (2015) использовали тестовую установку, в которой использовалась направляющая шина с пильной цепью и звездочкой. В этом исследовании использовался весь режущий механизм (блок двигателя, масляный насос, барабан сцепления, звездочка, направляющая шина, цепь и натяжное устройство), и он был установлен на экспериментальном устройстве. Решение, использованное в этом исследовании, было лучше, чем установка полной бензопилы (Maciak и др. 2018), так как это позволяло точно регулировать скорость резки. Испытательная установка, в которой установлена ​​только направляющая шина со звездочкой (Отто и Пармиджани, 2015 г. ), аналогична установке, используемой в этом исследовании, но ее общее влияние на процесс пиления можно было описать, поскольку использовался весь режущий механизм. .

При пилении цепью направляющая шина плавно входит в пропил. Если скорость цепи или скорость подачи непропорциональны, цепь может заклинить или, в крайних случаях, разорваться или повредить режущий механизм. Поэтому необходимо соблюдать подходящую скорость цепи, которая поддерживает скорость резания и обеспечивает плавное движение в рез.

Цепной механизм пилы был измерен для определения энергоемкости при заданных скоростях резания и подачи. Измерения проводились при распиловке древесины ели, которая составляет наибольшую долю древесины в Словакии. Производительность как показатель энергоемкости определялась в зависимости от подачи и скорости резания. С увеличением скорости резания и подачи значение энергетической зависимости возрастало.

ВЫВОДЫ

  1. По мере увеличения скорости резания величина результирующей мощности увеличивалась приблизительно линейно. На скорости резания ( v c ) 5,023, дисперсия мощности ( P ) составила примерно 485 Вт. Наибольшая мощность наблюдалась при максимальной v c 6,81, а средняя дисперсия составила 619 Вт.
  2. Зависимость мощности от скорости скольжения была примерно линейной, и значение мощности увеличивалось с увеличением скорости скольжения. При подаче ( v f ) 0,286 мощность резания была наименьшей и достигала значения 376 Вт. При скорости резания ( v f ) 0,857 мощность резания была самой высокой и достигла значения 695 Вт.
  3. Влияние отдельных факторов на конечный результат было статистически значимым, но взаимное влияние скорости резания и подачи не было статистически значимым.

БЛАГОДАРНОСТИ

Экспериментальное исследование выполнено при финансовой поддержке Гранта № ВЕГА 1/0609/20: «Исследование режущих инструментов при переработке дендромассы в сельскохозяйственном и лесном производстве».

ССЫЛКИ

Дуда, В. (1974 ). Mechanizačníprostředkylesnické и Jejichpoužití; Государственное сельскохозяйственное издательство (СЗН), Прага, Чехословакия.

Качмарек, Дж. (1971). Основы токарной, абразивной и эрозионной обработки , WNT, Варшава, Польша. (на польском языке)

Ковач, Й., Крилек, Дж., Кучера, М., Копецки, З. и Хласкова, Л. (2013). Эргономические параметры процесса резки древесины , Университет Менделя в Брно, Брно, Чехия.

Ковач, Дж., Крилек, Дж., Йоббадь, Дж., и Дворжак, Дж. (2017). Technika a Mechanizacia v Lestníctve [Техника и механизация в лесном хозяйстве] , Технический университет в Зволене, Зволен, Словакия.

Мациак, А. (2001). Влияние конструктивных параметров цепных пил на эффективность резки древесины , к.т.н. Диссертация, Варшавский университет естественных наук, Варшава, Польша. (на польском)

Мациак, А. (2015). «Влияние силы подачи на прерывистость пиления древесины бензиновой бензопилой», Летопись Варшавского университета наук о жизни – SGGW, Сельское хозяйство (сельское и лесное хозяйство) 66, 99-1010.

Мациак, А., Кубушка, М., и Москалик, Т. (2018). «Мгновенная изменчивость силы резания в бензопилах», Forests 9(10), номер статьи 660. DOI: 10.3390/f9100660

Обливин, В. Н., Соколов, А. М., и Лиейтас, М. (1988). Эргономика в лесозаготовительной отрасли , Издательство Лесная Промышленность, Москва, Россия. (на русском языке)

Отто, О., и Пармиджани, Дж. (2015). «Влияние скорости, глубины резания и физических свойств на резку пильной цепи», BioResources 10(4), 7273-7291. DOI: 10.15376/biores.10.4.7273-7291

Сиклиенко М., Кминяк Р., Шустек Дж. и Янкеч А. (2017). Деление и Обработка Древа [ Распиловка и деревообработка ], Технический университет в Зволене, Зволен, Словакия.

Штоллманн, В., и Слугень, Дж. (2009). Lesnícke Mechanizačné Prostriedky [ Средства механизации лесного хозяйства ], Технический университет в Зволене, Зволен, Словакия.

Статья отправлена: 5 апреля 2021 г. ; Экспертная проверка завершена: 23 мая 2021 г.; Получена и принята исправленная версия: 1 июня 2021 г.; Опубликовано: 8 июня 2021 г.

DOI: 10.15376/biores.16.3.5341-5349

расчеты скорости цепи бензопилы | Форум лесоводов, бензопил и работ по дереву

JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.