Конструктивные особенности пильных цепей

- типу зубчатого венца: с плоскими зубьями, каждый из которых выполняет определенную работу – пильные цепи поперечного пиления (ПЦП); с зубьями Г-образного профиля, имеющими сложную форму и выполняющими всю работу по образованию пропила и транспортированию опилок – пильные цепи универсальные (ПЦУ);

- типу направляющих устройств для направления движения цепи по шине: с хвостовиками на средних звеньях цепи, перемещающихся в пазах пильной шины; седлающего типа с выступами на боковых звеньях, благодаря которым между боковыми звеньями образуются пазы, в них входит направляющий гребень пильной шины;

- способу соединения звеньев: неразборные, соединенные заклепками, и разборные, соединенные разборными шарнирами;

- величине шага цепи по заклепкам: мелкозвенные цепи с шагом до 15 мм; крупнозвенные с шагом свыше 15 мм.

Пильная цепь поперечного пиления состоит из режущих блоков, в каждом из которых шесть зубьев: три режущих, два подрезающих и один скалывающий. Режущие зубья расположены в шахматном порядке: за каждым режущим следует противоположный ему по разводу подрезающий или скалывающий зуб, не имеющий развода. По сравнению с универсальными цепями они имеют повышенный КПД при поперечной распиловке древесины. Однако при пилении под углом их КПД резко снижался. Кроме этого, они неудобны в обслуживании – заточке, поскольку для этого требуется специальный станок. До конца ХХ в. эти цепи встречались на мелких разделочных площадках, где использовались с промышленными электромоторными пилами. Универсальные пильные цепи имеют только один тип зубьев, которые расположены в шахматном порядке. Каждый зуб, помимо режущего лезвия, имеет ограничитель подачи, устанавливаемый перед лезвием, который решает две задачи: устанавливает толщину снимаемой стружки, препятствуя самозарезанию зубьев в древесину и предотвращая перегрузку двигателя, а также транспортирует опилки из пропила. Сегодня на рынке профессионального моторного инструмента для лесозаготовок в основном представлена продукция иностранных фирм – Stihl и Husqvarna, а также ряда других. Пермский завод имени Ф.Э. Дзержинского, выпускавший бензиномоторные пилы марок «Дружба» и «Урал», остановил линию по их производству в 2009 г. С тех пор ручные моторные пилы и цепи к ним в России не производятся.

Критерии выбора пилы:

• планируемые операции;

• частота использования пилы;

• загрязненность распиливаемой древесины;

• твердость древесины;

• необходимость работы вершиной шины;

• используемый метод валки деревьев;

• возможность часто затачивать цепь;

• вес пильной гарнитуры.

Пильная гарнитура состоит из: пильной шины, ведущей и ведомой звездочек (ведомая звездочка ставится не всегда), пильной цепи, устройств для натяжения и смазки пильной цепи, амортизирующего устройства, которое устанавливается под ведомую звездочку. Непосредственно рабочим органом, имеющим наибольшую нагруженность, является пильная цепь. Современная пильная цепь состоит из трех слоев: центральный слой включает ведущие звенья, при помощи которых ведущая (цепная) звездочка приводит цепь в движение, а также два боковых слоя, которые образуются из режущих зубьев и соединительных звеньев. Все звенья цепи соединяются заклепками. Непосредственно режет древесину режущий зуб, который является монолитным и имеет девять рабочих элементов. У стандартных пильных цепей режущие зубья, попеременно правый и левый, находятся на каждом втором соединительном звене. Помимо стандартных, выпускаются специальные модификации пильных цепей, предназначенные для распиловки круглых лесоматериалов больших диаметров, – Full-Skip и Semi-Skip. Они отличаются большим шагом цепи по режущим зубьям, что позволяет увеличить межзубные впадины для размещения в них снимаемой зубьями стружки. Основными конструктивными параметрами пильных цепей являются шаг по заклепкам и толщина ведущего звена, которые указываются штамповкой на звеньях цепи.

Эти параметры влияют на производительность чистого пиления и прочность цепи. Цепи Full-Skip и Semi-Skip имеют большие или различные по размеру расстояния между режущими зубьями. У цепей с двойными зубьями они следуют непосредственно друг за другом, без стандартного расстояния. Кроме шага по заклепкам и толщины ведущего звена, на звенья штамповкой обозначаются особенности ее работы и предельные состояния износа. На ограничителе подачи (глубины) сверху наносится риска, помогающая определить степень износа, его предельное состояние и правильно выбрать угол заточки. На режущем зубе внизу риской показывается ориентир степени износа и его предельной величины. Стрелка на соединительном звене показывает направление движения цепи, что особенно полезно при сборке новой цепи. Буква С на режущем зубе означает комфортное исполнение для снижения вибрации цепи при ее работе. Пильные цепи Stihl подразделяются по высоте профиля на стандартные (Rapid) и низкопрофильные (Picco). Не существует деления пильных цепей на профессиональные и непрофессиональные. Однако низкопрофильные цепи предназначены для пил с мощностью двигателя до 2,5 кВт.

Также цепи подразделяются по форме режущего зуба. Цепи Rapid и Picco имеют три основные формы зуба – Micro, Super и Duro. Кроме того, в группе цепей Rapid есть цепь Standard, а в группе Picco есть цепь Picco Micro Mini, обладающая минимальной шириной пропила, предназначенная для пил с мощностью двигателя до 1,5 кВт. Наиболее распространенными цепями по форме режущего зуба являются Micro и Super. Основными эксплуатационными отличиями этих цепей является то, что цепи Micro относительно несложно точить и они имеют большую долговечность даже при работе со слабо загрязненной древесиной, но они имеют меньшую производительность чистого пиления по сравнению с цепями Super, для заточки которых требуется больший опыт. Режущие зубья пильных цепей Duro оснащены напайками из твердого сплава, благодаря чему они значительно дольше остаются острыми, даже в тяжелых условиях работы. Срок службы этих цепей в четыре раза больше по сравнению с цепями Micro. Затачивать эти цепи можно только на специальном станке, оснащенном алмазным заточным диском. Каждый из восьми классов пильных цепей имеет дополнительное внутреннее деление, знание которого позволяет оптимизировать выбор цепей под конкретные природно-производственные условия их эксплуатации.

Пиление древесины цепью происходит в закрытом пространстве, называемом пропилом, с образованием сразу трех плоскостей резания – двух стенок пропила и дна пропила, и одновременным выбросом образовавшейся стружки. Универсальные пильные цепи оснащены режущими зубьями строгающего типа, по принципу работы схожими с рубанком. Именно они являются непосредственными рабочими органами пильной цепи. Усилие подачи передается на цепь через пильную шину и прижимает верхнее лезвие к дну пропила. Благодаря заднему углу на спинке зуба и углу режущей кромки верхнее лезвие при поступательном движении пильной цепи врезается в древесину до тех пор, пока ограничитель подачи не коснется дна пропила, затем лезвие движется параллельно дну пропила, снимая при этом стружку, заданную превышением верхнего лезвия над ограничителем подачи. Одновременно торцовое лезвие отделяет стружку от соответствующей стенки пропила, а следующий зуб, также снимая стружку со дна пропила, снимает стружку с противоположной стенки пропила. Отделенная стружка проходит через канал под спинкой зуба и попадает в пространство между режущими зубьями, захватывается следующим режущим зубом (его ограничителем подачи) и при его выходе из пропила выбрасывается наружу.

Угловые параметры пильных цепей

Спадающая под углом назад спинка режущего зуба образует задний угол верхнего лезвия, который обеспечивает врезание лезвия в древесину. Сужающаяся назад лопатка зуба образует задний угол для торцевого лезвия, обеспечивающий срезание стружки со стенки пропила. Край торцевого лезвия к поверхности скольжения режущего зуба образует передний угол. Для разных пильных цепей рекомендуемая величина переднего угла различна, и колеблется от 60° до 80° с градацией через 5 . Задний угол верхнего лезвия характеризует наклон верхнего лезвия назад, и измеряется по отношению к поверхности скольжения режущего зуба. Для разных пильных цепей он составляет от 50° до 60°. Угол заточки (заострения) верхней кромки определяется измерением от верхней режущей кромки к перпендикуляру относительно пильной шины. Величина этого угла у разных пильных цепей варьируется в пределах от 10° до 35°. При выборе угла заточки следует учитывать, что чем он больше, в указанном диапазоне, тем лучше реализуется подводимая к цепи мощность в мягкой древесине. Уменьшать этот угол следует при работе с твердой (замерзшей) древесиной. Выбор неоптимального угла ведет к увеличению вибрации и снижению долговечности цепи. При поперечной распиловке угол заточки должен находиться в пределах 25 35°. Меньшая величина угла – для цепей для продольной распиловки. Передний угол, угол заточки и угол верхнего лезвия могут изменяться путем заточки зубьев цепи, так же как и высота ограничителя подачи.

Ограничитель подачи (глубины) находится на каждом режущем зубе, перед лопаткой. Превышение верхнего лезвия над ограничителем подачи задает толщину снимаемой стружки – подачу на зуб, которая влияет на величину удельной работы резания и в конечном итоге на потребную на пиление мощность. С каждой заточкой высота верхнего лезвия снижается из-за наличия заднего угла верхнего лезвия, поэтому высоту ограничителя подачи надо периодически уменьшать. На зубьях пильных цепей Stihl нанесены сервисные маркировки, помогающие определить правильные углы заточки и степень износа зубьев. При достижении маркировок 1 и/или 4 цепь выбраковывается как полностью выработавшая свой ресурс. При правильной эксплуатации цепи наблюдается пропорциональный износ и маркировки достигаются почти одновременно.

Эксплуатация пильных аппаратов

При монтаже пильной цепи на пильной шине нужно удостовериться в том, что длина цепи (число ведущих звеньев) подходит к шине; шаг цепи совпадает с шагом ведущей звездочки, а у цепей Rollomatic и с шагом ведомой звездочки; толщина ведущего звена соответствует ширине паза шины; хвостовик пильной шины подходит моторному блоку пилы. При правильной эксплуатации четыре пильных цепи изнашиваются за тот же период, что и две ведущие звездочки и одна пильная шина. Поэтому при профессиональной эксплуатации рекомендуется на каждую пилу иметь комплект – четыре пильных цепи, две ведущих звездочки, одна пильная шина. При бытовом использовании в комплекте должны быть две пильные цепи. В случае использования новой пильной цепи с неновой ведущей звездочкой произойдет ускоренный износ ведущих звеньев цепи. Натяжение цепи на пильной шине регулируется таким образом, чтобы охлажденная до температуры окружающей среды цепь полностью прилегала к нижней стороне шины и могла протягиваться по шине от усилия руки. Основным видом ухода за пильной шиной является поддержание в требуемом состоянии полозьев и паза шины. Полозья постепенно изнашиваются, образуется наружный выступ, который надо убирать плоским или трехгранным напильником или шлифовальной машинкой. Бортики, образующие полозья, должны иметь одинаковую высоту. Для выравнивания неравномерно изношенных полозьев шины требуется ленточный шлифовальный станок с упором.

Глубина паза должна быть не меньше допустимой, иначе направляющие звенья будут скользить по дну паза, а режущие зубья не будут прилегать к полозьям шины, и их будет перекашивать во время работы. Паз надо периодически прочищать, используя очиститель пазов на опиловочном шаблоне, а шину – периодически переворачивать для обеспечения ее равномерного износа. Неправильная эксплуатация приводит к деформациям шины, сужающим направляющий паз. Для исправления этого дефекта используется клин для пазов, который сначала устанавливают под углом 45° вместе с нормальной шириной паза перед деформированным участком, а затем при помощи молотка проводят через суженное место. Процедуру повторяют до тех пор, пока ширина паза не восстановится. После этого шину проверяют на наличие трещин, в случае их обнаружения шина выбраковывается. Со временем эксплуатации ведомые звездочки пильных шин Rollmatic изнашиваются и периодически подлежат замене. Замена ведомой звездочки требуется, если между пильной цепью и оголовником шины не виден промежуток – это означает, что зубья ведомой звездочки износились; поврежден роликоподшипник ведомой звездочки.

Для демонтажа ведомой звездочки высверливают потайные головки заклепок, используя при этом сверло диаметром на 0,5 мм больше диаметра головки заклепки. Затем с помощью выталкивателя заклепки выпрессовывают, а ведомую звездочку вместе с подшипником вынимают между боковыми пластинами. Для обеспечения хорошей работы ведомой звездочки ее надо заменять всем блоком в сборе (звездочка и подшипник). Для монтажа ведомой звездочки пильную шину закрепляют в тисках. Затем удаляют зажим роликоподшипника, в виде двух шайб из оргстекла, предотвращающий выпадение цилиндрических роликов подшипников, и аккуратно вводят ведомую звездочку в оголовник шины, при этом шайбы из оргстекла должны служить направляющими. После установки ведомой звездочки на место шайбы из оргстекла больше не нужны. Затем надо совместить отверстия на ведомой звездочке и в пильной шине, вставить заклепки и расклепать их таким образом, чтобы потайные головки полностью заполняли зенкованные площадки отверстий. Перед вводом в эксплуатацию звездочку следует тщательно смазать. По тому же принципу заменяется весь оголовник пильных шин Rollomatic.