Круглопильный станок – деревообрабатывающий станок, в котором режущим инструментом служит одна или несколько вращающихся круглых пил. Круглопильные станки применяются для продольного и поперечного пиления древесины, раскроя пиломатериалов и плитных древесных материалов, обрезки кромок, торцевания и выполнения пропилов под углом.

К этому классу относятся различные по назначению и компоновке машины – бревнопильные, прирезные и многопильные станки для продольной распиловки, поперечно-отрезные станки, станки для раскроя плит, настольные круглопильные и другие специализированные конструкции. В зависимости от типа станка обрабатываются цельная и клеёная древесина, древесно-стружечные и древесноволокнистые плиты, фанера и другие материалы с физическими свойствами, сходными со свойствами древесины.

Устройство и принцип работы

Типовой круглопильный станок включает станину, пильный узел, привод, рабочие или опорные поверхности, устройства базирования и подачи заготовки, направляющие и защитные устройства. Конкретная компоновка определяется назначением станка и тем, какой элемент совершает движение подачи – заготовка, стол, каретка либо пильный узел.

Пильный узел состоит из пильного вала или шпинделя, на котором закрепляется круглая пила либо комплект пил, подшипниковых опор и привода. На некоторых станках основной пильный диск дополняется подрезной пилой, предназначенной для предварительного надрезания облицованной поверхности плит перед прохождением основной пилы. Жёсткость пильного узла, состояние режущего инструмента, точность установки пилы и биение шпинделя влияют на устойчивость процесса пиления и точность пропила.

При работе пила совершает непрерывное вращательное движение. Зубья последовательно входят в материал, отделяют стружку и формируют пропил. Относительное движение подачи обеспечивается перемещением заготовки либо пильного узла. При ручной подаче заготовку перемещает оператор; при механизированной применяются ролики, цепные или конвейерные механизмы, подающие каретки и другие устройства.

В бревнопильных установках распространены тележечная, вальцовая, цепная и конвейерная схемы подачи. В станках для раскроя плит может перемещаться пильная каретка, расположенная под опорной поверхностью заготовки, тогда как пакет плит фиксируется прижимной балкой.

Классификация

Круглопильные станки классифицируют по технологическому назначению, числу одновременно работающих пил, способу подачи материала и взаимному расположению пильного узла и заготовки. Границы между группами зависят от принятой отраслевой и нормативной классификации; один станок может сочетать несколько операций.

Тип станка Основное назначение Характерная особенность Бревнопильный Продольная распиловка брёвен на брусья, доски и другие пиломатериалы Бревно подаётся относительно одной или нескольких пил; применяются тележечные, вальцовые, цепные и конвейерные схемы подачи. Прирезной для продольной распиловки Продольный раскрой досок и других пиломатериалов на заготовки заданной ширины Бывает одно- и многопильным; для оборудования, охватываемого ГОСТ 8425-90, характерна механическая гусеничная подача. Многопильный продольный Одновременное получение нескольких параллельных пропилов Несколько круглых пил устанавливаются на одном или нескольких шпинделях; заготовка обычно подаётся механически. Поперечно-отрезной Торцевание и поперечное деление материала Пильный узел перемещается относительно зафиксированной или подаваемой заготовки; существуют маятниковые, радиально-отрезные и автоматические конструкции. Прирезной станок с подвижным столом (форматно-раскроечный) Продольный, поперечный и размерный раскрой цельной древесины и плит Заготовка перемещается на каретке относительно пильного узла; станок может иметь наклоняемый основной диск, подрезную пилу и упоры для точного позиционирования. Станок для раскроя плит с прижимной балкой Серийный раскрой одиночных плит или пакетов плит Заготовка прижимается балкой, а пильная каретка перемещается вдоль линии реза, обычно ниже опоры для материала. Настольный круглопильный Продольный, поперечный и размерный раскрой пиломатериалов и плит Пила выступает через прорезь рабочего стола; заготовка направляется по столу вручную или с помощью подающего устройства.

Русскоязычная нормативная терминология для прирезных станков неоднородна. ГОСТ 8425-90 распространяется на одно- и многопильные станки с механической гусеничной подачей для продольной распиловки пиломатериалов, тогда как ГОСТ EN 1870-18-2016 использует термин «прирезные станки» для класса dimension saws. В отраслевой литературе станки с подвижной кареткой, применяемые для точного размерного раскроя плит и пиломатериалов, широко называются форматно-раскроечными.

По количеству одновременно работающих пил станки подразделяют на однопильные и многопильные. Многопильная компоновка позволяет выполнять несколько параллельных пропилов за один проход заготовки.

По способу подачи различают станки с ручной и механизированной подачей заготовки, а также конструкции, в которых относительно закреплённого материала перемещается стол, каретка или пильный узел. От способа подачи зависят компоновка защитных устройств, требования к базированию заготовки и характер производственного процесса.

Режущий инструмент

Основным режущим инструментом является круглая пила – дисковый инструмент с режущими зубьями по периферии. Диаметр и толщина полотна, число и геометрия зубьев, материал режущих кромок и способ уширения режущей части выбираются с учётом вида материала, направления пиления, высоты пропила, режима подачи и конструкции станка.

Для распиловки древесины применяются плоские стальные круглые пилы. ГОСТ 980-80 распространяется на пилы для продольной и поперечной распиловки древесины и устанавливает для них типы, основные размеры и технические требования.

Для распиловки листовых и плитных древесных материалов, облицованных плит и щитов, фанеры, клеёной и цельной древесины применяются также дисковые пилы с твердосплавными режущими пластинами. Для первичной продольной распиловки брёвен используются специализированные дисковые пилы с напайными пластинами твёрдого сплава или наплавленным износостойким сплавом; требования к инструменту для бревнопильных станков и автоматических линий установлены ГОСТ Р 54489-2011.

Ширина пропила обычно превышает толщину тела пилы, поскольку режущая часть должна обеспечивать боковой зазор. Он формируется разводом или плющением зубьев либо выступанием твердосплавных пластин относительно полотна. Увеличение ширины пропила повышает объём материала, превращаемого в опилки.

Работоспособность пилы зависит от состояния режущих зубьев, точности установки, устойчивости полотна и его теплового состояния. Нагрев и недостаточная поперечная устойчивость диска способны вызывать отклонение пилы от плоскости резания, ухудшая точность и качество поверхности.

Рабочие параметры

К основным параметрам процесса относят скорость резания, скорость подачи, подачу на зуб, высоту и ширину пропила, частоту вращения пильного вала и мощность привода. Их выбирают с учётом диаметра и конструкции пилы, числа зубьев, размеров заготовки, направления пиления, породы и состояния древесины и требований к качеству распила.

Скорость резания – окружная скорость режущих зубьев. Она определяется диаметром пилы и частотой её вращения. ГОСТ 980-80 при испытаниях плоских круглых пил устанавливает режимы 40–60 м/с для продольной и 40–75 м/с для поперечной распиловки. Эти значения относятся к условиям испытаний инструмента и не являются универсальным рабочим диапазоном для всех круглопильных станков.

Скорость подачи характеризует относительную скорость движения заготовки и режущего инструмента. Для прирезных одно- и многопильных станков, охватываемых ГОСТ 8425-90, среди основных параметров указаны скорость резания не менее 40 м/с, наибольшая скорость подачи не менее 40 м/мин и наименьшая регулируемая скорость подачи не более 8 м/мин. Конкретный режим определяется конструкцией оборудования, количеством одновременно работающих пил, нагрузкой на привод, свойствами материала и требуемым качеством поверхности.

Подача на зуб характеризует перемещение материала за время между последовательным вступлением соседних зубьев пилы в резание. При прочих равных её увеличение повышает производительность и толщину снимаемой стружки, но одновременно увеличивает нагрузку на режущие кромки.

Высота пропила связана с диаметром пилы и компоновкой пильного узла. С ростом высоты пропила увеличивается объём материала, снимаемого за один проход, и возрастает нагрузка на пильный узел и привод.

Применение

Круглопильные станки применяются как в лесопильном производстве, так и при последующей механической обработке древесины и древесных плит. На лесопильных предприятиях ими выполняют первичную распиловку брёвен, продольный раскрой брусьев и досок, обрезку кромок и торцевание. В столярном и мебельном производстве круглопильные станки используются для размерного раскроя пиломатериалов, фанеры и древесных плит.

Для распиловки брёвен применяются как однопильные установки с индивидуальным позиционированием сырья, так и проходные и многопильные схемы. В одной из технологических последовательностей бревно сначала распиливается на брус и боковые доски, после чего брус подвергается дальнейшему продольному раскрою.

В лесопилении круглопильное оборудование традиционно применяется, в частности, при переработке тонкомерного сырья, но специализированные станки способны обрабатывать брёвна других размерных групп. Выбор оборудования определяется размерами и качеством сырья, схемой раскроя, требуемой производительностью, шириной пропила и требованиями к точности пиломатериалов.

К технологическим достоинствам круглопильных станков относят непрерывное вращательное движение инструмента, сравнительно простую кинематическую схему пильного механизма и возможность высокой производительности, особенно при многопильном раскрое. Ограничениями являются ширина пропила и связанные с ней потери древесины, требования к устойчивости диска и точности его установки, а также необходимость надёжного базирования и подачи материала.

Безопасность

К основным опасным факторам при работе круглопильных станков относятся контакт с вращающейся пилой, обратный выброс заготовки или её частей, разрушение режущего инструмента, воздействие движущихся механизмов, а также шум, вибрация, древесная пыль и стружка.

Пильный диск и другие опасные движущиеся элементы в зависимости от конструкции станка закрываются ограждениями. На однопильных станках продольного пиления с нижним расположением пилы позади диска применяется расклинивающий нож, препятствующий сжатию пропила вокруг задней части пилы и уменьшающий риск обратного выброса заготовки. На многопильных станках в предусмотренных конструкцией случаях используются расклинивающие или направляющие ножи и противовыбросные устройства.

Для станков с механизированной подачей предусматриваются средства, препятствующие выбросу материала в сторону оператора. Направляющие и упоры должны располагаться так, чтобы не создавать опасного заклинивания заготовки между направляющей и пильным диском.

Системы управления предусматривают средства останова и отключения от источников энергии; защитные ограждения и доступ к опасным зонам в зависимости от конструкции могут контролироваться блокировками. Для удаления опилок, стружки и древесной пыли предусматриваются патрубки или другие приёмники для подключения аспирационной системы. Древесная пыль одновременно является фактором воздействия на органы дыхания и при определённых условиях пожаро- и взрывоопасным материалом.

Требования к конкретным защитным устройствам зависят от типа станка. Например, международные стандарты ISO 19085 выделяют отдельные части для прирезных станков, настольных круглопильных станков, станков для строительных площадок и многопильных продольных станков.

Стандартизация