Основные конструктивные особенности электромоторных пил ЗП-К6 и ЭПЧ-3

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОК

Лабораторный практикум для студентов по направлению подготовки

151000 – Технологические машины и оборудование

Часть 1

Воронеж 2014

УДК 630^*945. 3

Серебрянский, А. И. Технология и оборудование лесозаготовок [Текст] : лабораторный практикум для студентов по направлению подготовки 151000 – Технологические машины и оборудование Часть 1/ А. И. Серебрянский, В. Г. Свиридов, В. В. Абрамов, Л. Д. Бухтояров, А. Ю. Гудков

Печатается по решению учебно-методического совета

ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № от 2014 года)

Рецензент профессор ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет имени Петра I» Д.Н. Афоничев

ВВЕДЕНИЕ

Моторные инструменты нашли широкое применение как на лесозаготовках при валке деревьев, раскряжевке хлыстов, обрезке сучьев, так и на нижних складах.

Ручным механизированным инструментом называется такой инструмент, у которого главное, наиболее трудоемкое рабочее движение – привод рабочего органа – осуществляется за счет работы двигателя, а вспомогательные движения и управление выполняется вручную.

По виду привода рабочего органа моторный инструмент делится на три основные группы: на бензиномоторный инструмент, работающий от двигателя внутреннего сгорания, электромоторный, у которого в качестве привода используется электродвигатель, и пневматический инструмент, работающий от компрессорных установок.

В рамках настоящего практикума будут рассмотрены первые две группы.

Настоящий практикум составлен в соответствии с материально-технической базой ВГЛТА. В нем рассмотрены принципиальные конструкции ручного механизированного инструмента, режущего инструмента и оборудования за его уходом на примере имеющихся в наличии образцов и макетов. Основные приемы и способы работы ручным механизированным инструментом, а так же оборудование и правила ухода за инструментом.

Все, применяющиеся в настоящее время модификации моторных пил, пильных цепей и заточных станков принципиально значимых конструктивных отличий от рассмотренных конструкций не имеют. Изложенный материал практикума является основой для изучения материально-технической базы ручного механизированного инструмента.

Настоящий практикум составлен для студентов 151000.62 «Технологические машины и оборудование». Целевым назначением первой части практикума является изучение конструкций и правил технической эксплуатации электромоторного и бензиномоторного инструмента: цепных пил, пильных цепей и заточных станков.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

ЭЛЕКТРОМОТОРНЫЕ ПИЛЫ

Цель работы:Изучить конструкции и принцип работы электромоторных пил и выявить основные факторы, влияющие на массу инструмента.

Содержание работы.

1. Основные конструктивные особенности электромоторных пил ЭП-К6 и ЭПЧ-3.

2.Электромоторная пила ЭП-50К.

3. Основные правила эксплуатации электромоторных пил.

4. Основные правила безопасности при работе электромоторными пилами.

5. Электромоторные пилы промышленной частоты.

Контрольные вопросы.

Основные конструктивные особенности электромоторных пил ЗП-К6 и ЭПЧ-3

Электромоторное пилы получили применение главным образом при раскряжевке бревен и хлыстов на лесных складах. В основном применяются пилы мощностью двигателя 1,5-3,0 кВт с консольным пильным аппаратом, управляемые одним рабочим. Учитывая необходимость разделки в отдельных случаях крупномерных бревен и хлыстов, ограниченно эксплуатируются переносные пилы, управляемые двумя рабочими, с пильным аппаратом длиной 100 см и более мощным двигателем (5-12 кВт).

Рассмотрим электромоторные пилы двух марок: ЭП-К6 на частоту тока 200 Гц и ЭПЧ-3 на частоту 400 Гц; мощность двигателя этих пил составляет, соответственно 1,7 и 3,0 кВт. Удельный вес отечественной электропилы: ЭПЧ-3 на 30-40%меньше веса лучших зарубежных образцов электромоторах пил. Технические характеристики электромоторных пил ЭП-К6 и ЭПЧ-3 приведены в таблице 1.

По сравнению с бензомоторными пилами электропилы имеет существенные преимущества: простоту конструкции и эксплуатации, меньшую стоимость, значительно меньший уровень шума и вибрации. Однако необходимость в специальных источниках электроснабжения и кабельной сети ограничивает применение электромоторных пил на лесозаготовках.

Основными узлами электромоторной пилы являются двигатель I выключатель со стойкой II, редуктор III, пильный аппарат IV (рисунок 1).

Электродвигатель. На рассматриваемых электропилах применяют электродвигатели переменного трехфазного тока. Отечественные электропилы рассчитаны на ток частотой 200 и 400 Гц, а зарубежные пилы главным образом на частоту 50 Гц. Для электропил используются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Электродвигатель пилы ЭП-К6 (рисунок 1) состоит из статора 1, ротора 3, крышки 19 двигателя и корпуса 2 редуктора с подшипниками 5, крыльчатки 20 вентилятора, левой рукоятки 25 с кожухам вентилятора, стяжных шпилек 18.

Рисунок 1 - Общий вид электропилы ЭП-К6(в разрезе): 1-эдектродвигатель; 2-выключатель со стойкой; 3-редуктор; 4-пильныа аппарат; 1-статор; 2-корпус редуктора; 3-ротор; 4-масленка; 5-подшипник; 6-ведущая шестерня; 7-вегомая шестерня; 8-подшипники валика редуктора: 9-валик редуктора; 10-ведущая звездочка; 11-натяжное устройство; 12-пильная шинка; 13-опорные ролики ведомой звездочки; 14-ведомая звездочка; 15-подвижная головка шинки;16-амортизатор; 17-зажимная рукоятка; 18-стяжные шпильки; 19-крышка электродвигателя; 20-крыльчатка вентилятора; 21-штепсельсоединительной муфты; 22-стойка пилы; 23-контакты выключателя; 24-правая рукоятка; 25-левая рукоятка; 26-упор; 27-пильная цепь.

Статор двигателя состоит из магнитопровода, обмотки и охлаждающего ребристого кожуха. Магнитопровод статора изготовлен из штампованных листов электротехнической стали, собранных в пакет и закрепленных шпильками. На магнитопровод напрессован ребристый охлаждающий кожух, отлитый из алюминиевого сплава.

В пазы магнитопровода статора уложена трехфазная двухслойная обмотка. Пазовая изоляция, т.е. изоляция между обмоткой и магнитопроводом, состоит из электрокартона и шелковой лакоткани. Между секциями и катушками прокладывается в пазах слой электрокартона, а в лобовых частях слой лакоткани. В пазах обмотка крепится фибровыми клиньями, лобовые части ее бандажируются тафтяной лентой.

Ротор электродвигателя состоит из магнитопровода, изготовленного из штампованных листов электротехнической стали, обмотки и вала. Обмотка

ротора состоит из медных стержней, вставленных в пазы магнитопровода. Два медных кольца накоротко соединяют концы стержней с обеих сторон пакета ротора.

Для улучшения пусковых характеристик двигателя ротор имеет скос стержней на 1/20 окружности. Магнитопровод ротора напрессован на вал, который вращается на двух шариковых подшипниках 5. Подшипники также запрессованы в гнезде крышки 19 двигателя и корпуса 2 редуктора. Крышка двигателя и корпус редуктора насажены на выточкипакета статора и стянуты тремя шпильками 18.

Один конец вала ротора выполнен в виде шестеренки, которая входит в зацеплении с большой шестерней редуктора 3. Па другом конце вала на левой резьбе закреплена крыльчатка 20 центробежного вентилятора, изготовленная из сплава алюминия. Крыльчатка вентилятора закрыта стальным кожухом, на котором приварена левая рукоятка 25. Кожух вентилятора для прохода воздуха на торцовой части имеет штампованные отверстия, на цилиндрической же части три отверстия для винтов, необходимых при креплении кожуха к крышке двигателя, и одно отверстие для пробки – нагнетателя смазки.

Поток воздуха, засасываемый через торцевую часть кожуха и прогоняемый крыльчаткой вентилятора между ребристой поверхностью статора и внутренней поверхностью кожуха, охлаждает двигатель. Для уменьшения веса в вале ротора со стороны вентилятора сделано сверление. Подшипник корпуса редуктора постоянно смазывается автолом из ванны редуктора.

Подшипник крышки двигателя смазывается консистентной смазкой, которая периодически нагнетается в подшипник винтовой пробкой через специальное отверстие. Для предохранения от проникновения смазки из подшипника в полость статора, установлен подшипник с защитной шайбой. От проникновения смазки из редуктора в полость статора и из крышки двигателя наружу запрессованы два резиновых сальника - один в специальной крышке сальника, второй в крышке двигателя. Крышка сальника крепится к корпусу редуктора со стороны ротора тремя винтами. В ней сделан маслосборник в виде канавки для масла, проникающего из редуктора через сальник, и сквозное отверстие для стока его вниз, наружу.

Электродвигатель пилы ЭПЧ-3 отличается от двигателя пилы ЗП-К6 в основном конструктивными и обмоточными данными ротора и статора.

Выключатель.Включение в сеть и выключение электродвигателя пилы ЭП-К6 осуществляется контактами 23 выключателя, помещенными внутри литого корпуса состойкой 22 пилы. Выключатель двухфазный барабанного типа с принудительным выключением и включением.

Двигатель пилы ЭПЧ-3 (Рисунок 2) управляется микровыключателем, установленным у правой рукоятки. Микровыключатель включен в цепь контакторной катушки магнитного пускателя, смонтированного на распределительном устройстве преобразователя частоты. Управление микровыключателем производится нажатием курка 2. При снятии руки с правой рукоятки 1 пила автоматически отключается от сети.

На крышке корпуса редуктора пила ЭПЧ-3 с правой стороны находится распределительная панель 6, слевой – гнездо для соединительной полумуфты 4, основание для масляного редуктора 5 и насоса.

Начальные концы обмотки статора через отверстие в корпусе редуктора и втулку выведены для соединения с контактами распределительной панели. От распределительной панели провода подводятся к соединительной полумуфте.

Для переноса и управления во время работы пила ЭПЧ-3 имеет три рукоятки: правую высокую 1,среднюю 7 и левую изогнутую 3. Правая рукоятка пилы с корпусом выключателя, стойка 9 и крышка корпуса редуктора смонтирована вместе и составляет один неразъемный узел.

Рисунок 2 – Электромоторная пила ЭПЧ-3: 1-правая рукоятка; 2-курок; 3-левая рукоятка; 4-соединительная полумуфта; 5-маслянный резервуар; 6-распределительная панель; 7-средняя рукоятка; 8-кронштейн; 9-стойка.

Изогнутость левой рукоятки повышает маневренность пилы, позволяет перемещать кисть левой руки в зависимости от наклона пилы, тем самым уменьшает утомляемость рабочего.

Так же удобна и необходима дополнительно установленная средняя рукоятка. Она используется как упор для ноги при пилении в "таран" и снизу и как рукоятка для левой руки при пилении и вытягивании пилы из реза при зажиме шины. По конструкции левая рукоятка является продолжением средней и крепится к пиле двумя кронштейнами 8.

Редуктор. Редуктор III (рисунок 1) состоит из корпуса 2, крышки, стяжных болтов, валика 9 редуктора, ведущей 6 и ведомой 7 шестерен, двух подшипников 8 и масленки 4.

Для автоматической сказки пильного аппарата у пилы ЗПЧ-3 в крышке корпуса редуктора установлен специальный плунжерный насос, приводимый в движение от эксцентрика, расположенного на валике редуктора.

Смазка из корпуса маслобака насосом нагнетается в паз пильной шины.

Ведущая шестерня нарезана наконце вала ротора электродвигателя, ведомая шестерня насажена на валик, который вращается на двух подшипниках 8, напрессованных в крышке к корпусе редуктора. Впереди крышки редактора имеет упор 26,который является местом крепления пильной шины.

Снаружи крышка редуктора выполнена в виде раковины с выступающим ребром. Это ребро выполняет роль отражения опилок вправо от пилы и защищает рабочего от удара слетевшей с шины пильной цепи.

Отдельные конструкции зарубежных электромоторных пил являются безредукторными. Для увеличения скорости резания некоторые пилы зарубежных конструкций с электродвигателями, рассчитанными на частоту тока 50 Гц снабжены редукторами, повышающими скорость вращения ведущей звездочки пильного аппарата.

Пильный аппарат. Пильный аппарат является рабочим устройством электропилы, предназначенным для непосредственной обработка древесины. Рабочая длина пильного аппарата моторной пилы может составлять 45…95 см. Он состоит из пильной шины 12, пильной цепи 27 и ведущей звездочки 10.

Известно несколько типов пильных шин, применяемых на переносных пилах. Наиболее распространены пильные шины консольного типа. Основные преимущества этого типа шин: простота конструкции, небольшой вес, возможность пиления древесины по ширине (диаметру для круглого сечения), доступность пиления любой частью контура вины с цепью, включая пиление консолью (в «таран»).

По типу направляющего устройства на консоли пильные шины разделяются на три вида: с направляющим роликом, с направляющей звездочкой и без специального направляющего устройства. Последний вид пильных шин получил также название капелеобразных.

В настоящее время отечественные шины изготовляют из пластичной и

износостойкой стали марки 45ХНМФА, а направляющие элементы (звездочки, ролики) из стали 20ХН. Увеличение износостойкости трущихся беговых дорожек цепи производится закалкой с нагревом т.в.ч и наплавкой высоколегированными сталями . Твердость полотна пильных шин составляет 40-50HRC.

Шина крепится на корпусе редуктора посредством шпонки, шпильки и гайки с ручкой 17. Шпилька является одновременно и осью, вокруг которой, после ослабления крепления гайки с ручкой, может быть повернута шина свободным концом вверх при надевании пильней цепи итранспортировки пилы.

Для регулировки натяжения пильной цепи на шине имеется специальное натяжное устройство 11. На конце шины имеется подвижная головка 15, где крепится ведомая звездочка 14на роликовом подшипнике 13 с амортизирующим устройством 16, обеспечивающим плавное движение пильной цепи.

Пильная цепь является одной изважнейших деталей пилы. На электрических ценных пилах применяются серийно выпускаемые отечественной промышленностью пильные цепи двух типов:

1) цепь ПЦП-15М с режущими и скалывающими зубьями открытого типа;

2) цепь ПЦУ-10,26 – универсальная с Г-образными строгающими зубьями.

Для передачи движенияпильной цепи на выходном валу 9 редуктора крепится ведущая звездочка10 при помощи шлицов и гайки.

Для предотвращения опадания пильной цепи при движении звездочка имеет с обеих сторон точки. У большинства зарубежных конструкция пил направляющими движения цепипо звездочке служат специальные съемные пластины. Выбор конструктивных параметров ведущей звездочки определяется заданной скоростью резания, шагом цепи, размерами входной части пильной шины и т.п. Наружный диаметр звездочки рекомендуется применять равным ширине концевой части пильной шины (со стороны крепления) для редукторных пили несколько больше ширины шины - для безредукторных пил.

Для изготовления приводных звездочек применяют малоуглеродистую сталь марки 12XHЗA.

Для увеличения износостойкости зубья звездочки подвергают цементации на глубину 0,7-1,0 мм, чтобы твердость после термообработки составляла: зубьев 46-52НRC, сердцевины 26-40HRC.