Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
The accuracy of the thickness of lumber is one of the most important indicators of sawing. It
is inextricably linked with saw stabilization in the plane of the greatest stiffness. The aim of
the study is to eliminate the influence of lateral force on the saw blade and the thickness of the
resulting lumber. The issue of eliminating the influence of lateral force in frame sawing and
sawing on band saws belongs to the constructive decision in combination with the analytical
one according to classical methods. Therefore, the most important issue in the development
of a new machine is to identify the presence of a huge range of frequencies of natural and
parametric oscillations of saw blades. Previously, these frequencies could not be analytically
found to the full extent and, respectively, the tuning out the machine operating frequencies
of the possible oscillation frequencies of saw blades could not be carried out. Due to the
complexity and the science intensity of the problem solving, it is not conceivable without
modern numerical methods of calculation. Among them are the finite element method, modern
software of NX and ANSYS, as well as other original programs. One of such methods, which
allow to reduce the influence of lateral force, is determination of stability of the plane form
of bending by the Eulerʼs method. The technical solution presented by a fundamentally new
saw block with a circular translational motion of the blades reduce dramatically the impact
of lateral force on the accuracy of sawing in conjunction with a number of other advantages.
At the same time, the issue of ensuring the dynamic stability of the blades both when sawing
and at idling speed is solved. It is necessary to point out that with circular translational motion
the tooth side cutting edges are under alternating load when scraping over the cut surface.
Therefore, the tooth cutting element is a subject of increased strength requirements. The
angles of their sharpening were adjusted in order to preserve the integrity of the corners of
the teeth tips. The possibility of strengthening the teeth lateral cutting edges of saw blades
made of steels of different grades was investigated. The reasons of wear and corrosion, both
the elements of the saw module and its operating part (blade teeth) were studied and it was
decided to supply the teeth with a hard alloy of the stellite type as the most optimal. However,
this provision requires additional targeted field tests. Preliminary calculations showed that
the daily productivity of a machine with circular translational motion of the blades (model
M2005) in comparison with saw frames increases by 2–4 times; in comparison with band
saw equipment of any class by 3–6 times; and in comparison with the circular saw equipment
(for small and medium enterprises) by 2–4 times. Analyzing the design scheme and the
dynamics of the saw modules, it is possible to find a number of advantages of the multi-saw
unit presented as part of the machine. The simplicity and reliability of the design allows us to hope for high functional characteristics. Among those we should highlight the following:
increasing the accuracy of sawn products due to the rigidity of short blades, increasing
the productivity, improving the quality of treated surfaces, as well as reducing the energy
consumption, relatively light weight and dynamic balance of the main units with increased
mobility of equipment and the absence of a massive foundation.
For citation: Blokhin М.A., Podlesny D.A., Rodionov O.A. Solving the Problem of Reducing
the Influence of Lateral Force on the Saw Blade Stability. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry
Journal], 2020, no. 2, pp. 118–128. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-118-128
точность толщины пиломатериалов является одним из самых важных показателей пиления. она неразрывно связана с обеспечением устойчивости пилы в плоскости ее наибольшей жесткости. Цель исследования – устранение влияния боковой силы на пильное
полотно и разнотолщинность получаемого пиломатериала. Классическими методами,
при рамном пилении и пилении на ленточнопильных станках, задача устранения влияния боковой силы относится к конструктивному решению в совокупности с аналитическим. Поэтому важно при разработке нового станка выявить наличие огромного спектра частот собственных и параметрических колебаний пильных полотен. Ранее эти
частоты не могли быть найдены аналитически в полном объеме и, соответственно, не
могла быть осуществлена отстройка рабочих частот станка от возможных частот колебаний пильных полотен. в силу сложности и наукоемкости решение этой проблемы
невозможно без применения современных численных методов расчета. К ним относятся: метод конечных элементов, программные продукты NX и ANSYS и другие оригинальные программы. одним из методов, который позволяет снизить влияние боковой
силы, является определение «устойчивости плоской формы изгиба по л. Эйлеру». техническое решение, представленное принципиально новым пильным блоком с круговым
поступательным движением полотен, значительно снижает влияние боковой силы на
точность пиления в совокупности с рядом иных достоинств. одновременно с этим решается задача обеспечения динамической устойчивости полотен как при пилении, так
и в режиме холостого хода. необходимо отметить, что при круговом поступательном
движении боковые режущие кромки зубьев испытывают знакопеременную нагрузку,
скобля по поверхности пропила. Поэтому к прочностным характеристикам режущего
элемента зуба предъявляются повышенные требования. Для сохранения целостности
уголков кончиков зубьев были скорректированы углы их заострения. Проведено исследование возможности упрочнения боковых режущих кромок зубьев пильных полотен,
изготовленных из сталей различных марок. в ходе изучения причин износа и коррозии
элементов пильного модуля и его рабочей части (зубьев полотна) принято решение о
снабжении зубьев твердым сплавом типа «стеллит». однако это требует проведения дополнительных натурных испытаний. Предварительные расчеты показали, что суточная
производительность станка с круговым поступательным движением полотен (модель
М2005) по сравнению с лесопильными рамами увеличивается в 2–4 раза, с ленточнопильным оборудованием любого класса – в 3–6 раз, с круглопильным оборудованием (для малых и средних предприятий) – в 2–4 раза. Анализ конструктивной схемы
многопильного блока и динамики движения пильных модулей выявил ряд достоинств.
Простота и надежность конструкции позволяет надеяться на высокие функциональные
характеристики, среди которых следует особо отметить рост производительности оборудования, повышение точности пилопродукции за счет жесткости коротких полотен,
улучшение качества обработанных поверхностей пиломатериалов, снижение энергопотребления, относительно малый вес, динамическую сбалансированность основных узлов при повышенной мобильности оборудования и отсутствии массивного фундамента.
Для цитирования: Blokhin М.A., Podlesny D.A., Rodionov O.A. Solving the Problem of
Reducing the Influence of Lateral Force on the Saw Blade Stability // Изв. вузов. Лесн.
журн. 2020. № 2. с.118–128. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-118-128.