Ленточнопильные станки

Ленточнопильные станки предназначены для высокопроизводительной резки металла всех видов, используемых в современном машиностроении, включая высокоуглеродистые и жаропрочные стали, труднообрабатываемые сплавы. Выпускаемые в настоящее время ленточнопильные станки позволяют резать любой прокат в большом диапазоне размеров и применять пакетные способы обработки. Производительность ленточного пиления в несколько раз выше по сравнению с традиционными способами обработки (механические ножовки, круглопильные станки).

Применение ленточнопильных станков позволяет оптимизировать расход металла за счет небольшой ширины пропила, увеличить производительность и снизить расходы потребляемой энергии.

Ленточное пиление является одной из наиболее просто встраиваемых в производственный процесс и быстро окупаемых технологий. Отечественной промышленностью, как и за рубежом выпускается значительное количество ленточнопильных станков.

Рассмотрим устройство ленточнопильной рамы. Ленточная пила (рис.5) приводится в непрерывное движение двумя шкивами 1 и 2, причем шкив 2 ведущий, как правило, имеющий регулируемый привод. Ленточная рама имеет возможность регулировки угла наклона от 0º до 60º. Как видим из рисунка, диаметр шкивов определяет максимальный размер распиливаемой заготовки. Ленточнопильные станки работают в основном с наклоном рамы 45º -60º. Для ориентирования плоскости полотна параллельно направлению пила полотно выправляется направляющими 3 и 4. Направляющие могут быть выполнены как скольжения (из высокоизносостойких материалов), так и в виде роликов. Штанга 6 направляющей 3 имеет возможность переустановки в зависимости от ширины пила. На некоторых моделях их может быть две.

На рис.6 показаны направляющие с прижимным роликом 1. После резки полотно пилы подвергается очистке от стружки специальной щеткой 2.

Для обеспечения качества резки и увеличения срока службы полотна необходимо правильно, согласно параметров станка и пилы, обеспечить ее натяжение.

На станках III и IV класса, эта операция выполняется вручную динамометрическим ключом. Станки I и II класса оснащаются автоматическими системами, контролирующие усилие натяжения полотна пилы. Станки III класса иногда оснащаются специальными динамометрами показывающими усилие натяжения через стрелочный индикатор.

Эффективное использование ленточнопильных станков во многом зависит от правильного выбора ленточных пил и параметров (размер, тип, шаг). В настоящее время различными фирмами выпускается широкий ассортимент пил, рекомендуемыми для определенного сортамента заготовок.

Широкое применение находят биметаллические ленточные пилы. Этот тип пил представляет собой несущее полотно шириной от 13 до 80 мм, изготовленною из специальной прижимной стали с содержанием хрома около 4%.

Для резки труднообрабатываемых материалов применяют твердосплавные ленточные пилы с твердым нитрит алюминиевым покрытием, защищающим каждый зуб от перегрева и преждевременного износа.

Правильная эксплуатация ленточных пил существенно увеличивает их срок службы. Правильный выбор режимов резания обеспечивает устойчивое резание без вибраций. Для оптимальной резки нужно, чтобы каждый зуб ленточной пилы срезал стружку определенной толщины.

Практически подача подбирается по рекомендациям производителей оборудования или по типу стружку, которая получается при резке. В случае тонкой или пылеобразной стружки нудно увеличить скорость подачи полотна или уменьшить скорость резания. Слабо вьющаяся стружка свидетельствует о правильно выбранном режиме пиления. Стружка толстая или с голубым отливом говорит о чрезмерной скорости подачи или меньшей, чем необходимо, скорости резания.

Так же важно- не перегреть режущий материал полотна, отсюда интенсивный полив полотна, зоны резания и распиливаемой заготовки. При возникновении вибраций уменьшать подачу. Следить за качеством поверхности среза, задиры и каверны могут являться следствием неправильного подбора шага, режимов обработки или износа полотна.

Отдых полотна позволяет перераспределить усталостные напряжения, возникающие в процессе работы, сохранить свойства инструментального материала и увеличить срок службы. При интенсивной работе в течение всего рабочего дня лучше работать двумя полотнами. В конце рабочего дня обязательно ослаблять натяжение полотна, а еще лучше снимать полотно со станка и вывернув его наизнанку, вешать на крюк.

Стойкость режущего полотна зависит от многих факторов: тип станка, обрабатываемый материал, поперечное сечение материала, материал полотна, подготовка полотна, режимы работы, соблюдение правил эксплуатации.

Технические параметры ленточнопильного станка определяются исходя из задачи, обусловленной диапазоном размеров обрабатываемых заготовок, маркой материала и его физическими свойствами, необходимой производительностью и коэффициентом загрузки оборудования. По функциональным возможностям, и следовательно по области применения всю широкую гамму ленточнопильных станков можно разделить на 4 класса.

Ленточнопильные станки I класса предназначены для высокопроизводительной разрезки практически всех металлов, используемых в современном машиностроении (цветные сплавы, конструкционные и высоколегированные стали, титановые сплавы). Они способны разрезать с высокой скоростью как сплошной прокат и поковки большого диаметра, так и трубы и тонкостенный профиль. Область применения: основные производства металлургических заводов, заготовительные участки высокотехнологичных предприятий, использующих трудно обрабатываемые материалы, а также цеха, с потребностью высокой производительности на единицу оборудования. Станки первого класса могут успешно работать как с биметаллическими, так и с твердосплавными пилами.

По конструктивному исполнению из горизонтальных станков к первому классу относятся только портальные (рис.9), у которых стол имеет продольную подачу, позволяющий резать металл вдоль заготовки и двух стоечные (рис.8), у которых пильная рама перемещается по вертикальным направляющим, замкнутые сверху порталом.

При этом главным критерием двухстоечного станка, по которому его можно отнести к станкам первого класса является конструкция направляющих, по которым перемещается пильная рама во время рабочего хода. Направляющие обязательно должны быть рассчитаны на сверхвысокие нагрузки, возникающие при резке поковок большого диаметра их труднообрабатываемых материалов. В процессе резания появляются усилия, которые стремятся деформировать пильную раму, направляющие стойки и станину. Это приводит к возникновению микродеформаций пильной рамы, которые могут передаваться на остальные несущие части конструкции станка. В станках первого класса эта проблема решается за счет или применения призматических направляющих с линейными подшипниками, которые компенсируют деформации, или за счет развития диаметра цилиндрических направляющих, которые имеют достаточную жесткость, чтобы воспринимать все усилия.

По степени автоматизации станки этой группы бывают автоматические и полуавтоматические. К обязательным атрибутам относятся: мощный электропривод с широким диапазоном скоростей, управление и скоростью и давлением подачи, устройство контроля натяжения полотна, относительно широкая пила, выдерживающая большие знакопеременные нагрузки, механизм очистки пилы и т.д. Чаще всего применяют опции CNC- контроль, отслеживающий целый ряд параметров, контроль отклонения пилы, установка заготовки по лазеру.

Автоматические ленточнопильные станки имеют рольганги для подачи заготовки. Для подачи длинных заготовок подающие тиски осуществляют перехват заготовки. Станки оснащаются элементами программного управления циклом, позволяющим задать параметры отрезания множества разнообразных заготовок.

Ленточнопильные станки I класса можно отнести к специальному отрезному оборудованию. При этом они характеризуются самой высокой стойкостью режущего инструмента.

Полуавтоматические двухстоечные ленточнопильные станки (рис.10) и автоматические двухстоечные ленточнопильные станки (рис.8)относятся к станкам первого класса. Станки способны разрезать с высокой скоростью как сплошной прокат и поковки большого диаметра, так трубы и профильные заготовки.

Жесткость конструкции позволяет применять станки данного класса в основных производствах металлургических заводов, заготовительных участках предприятий. Это обусловлено тем, что лишь двухстоечные станки могут успешно работать с биметаллическими и твердосплавными пилами.

Автоматические двухстоечные станки способны разрезать с высокой скоростью как сплошной прокат и поковки большого диаметра, так и трубы и профильные заготовки. Станки оснащены процессорным блоком управления с устройством оценки параметров распила, сообщениями о возникших ошибках и диагностикой поломок. Гидравлический центральный блок с электрическим управлением обеспечивает фиксацию материала, движение подающих тисков, движение кронштейна.

Портальные ленточнопильные станки (рис.9) предназначены для высокопроизводительной резки практически всех металлов, используемых в современном машиностроении. За счет подающего стола на станке можно осуществлять не только вертикальные, но и горизонтальные резы. Жесткость конструкции позволяет применять станки данного класса в основных производствах металлургических заводов, заготовительных участках предприятий. За счет подающего стола на станке можно осуществлять не только вертикальные, но и горизонтальные резы.

Ленточнопильные станки II класса могут применяться на всех заготовительных производствах. Они способны резать цветные металлы, легированные и нержавеющие стали, часть жаропрочных сталей и легкообрабатываемых титановых сплавов, т.е. те металлы, которые можно обрабатывать с помощью биметаллических ленточных пил (с режущей кромкой из быстрорежущей стали).

По конструктивному исполнению это двухстоечные (рис.10), одностоечные и консольные (рис.9) (с пильной рамой закрепленной на шарнире). Большинство таких станков позволяют разрезать заготовку под различными углами к её оси. Поэтому они относятся к универсальному оборудованию. Но меньшая жесткость конструкции, более низкая мощность электропривода и упрощенный дизайн ограничивают практическое применение. Второй класс используется для нарезки в размер труб, фасонного профиля и сплошного проката. Обязательные отличительные черты консольных станков этой группы- это принудительное опускание пильной рамы гидравлическим приводом, электропривод с плавно меняющимся диапазоном скоростей, управление скоростью/ давлением подачи, устройство визуального контроля натяжения полотна, механизм чистки пилы, отсутствие необходимости регулировки наклона осей шкивов привода пилы. По степени автоматизации станки этой группы – автоматические и полуавтоматические. На автоматических станках подача заготовки в зону резания осуществляется гидравлическими тисами, что позволяет иметь точность по длине заготовки около 0,1 мм. На вышеперечисленных заготовках станки II класса имеют высокую стойкость режущего инструмента, и самый короткий срок окупаемости среди всех ленточнопильных станков.

Ленточнопильные станки III класса - это в основном станки с консольным расположением пильной рамы (рис.11) (иногда встречаются упрощенные двухстоечные). Они изготавливаются в автоматическом, полуавтоматическом и ручном исполнении. Основные недостатки консольных станков третьего класса – это опускание пильной рамы под собственным весом или за счет мускульного усилия рабочего, частое отсутствие механизмов очистки пилы и визуального контроля натяжения пилы, необходимость периодической регулировки наклона осей шкивов привода пилы, отсутствие контроля и регулировки давления пилы на заготовку (клапан на поддерживающем цилиндре позволяет регулировать лишь скорость подачи в узком диапазоне), нежесткая станина при тяжелой пильной раме и т.д. Эта группа ненадежна в эксплуатации из-за использования более дешевых комплектующих и узлов оборудования, требует высокой квалификации персонала и частых регламентных работ. Поэтому подобного класса станки используют на небольших производствах, не требующих высокой производительности, для нарезки в размер в основном труб и профильного проката. Отрезка сплошного проката занимает много времени. Так, даже по сравнению со станками второго класса производительность на сплошном прокате может быть ниже в полтора-два раза. Опускание же пильной рамы под собственным весом часто приводит к вибрации полотна во время резания и резкому снижению срока службы пилы. Но в связи с тем, что у производственников еще мало опыта эксплуатации ленточнопильных станков, а стоимость единицы оборудования третьего класса невелика, то их применяют в заготовительных цехах мелких и средних заводов.

Полуавтоматические консольные ленточнопильные станки (рис.11) представляют собой производительную, гидравлически управляемую пилу с ручной подачей материала. Гидравлический центральный блок с электрическим управлением обеспечивает быструю фиксацию материала в тисках, и производит движение кронштейна пильной рамы при ее опускании и подъеме. Пила также снабжена тисками для проведения угловых распилов до 60 градусов вправо и до 45 градусов влево.

После старта станок зажимает тиски, осуществляет резку заготовки с заранее выбранной скоростью, в нижнем положении консоль включает микродатчик, который поднимает консоль в обратное верхнее положение и разжимает тиски. Оператор только двигает заготовку.

Автоматические консольные ленточнопильные станки (рис.12) представляют собой производительную, гидравлически управляемую автоматическую пилу с ЧПУ (с возможностью точной подачи материала). Все несущие детали выполнены из чугуна, что обеспечивает прочность, гашение вибраций и ударов. Выбор числа подач и числа штук изделий производится с электронной панели. Оборудование оснащено процессорным блоком управления с устройством оценки параметров распила, сообщениями о возникших ошибках и диагностикой поломок. Гидравлический центральный блок с электрическим управлением обеспечивает фиксацию материала, движение подающих тисков, движение кронштейна. Подающие тиски движутся по шлифованным рейкам с помощью шарикоподшипников.

К ленточнопильным станкам IV класса относятся все бытовые и настольные станки (рис.13). Применять их в производстве не рекомендуется.

На ленточнопильных станках – полуавтоматах зажим и разжим заготовки, опускание пильной рамы к заготовке и возврат её в исходное верхнее положение после распила производится автоматически за счет гидравлики или управляемого электромеханического привода. Ленточнопильные станки- полуавтоматы как правило имеют контроллер для управления циклом работы станка, управления движения пилы.

Ручные ленточнопильные станки применяют в штучном или опытном производстве (рис.13). Pезка проходит собственным весом консоли при помощи подачи вручную оператором станка. Станок предназначен для резки заготовок в перпендикулярных и угловых разрезах, угловые разрезы плавно регулируемые до 60 градусов.

Скорость опускания полотна регулируется оператором вручную. После окончания реза, оператор вручную поднимает консоль в верхнее положение и передвигает заготовку в размер. Тиски ручные с быстродействующим зажимом, типа ласточкина хвоста. Автоматическая регуляция натяжение пильного полотна. На станке имеется очищающая щётка для очистки и оптимальной эксплуатации пильного полотна. В станке используется привод посредством червячного редуктора с постоянной заправкой масла, трехфазный электродвигатель с двойными обмотками. Охлаждающая система при помощи эмульсии СОЖ с распределением в направляющие полотна.