Ленточнопильный станок. Классификация отрезных ленточнопильных станков по металлу

Выбор размеров пилы

 Пиление на ленточно­пильном станке производится ленточной пилой. Замкнутая пильная лента надета на приводной и натяжной шкивы и проходит между направляющими роликами.

Пильная лента продается как в кольце, так и в рулоне. Для получения замкнутого кольца ленты ее длина отмеряется из рулона, отрубается и концы свариваются.

При сварке новой ленты необходимо учитывать, что лента в процессе работы может рваться, на ней могут появляться трещины, которые, как правило, вырубают, а ленту сваривают заново, поэтому у новой пилы длина должна быть в пределах того максимума, который позволяет установить пилу на станок. Необходимая длина пильной ленты по рис. 3 равна, мм:

Lпл = pD 2L,

где D — диаметр пильных шкивов станка, мм;

L — расстояние между шкивами станка, мм.

Толщина ленты. Пила от изгиба на шкивах получает наклеп, и в зонах концентрации напряжений в ленте могут появиться трещины, которые приводят к разрыву ленты.

Если предел прочности ленты на разрыв составляет от 700 до 800 МПа, минимальный коэффициент запаса прочности равен 2, а суммарные напряжения в пиле от предварительного натяжения, центробежных сил и сил резания достигают 150…200 МПа, то напряжение от изгиба ленты на шкивах не должно превышать 200 МПа. Тогда при модуле упругости стали Е = 200 000 МПа можно воспользоваться зависимостью

где S — толщина ленты, мм;

D — диаметр шкива, мм;

δр — напряжение растяжения от изгиба ленты.

Отсюда получаем S = 0,001D. Обычно принимают S = 0,0007…0,001D.

Ширина ленты. Для столярных станков ширину ленты выбирают по технологическим показателям, например, минимальному радиусу криволинейной заготовки. Для бревнопильных и делительных станков ширину пилы выбирают с учетом ширины шкива, плюс высота зуба, плюс 3…5 мм, так, чтобы при установке пилы на шкивы зубчатый обод пилы выступал за пределы шкива.

Уширение зубьев. Обычно столярные пилы разводят, а делительные и бревнопильные — плющат. Рекомендуемая величина уширения зубьев на сторону приведена в табл. 3.

К разводу зубьев приступают после заточки пилы и устранения заусенцев. Развод зубьев выполняют по схеме: направо, налево, прямо, то есть два зуба пилы разводят, а третий оставляют прямым. Отгиб вершинки зуба необходимо сочетать с разворотом передней грани для придания большей устойчивости разводу.

Отгиб должен быть равномерным на обе стороны и для каждого зуба. Величина отгиба на сторону контролируется либо специальным шаблоном, имеющим проходную и непроходную стороны, либо специальным разводомером с индикаторной головкой. Отгибают только вершину зуба: одну треть высоты зуба — при распиловке твердой или мерзлой древесины и половину высоты зуба — при распиловке мягкой древесины.

Если зубья будут отогнуты около основания, то линия основания зубьев пилы будет волнистой и в пазухах зубьев могут образоваться трещины от нагрузок при пилении.

В основном (за исключением узких лент), плющение зубьев пил, а также формование кончика зуба и заточку производят на специальном автоматическом или полуавтоматическом оборудовании. Имеются также ручные плющильные и формовочные машинки.

Шаг зубьев пил. При выборе шага зубьев столярных ленточных пил нужно руководствоваться требованиями качества поверхности пропила. Чем меньше шаг пилы, тем выше качество пропила.

Если требуется большая производительность, а качество поверхности не играет никакой роли, то все наоборот, так как увеличение шага зубьев пилы ведет к уменьшению усилия резания и повышению скорости подачи при одинаковых всех прочих показателях.

При выборе шага для делительных и бревнопильных лент руководствуются обычно следующим правилом: для делительных оптимальный шаг 30…35 мм, для бревнопильных — 40…45 мм.

История ленточнопильного станка

В начале своего создания ленточнопильные станки использовались исключительно для обработки древесины.

В настоящее время ленточнопильные станки чаще используются небольшими деревообрабатывающими предприятиями, которые используют простые компактные станки (ленточные пилорамы) для распиловки бревен. Только в России десятки производителей этих станков.

И то же время сегодня ленточнопильный станок – привычное оборудование на практически любом металлообрабатывающем производстве. Широчайший ассортимент таких станков позволяет решать с помощью них множество задач на предприятиях самого разного профиля: от небольших мастерских, которые используют простые компактные лентопилы, до крупнейших судостроительных заводов, где работает специальное оборудование, способное распиливать огромные металлические заготовки.

Ленточнопильный станок был впервые представлен на знаменитой парижской Всемирной выставке в 1803 году. Изображения этой пилы не сохранились, а патент на нее был выдан лишь четыре года спустя – в 1807 году – в Англии, которая, таким образом, стала родиной лентопила.

В 30-е годы XIX века аналогичные патенты были получены во Франции, США и других странах мира. При этом первые ленточнопильные станки не сильно напоминали современные, а главное – работали за счет мышечной силы человека, передавшейся пиле с помощью ручного или ножного привода.

Трудно судить об эффективности подобного оборудования, однако оно пришлось по вкусу столярам по обе стороны океана и закрепилось в мастерских, так как позволяло оптимизировать производственные процессы, отказавшись от не достаточно точного и быстрого ручного пиления.

Из-за низкой мощности и недостатков ленточнопильных полотен в первые десятилетия такие станки не могли применяться для распиловки металла. Прорыв произошел в 1866 году, когда французская фирма Panhard & Levassor создала первый в истории ленточнопильный станок для металла с паровым приводом.

Силой пара подобное оборудование приводилось в движение вплоть до начала XX века. Этот факт накладывал существенные ограничения на использование лентопилов, так как позволить такие машины могли себе лишь крупные предприятия: на них паровые двигатели вращали главный вал, который проходил через весь цех и при помощи ременной передачи вращал приводные шкивы станков.

Возможность отказаться от громоздких валов появилась лишь с распространением электрических двигателей, которые стали устанавливать на ленточнопильные станки начиная с 1911 года. Помимо компактности и доступности электричество обеспечило резкий рывок в развитии формата лентопилов: инженеры начали эксперименты с положением пильного полотна, на рынок вышли первые горизонтальные станки.

Кроме того, с появлением электрического двигателя ленточнопильные станки стали по-настоящему популярны на металлообрабатывающих производствах. Высокий спрос на это оборудование стимулировал его изготовителей предлагать клиентам все более и более совершенные станки с уникальными технологическими решениями, дающими преимущества перед конкурентами.

В Советском Союзе ленточное пиление металла развивалось с некоторым отставанием от западных стран, в которых промышленные компании работали в условиях рыночной конкуренции и были вынуждены постоянно совершенствовать технологии. Если на западе первые электрические лентопилы появились еще в начале XX века, то в СССР эта технология получила относительно широкое распространение только в послевоенные годы.

При этом первые отечественные станки имели явные черты аналогичной немецкой техники, что говорит о возможном вывозе чертежей из западных стран. Невысокие скорости стальных ленточных полотен, которые использовались на этих станках, позволяли распиливать исключительно деревянные заготовки – об обработке металлов речь пока не шла.

Некоторые характеристики

• Ширина поперечного сечения разрезаемого материала.
• Максимальная длина отрезаемого материала.
• Размеры реза.
• Угол резания.
• Геометрические параметры ленточной пилы.
• Параметры скорости подачи и резания.

Ленточнопильный горизонтальный станок AT-S LS-100.

Любое производство подразумевает наличие специализированного оборудования. Для резки литых, кованых, прокатных заготовок используют ленточнопильные станки. Профессионалы и любители уже оценили преимущества устройства за точный рез деталей, скорость, незначительные эксплуатационные расходы и безопасность.

Важно! Производители ленточнопильных станков относят оборудование к категории высокой мощности, которое используется при резке металла, древесины, полимерных и других материалов.

Важным преимуществом оборудования является производительность, мощность и эффективность. Все типы станков отличаются высоким уровнем безопасности, так как движение режущего полотна всегда направлено в сторону рабочего стола, благодаря этому оператор располагается в защищенной зоне.

Благодаря экономному энергопотреблению и низкой стоимости такие промышленные агрегаты сберегают средства предприятия. Поэтому при правильном выборе модели и соблюдении всех условий эксплуатации в этом устройстве не будет недостатков.

Обслуживание пильных лент

На любом производстве стремятся свести затраты на режущий инструмент к минимуму. Для этого важно обеспечить систематическое и полное восстановление режущих способностей эксплуатируемых пил. Как уже говорилось, пила должна находиться в работе не более 2-4 часов и после этого сутки висеть на специальных подвесах.

Процесс ухода и обслуживания ленточных пил включает в себя следующие операции.

Очистка и контроль. Эту работу рекомендуется производить на специальном столе. Чтобы удалить опилки и смоляные отложения, ленту пилы моют керосином (уайт-спиритом).

Важно не поцарапать ленту при очистке. Впадины и зубья можно очистить щеткой. Для обнаружения трещин следует пользоваться лупой. Обнаруженные трещины и дефектные зубья помечаются мелом.

Устранение трещин и восстановление дефектных зубьев. Распространение трещин во впадинах можно приостановить разными способами. Увеличение трещины длиной менее 10 мм можно приостановить кернением: в конце трещины на обеих сторонах ленты с помощью керна делают лунки небольшого радиуса.

Мелкие трещины можно устранить стачиванием слоя металла напильником или шлифовальным кругом при заточке. При этом обработанные поверхности, особенно во впадинах, должны быть гладкими.

Дефектные зубья обрабатывают напильником или шлифовальным кругом, стремясь восстановить их первоначальный профиль. В случае поломки одного или нескольких зубьев к полотну приваривают кусок ленточной пилы, соответствующий форме зубьев.

Заточкой доводят зуб до точных параметров. На широких лентах дефектный кусок обрубают на гильотине, и снова сваривают ленту в кольцо.

Соединение концов ленты. Концы ленты выравнивают и соединяют методом сварки с помощью различных сварочных аппаратов, например АСЛП­-18, АСЛП­-23 (для лент шириной 175 и 230 мм соответственно), BAS 050 фирмы Ideal-Werk (Германия).

Сварка ленточных пил шириной 5…300 мм на сварочных аппаратах производится контактным способом в стык с последующим отжигом постоянным током. В конструкции аппаратов предусмотрена возможность плавного (с большой точностью) регулирования тока сварки и температуры отжига.

Вальцевание. В ленточной пиле шириной более 60 мм методом вальцевания должно быть создано предварительное напряженное состояние. Средняя зона ширины полотна должна быть растянута. Причем в зависимости от профиля шкива станка (прямого или бочкообразного) вальцовка производится по-разному.

Правка. С помощью этого метода устраняют поперечную покоробленность пилы, крыловатость, поперечные изгибы, отгиб задней кромки, скручивание полотна и местные дефекты (изгиб, выпучины, тугие и слабые места).

Развод или плющение зубьев.

Зубья узких пил разводят, широких — плющат.

Заточка зубьев. Различают предварительную и окончательную заточки зубьев ленточных пил.

Предварительная заточка позволяет выправить профили зубьев, полученных при штамповке на пилоштампе. Зубьям придают профиль кулачка заточного станка, что позволяет при последующей, окончательной заточке снимать с поверхности зубьев тонкие слои металла.

Кроме того, при предварительной заточке окончательно удаляют остатки расплющенных кончиков зубьев и готовят зубья к повторному плющению.

Чистовая окончательная заточка выполняется для того, чтобы придать плющеным зубьям форму лопаточки с заданными угловыми параметрами и остротой режущих кромок. Результаты чистовой заточки должны отвечать следующим требованиям:

Для заточки используются абразивные корундовые круги типа 1 (ПП) или 3П, рекомендованные производителями пил.

Перед заточкой пилу надо установить так, чтобы впадины зубьев выступали над зажимными щечками заточного станка не более чем на 2-3 мм, иначе зубья будут вибрировать.

При заточке невозможно избежать появления заусенцев, поэтому ленту надо установить так, чтобы заусенцы образовывались на внутренней стороне кольца, где при изгибе на пильном шкиве возникают напряжения сжатия.

Ремонт пил. При ремонте пил выполняют локализацию трещин, вырезку дефектных зон и вставку новых кусков ленты.

Локализации подвергают трещины длиной не более 10…15% ширины пилы, но не более 15 мм. Для того чтобы трещина не распространялась глубже, в ее конце в полотне просверливают отверстие диаметром 2…2,5 мм.

При наличии в полотне группы (4-5 шт.) трещин, находящихся на участке длиной 400-500 мм, это дефектное место полотна вырезают (причем его длина должна быть не менее 500 мм), а на его место ставят новый отрезок и соединяют его с полотном методом сварки. При этом важно, чтобы профиль и шаг зубьев не изменились.

Для очень широких пил длина куска, вставляемого (ввариваемого) взамен удаленного, должна быть больше на величину усадки при сварке лент.

Но пилоточи часто это не приветствуют и выбраковывают подобные пилы.

Готовую к работе ленту нужно 20-30 мин. погонять на холостом ходу на ленточнопильном станке.

Владимир ПАДЕРИН

Общие условия

Для правильной работы любого ленточнопильного станка необходимо:

• организовать подачу смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зону реза;
• исключить попадание стружки внутрь пильного узла;
• равномерно распределять нагрузку на работающий участок полотна.

Нарушение любого пункта приведёт к поломке полотна.При выполнении обязательных условий оператор освобождён от манипуляций, связанных с чрезмерными физическими нагрузками – в большинстве случаев, перед началом работы достаточно:

• залить СОЖ в предусмотренную для этого ёмкость и открыть подачу (если нет бака и магистрали – подавать вручную);
• контролировать положение и состояние кордщётки, которая снимает техническую грязь с полотна после пропила, перед входом в полость пильного узла;
• не перетягивать полотно и правильно настроить гидроразгрузку (или не сильно давить на подпружиненную консоль).

*Зависимость скорости реза от характеристик обрабатываемого металла весьма условна. Для точного определения возможности работы с каким-либо материалом необходимо учитывать и скорость опускания пильного узла, и технические характеристики ленточной пилы, и свойства обрабатываемого материала. Тем не менее, игнорировать скорость = испортить заготовку и полотно.

Параметры выбора режима резки

В зависимости от того, какой именно вид материала будет подвергаться обработке на ленточном станке, и какой металл у самого плотна (биметалл или твердый сплав) индивидуально устанавливается режим, состоящий из трех основных параметров:

• скорость резки (в метрах в минуту);
• толщина заготовки, в мм;
• «шаг» зуба пилы.

Всего существует 18 отдельных режимов — по количеству типов обрабатываемого материала.

Ленточнопильный вертикальный станок с ЧПУ Opus AX3-R.

Например, для конструкционных сталей предусмотрено три основных режима, в зависимости от толщины:

• толщина меньше 100 мм – скорость подачи от 70 до 100 м/мин;
• толщина от 100 до 500 мм – скорость подачи от 50 до 90 м/мин;
• толщина более 500 мм – скорость подачи от 40 до 77 м/мин.

Напольный ленточнопильный станок METALMASTER BSM-912B для выполнения реза под разными углами.

Для чугуна режимы обработки следующие:

• толщина меньше 100 мм – скорость подачи от 40 до 50 м/мин;
• толщина от 100 до 500 мм – скорость подачи от 40 до 45 м/мин;
• толщина более 500 мм – скорость подачи от 35 до 40 м/мин.

Самая низкая скорость резки предусмотрена для титановых сплавов: при любой толщине рекомендуется подавать материал со скоростью от 10 до 20 м/мин.

Расчет межзубной впадины ленточной пилы

Расчет межзубной впадины позволяет проверить правильность выбора ленточной пилы по объему межзубной впадины (V) и подаче на зуб (uz) или по фактической скорости подачи в процессе пиления, а также в случае резкого ухудшения процессов пиления, частых обрывов лент.

При движении зуба пилы из точки входа в лесоматериал до точки выхода из него пила превращает в стружку (опилки) объем древесины, который можно рассчитать по формуле, мм3:

V = uzzHB ,

где uz — подача на зуб, мм; z — число зубьев в пропиле, шт.; H — высота пропила, мм; B — ширина пропила, мм.

Опилки попадают в межзубные впадины, уплотняются в них и выносятся из пропила. Средний объем уплотненных опилок, приходящихся на одну межзубную впадину, определяется по формуле, мм3:

Vо = Vδ/z = uzВHδ,

где δ — коэффициент уплотнения опилок (напряженности впадины); для ленточных пил (в зависимости от состояния и породы древесины) он составляет 1,5…2,5. Меньшее значение (от 1,5) применяется для твердых пород и мороженой древесины, большее (около 2,5) — для мягких пород древесины.

Объем межзубной впадины для стандартных зубьев вычисляется по формуле, мм3:

Vв = Bθt2,

где θ — коэффициент площади впадины (формы зуба), равный отношению площади впадины к площади квадрата со сторонами, равными шагу зубьев t (этот коэффициент составляет 0,12…0,6).

Учитывая, что пила в пропиле работает стабильно до тех пор, пока межзубная впадина вмещает весь объем опилок и они не уходят в зону между стенками пропила и телом пилы (что приводит к повышенному трению, нагреву пилы и потере ею устойчивости), а также приравняв объем межзубной впадины и объем спрессованных опилок, получим:

θt2 = uzHδ или δ = θt2/uzH

Таким образом, производительность процесса пиления, выражаемая через подачу на зуб, ограничена шагом зубьев пилы и высотой пропила.

Почти всегда, используя эти формулы, можно проверить правильность выбора профиля зуба и межзубной впадины. Особенно это актуально в тех случаях, когда возникают проблемы с эксплуатацией ленточных пил (например, когда образуется множество трещин во впадинах зубьев пил, происходит снижение прямолинейности пропила и т. п.).

Каждый опытный технолог, работающий в области лесопиления, знает, что фактическую подачу на зуб всегда можно определить по рискам на поверхности полученного пиломатериала.

Подставив в формулу θt2 = uzHδ средние значения коэффициентов θ и δ, получим формулы для расчета подачи на зуб стандартных пил по заполнению впадин опилками при пилении ленточными пилами:

uz = t2/[(5…6)]Hmax,

где Hmax — максимальная высота пропила, мм; θ (δ) 5 принимается для пилы с углом резания δ = 65° и α = 20°, θ (δ) 6 — для пилы с углом резания δ = 60° и α  = 15°.

Срок службы пилы

Ленточная пила — самый сложный элемент ленточно­пильного станка. Наибольшее количество отказов оборудования происходит именно из­-за ухудшения кондиций ленточной пилы.

В этой публикации мы рассмотрим только дорогостоящие пилы многократного использования, которые требуют тщательного обслуживания и подготовки. Всегда следует строго соблюдать инструкцию по эксплуатации пилы, выданную продавцом этих пил.

В процессе работы пилы в пазухах ее зубьев образуются усталостные микротрещины. Для предотвращения их развития и разрыва полотна следует каждый раз, когда станок останавливается на перерыв, ослаблять натяжение пилы на шкивах. Это особенно важно делать в холодное время года, когда горячая натянутая пила быстро остывает и укорачивается, в ней возникает дополнительное натяжение, что может привести к разрыву полотна.

Заточка пилы допускается только через 4 часа после ее снятия со станка. Даже если пила еще не затупилась, заточка выполняется обязательно.

При заточке по всему профилю зубьев, в том числе и в межзубной пазухе, срезается тонкий слой металла. При этом профиль зубьев сохраняется, а в их пазухах удаляются микротрещины.

Во избежание прижогов металла зубьев при заточке используют специальную охлаждающую жидкость. После заточки обязательно надо удалить заусенцы, например, с помощью деревянного бруска или специальной шарошки, иначе заусенцы будут провоцировать образование микротрещин.

В течение 24­-часового перерыва в металле полотна пилы происходит релаксация напряжений; напряжения по сечению пилы выравниваются, хотя, конечно, и не возвращаются в то состояние, в котором они находились до начала эксплуатации пилы. При возобновлении эксплуатации этой пилы в ней снова возникают микротрещины.

Рано или поздно полотно порвется. Трудно с определенностью сказать, как долго сможет прослужить перезаточенное полотно по сравнению с новым.

Полотно перезаточенной пилы может порваться вскоре после перезаточки, и причин этому может быть немало:

Часто задаваемые вопросы

По традиции в этом разделе отчеваю на наиболее частые вопросы своих клинетов. Не нашли ответ на свой вопрос? Спрашивайте в комментариях!

1. Можно ли ленточной пилой заменить отрезную машину?Да. Особенно если пилить круг и квадрат. К тому же, он пилит без искр. И чем больше объём работы, тем лучше видны преимущества ленточнопильного станка.

2. Ленты чьего производства лучше всего сразу прикупить к бюджетному станку, чтобы их надолго хватило?Срок службы оснастки меньше всего зависит от производителя. Имеют значение сила натяжения, марка пилы, объёмы работы. Однако если смотреть с точки зрения мелкомасштабного производства, где в работе только профильный прокат, круг и квадрат, то любой биметалл будет лучше родной оснастки у моделей начального класса.

3. Какой станок выбрать для нарезки нержавейки (круг 160)?Большой. Несмотря на то, что нержавеющая сталь бывает разная, работать с ней лучше всего пилами марки М51, а их минимальная ширина – 27 мм. То есть на небольшие станки, у которых заявлена максимальная высота заготовки менее 200 мм, такая оснастка не подойдёт.