輕型卧式木工帶鋸機的設計 王永利，郝勝強，劉永躍

木工帶鋸機因操作簡單、生產效率高、工作平穩、安全可靠、加工產品質量高，已經替代圓鋸機成為當前木材加工企業的首選產品[1-3]。在野外施工及搶險救災等多種場合，對方木及板材的需求量很大，根據具體情況經常需對臨時砍伐或輸送的木料進行現場加工作業。目前，市場上現有的木工帶鋸機體積大、重量重，難以實施車載快速輸送及野外快速展開作業使用，因此，多使用小型圓鋸機進行板材、方木的應急加工，但小型圓鋸機存在加工尺寸小、作業勞動強度大、加工質量差、成材率較低、鋸片的調整維護技術要求高等實際問題。針對上述問題，通過優化設計鋸切裝置、龍門總成和導軌結構，合理布置傳動裝置，大幅縮小了木工帶鋸機的結構尺寸並減輕了重量，滿足車載快速輸送及野外快速展開作業、撤收裝車的要求。

1 總體結構及技術參數

木工帶鋸機採用卧式結構，如圖1所示，主要由組合導軌、鋸切裝置、龍門總成、鋸條冷卻裝置、電氣控制裝置等組成。

圖1 卧式木工帶鋸機結構示意圖

1.組合導軌 2.鋸切裝置 3.龍門總成 4.電氣控制裝置5.鋸條冷卻裝置 6.操縱手柄

2 主要結構設計

2.1 組合導軌

木材加工作業時組合導軌用於承載龍門總成及鋸切裝置，並使其沿導軌實現帶鋸條的水平直線鋸切作業，同時，組合導軌上部設置有木材定位夾具，用於待加工木料的固定。導軌總成主要由3個單節導軌、導軌連接螺栓、地腳螺栓、地腳盤、木料緊定裝置、導軌延長段等組成，如圖2所示。導軌總成配備兩個插裝式滾木上料裝置，主要用於協助待加工圓木移動至導軌上平面時使用，配合滾木鉤可使圓木滾動到導軌上，減輕上料作業時的勞動強度。地腳螺栓、地腳盤用於組合導軌安裝後的水平度調整。

圖2 導軌總成結構示意圖

1.導軌前延長段 2.地腳盤 3.單節導軌 4.導軌連接螺栓5.導軌後延長段 6.滾木上料裝置 7.木料緊定裝置 8.地腳螺栓

為了便於設備的運輸，組合導軌採用可分解組合結構，運輸過程中3個單節導軌用緊固裝置疊加成一體，便於輸送吊裝；下車展開作業時，3個單節導軌縱向對接形成組合式導軌進行鋸木作業。單節導軌主要由方管、圓管等輕質高強型材焊接而成，結構如圖3所示。組合安裝時，利用導軌定位片實現導軌間的對接，利用導軌連接螺栓通過圓管連接橫樑上的連接孔，實現導軌間的連接緊固。

圖3 單節導軌結構組成圖

1.主導軌板 2.圓管連接橫樑 3.方管縱梁 4.副導軌板5.地腳螺栓座 6.方管橫樑 7.導軌定位片 8.木料限位擋臂

2.2 鋸切裝置

鋸切裝置安裝於龍門總成之上，主要用於承載動力傳動系統實現帶鋸條的高速鋸切運動，如圖4、圖5所示，主要包括鋸架框架、電動機、主動鋸輪、從動鋸輪、帶鋸條等。

鋸架框架採用箱型焊接框架結構，不同部位的板材厚度經結構優化分析確定，具有結構強度高，體積小、重量輕的特點；主、從動鋸輪經減重處理及動平衡調校，滿足帶鋸條高速切割作業穩定性的要求。

電動機輸出軸上安裝的小同步帶輪通過同步帶驅動安裝在主動鋸輪上的大同步帶輪帶動主動鋸輪高速旋轉，主動鋸輪和從動鋸輪之間張緊的帶鋸條通過摩擦力實現其在鋸輪之間的高速運轉，進而實現對木材的切割。

圖4 鋸切裝置結構示意圖（前視）

1.鋸架框架 2.電動機 3.同步帶防護罩 4.從動鋸輪門5.從動鋸輪 6.導輪調整裝置 7.帶鋸條 8.同步帶 9.導向輪 10.放水口 11.刮屑裝置 12.主動鋸輪 13.主動鋸輪門

圖5 鋸切裝置結構組成圖（後視）

1.排屑口 2.主動鋸輪座 3.圓立柱滑套 4.鏈條固定座5.方立柱導軌座板 6.鋸條張緊調整裝置

圓立柱滑套和方立柱導軌座板主要用於與龍門總成的圓立柱和方立柱配合，實現鋸切裝置沿垂直方向上的移動，從而確定鋸切板材的厚度；鋸條張緊調整裝置用於帶鋸條鬆緊度的調節；鋸輪門、同步帶防護罩用於作業時的安全防護；導向輪及導輪調整裝置在不同規格木料切割作業時進行相應的調整，確保切割質量；刮屑裝置在作業時主要用於去除鋸輪面和鋸條表面黏附的木屑、雜質等。

帶鋸條由金屬鋸帶經特殊齒形設計、分齒設計和針對性的熱處理後形成，兼具金屬鋸帶的強度和木工鋸帶的切削效率。

圖6 龍門總成結構組成圖

1.方立柱 2.橫樑 3.減速器 4.鋸架升降控制軸 5.行走控制軸 6.升降鏈輪組7.行走鏈輪組 8.吊環 9.直線導軌10.副立柱限位裝置 11.前滾輪 12.清掃刷 13.後滾輪 14.圓立柱 15.行走底座

2.3 龍門總成

龍門總成用於安裝鋸切裝置，實現其沿垂直方向上的移動和在組合導軌上沿水平方向的直線運動。主要由方立柱、圓立柱、橫樑、吊環、升降及行走鏈輪組、行走底座、滾輪等組成，如圖6所示。

圓立柱和方立柱及其上安裝的直線導軌與鋸架總成中的圓立柱滑套和方立柱導軌座板配合，用於鋸架總成的安裝及垂直運動導向；前、後滾輪和方立柱底部安裝的滾輪與導軌總成上的導軌板配合，實現木材鋸切作業時龍門總成在導軌上的直線行走導向；升降鏈輪組的鏈條與鋸切裝置上的鏈條固定座連接，通過轉動安裝在升降控制軸上的操縱手柄實可現鋸切裝置垂直高度的調整，進而控制板材的鋸切厚度，配合使用的蝸輪蝸桿減速器具有自鎖功能；行走鏈輪組的下鏈輪與後滾輪同軸安裝，通過轉動安裝在行走控制軸上的操縱手柄驅動龍門總成可實現其在組合導軌上的水平運動；副立柱限位裝置與導軌總成中的副導軌板配合，起到限位作用；清掃刷主要用於清潔組合導軌表面的木屑雜質，確保龍門總成行走的平穩；吊環用於龍門總成和鋸切裝置的整體吊裝。

2.4 鋸條冷卻裝置

由水箱、放水開關、連接水管和放水口等組成。水箱安裝在龍門總成橫樑之上，由水管將水箱和鋸切裝置下部的放水口相連，設有放水開關，作業時根據鋸條發熱情況打開放水開關，對鋸條進行冷卻。

2.5 電氣控制裝置

由電器開關盒、連接電纜和快速接頭等組成。電器開關盒設置在鋸架總成一側，設有電動機啟、停開關和安全保護裝置等；連接電纜兩端裝有航空快速插頭，電纜輸出端通過航空插頭連接到電器開關盒上，電纜輸入端連接外接380 V電源，用於工作電源供應。

3 帶鋸機的操作使用

帶鋸機是以環狀無端的帶鋸條為鋸具，繞在兩個鋸輪上作單向連續的直線運動來鋸切木材的鋸機。帶鋸機展開安裝調整完畢後，連接電源並按下電動機啟動開關，電動機高速旋轉，通過同步帶驅動鋸輪旋轉，帶鋸條依靠與旋轉鋸輪間的摩擦力得以高速運動；通過手柄控制升降鏈輪組調整鋸切裝置在龍門總成上的位置將帶鋸條設置到切木高度，通過手柄控制行走鏈輪組並輔以人工推送實現鋸帶條的水平切割進給。一次鋸切作業完畢，操縱行走鏈輪組使鋸切裝置和龍門總成在組合導軌上回位，再次根據龍門總成方立柱上的標尺調整鋸木高度，即可重複進行木料的切割作業，木材切割作業的進給速度根據木料材質及尺寸情況人工掌握。

4 卧式帶鋸機的優點

1)帶鋸為薄鋸條，與圓鋸機相比，其鋸路損失小，加工幅面大、出材率進一步提高；鋸切過程運行平穩，鋸出的板材表面質量好，精確度高，加工質量更好。

2)作業方式為鋸動、木料不動，帶鋸機在組合導軌上運動阻力小，作業運行輕便，木料固定後的作業操作只需一人即可完成，與圓鋸機人工推送、抽拉木料的作業方式相比，具有操作簡單快捷、生產效率高、安全可靠等優點；組合導軌貼近地面設置，對比圓鋸機相對較高的工作台，加工作業時木料的裝卸搬運更加方便，可大幅降低勞動強度。

3)通過優化設計並採用鋁殼電機、鋁合金帶輪等方法，大幅降低了整機重量，減小了外形尺寸；採用可組合分解結構，組合導軌、龍門總成和鋸切裝置、鋸條冷卻裝置等均可實現快速拆分結合。經試驗，使用輕型運輸車輛即可完成帶鋸機的裝載運輸，野外展開（撤收）作業在0.5 h內即可完成。

5 結語

該帶鋸機是為了滿足便於裝車運輸和野外快速展開、撤收作業的特殊要求而設計研製的一種輕型方木和板材加工設備，樣機試製完成後進行了嚴格的試驗考核和強化耐久性試驗，各項性能指標穩定，無重大故障出現，其作業性能和整機的可靠性得到了充分驗證。經實際應用表明，該機結構合理、可靠耐用、操作便捷、易於維修保障，具有較高的性價比，可大幅提高野外木材加工作業的效率和質量，減少作業人員的需求量，降低勞動強度，很好地滿足了野外施工保障和險救災作業的需求，具有較高的經濟效益和社會效益。

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