PL242280B1

PL242280B1 - Drive unit of a frame saw

Info

Publication number: PL242280B1
Application number: PL422367A
Authority: PL
Inventors: Arkadiusz KRAWCZUK; Arkadiusz Krawczuk
Original assignee: Arkadiusz Krawczuk
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2023-02-06
Also published as: PL422367A1; WO2019022625A1; EP3658344B1; EP3658344A1

Abstract

Zespół napędowy traka ramowego zaopatrzony w silnik napędowy, przekładnię, korbowe wały napędowe i korbowody oraz koła zamachowe oraz masy wyważające, przy czym wały korbowe są zabudowane prostopadle do płaszczyzny ramy piłowej i mają symetrycznie rozmieszczone masy wyważające, charakteryzuje się tym, że układ korbowy obejmujący wały korbowe (3), korbowody (4) a także masy wyważające oraz koła zamachowe, zabudowany jest wewnątrz masywnej skrzyni korbowej, przy czym wały korbowe (3) są dzielone w miejscach osadzenia łożysk korbowych (5). Zespół według zastrz. 1, charakteryzuje się tym, że wały korbowe (3) są podparte na obu końcach przez łożyska główne (8) wału korbowego (3), które są, korzystnie, toczne i samosmarowe.The drive unit of the frame sawmill, equipped with a drive motor, transmission, crank drive shafts and connecting rods, as well as flywheels and balancing masses, the crankshafts being built perpendicularly to the plane of the saw frame and having symmetrically arranged balancing masses, characterized in that the crank system comprising shafts crankshafts (3), connecting rods (4), as well as balancing masses and flywheels, are installed inside the massive crankcase, while the crankshafts (3) are divided in places where the crank bearings (5) are seated. The assembly according to claim 1, characterized in that the crankshafts (3) are supported at both ends by main bearings (8) of the crankshaft (3), which are preferably rolling and self-lubricating.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zespół napędowy traka ramowego.The subject of the invention is a drive unit for a frame sawmill.

Zespół napędowy traka ramowego należy do powszechnie znanej i powszechnie stosowanej rodziny napędów, w których występuje zmiana ruchu obrotowego na ruch posuwisto-zwrotny. Taki napęd znajduje zastosowanie w budowie maszyn roboczych różnego rodzaju, w tym również w napędach ram piłowych traków.The drive unit of the frame sawmill belongs to the well-known and commonly used family of drives, in which the rotary motion is changed into reciprocating motion. Such a drive is used in the construction of various types of working machines, including saw frame drives for sawmills.

W rozwiązaniach stosowanych obecnie rama piłowa jest napędzana wałem napędowym za pośrednictwem korbowodów przy czym wał napędowy jest zabudowany najczęściej równolegle do krawędzi poprzecznej ramy piłowej. Zespół napędowy wynikający ze stanu techniki przedstawiony jest schematycznie na rysunku, Fig. 1, na którym napędowy wał korbowy zaopatrzony w dwa koła zamachowe z masami wyważającymi napędza ramę piłową traka za pośrednictwem dwóch korbowodów.In currently used solutions, the saw frame is driven by a drive shaft through connecting rods, with the drive shaft usually installed parallel to the transverse edge of the saw frame. The prior art drive assembly is shown schematically in Fig. 1, in which a drive crankshaft provided with two flywheels with balancing masses drives the saw frame of the sawmill via two connecting rods.

Innym przykładem wynikającym ze stanu techniki może być opis wynalazku nr US2875795, gdzie rama piłowa traka napędzana jest za pośrednictwem dwóch wałów, na końcach których z jednej strony zabudowane są koła napędowe będące jednocześnie kołami zamachowymi a na przeciwnych końcach usytuowane są masy wyważające wraz ze sworzniami korby i łożyskami korbowymi. Wały napędowe podparte są łożyskami usytuowanymi wewnętrznie, pomiędzy kołami napędu i ciężarami wyważającymi a ich obudowy przytwierdzone są do ramy nośnej traka.Another example resulting from the state of the art can be the description of the invention No. US2875795, where the saw frame of the sawmill is driven by means of two shafts, on the ends of which drive wheels are installed, which are also flywheels, and on the opposite ends there are balancing masses with crank pins and crank bearings. The drive shafts are supported by bearings located internally, between the drive wheels and balancing weights, and their housings are attached to the frame of the sawmill.

Niedogodnością rozwiązania przedstawionego na rys. Fig. 1 jest praktycznie brak możliwości wyważenia układu w kierunku poprzecznym. Masy wyważające dobrze kompensują masę ramy piłowej w kierunku podłużnym, stycznym do ramy, natomiast praktycznie niemożliwe jest wyważenie układu w kierunku poprzecznym. Dynamiczne obciążenia związane z siłami bezwładności wywołują drgania i zmęczeniową pracę elementów maszyny. Obciążenia te, przenosząc się poprzez węzły stałe na ramę i konstrukcję wsporczą traka, wywołują zmienne obciążenia i drgania konstrukcji ws porczej, urządzeń sąsiadujących, a także fundamentów i całych budynków.The disadvantage of the solution presented in Fig. 1 is practically no possibility to balance the system in the transverse direction. Balancing masses well compensate the mass of the saw frame in the longitudinal direction, tangential to the frame, but it is practically impossible to balance the system in the transverse direction. Dynamic loads related to inertia forces cause vibrations and fatigue work of machine elements. These loads, transferring through fixed nodes to the frame and supporting structure of the sawmill, cause variable loads and vibrations of the supporting structure, adjacent devices, as well as foundations and entire buildings.

Zwiększenie prędkości pracy traka z takim napędem prowadzi do narastających wibracji utrudniających jego pracę a w miarę wzrostu prędkości a tym samym wzrostu obciążeń dynamicznych grozi uszkodzeniem i/lub zniszczeniem urządzenia. Gdy liczba cykli ruchu traka zbliża się do częstotliwości drgań własnych maszyny (bliskość rezonansu) wzrastające amplitudy drgań prowadzą do wielkich naprężeń i możliwości gwałtownego zniszczenia konstrukcji. Wzrost szybkobieżności urządzeń wywołuje gwałtowny wzrost przedstawionych wyżej efektów ponieważ siły bezwładności rosną z kwadratem prędkości urządzenia.Increasing the working speed of a sawmill with such a drive leads to increasing vibrations that hinder its work, and as the speed increases, and thus the dynamic loads increase, it may damage and/or destroy the device. When the number of cycles of the sawmill movement approaches the natural frequency of the machine (close to resonance), the increasing vibration amplitudes lead to great stresses and the possibility of rapid structural failure. An increase in the speed of the devices causes a sharp increase in the effects presented above because the inertia forces increase with the square of the speed of the device.

Napęd traka według opisu patentowego US2875795 wydaje się rozwiązaniem zdecydowanie korzystniejszym, ale również w tym przypadku ciężary wyważające mocno obciążają łożyska główne wału korbowego a jednostronnie podparte koła napędowe oraz masy wyważające usytuowane na końcach wałów korbowych mogą wywoływać drgania poprzeczne w stosunku do osi wałów, negatywnie wpływające na pracę napędu zwłaszcza przy próbach pracy z podwyższoną prędkością.The drive of the sawmill according to the patent description US2875795 seems to be a much more advantageous solution, but also in this case the balancing weights heavily load the main bearings of the crankshaft, and the drive wheels supported on one side and the balancing masses located at the ends of the crankshafts may cause transverse vibrations in relation to the shaft axis, negatively affecting drive operation, especially when trying to work at increased speed.

Celem wyeliminowania niedogodności rozwiązań znanych opracowano rozwiązanie, w którym wały korbowe są zabudowane prostopadle do płaszczyzny ramy piłowej wewnątrz skrzyni korbowej tak, aby zarówno masy wyważające jak i koła zamachowe oraz korby wału znalazły się pomiędzy łożyskami głównymi wału korbowego. Takie rozwiązanie zdecydowanie eliminuje drgania w kierunku poprzecznym wału korbowego a siły bezwładności są przenoszone przez odpowiednio dobrane łożyska główne.In order to eliminate the disadvantages of the known solutions, a solution was developed in which the crankshafts are installed perpendicularly to the plane of the saw frame inside the crankcase, so that both the balancing masses and the flywheels as well as the shaft cranks are located between the main bearings of the crankshaft. This solution definitely eliminates vibrations in the transverse direction of the crankshaft, and the inertia forces are transferred through properly selected main bearings.

Wynalazek rozwiązuje również sprawę doboru łożysk głównych oraz korbowych. Łożyska główne wału korbowego, jako zabudowane na jego końcach, mogą być bez problemu zainstalowane jako łożyska toczne, zarówno na końcach wału jak i w gniazdach łożyskowych skrzyni korbowej. Zainstalowanie łożysk tocznych jako łożysk korbowodowych 5 wymaga podziału wału korbowego w miejscu ich montażu. Wał korbowy według wynalazku jest podzielny w miejscu czopa korbowego z możliwością stabilnego połączenia obu jego części po osadzeniu tocznego łożyska korbowodowego.The invention also solves the matter of the selection of main and crank bearings. The main bearings of the crankshaft, as they are installed at its ends, can be easily installed as rolling bearings, both at the ends of the shaft and in the bearing seats of the crankcase. Installing rolling bearings as connecting rod bearings 5 requires the crankshaft to be split at the mounting location. The crankshaft according to the invention is divisible in the place of the crankpin with the possibility of a stable connection of both its parts after mounting the connecting rod rolling bearing.

Zastosowanie w napędzie wyłącznie łożysk tocznych, smarowanych smarem stałym lub samosmarownych pozwala uniknąć instalacji centralnego smarowania, które jest niezbędne dla łożysk ślizgowych. Instalacja taka dla zespołu traka ramowego wydaje się bardzo trudna lub wręcz niemożliwa do wykonania.The use of only rolling bearings, grease-lubricated or self-lubricating in the drive avoids the installation of central lubrication, which is necessary for plain bearings. Such an installation for a frame sawmill seems to be very difficult or even impossible to perform.

Wynalazek jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 2 przedstawia zespół traka widziany od frontu, Fig. 3 przedstawia zespół traka w aksonometrii, natomiast Fig. 4 przedstawia skrzynię korbową napędu traka w aksonometrii z rozbiciem poszczególnych elementów tej skrzyni.The invention is presented in an embodiment in the drawing, in which Fig. 2 shows the sawmill assembly seen from the front, Fig. 3 shows the sawmill assembly in axonometry, while Fig. 4 shows the sawmill drive crankcase in axonometry with the division of individual elements of this box.

Zespół napędowy traka według wynalazku umożliwia przede wszystkim znaczne przyśpieszenie prędkości pracy urządzenia a zastosowanie wyłącznie łożysk tocznych, zarówno głównych wału korbowego jak również łożysk korbowodowych, pozwala zrezygnować z kłopotliwych układów centralnego smarowania, które są niezbędne w przypadkach zastosowania łożysk ślizgowych.The drive unit of the sawmill according to the invention enables, first of all, a significant acceleration of the working speed of the device, and the use of only rolling bearings, both the main crankshaft and connecting rod bearings, makes it possible to dispense with troublesome central lubrication systems, which are necessary in cases where slide bearings are used.

Przykład wykonania wynalazku jest przedstawiony na rysunku, gdzie Fig. 2 obrazuje zespół napędowy zabudowany na ramie nośnej traka. Wały korbowe napędu 3 napędzane silnikiem przez przekładnię obracają się w kierunkach przeciwnych i zabudowane są w skrzyni korbowej 7. Korbowody 4 są połączone przegubowo z ramą piłową 1.An embodiment of the invention is shown in the drawing, where Fig. 2 shows the drive unit installed on the supporting frame of the sawmill. Drive crankshafts 3 driven by the engine through the gear rotate in opposite directions and are installed in the crankcase 7. Connecting rods 4 are articulated with the saw frame 1.

Rys. Fig. 3 przedstawia zespół traka, kompletny, wraz z zespołem napędu, w aksonometrii.Fig. 3 shows the sawmill assembly, complete with the drive assembly, in axonometry.

Rys. Fig. 4 przedstawia skrzynię korbową napędu traka w aksonometrii z rozbiciem poszczególnych elementów tej skrzyni. Na tym rysunku istotnymi szczegółami są korbowody 4 osadzone na łożyskach tocznych 5 i zabudowane pomiędzy masami wyważającymi 2 dzielonego wału korbowego 3 przy czym miejsce podziału wału korbowego 3 jest oznaczone odnośnikiem 6.Fig. 4 shows the crankcase of the sawmill drive in axonometry with the division of individual elements of this box. In this drawing, the important details are the connecting rods 4 mounted on roller bearings 5 and installed between the balancing masses 2 of the split crankshaft 3, where the place of division of the crankshaft 3 is marked with the reference number 6.

Zespół napędowy traka może być zabudowany, w zależności od potrzeb, zarówno nad, jak i pod ramą piłową traka.The drive unit of the sawmill can be built, depending on the needs, both above and below the saw frame.

Poszczególne jednostki tego napędu mogą być sprzężone w dowolnych konfiguracjach, tworząc tym samym zespoły traków ramowych.The individual units of this drive can be coupled in any configuration, thus creating sets of frame sawmills.

Claims

1. A drive unit of a frame sawmill equipped with a drive motor, transmission, crank drive shafts and connecting rods as well as flywheels and balancing masses, the crankshafts being installed perpendicularly to the plane of the saw frame and having symmetrically arranged balancing masses, characterized in that the crank system including crankshafts (3), connecting rods (4) and balancing masses (2), is installed inside the crankcase, while the crankshafts (3) are divided in places (6) where connecting rod bearings (5) are seated.

2. The assembly according to claim The crankshaft (3) is supported at both ends by main bearings (8) of the crankshaft (3), which are preferably rolling and self-lubricating.

3. The assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the flywheels are installed inside the crankcase (7) on the crankshafts (3) and supported on both sides by the main bearings (8) of these shafts.

4. The assembly according to claim 1, characterized in that it can be installed, depending on the needs, both above and below the saw frame (1) of the sawmill.

5. The assembly according to claim 1, characterized in that the individual units of this drive can be coupled in any configurations, thus creating sets of frame sawmills.