В лесопильных потоках основным оборудованием по раскрою круглых лесоматериалов на доски, брусья и другие сортименты основным оборудованием являются лесопильные рамы.
Лесопильная рама представляет собой многопильный станок с натянутыми в жесткой рамке пилами. Вертикальные лесопильные рамы выпускают одно- и двухэтажными, узко- и широкопросветными, с толчковой и непрерывной подачей. В лесопильных рамах последних моделей число электродвигателей составляет от трех до шести. Частота вращения кривошипного вала – от 200 до 600 мин–1, привод осуществлен от асинхронного двигателя с фазным ротором, а иногда от двигателя с короткозамкнутым ротором.
На лесопильной раме (рис. 1) распиливают бревна длиной 3,2–9 м и диаметром в комлевом отрезе 65 см. Рама одношатунная, быстроходная с механизмом непрерывной подачи. Чугунная станина рамы состоит из двух ног и боковин, соединенных между собой поперечными связями.
Рис. 1. Кинематическая схема лесопильной рамы
Лесопильная рама монтируется па фундаментной плите. Коленчатый вал с двумя маховиками и приводным шкивом вращается в двух коренных подшипниках, установленных на плите. Двутавровый шатун нижней головкой соединен с пальцем коленчатого вала через роликовый подшипник, а верхней – с пальцем нижней поперечиной пильной рамки через игольчатый подшипник.
Нижняя и верхняя поперечины пильной рамки соединены стойками из круглых труб. Текстолитовые ползуны с пальцами поперечин пильной рамки соединены коническими шарнирно- роликовыми подшипниками.
Конструкция пильной рамки допускает применение гидронатяжного аппарата. Из восьми ее направляющих четыре призматические и четыре плоские, которые крепятся попарно к литым чугунным плитам, смонтированным на станине. Верхние плиты направляющих установлены на салазках и перемещаются механизмом уклона пильной рамки в зависимости от величины посылки Δ.
Индивидуальный привод четырехвальцового механизма подачи, состоящий из тиристорного привода, обеспечивает плавное регулирование скорости подачи бревна. Крутящий момент передается нижним вальцам 1 от двигателя 8 через электромагнит, электромагнитную муфту 4, ременную передачу 3, редуктор 9 и шестерни 2. Верхние вальцы 11 получают вращение через роликовую цепь 10.
Величина посылки регулируется изменением скольжения электромагнитной муфты 4, осуществляемым поворотом лимба центробежного регулятора 5. Для этого оператор включает серводвигатель 15, поворачивающий лимб на соответствующий угол, поворот осуществляется через червячный редуктор 14, шестерни 13, сельсин-датчик 12, сельсин-приемник 7 и редуктор 6. С изменением посылки Δ одновременно через червячную передачу 20 и рычаг 16 перемещается в горизонтальной плоскости плита 18 с направляющими 19 верхнего ползуна 17 пильной рамки и уклон пилы 21 изменяется.
Принципиальная электрическая схема лесопильной рамы 2Р80 показана на рис. 2. Электрооборудование ее состоит из асинхронного двигателя M1 привода коренного вала мощностью 125 кВт, двигателя М2 привода механизма уклона пильной рамки, двигателя МЗ гидростанции, двигателя М4 смазочного насоса и системы автоматического управления на базе тиристорного привода с двигателем М5 постоянного тока.
Рис. 2. Электрическая принципиальная схема лесопильной рамы модели 2Р80
Максимальную токовую защиту двигателей обеспечивают автоматические выключатели: QF1 – двигателя M1, QF2 – двигателей М2, МЗ, М4 и QF3 – цепей управления. При включении QF3 загораются сигнальные лампы HL1 и HL2. Пуск двигателя M1 коренного вала выполняют при помощи линейного контактора КМ1, а двигателя М5 привода подачи – при помощи контактора КМ2.
Электрическая схема управления включает: силовые цепи (приводных двигателей); цепи релейно-контакторного управления и цепи системы автоматического управления на базе тиристорного привода постоянного тока. Для включения пуска привода лесопильной рамы при открытых верхних воротах, снятых ограждениях коренного вала и клиноременной передачи, а также при заторможенном состоянии пильной рамки используются блокировки конечными выключателями (блок которых обозначен на рис. 2 буквами SQ).
Пуск двигателя M1 с фазным ротором выполняется в функции времени последовательным замыканием реле ускорения КТ1, КТ2 и КТ3, которые с заданной выдержкой времени постепенно выводят три ступени пускового реостата Rп при помощи контакторов К1, К2 и К3.
Нажатием пусковой кнопки SB1 (см. рис. 2) включается катушка контактора КМ3, замыкающая силовые контакты КМ3 двигателя М4 смазочного насоса, замыкающий контакт КМ3 шунтирует кнопку SB1.
Пуск двигателя M1 главного движения происходит при замыкании контакта KV1 промежуточного реле KV1. Катушка этого реле получает питание через контакт КТ4 реле времени КТ4, который замкнется с замедлением при замыкании. Следовательно, реле КТ4 обеспечивает замедление между пусками двигателя М4 и M1.
С включением реле KV1 одновременно включается реле KV2, замыкающий контакт которого KV2 подает питание катушке контактора КМ1. Катушка КМ1, получив питание, включает главные контакты КМ1 силовой цепи двигателя M1, и ротор двигателя начнет вращаться при полностью введенном пусковом реостате. После срабатывания контакторов ускорения К1, К2 и К3 с замедлением ротор двигателя будет вращаться при максимальной частоте вращения.
При завершении пуска двигателя M1 размыкающий контакт К3 одновременно разорвет цепь питания контакторов К1 и К2, замкнется при этом контакт К3 в цепи пускателя двигателя М5 привода подачи и подготовит его к пуску. Останов двигателя выполняют нажатием кнопки SB2.
Гидросистема обеспечивает подъем и опускание передних и задних ворот, на сварных корпусах которых установлены верхние подающие вальцы. Ворота в верхнее положение поднимают гидроцилиндры, питаемые от гидростанции. Привод гидростанции обеспечивает двигатель М3, который пускают нажатием кнопки при этом получает питание катушка КМ6 пускателя, замыкающая главные контакты КМ6.
Уклоном пильной рамки можно управлять вручную (нажатием на кнопки SB3 и SB4) или автоматически. При автоматическом управлении катушки КМ4 пускателя КМ4 («больше») и КМ5 пускателя КМ5 («меньше») получают питание через реле KV3, включаемое, когда переключатель режимов находится в положении «Автоматика», т. е. при замкнутом контакте SQ1.
Тиристорный привод подачи состоит из двигателя постоянного тока М5 и тиристорного преобразователя. Тиристорный преобразователь (рис. 9.2, в) включается пускателем КМ2, через контакт KV3, катушка которого получает питание при замыкании контакта реле времени КТ5, находящегося в ее цепи. Реле времени КТ5 получит питание при включенных катушках KV4 (движение вперед) или KV5 (движение назад).
В случае заклинивания бревна при его распиливании оно отводится назад за счет реверсирования двигателя. Пуск двигателя подачи вперед не-возможен без включенного двигателя M1. Это обеспечивается включением в цепь питания KV4 контакта К3, замыкающегося после окончания пуска двигателя M1. Когда пускатель КМ2 включен, получают питание преобразователь и обмотки возбуждения LM двигателя.
Если бревно заклинено, то нажатием кнопки SB6 отключаются реле KV4 и KVB, а реле KV5 и KVH включаются. При этом реле KVH замыкает свои контакты в цепи питания усилителя У, входящего в тиристорный преобразователь, в результате полярность напряжения на выходе преобразователя изменяется и двигатель изменяет направление вращения.
Стабильность частоты вращения при изменении нагрузки обеспечено отрицательной обратной связью, реализуемой через тахогенератор BR с обмоткой возбуждения LBL. Якорь BR включен на вход усилителя У. Переходный процесс форсируется использованием рекуперативного торможения в схеме тиристорного преобразователя.
Скорость подачи регулируется вручную и автоматически. Для этого установлен переключатель SA. При регулировании скорости подачи вручную задатчик скорости по цепям I и II подключают к усилителю У. Задатчики скорости SA1–SA3 – переключатели, к панелям которых подключены резисторы типа МЛТ.
При перемещении подвижного контакта SA1 изменяется управляющий сигнал, поступающий в систему импульсно-фазового управ-ления (СИФУ) через усилитель ПУ, изменяющую угол отпирания тиристоров, включенных по мостовой выпрямительной схеме, благодаря чему частота вращения двигателя М5 изменяется.
Для автоматического регулирования частоты вращения двигателя М5 через переключатель SA отключается SA1 от блока усилителя У и включается к усилителю У SA2 – датчик диаметра бревна. При этом SA1 начинает получать питание от SA2, который является потенциометром, подключенным к стабилизирующему источнику питания ИП1 и вращающимся от механизма изменения подачи.
При изменении диаметра бревна ползунок потенциометра SA2 перемещается и меняется величина управляющего напряжения, подаваемого на SA1, благодаря чему скорость подачи изменяется с изменением диаметра бревна. Величина скорости должна соответствовать и уклону пильной рамки, скорость контролируется переключением SA3.
Датчик уклона пильной рамки SA3 подключен к стабилизированному источнику питания ИП2 через резисторы R1 и R2. В результате формируется напряжение, пропорциональное углу уклона пильной рамки. Это напряжение сравнивается с напряжением на двигателе М5, пропорциональным скорости, снимаемым с якоря двигателя и подается на резистор R3 через выпрямительный блок VB, оно вычитается из выходного напряжения датчика уклона пильной рамки.
При реверсировании двигателя блок VB поддерживает постоянную полярность сигнала сравнения. Сигнал рассогласования через резисторы R4–R6 и замыкающие контакты KV3 (замкнуты при автоматическом регулировании) подается на вход промежуточного усилителя ПУ. Сигнал усиливается и поступает на выход ПУ, к которому подключены реле KV7 и KV8. Они срабатывают в зависимости от полярности входного сигнала рассогласования.
Так, с увеличением скорости подачи напряжение, снимаемое с двигателя, возрастает и величина рассогласования – отрицательна. Нарушается при этом соотношение между скоростью подачи и уклоном пильной рамки. Усиленный выходной сигнал усилителем ПУ включает реле KV7, замыкающие контакты которого включают катушку КМ4.
Замыкающие контакты КМ4 включают двигатель М2 «вперед» – увеличивая уклон пильной рамки. Одновременно увеличивается выходное напряжение на SA3 перемещением движка потенциометра. Сигнал рассогласования начинает уменьшаться до нуля, после чего прекращается увеличение уклона пильной рамки. Таким образом поддерживается соответствие между скоростью подачи и уклоном пильной рамки.
Аналогично протекает процесс регулирования с уменьшением скорости подачи, но сигнал рассогласования при этом имеет положительный знак. Это приводит к включению реле KV8, а также КМ5 и реверсированию двигателя М2. В соответствии с уменьшением скорости подачи уменьшается и уклон пильной рамки. При регулировании замыкающие контакты KV7 и KV8 шунтируют сопротивление R5, что позволяет форсировать переходный процесс.
В начале пиления необходимо иметь скорость запиливания, равную не более 30 % рабочей скорости подачи. Это обеспечивается следующим образом. Нажатием кнопки SB7 получает питание реле KV6, контакты которого выполняют переключение на выходе SA1, так, что через замыкающий контакт KV6 на вход тиристорного преобразователя поступает небольшое напряжение управления, создающее малую скорость запиливания.
После окончания запиливания кнопку SB7 отключают и привод переходит в рабочий режим. Отключение системы автоматического управления уклоном пильной рамки при запиливании обеспечивается включением в цепь питания катушек пускателей КМ4 и КМ5 замыкающего контакта KV6.