FI100777B - Menetelmä ja laitteisto pyörösahanterän oikomiseksi - Google Patents

Description

100777

MENETELMÄ JA LAITTEISTO PYÖRÖSAHANTERÄN OIKOMISEKSI

5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä pyörösahanterän oikomiseksi haluttuun muotoon. Keksintö kohdistuu myös patenttivaatimuksen 6 johdanto-osan mukaiseen laitteistoon pyörösahanterän oikomiseksi haluttuun muotoon.

10 Pyörösahanterät menettävät käytössä alkuperäisen muotonsa. Terän jännitykset muuttuvat käytössä mekaanisten sivuttaisvoimien ja niistä aiheutuvien lämpövaikutusten johdosta. Terään muodostuu painanteita ja terä saattaa vääntyä, jolloin sahaustulos heikke-nee. Pyörösahanterien oikominen haluttuun muotoon on tähän asti 15 suoritettu tavallisesti manuaalisesti vasaroimalla, jolloin työn laatu on riippunut työn suorittajan ammattitaidosta. Käsityönä suoritettava oikominen on hidasta ja sen onnistuminen on epävarmaa. Lisäksi erilaiset ja eri tavoin vioittuneet pyöröterät vaativat erilaisen käsittelyn. Pyörösahanterät ovat edullisesti hieman 20 "kuppimaisia" eli niiden poikkileikkausmuoto on hieman kaareva. Terän pyöriessä nimellisnopeutta kuppimaisuus oikenee. Kuppimainen muoto vaihtelee mm. terän koosta, materiaalista ja terälle tarkoi-tetusta pyörimisnopeudesta riippuen. Myös sellaisten terien, . " joiden paksuus pienenee säteensuunnassa terän reunoja kohti siir-25, ryttäessä, oikaiseminen ja kunnostaminen on ollut manuaalisesti ' suoritettuna erittäin vaikeaa jopa mahdotonta.

• • 9 % « · f ·

I

Tunnetaan myös laitteita pyörösahanterän oikaisemiseksi. EP-hake- musjulkaisusta 0521824 AI tunnetaan pyörösahanterän oikaisukone, 30’* jossa oikaisu tapahtuu terän vastakkaisille sivuille järjestetyn-« ·'’ lä rullilla, joita ohjataan mittakellolla suoritetun mittauksen i perusteella. US-patentista 3964348 taas tunnetaan menetelmä ja , kone pyörösahanterän jännittämiseksi ja oikaisemiseksi, jossa kuhmujen oikaisu tapahtuu vasaraelimellä vasaroimalla. Vasarointi 3$.; tapahtuu terän yhdeltä puolelta. Tunnetun tekniikan haittana on mm. oikaisukäsittelyn ohjaamiseen käytetyn mittauksen epätarkkuus.

2 100777

Oikaisukäsittely suoritetaan tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa satunnaisessa järjestyksessä, jolloin lopputulos ei ole ollut tyydyttävä. Edelleen rullilla tai vasaroimalla käsitteleminen aikaansaa tarpeettomia jännityksiä tai terän venymistä, jotka 5 vaikuttavat heikentävästi käsittelyn lopputulokseen.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada aivan uudenlainen menetelmä ja laitteisto pyörösahanterien oikomiseksi haluttuun muotoon, jolla vältetään tunnetun tekniikan haitat.

10

Keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on mainittu patenttivaatimuksissa .

Keksinnön mukaisella ratkaisulla on useita merkittäviä etuja.

15 Keksinnön mukaisella menetelmällä pystytään automaattisesti oikomaan ja kunnostamaan pyöröteriä ilman erikoisammattitaitoa. Menetelmä on nopea ja tarkka. Sen avulla saavutetaan jäykin mahdollinen oiottu ja jännitetty pyöröterä, joka lisäksi pyörii erittäin tarkasti linjassaan. Menetelmän ja laitteiston avulla kunnostetut 20 terät on testattu todellista käyttötilannetta vastaavissa olosuhteissa, jolloin ne toimivat oikealla tavalla myös varsinaisessa käyttökohteessa. Käsittelyn pohjana oleva terän geometrian mittaus on erittäin tarkka. Käsittelyssä käytetyillä työvälineillä aikaansaadaan erittäin tarkka vaikutus terään. Tällöin vältytään tar-25 peettomilta jännityksiltä tai terän venymiseltä. Terän kiinnitys vastaa kiinnitystä sahakoneeseen. Terän käyttäytymistä voidaan ;·* tarkastella oikeassa pyörimisnopeudessa. Keksinnön mukainen mene- • · '·' ‘ telmä ja laitteisto antaa mahdollisuuden raportointiin, jolloin teräkohtaisesti saadaan tiedot havaituista ja korjatuista vioista : ·· 30 sekä suoritetuista korjaustoimenpiteistä. Lisäksi saadaan tiedot > · · * kunnostetusta terästä mm. suhteellinen jäykkyys, pintakovuus, sahausrako/poskivälys, suoruus ja värähtelyn suuruus/kriittinen kierrosluku. Kyseiset tiedot voidaan merkitä terään, jolloin . voidaan helposti valita kuhunkin sahaustilanteeseen parhaiten 35 sopiva terä.

3 100777

Seuraavassa keksintöä selostetaan edullisten sovellutusmuo-toesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 5 Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista laitetta ylhäältä,

Kuvio 2 esittää yksityiskohtaa keksinnön mukaisen laitteiston käsittelyelimestä terän suunnasta katsottuna, ja 10 Kuvio 3 esittää kaavamaisesti yksityiskohtaa käsittelyelimistä osittain leikattuna.

Kuvioissa on esitetty keksinnön mukainen laitteisto pyörösahante-rän oikaisemiseksi haluttuun muotoon ja jännittämiseksi. Pyö-15 rösahanterä 2 on kiinnitetty akselille 3, siinä olevien laippojen 4, 5 väliin. Kiinnitystäpä vastaa tavanomaista terän kiinnitystä pyörösahassa. Akseli 3 on edullisesti kaksiosainen. Akseli 3 on pyörivästi laakeroitu laitteiston runkoon 1. Akselia pyöritetään käyttölaitteella 6, kuten sähkömoottorilla. Akseliin on järjestet-20 ty anturi 7, joka välittää akselin 3 kulma-asennon ohjausyksikölle 8. Ohjausyksikön 8 avulla akselia 3 ja siten myös pyörösahanterää 2 voidaan kiertää tarkasti käyttölaitteen avulla haluttuun asentoon.

" 25 Laitteeseen on järjestetty elimet 9 terän geometrian määrittämi- • · .seksi. Mittalaitteen 9 avulla määritetään mm. pyörösahanterän 2 : muoto, mahdolliset taipumat, kuhmut ja kuperuus/koveruus. Mitta- • · · · elimet muodostuvat esimerkiksi ainakin yhdestä anturista 9, jolloin anturia 9 tai terää 2 tai molempia liikutetaan toistensa · 30 suhteen siten, että olennaisesti terän 2 koko pinta tulee mitatuksi * si. Muodon mittaaminen on alan ammattimiehelle tavanomaista, , .·. jolloin terän muodon mittaamiseen voidaan käyttää mitä tahansa . ··. tunnettua menetelmää ja anturia. Esimerkiksi lasermittausta käyt- • _ tämällä terän 2 muoto saadaan määritetyksi ja edelleen välitetyksi • : 35 ohjausyksikölle 8. Anturi 9 on sopivimmin kiinnitetty alustaan 12, 4 100777 joka on liikutettavissa ainakin terän 2 säteensuunnassa, jolloin terää 2 samanaikaisesti pyörittämällä saadaan mitatuksi koko terän ala.

5 Laitteisto käsittää lisäksi terän 2 käsittelyelimet, joiden avulla terässä olevat muotovirheet, kuten kuhmut ja taipumat korjataan, sekä välineet terän jännittämiseksi. Elimet muodostuvat edullisesti terän vastakkaisille puolille järjestetyistä varsista 10, 11, joiden välissä käsiteltävä terä 2 sijaitsee. Varret 10, 11 on 10 sopivimmin laakeroitu kääntyvästi alustaan 12, joka on liikutettavissa ainakin terän pyörintäakseliin 3 nähden poikittaisessa suunnassa (esimerkiksi terän säteen suunnassa). Alusta 12 on liikutettavissa esimerkiksi johteilla 20 liikutuslaitteen 21 avulla. Varsien 10, 11 terän 2 puoleisiin päihin on järjestetty 15 terän käsittelyelimet 13, 14, 15, 16, 23, 24. Käsittelyelimet muodostuvat muokkauselimistä 13, 14 ja/tai muotoiluelimistä 15, 16, 23, 24. Muokkauselimet 13, 14 muodostuvat sopivimmin varsiin 10, 11 muodostetuista pinnoista, joilla vaikutetaan terään 2 varsien liikutuslaitteiden 17, 18 avulla. Muotoiluelimet 15, 16, 20 23, 24 käsittävät puristinosan 15, 16 ja vastinosan 23, 24, joista ainakin toinen on säädettävissä. Muotoiluelin on esimerkiksi hydraulitoiminen tuurna. Varsia liikutetaan liikutuselinten 17, 18 ;* avulla, jotka ovat esimerkiksi paineväliainekäyttöisiä sylinteri- mäntä-yhdistelmiä, sopivimmin sähköhydraulisia servosylintereitä.

** 25 Liikutuslaitteistoa ohjataan ohjausyksikön 8 avulla. Varsia 10, 11 • » . *! liikutetaan sopivimmin yhdessä, jolloin niitä liikutetaan halut- ' tuun kohtaan terässä 2 siten, että varret ovat terän 2 vastakkai- *99 V * silla puolilla. Ainakin toista varsista 10, 11 liikutetaan koske tuksiin terän 2 pinnan kanssa, jonka jälkeen sitä liikutetaan • · :.· · 30 sopivimmin terän 2 pintaan nähden poikittaisessa suunnassa siten, * · · V ; että aikaansaadaan haluttu oikaisuliike.

♦ ·

Muokkauselimissä 13, 14 on edullisesti niiden pinnasta ulospäin • # suuntautuvia kohoumia 22 (kuvio 3). Muotoiluelinten puristinosaa '· / 35 15, 16 ympäröi käsittelyelinten pinnasta hieman ulostyöntyvä 5 100777 sopiviimnin rengasmainen uloke 23, 24, joka toimii vastinelimenä terää muotoiltaessa terän vastakkaiselta puolelta.

Laitteisto käsittää lisäksi elimet 19 terän 2 kuormittamiseksi 5 erityisesti aksiaalisuunnassa. Elimet muodostuvat esimerkiksi ainakin yhdestä suuttimesta 19, jonka avulla terään 2, sopivimmin kohtisuoraan terän sivupintaa vasten, suunnataan paineilmasuihku. Paineilma on johdettu tavanomaisin johtoelimin paineilmalähteestä kuten kompressorilta (ei esitetty) suuttimeen. Suutin 19 on jär-10 jestetty terän 2 läheisyyteen, esimerkiksi varteen 10, 11 sen terän puoleiseen päähän.

Terän oikaisu haluttuun muotoon ja jännittäminen tapahtuu esimerkiksi seuraavasti. Terä 2 kiinnitetään akseliin 3 sille järjestet-15 tyjen laippojen 4, 5 väliin. Kiinnitystäpä vastaa olennaisesti normaalia pyöröterän käyttötilannetta. Akselille järjestettyä terää 2 pyöritetään käyttölaitteella 6 hitaasti, esimerkiksi 10 -100 r/min. Mittalaitteella 9, joka on sopivimmin kiinnitetty alustaan 12, ainakin terän 2 yhdelle puolelle mitataan terän 2 20 geometria. Geometrian määritys käsittää mm. terän 2 halkaisijan, hammasluvun, hammasmuodon, puhdistushampaiden lukumäärän, muodon ja sijainnin, terässä mahdollisesti olevien aukkojen, kuten lämpö-lovien, terän paksuuden sekä muotovirheiden mittauksen. Määrityksen jälkeen mitattu terän geometria voidaan esittää ohjausyksikön 25 8 näyttölaitteessa. Mittausvälineenä 9 voidaan käyttää mitä tähän- • · '· sa tunnettua järjestelmää, joka on yhdistettävissä ohjausyksikköön I · · · 8. Sopivimmin käytetään lasermittausta. Edullisimmin mittaus » · · '·* ‘ suoritetaan terän 2 molemmilta puolilta, jolloin hallitaan myös poikkileikkaukseltaan säteensuunnnassa ulkokehää kohti ohenevien I, · v. i 30 pyöröterien geometrian määritys. Terän 2 myötölujuutta määritetään <·· · edullisesti koemuotoilemalla terää varsien 10, 11 muotoilulait- ·. ·/: teillä ja mittaamalla muotoilun vaikutusta terään. Laitteisto käsittää edullisesti myös kovuusmittauslaitteen (ei esitetty), . jonka avulla määritetään terän kovuus. Kovuusmittaus suoritetaan 35 useista kohdista terän sivupinnasta. Terän kovuus vaikuttaa oleel- • 9 6 100777 lisesti terän muokkausvastuksen/myötölujuuden määräytymiseen. Määritysten jälkeen suoritetaan terän 2 oikominen haluttuun muotoon.

5 Oikominen tapahtuu käsittelyelimillä, sopivimmin käyttölaitteiden avulla liikuteltavilla varsilla 10/ 11 ja varsiin järjestetyillä erityisillä muotoiluelimillä 15, 16, 23, 24. Varsilla 10, 11 ja niiden muokkauselimillä 13, 14 oikaistaan suuremmat taipumat ja muotoiluelimillä 15, 16, 23, 24 terässä 2 olevat painaumat ja 10 kuhmut. Oikomismuotoilun aikana terän 2 vastakkaisella puolella oleva varsi, sopivimmin siinä oleva muotoiluelimen vastinosa 24, joka on työnnetty ulkoasentoon ja jonka varren muotoiluelimen puristinosa 16 on sisäasennossa, toimii, sopivimmin kehämäisenä, vastinpintana tukien terää 2. Kun terän vastakkaisella puolella 15 oleva varsi, sopivimmin siinä oleva muotoiluelimen puristinosa 15, on työnnettynä ulkoasentoon ja vastinosa 23 on sisäasennossa. Puristamalla varsia 10, 11 liikutuslaitteilla, sopivimmin ser- vosylintereillä hallitusti toisiaan kohti saadaan vastinosan 24 aukon kohdalle kohdistettu, terässä 2 oleva kuoppa tai kuhmu 20 puristettua muotoiluelimen puristinosalla 15 suoraksi yhdellä tai useamman kohdan painalluksella riippuen kuhmun/kuopan laajuudesta. Oikaisun tavoitteena on se, että terä 2 pyöriessään nimellisno- « · peudella on olennaisesti kohtisuorassa pyörimisakseliin 3 nähden.

Tavallisesti silloin, kun terän kehä pyörii samassa tasossa keski- '* 25 ön kanssa, aloitetaan terärungon jännitys. Terä jännitetään oi- > · · • ’*· kaisun jälkeen muokkauselimillä 13, 14 siten, että käytettävällä • · !.: : pyörimisnopeudella saavutetaan suurin jäykkyys. Jännitys saadaan : aikaan puristamalla terärunkoa molemminpuolisilla sylintereillä, jolloin muokkauselinten 13, 14 kohoumat 22 painuvat vastakkain • · ' · · 30 toisiaan kohti. Työkalun 13, 14 muoto on sellainen, että muokkaus * · ’ · tapahtuu kehän suunnassa, jolloin pienimpikin muodonmuutos aiheut- . .·. taa riittävän jännityksen kasvun. Käsittely- ja muotoiluelimet . ·. ovat varsissa 10,11, joita liikutetaan servosylintereillä, joiden avulla aikaansaadaan erittäin tarkat käsittelytoimenpiteet. Näin • 35 ei synny tarpeettomia jännityksiä tai terän venymistä, kuten 7 100777 rullilla tai tavanomaisella vasaralla työskenneltäessä. Jännityksen jälkeen terään 2 kohdistetaan sen pyöriessä nimellispyörin-tänopeudella terän sivusta esim. puhalluskuormitus. Tämä aikaansaadaan edullisesti suuttimella 19, johon on johdettu paineilmaa 5 putkiston (ei esitetty) välityksellä esimerkiksi kompressorilta. Suuttimia voi olla järjestetty terän molemmille puolille. Puhal-luskuormituksen vaikutusta tarkkaillaan mittalaitteen 9 avulla, sopivimmin samalla lasermittavälineellä kuin edellä kuvatussa terän muodon mittauksessa. Edullisesti mittalaitteella tarkastel-10 laan terän siirtymää.

Edellä kuvattuja mittauksia, jännityksiä ja oikaisuja toistetaan tarvittaessa useita kertoja ohjausyksikön 8 ohjaamana, kunnes on saavutettu jäykin mahdollinen parhaiten linjassaan pyörivä pyörö-15 terä 2. Näin voidaan työvaiheita toistamalla optimoida rungon kuormituskestävyys. Mittauksia, taivutuksia ja jännityksiä toistetaan, kunnes siirtymät kuormitustestissä ovat minimissään. Tämä jämäkkyyden ja pyörintävakavuuden optimointi on keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston merkittävin etu.

20

Ohjausyksikkö 8, joka on esimerkiksi PC-tietokone, säätää laitteiston käyttöelimiä halutulla tavalla. Ohjausyksikköön on syötetty vertailuarvot, joihin ohjausyksikkö vertaa mitattuja arvoja, ja joiden perusteella suoritetaan tarvittavat työvaiheet. Sopivimmin ’’· 25 ohjausyksikkö ohjaa laitteistoa käsittelemään aluksi ne viat, ,’*i joihin on ensin puututtava, kuten suuret taipumat ja kuhmut.

t · i Lisäksi ohjausyksikkö on edullisesti järjestetty ottamaan huomioon < ·· : käsittelytoimenpiteen vaikutus terässä oleviin muihin vikoihin.

Eräässä edullisessa tapauksessa ohjausyksikkö on järjestetty t - * •j · 30 keräämään ja analysoimaan tietoja laitteistolla käsitellyistä ’ i ί teristä, jolloin vertailuaineisto laajenee jatkuvasti. Tällöin , .·. keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto on ns. itseoppiva.

' « » . ' · I t i f *. » t Ohjausyksiköstä voidaan tulostaa teräkohtainen raportti, josta j * 4 · 35 selviävät mm. terästä löytyneet viat ja tehdyt korjaustoimenpi- » » l f 8 100777 teet. Oiotun terän ominaisuuksista voidaan tulostaa mm. suhteellinen jäykkyys, pintakovuus, sahausrako/poskivälys, terän suoruus ja värähtelyn suuruus/kriittinen kierrosluku. Näiden tietojen avulla voidaan valita parhaiten kuhunkin sahaustilanteeseen sopivat 5 terät.

Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö ole rajoitettu edellä esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan sitä voidaan vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

10 ♦ · ·1« » · · • · • « · • · ♦ • · • · • · · • · · • · · · • · · • · · • · « • · • · ♦ • · 1 • · · · • · · • · « • · ·

Claims (11)

1. Menetelmä pyörösahanterän (2) oikomiseksi/ jossa menetelmässä terä (2) kiinnitetään akselille (3), sopivimmin laippojen (4, 5) 5 väliin, jossa menetelmässä mitataan mittalaitteella (9) terän geometria, - verrataan mitattuja arvoja vertailuarvoihin, - mitattujen arvojen ja vertailuarvojen perusteella ohjausyksikön (8) ohjaamana, 10. oikaistaan käsittelylaitteilla (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 23, 24. terän muotopoikkeamat, jännitetään terä muokkauslaitteilla (13, 14), tunnettu siitä, että - pyöritetään terää (2) sopivimmin sen nimellisnopeudella, 15. kohdistetaan terään (2) sivuttaisvoimia, mitataan voimien vaikutusta terään (2) sen pyöriessä, verrataan mitattuja arvoja vertailuarvoihin, ja toistetaan tarvittaessa joitakin tai kaikkia edellä esitettyjä menetelmän vaiheita halutussa järjestyksessä, kunnes on saavu-20 tettu haluttu terän (2) jäykkyys ja suoruus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu I I I siitä, että mitataan terän (2) geometria terän molemmilta sivuil-: 1·· ta.

• · · 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet- • ·♦ · t u siitä, että kohdistetaan terään (2) sivuttaisvoimia paineilmalla puhaltamalla. • · · ♦ « · • · · • « · :.30

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, t u n - : n e t t u siitä, että määritetään terän (2) myötölujuutta ja/tai kovuutta ainakin ennen oikomista. » • · · ♦ 10 100777

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjausyksikköön (8) kerätään käsitellyistä teristä (2) mitattuja arvoja ja kerätyn aineiston perusteella tarvittaessa muutetaan oikomis- ja jännittämiskäsittelyä, kuten 5 käsittelyvaiheita, niiden kohdistamista terään ja niiden kestoa.

6. Laitteisto pyörösahanterän (2) oikomiseksi, jossa laitteistossa terä (2) on järjestetty pyörivästi laakeroidulle akselille (3), jossa laitteistossa terän (2) molemmille sivuille on järjestetty 10 välineet (10, 11) terän oikomiseksi, ja jossa on ainakin yksi mittaväline (9) terän muodon mittaamiseksi, jotka välineet terän oikomiseksi muodostuvat varsista (10, 11), jotka ovat liikutettavissa ainakin terän (2) säteensuunnassa, ja varsiin (10, 11) järjestetystä ainakin yhdestä käsittelyelimestä (13, 14, 15, 16, 15 23, 24), tunnettu siitä, että käsittelyelimet muodostuvat muokkauselimistä (13, 14) ja/tai muotoiluelimistä (15, 16, 23, 24) joilla vaikutetaan terän (2) sivupintaan, ja että ohjausyksikkö (8) mittavälineen (9) välittämien mittausarvojen perusteella ohjaa terän oikomisvälineitten toimintaa. 20

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää edelleen välineet (3, 6) pyö- rösahanterän (2) pyörittämiseksi olennaisesti nimellisnopeudel- i ' laan.

• · : 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laitteisto, tunnet- • · · · t u siitä, että muokkauselimet (13, 14) muodostuvat sopivimmin varsiin (10, 11) muodostetuista pinnoista, joilla vaikutetaan : terään (2) varsien liikutuslaitteiden (17, 18) avulla. « · · , 9. Jonkin patenttivaatimuksista 6-8 mukainen laitteisto, t u n - ' n e t t u siitä, että, muotoiluelin (15, 16, 23, 24) käsittää • puristinosan (15, 16) ja vastinosan (23, 24), joista ainakin : .· toinen on säädettävissä. 100777 11

9 100777

10. Jonkin patenttivaatimuksista 6-9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää lisäksi välineet (19) terän (2) kuormittamiseksi erityisesti aksiaalisuunnassa.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 6-10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää välineet (19) puhalluskuormituksen kohdistamiseksi terään (2). • ·· • ♦ • 1 t · « • · · ·· · · • · · • · · • · t • · · • · • •k ·· · • · ♦ • · · < ( · • « » ia 100777