NO823275L - Anordning for regulering av stabiliteten til et sagblad for en sag. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for regulering av en sags, først og fremst en sirkelsags sagblads stivhet og dermed stabilitet under drift ved hjelp av temperaturspenninger, der varme føres til eller fra en eller flere i sagbladets omkretsretning forløpende deler på sagbladlegemet, og der sagbladet er anordnet med såkalt flyt* ende nav, samt der det finnes sagbladsstyringer av kjent art som omfatter flere dyser, åpninger eller tilsvarende gjennom hvilke et smørende medium er beregnet til å bli på-ført sagbladet.

Moderne sirkelsagmaskiner for oppdeling av f.eks. tømmerblokker har vanligvis flere blad anordnet på en felles, drevet spindel, aksel, der hvert sagblad har et flytende nav, dvs. er bevegelig i aksiell retning og der bladet ved nevnte nav er anordnet for å drives av spindelen eller akselen ved hjelp av en stjerneforbindelse (splines).

Sagbladets aksielle posisjon er beregnet til under sagingen å styres ved hjelp av inntil sagbladets sideflater anordnede sagbladsstyringer. Sagbladsstyringene omfatter også inntil sagbladet utmunnende hull, dyser eller motsvarende over hvilken blanding av først og fremst vann og luft og en liten mengde olje er beregnet til å påføres bladet for, som et smøremiddel, å redusere friksjonen mellom styring og sagblad og dermed sammenhengende friksjonsvarme.

Ved sirkelsaging ifølge ovenstående forekommer instabilitetsformer først og fremst av to slag: sideutbøyning ved stående bølger som oppstår når driftsomdreiningstallet faller sammen med et av bladets kritiske omdreiningstall.

Sideutbøyning på grunn av statisk bukling, hvilket oppstår fortrinnsvis ved alt for stor temperaturutvidelse av bladets sentrale deler, nav.

De ovennevnte instabilitetsfenomener ytrer seg således som en sideutbøyning på bladet som i sin tur med-fører nedsatt dimensjonsnøyaktighet på f.eks. sagede tre-varer og dermed sammenhengende virkestap.

Nevnte instablliteters opptredende beror på sagbladlegemets stivhet som foruten av geometri, materiale og innspenningsforhold, også i meget høy utstrekning beror på indre spenninger i bladlegemet.

Således beror de kritiske omdreiningstallene på sagbladlegemets egenstivhet, slik at en økt stivhet øker bladets kritiske omdreiningstall mens en minsket stivhet senker bladets kritiske omdreiningstall. For et gitt, til-strekkelig høyt driftsturtall gjelder at både for stor og for liten egenstivhet kan føre til at de kritiske omdreiningstallene forskyves, slik at stående bølger oppstår.

For underkritiske omdreiningstall gjelder bare sistnevnte.

Det er kjent.'at tangentielle strekkspenninger i

et blads perifere deler medfører økt egenstivhet og at tangentielle trykkspenninger medfører minsket egenstivhet. Normalt, oppnås en viss ønsket spenningstilstand ved plastisk kalddeformering av bladet med hammerslag eller .valsing før det settes inn i sagmaskinen. Slike kalddeformasjoner av sagbladet benevnes kalddeformasjonsstrekking. Metoden er tidskrevende, unøyaktig og stiller store krav på utøverens yrkesdyktighet.

Under sagingen antar dessuten sagbladlegemet en uforutsebar temperaturfordeling i radiell retning, hvilken fordeling på en avgjørende måte forandrer spenningsfordelingen i sagbladlegemet.

Varme tilføres sagbladet ved saging ved bl.a. selve avvirkingen av virket, friksjon mellom bladlegemets periferi resp. flytende nav og virkets sider i et snitt, friksjon mellom sagblad og styring samt friksjon mellom nav og spindel. Derved oppstår en viss temperaturfordeling på bladet i radiell retning ved varighet. Denne temperatur-profilen i radiell retning beror i høy grad dessuten på sag-råvarens beskaffenhet, samt på arbeidsstykkets snitthøyde og matehastighet. Dessuten innvirker sagtennenes skarphet på varmegenereringen.

For sagblad med styringer og flytende nav er imperfeksjoner i spenningsfordelingen i sagbladlegemet den største hindringen når tynne stabile sirkelblad tilstrebes.

På bakgrunn av ovenstående er det således ønskelig under saging å kunne regulere og trimme temperaturgradienten i radiell retning for dermed å skape temperaturspenninger i bladet i den hensikt å oppnå tilnærmet optimalt stivhet. Slike reguleringer og trimminger kan benevnes termisk strekking og erstatter den i bransjen alene rådende hånd-verksmessige kalddeformasjonsstrekkingen.

Termisk strekking skaper således mulighet for å korrigere feil kalddeformasjonsstrekking og/eller ugunstig temperatur-.profil i radiell retning under saging, slik at kritisk svinging resp-.- bukling unngås.

Dersom tendensen til stående bølger foreligger, kan varme tilføres i navet,-alternativt i periferien, av-hengig av den kritiske svingningsmodens stilling i forhold til driftsomdreiningstallet. Dersom tendensen til bukling foreligger, kan varme tilføres i bladets periferi.

Ifølge det som er tidligere kjent utnyttes en blanding av kaldt vann og trykkluft, en vanntåke, i ovennevnte sagbladsstyringer. Vanntåkens vesentlige funksjon er å nedsette friksjonen mellom styring og sagbladlegeme ved en trykkoppbyggende smørefilm, såkalt glidelagerfilm. Det er også kjent ved.hjelp av friksjonsvarme å heve temperaturen i navet på konvensjonelle blad, fast innspent i sentrum.med flenser. Dette benevnes pakking, idet hamp eller lignende presses inn mellom sagblad og sagbord, imidlertid bare i nærheten av navet.

Naturligvis er de ovenfor angitte kjente teknikkene grove og tillater ikke temperaturregulering på en slik måte som det skulle være ønskelig.

Tidligere ..kjent er også en fremgangsmåte og en anordning der temperaturen i to eller flere soner i sagbladet måles kontinuerlig under saging, og den innbyrdes temperaturforskjellen mellom sonene bestemmes og der de oppmålte temperaturforskjellene sammenlignes med beregnede og ønskede temperaturforskjeller, idet resultatet av sammenligningene benyttes for å styre først og fremst til- førsel av varme til sonene for å opprettholde ønsket temperaturforskjell. Temperaturen måles via IR-utstrålingen fra bladet og varmingen av bladet skjer ved hjelp av høyfrekvensspole/er.

Den sist omtalte kjente teknikken er imidlertid beheftet med flere ulemper og feil. For korrekt temperaturregulering med hensyn til ønsket resultat hva angår blad-stivhet og -stabilitet, kreves det at det kan utføres pålitelig temperaturmåling. Under de forhold som råder under saging er dette spesielt vanskelig, selv om det er mulig å oppnå dette, særlig ved måling av IR-strålingen. Giverne for IR-målingen krever for sin funksjon uforanderlig emisivitet i sagbladlegemet, samt fri optisk vei til bladlegemet. Ved oppdeling av f.eks. stokker og blokker er miljøet for nevnte givere slik at disse på kort tid sannsyn-ligvis vil settes ut av funksjon på grunn av forekomst av våt spon, tåke og flis, bark, vannsprut og terpentin etc. Videre forekommer stadige kast, dvs. deler av arbeidsstykket som på grunn av støt og vibrasjoner kan forstyrre giverne. Videre er anordningen dyr! og relativt ømtålelig.

Foreliggende oppfinnelse angår en særlig enkel, billig og pålitelig anordning for oppnåelse av en optimal temperaturfordeling i f.eks. moderne tømmer- og blokk-skjærende flerebladssager med sagbladsstyringer og flytende nav.

Oppfinnelsen angår således en anordning ved regulering av en sags, først og fremst en sirkelsags sagblads stivhet og dermed stabilitet under drift ved hjelp av temperaturspenninger, der varme tilføres eller føres fra en eller flere i sagbladets omkretsretning forløpende deler på sagbladlegemet og der sagbladet er anordnet med såkalt flytende nav samt der det forefinnes sagbladstyringer av kjent art, hvilke omfatter flere dyser, åpninger eller tilsvarende gjennom hvilke et smørende medium er beregnet til å bli påført sagbladet.

Oppfinnelsen erkarakteriserti det vesentlige av at i det minste en dyse, åpning eller tilsvarende er an ordnet inntil sagbladet, ved hjelp av hvilken et termisk energi bærende medium, fortrinnsvis en temperert vanntåke, er beregnet til å påføre sagbladet for oppvarming eller nedkjøling av konsentriske deler av bladlegemet, og ved at anordninger for regulering av nevnte mediums temperatur forefinnes.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til noen utførélsesformer og tegningene, der

fig. 1 skjematisk viser en første utførélsesform av en anordning ifølge oppfinnelsen sett vinkelrett mot sagbladets plan, der en sagbladsstyring av vesentlig kjent art mates fra to separate luft- væskestrømmer og der temperaturen er regulerbar på strømmene,

fig. 2 viser anordningen ifølge fig. 1 sett fra venstre i fig. 1, idet visse detaljer for tydelighetens skyld er utelatt,

fig. 3 viser skjematisk en andre utførélsesform for en anordning ifølge oppfinnelsen, der en annen ut-førélsesf orm for styring benyttes, samt

fig. 4 viser anordningen ifølge fig. 3 sett fra

venstre i fig. 3.

I fig. 1 betegnes med 1 et sirkelsagblad der bladet kan tenkes å utgjøre ett av flere blad i en sagmaskin. Bladet 1 er anordnet for å drives via en aksel 2 med hvilken bladet i sitt sentrum 3 er forbundet ved hjelp av glidekiler (splines) 4 eller tilsvarende. Med 5 betegnes et ovenfor nevnte sentrum anordnet sagbord og med 6 et virkesstykke beregnet til å bli saget ved hjelp av bladet 1. For styring av sagbladet 1 finnes sagbladsstyringer 7,8 av vesentlig kjent art, en på hver side 9,10 og av bladet 1, på kjent måte anordnet inntil bladet. I fig. 1 og 2 vises styringer 7,8 omfattende en styreplate 11 av stål eller lignende som ved sin mot sagbladet vendende side 12 omfatter i det minste en, men vanligvis flere plane styreblokker 13a eller lignende med dyser 13, åpninger 13 eller tilsvarende, der dysene er anordnet i rekke vesentlig iradielt på bladet. Kjente styringer kan gjennom samtlige styreblokkens dyser, en blanding av ikke temperert kaldt vann og ikke temperert trykkluft eller lignende medium gjennom dyser 13, åpninger 13 påføres sagbladet, hvorved en trykkoppbyggende smørefilm oppstår mellom de plane styre-blokkene 13 og sagbladet. Dysene 13 behøver imidlertid ikke å være anordnet i rekke vesentlig radielt på bladet, men kan være plassert på flere måter under oppnåelse av ønsket styring av bladet. Styringene 7,8 er fast anordnet ved hjelp av stag eller lignende, slik som markert i fig. 1.

Ifølge foreliggende oppfinnelse finnes i det minste en dyse 14, åpning 14 eller tilsvarende anordnet inntil sagbladet 1 eller en på hver side 9,10 på bladet 1, ved hjelp av hvilken/e et termisk energi bærende, temperert medium, fortrinnsvis en temperert vanntåke, er beregnet til å påføres sagbladet 1. Under drift er således en dyse 14 anordnet for å påvirke temperaturen på et i bladlegemets omkretsretning forløpende parti, dvs. konsentriske deler av bladlegemet. Som et eksempel er et slikt parti 15 merket i fig. 1.

I fig. 1 vises en utførélsesform der en dyse 14 forefinnes for påvirkning ved hjelp av tempererte medium av konsentriske deler 15 av sagbladet i tilslutning til dettes sentrum og en dyse 14 finnes for påvirkning ved hjelp av nevnte tempererte medium av konsentriske deler 16 av bladlegemet i tilslutning til dettes periferi. Ved denne utførélsesform foreligger ingen dyse 13 for påføring av vesentlig smørende medium på konvensjonell måte, men styreblokken 13a har både en smørende funksjon og en temperaturfordelende: funksjon.

For forsyning av medium til dysene 13,14 finnes f.eks. kanaler 17 i styreplaten, såsom vist i fig. 1 og 2. For forsyning av nevnte termiske energi bærende medium til dysene 14 finnes det videre fortrinnsvis en mateledning 18 for hver dyse 14 eller åpning 14. For regulering av energiinnholdet ved hjelp av temperatur og strømning finnes et reguleringsorgan 19. I utførélsesformen ifølge fig. 1 og 2 finnes et reguleringsorgan 2 9 for hver mateledning 18. Ønsket temperatur oppnås ved blanding av varmt vann fra en ledning 20 og kaldt vann fra en ledning 21, idet reguleringsorganet 19 utgjøres av f.eks. en termostatblånder eller tilsvarende av vesentlig kjent art. Det kan også tenkes å varme kaldt vann i ønsket mengde, idet en gjennomstrømnings-varmer, varmtvannsbereder eller annen varmekilde kan benyttes .

Med hensyn til plasseringen av dyser 13,14,åpninger 13,14 eller tilsvarende, bør vesentlig alle tillempninger en eller flere dyser 14 forefinnes i tilslutning til bladets sentrum for oppvarming eller kjøling av konsentriske, sentrale deler 15 på bladet. Videre bør det finnes en eller flere dyser 14 i tilslutning til bladets periferi for oppvarming eller nedkjøling av konsentriske, perifere deler 16 på bladlegemet, idet kritiske svingninger resp. statisk bukling kan unngås ved øking eller minsking av sagbladets stivhet. Ved visse tillempninger burde det greie seg med en eller flere dyser 14 i tilslutning til bladets sentrum for påvirkning av dets sentrale deler 15, idet de øvrige deler, såsom de perifere, styres ved hjelp av styreblokken 13 på konvensjonell måte, der dysene 13 mates ved hjelp av f.eks. en blanding av kaldt vann og trykkluft og en liten mengde olje. På tilsvarende måte kan det ved visse andre tillempinger greie seg med en eller flere dyser 14 i tilslutning til bladets periferi for påvirkning av dets perifere deler 16, idet de øvrige delene, såsom de sentrale, styres ved hjelp av styreblokk 13 på konvensjonell måte, der dysene 13 mates ved hjelp av f.eks. en blanding av kaldt vann, trykkluft og en liten mengde olje.

Dysene 14 kan forsynes ved hjelp av separate mateledninger 18 med reguleringsorganer 19 eller ved hjelp av mateledninger 18 med reguleringsorganer 19 som er felles for grupper av dyser 14. I det første tilfellet oppnås større regulerbarhet.

I fig. 3 og 4 er det vist en andre utførélsesform der en styring 22,23 av vesentlig kjent art finnes på hver side 9,10 på sagbladet 1. Styreblokken utgøres i dette tilfellet av plane flater av f.eks. lagermetall eller tilsvarende, i hvilke det er et antall ved sagen utmunnende kanaler 24 som utgjøres av dyser 24 eller åpninger 24, via hvilke ved konvensjonelle styringer et ikke temperert medium av tidligere kjent art er beregnet til å påføres bladet 1. Forsyning av medium skjer hensiktsmessig via en felles kanal 25 i platen.

Ifølge oppfinnelsen er det i det minste en kanal 26, dyse 26, gjennom hvilken nevnte termiske energi bærende, tempererte medium er beregnet til å påføres bladet. Med 18 betegnes ' likhet med ovenstående mateledninger for nevnte medium. Det er å foretrekke, som angitt ovenfor, en utførélsesform vist i fig. 3 og 4, der kanaler 26,

dyser 26 for påføring av nevnte termisk energi bærende medium såsom temperert vanntåke, finnes både i tilslutning til bladlegemets sentrum og dets periferi.

Det.er åpenbart at det som er angitt i tilslutning til den i fig. 1 og 2 viste utførélsesform med hensyn til plassering, antall dyser for nevnte energibærende medium og antall mateledninger for dette er brukbart også ved den i fig. 3 og 4 viste utførélsesformen.

Det skal påpekes.at dysen/dysene 14,26 for på-føring av det energibærende, tempererte mediet, naturligvis ikke behøver å være anordnet i nevnte styringer 7,8,22,23, men kan være atskilt fra disse. Således kan konvensjonelle styringer 7,8,22,23 være anordnet og som mates med nevnte smørende medium, samtidig som det finnes en eller flere dyser 14,26 for påføring av det energibærende medium, både inntil bladets sentrale deler og inntil dets perifere deler. Dysen/dysene 14,26 kan være anordnet for å påvirke i omkretsretning forløpende deler som også dekkes av styringene 7,8,22,23. Dysen/dysene 14,26 kan også være anordnet for å påvirke i omkretsretning forløpende partier som ikke dekkes av styringene, og således være anordnet f.eks. mellom navet og styringene sett i radiell retning på bladet og/eller mellom bladets periferi og styringene

sett i radiell retning på bladet.

Som nevnt kan en blanding av f.eks. trykkluft og temperert vann være hensiktsmessig som både kjølende medium og varmende medium. Blandingen kan skje før de inngående fasene når styringene, eller i tilslutning til styringene.

Funksjonen på anordningen ifølge oppfinnelsen frem-går i det vesentlige av ovenstående. Ved hjelp av dysene 13,24 når slike finnes, påføres smørende og i en viss grad kjølende medium, idet i omkretsretning forløpende partier på bladet 1 i en viss omfatning kjøles. Ved hjelp av dysene 14,26 påføres det-termisk energi bærende mediet, idet i omkretsretning forløpende partier på bladet kan oppvarmes til en høyere temperatur enn de avkjølte partiene. Ved kombinasjonen av kjøling og kontrollert oppvarming i be-stemte konsentriske soner kan det skapes effektive og eksakte temperaturgradienter i radiell retning selv ved relativt lav temperatur på det termisk energi bærende mediet. Ved hjelp av anordningen således en ønsket temperaturfordeling og dermed ønskede temperaturspenninger. oppnås.

Ifølge ovenstående ønskes således slike temperaturspenninger at sagbladets stivhet og dermed dets kritiske omdreiningstall tilpasses slik at disse med god margin er atskilt fra det aktuelle driftsturtallet, i den hensikt å unngå stående bølger i sagbladet. Dette inne-bærer at de kritiske turtallene skal kunne forskyves enten oppover eller nedover i forhold til driftsturtallet ved hjelp av endring av temperaturspenningene og dermed stivheten. Ved forskyvning oppover skal stivheten økes, idet sagbladets sentrale partier 15 ved hjelp av dysen/dysene 14,26 oppvarmes samtidig som temperaturen på de perifere partiene 16 holdes vesentlig konstant eller senkes. Ved forskyvning nedover skal stivheten minskes, idet således sagbladets perifere partier 16 ved hjelp av dysen/dysene 14,26 oppvarmes samtidig som temperaturen på de sentrale partiene 15 holdes vesentlig konstant eller senkes.

Ved tendens til bukling, der dette beror på at de sentrale delene har for høy temperatur i forhold til de perifere delene, skal således de perifere delene oppvarmes ved hjelp av dyser 14,26 samtidig som temperaturen på de sentrale delene holdes konstant eller senkes.

Den nødvendige temperaturfordelingen oppnås således ved hjelp av regulering av strømmen av og temperaturen på det energibærende mediet som påføres ved hjelp av dysene 14,26. Herved er således mulighetene store for enkelt å styre, korrigere og optimere fordelingen av indre spenninger, slik at denne tilpasses til varmegenereringen i prosessen og til sagbladets indre spenningstilstand.

Ovenfor er anordningen ifølge oppfinnelsen beskrevet.

Som det vil fremgå medfører oppfinnelsen at stivheten og dermed stabiliteten på sagblad meget enkelt og billig kan reguleres. Ifølge oppfinnelsen kan således varmt vann utnyttes for oppvarming av hensiktsmessige bladpartier, der dette kan skje f.eks. ved små modifikasjoner av eksisterende styringer. Uten problemer kan en slik temperaturfordeling og slike temperaturspenninger oppnås slik at behovet av nevnte kalddeformasjonsstrekking, som normalt utføres manuelt, vesentlig minskes eller helt elimineres. Således bør helt ustrukkede sagblader kunne settes i sagmaskinen, og som der-etter ifølge oppfinnelsen bibringes ønsket stivhet. På tilsvarende måte kan kalddeformeringsstrukkede sagblader korrigeres med hensyn til stivhet ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen.

Naturligvis kan det tenkes flere utførélsesformer enn det som er angitt ovenfor, likesom det kan tenkes mindre forandringer uten at man fragår oppfinnelsestanken.

Det er således helt tenkelig å anordne dyser for påføring av et energibærende medium også når det ikke finnes sagbladstyringer av den ovenfor angitte art.

Reguleringen av temperatur og strøm av energibærende medium kan skje manuelt, som antydet ovenfor, ved hjelp av reguleringsorganet 19. Systemet kan også

kompletteres med en viss automatikk.

Videre kan det ved visse tillempinger være hensiktsmessig å fjerne samtlige dyser, åpninger eller tilsvarende på i det minste en styring 7,8,22,23 er anordnet for påføring av nevnte energibærende medium. Disse dysene 14,26 kan enten utgjøre de utelukkende for påføring av det energibærende medium eller også kan det som en komplettering finnes ytterligere dyser 14,26 som er atskilt fra styringene.

Ovenfor er bare ett sagblad betraktet. Ved flere i en maskin anordnede sagblad er naturligvis hensikten å regulere samtlige blad ved hjelp av anordninger ifølge oppfinnelsen. Da kan man tenke å gjøre visse detaljer felles. For eksempel kan ledningen 18 for forsyning av energibærende medium tenkes å gå ut fra en eller flere felles hovedledninger, idet energibærende medium av en bestemt temperatur tilføres samtlige dyser 14,26 eller i det minste samtlige ved motsvarende posisjon inntil bladene plasserte dyser 14,26.

Det er naturligvis også tenkelig selv om stabili-tetsforholdene er annerledes, å benytte anordningen ifølge oppfinnelsen også ved en båndsags sagblad, idet sagbladets stivhet er beregnet på å bli regulert ved hjelp av på-føring av et energibærende medium. Det plasseres da dyser 14,24 for påvirkning av f.eks. bladets utannede kantparti og bladets tannede kantparti.

Oppfinnelsen skal således ikke anses å være be-grenset til de ovenfor angitte utførélsesformene, men kan varieres innen rammen for de etterfølgende patentkrav.

Claims (5)

1. Anordning for regulering av en sags, først og fremst en sirkelsags sagblads stivhet og dermed en stabilitet under drift ved hjelp av temperaturspenninger, der varme føres til eller fra en eller flere i sagbladets omkretsretning forlø pende deler på sagbladet og der sagbladet er anordnet med såkalt flytende nav, samt der det finnes sagbladsstyringer av kjent art og som omfatter flere dyser, åpninger eller motsvarende gjennom hvilke et smørende medium er beregnet til å påføres sagbladet, karakterisert ved at i det minste en dyse, åpning eller motsvarende (14,26) er anordnet inntil sagbladet (1), ved hjelp av hvilken et termisk energi bærende medium, fortrinnsvis en temperert vanntåke, er beregnet til å bli påført sagbladet (1) for oppvarming eller kjøling av konsentriske deler av bladet, og at det er anordnet anordninger (19) for regulering av nevnte mediums temperatur.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det er i det minste en dyse, åpning eller tilsvarende (14,26) både inntil bladlegemets sentrale deler (15) og inntil dettes perifere deler (16), og at det finnes et separat system (18,29) for forsyning av det termisk energi bærende mediet for den eller de sentralt plasserte dysene (14,26) og et tilsvarende separat system (18,19) for den eller de perifert plasserte dysene (14,26).

3. Anordning ifølge krav .1. eller 2, karakterisert ved at i det minste en sagbladsstyring (7,8,22,23) omfatter nevnte dyser, åpninger eller tilsvarende (14,26), gjennom hvilken/hvilke det termisk energi værende mediet er beregnet til å påføres sagbladet.

4. Anordning ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at nevnte reguleringsorgan (19) omfatter en termostatblander av vesentlig kjent art for oppnåelse av ønsket strømning og ønsket temperatur på nevnte energibærende medium.

5. Anordning ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at nevnte reguleringsorgan (19) omfatter en gjennomstrømningsvarmer, varmtvannsbereder eller en annen varmekilde for oppvarming av vesentlig kaldt vann.