Первые бензопилы появились в начале ХХ века.Устанавливаемые на них цепи с зубьями прямыми и плоскими, как у современныхножовок, отличались малой эффективностью, быстро тупились и требовали оченьтрудоемкого обслуживания. Например, при заточке приходилось учитывать, что зубьяделятся на подрезающие, режущие и скалывающие, имеют различные режущие углы иориентацию по отношению к направлению движения (могут быть отклонены влево,вправо или расположены по центру).
Нет сомнений, что попытки модернизации цепей предпринималисьнеоднократно, но лишь одна из них завершилась успехом. Разработанная ДжозефомКоксом и реализованная в металле в 1947 году новая цепь для универсальногопиления с контурным углом резания Г-образной формы благодаря повышеннойпроизводительности и упрощенной заточке очень быстро вытеснила своюпредшественницу с рынка, и теперь практическ все пильные цепи«щеголяют» характерным серпообразным профилем режущих звеньев.

Технические параметры пильных цепей

Подбирая цепь для мотопилы, обращаютвнимание на такие ее характеристики, как назначение, шаг, толщина ведущегозвена, высота профиля и глубина резания.
Известно, что распиловка древесины вдольволокон более трудоемка, нежели поперек, и для достижения наилучшего результатажелательно использовать цепи, соответствующие поставленной задаче.
Основное различие между цепями продольного и поперечноготипа – углы атаки режущих звеньев. Для цепей поперечного пиления они составляют25–35 градусов, у продольных углы более острые – от 5 до 15 градусов.
Использование цепей несообразно их целям грозит либозаниженной производительностью (если поперечную распиловку проводят продольнойцепью), либо повышенной «агрессивностью», сильной вибрацией и дополнительнойнагрузкой на двигатель. Однако многие пользователи предпочитают не тратить времяна замену цепи и продольные резы ведут той же цепью, что и поперечные, особенноесли «качество» получаемого пропила не требует соответствия «высшему» уровню.Поэтому цепи для продольного пиления востребованы в меньшем количестве, да ипроизводятся они в объеме, соразмерном спросу. Неудивительно, что купить такуюцепь гораздо сложнее, чем поперечную. И вопрос их приобретения становитсядействительно актуальным, если предполагается использование особых станков вродемини-пилорам.

Чем больше шаг цепи, тем крупнеесоставляющие ее звенья и тем выше ее производительность.

Шаг цепи – расстояние между тремяпоследовательно расположенными заклепками, деленное на два. Это определяющийпараметр, и в зависимости от его значения все существующие цепи подразделяютсяна пять групп с шагом 1/4″, 0,325″, 3/8″, 0,404″ и 3/4″.
Шаг 1/4″ (6,35 мм) присущ миниатюрнымцепочкам, устанавливаемым на маломощные одноручные пилы. Правда, в России имипрактически не пользуются.
Цепи с шагами 0,325″ (8,25 мм) и 3/8″ (9,3 мм) – наиболее распространенные варианты. Более 80%производимых по всему миру пил комплектуются именно ими.
Шаги 0,404″ (10,26 мм) и 3/4″(19,05 мм) отличают цепи с более крупными звеньями и повышеннойпроизводительностью. В течение нескольких десятилетий ими комплектовали пилыроссийского производства, но сейчас устанавливают лишь на мощные валочные пилы ихарвестерное оборудование.
Шаг традиционно измеряют в дюймах, а записывают так: трицифры – обычными, а две – десятичными дробями. Это необходимо во избежаниепутаницы. В частности, результат перевода 3/8″ в десятичную дробь составляет0,375″ – разница с предыдущим стандартом (0,325″) всего в одной цифре.
Чем больше шаг цепи, тем крупнее составляющие ее звенья итем выше ее производительность. Но, с другой стороны, тем шире пропил, и дляпреодоления сопротивления резанию требуется более мощная пила. У цепей смаленьким шагом другие преимущества – большее число зубьев на единицу длины,плавное движение в пропиле и, соответственно, сниженная вибрация. Да и рез у нихполучается чище.Толщина ведущего звена (хвостовика) –второй по значимости параметр. Во время работы цепь скользит в пазу шины, и этоскольжение должно быть плавным, без зацепов и в то же время без лишней«болтанки». Одним словом, толщина хвостовика и толщина паза должны строгосоответствовать друг другу, повышая надежность посадки цепи и исключаявероятность ее «соскока». Международным сообществом производителей предусмотренопять стандартных размеров, измеряемых в дюймах или миллиметрах (кому какудобнее): 1,1 мм (0,043″), 1,3 мм (0,050″), 1,5 мм (0,058″), 1,6 мм (0,063″) и2,0 мм (0,080″).1,1 мм – столь тонкие ведущие звеньяхарактерны для самых миниатюрных цепей и пил соответствующего размера.1,3 мм – пожалуй, наиболее востребованныйразмер, свойственный бытовым и полупрофессиональным цепям.1,5 мм – занимает второе место повостребованности. Ставится на более мощные и производительные пилы.1,6 мм и 2,0 мм – такиетолстые хвостовики встречаются лишь на цепях для высокопрофессиональных пил.Высота профиля. Пильные цепи бывают высоко-или низкопрофильными в зависимости от высоты режущей кромки над плоскостьюнаправляющей шины. Первые используют в профессиональных целях для получениямаксимальной производительности. Вторые устанавливают на бензопилы любительскогокласса, так как благодаря увеличенной площади опоры у режущих звеньев исниженной толщине срезаемой стружки они более безопасны.
Глубина резания – величина зазора между верхней гранью зубаи ограничителем пропила, регулирующая толщину стружки. Чаще всего встречаютсяобразцы с зазорами в 0,025″ (0,635 мм) и 0,030″ (0,762 мм), реже – с зазорами до0,070″ (1,778 мм), но они предназначены для агрегатов машинной валки леса.
Глубина резания в значительной степени определяетпроизводительность цепи, скорость ее пиления. Чем больше зазор – тем вышепроизводительность. Но в погоне за эффективностью не стоит забывать о вибрации:цепи с маленькой глубиной резания в пропиле движутся мягче, меньше «дергаются».Поэтому производители, стремясь уравновесить вибрацию и производительность,очень часто на цепи с большим шагом устанавливают резцы с минимальной глубинойрезания, и наоборот.Объем двигателя. Этот параметрхарактеризует пилу и, казалось бы, к самой цепи никакого отношения не имеет.Однако в каталогах и кратких аннотациях к цепям нередко приводятся объемыдвигателей, на работу с которыми они рассчитаны. И эти рекомендации следуетсоблюдать. Цепь, установленная на чересчур мощный для нее двигатель, будетиспытывать большие нагрузки и выйдет из строя раньше времени, так и не выработавсвой моторесурс. Вариант ми нагрузками на мотор и другие важные узлы самой пилы.
 

Составные части цепи

Любую пильную цепь составляют звенья трех типов: режущие,ведущие (хвостовики) и соединительные. Прочность соединения обеспечиваютзаклепки.Режущее звено – пожалуй, наиболее сложнаядеталь пильной цепи, состоящая фактически из двух частей: ограничителя глубиныпропила и режущего элемента с контурным углом резания Г-образной формы.
Верхняя режущая грань звена всегда шире самой цепи и шины,благодаря чему пропил получается достаточно свободным, а сопротивление резаниюминимально. Работает зубец по принципу рубанка: чем дальше выдвинут нож (верхняярежущая кромка) над плоскостью рубанка (ограничитель резания) – тем толщестружка.
Рабочие характеристики режущего звена определяютмногочисленные факторы, а именно: угол заточки верхней грани и ее рабочий,режущий угол, угол боковой грани (угол атаки) и высота ограничителя резания. Призаточке значения всех этих параметров необходимо четко выдерживать, так как даженебольшое изменение может привести к негативным последствиям.
Режущие зубья бывают правосторонними и левосторонними, и нацепи их укрепляют поочередно. Но в целом резцы подразделяют на типы взависимости от их профиля. При внимательном изучении «фигур», образуемыхверхними и боковыми гранями, можно выделить два «граничных» варианта: «семерку»с острым углом между кромками и закругленный «серп». Первый вариант называютчизель (от англ. chisel – резец, долото), второй – чиппер (от англ. to chip –рубить в щепу).
Чизельные зубцы отличаются высокими производительностью искоростью пиления. За счет своей конфигурации они имеют меньшую площадь контактас древесиной при работе, что уменьшает сопротивление резанию. Этопрофессиональный вариант, но он очень чувствителен к абразивной среде, быстротупится при работе с «грязной» древесиной, а при заточке требует четкой выдержкивсех углов и параметров.
Серпообразный профиль – чиппер – менее эффективен, так какплощадь контакта с древесиной у него несколько больше, но и ухаживать за нимнамного легче – скругленный угол не столь болезненно отзывается нанезначительные погрешности при заточке. Подобные звенья хороши при работе сзагрязненной древесиной.
Все остальные варианты профилей – различные модификации двухописанных выше.
Верхнюю и боковую грани режущего элемента обычно покрываюттонкой пленкой какого-либо твердого металла. Чаще всего это хром, но поройприменяют никель-фосфорный сплав. Нанесенное гальваническим методом покрытиезначительно улучшает антифрикционные свойства деталей, повышает износостойкость,твердость и, по сути, выполняет всю основную работу по перерубанию древесныхволокон. Стальная же «сердцевина» служит подложкой или основой под покрытие.Ведущие звенья (хвостовики) обеспечиваютдвижение цепи, передавая вращение от двигателя через ведущую звездочку, а такжестабильное положение цепи на пильной шине. При этом цепь передвигается поспециальному пазу, предусмотренному в конструкции направляющей шины. «Побочной»обязанностью ведущего звена является распределение смазки от ведущей звездочки(куда ее подает масляный насос) по всей шине и цепи. Следует отметить, чтоколичество хвостовиков играет основную роль в обозначении длины цепи дляопределенной длины пильной шины, что облегчает правильный выбор и соответствиетипоразмеру.Соединительные звенья, соответствуя своемуназванию, объединяют режущие и ведущие части в единое целое, именуемое пильнойцепью.

Режущее звено Параметры режущего звена Глубина резания Угол заточки верхней грани Режущий угол Угол боковой грани Типы режущих звеньев Режущее звено чизельного типа Режущее звено чипперного типа Порядок следования звеньев Стандартный С полупропуском С пропуском

Технологические усовершенствования

Разработанная Джозефом Коксом концепция режущего звена малоизменилась за прошедшие годы. Конечно же, ее пытались модернизировать, но всепредпринимаемые усовершенствования касались либо системы смазки, либо борьбы свибрацией и обратной отдачей.Система смазки. Смазка цепи и шины – оченьважный фактор. Конструкция цепных пил включает насос, подающий масло из бака крежущей системе через специальные отверстия. А вот дальше его распределяет самацепь. Хвостовики, проходя звездочку, «захватывают» смазку и «растаскивают» ее повсей шине и цепи. Нижнюю часть им для того и оформляют в виде крючка – чтобы«хватали» побольше, а «теряли» поменьше. Для дополнительного удержания смазки вхвостовиках высверливают специальные отверстия или фрезеруют каналы. В системесмазки нередко задействуют и соединительные звенья – в них делают дополнительныеуглубления для смазки.
Обильная смазка снижает трение и нагрев, тем самым не толькоувеличивая ресурс работы каждого элемента, но и снижая растяжение цепи. Так чтопостоянный контроль над процессом смазки – в интересах каждого пользователя.Осуществляется он достаточно просто: при разгоне цепи микроскопические каплимасла (если оно подается в достатке) образуют масляный след в виде полосы налюбой светлой поверхности (например, на стволе дерева, который собираютсяпилить), если поднести к ней конец шины. Отсутствие следа – тревожный сигнал,указывающий на отсутствие смазки и требующий немедленного решения проблемы(проверки наличия масла, чистки паза шины, регулировки насоса и т.д.). И ещеодин момент: современные бензопилы допускают установку цепей и шин различнойдлины, но прежде чем задействовать новую гарнитуру, необходимо убедиться, чтомасляный насос справится с ее «обработкой».
Для совершенствования процесса смазки многие производители вРоссии предлагают специальные масла. Они изготовлены на растительной основе(например, рапса) с использованием полимерных добавок, самонейтрализующихся втечение двух часов при попадании на растения и почву. Помимо экологическихпреимуществ, смазывающие свойства этих масел на 30% выше, чем у автомобильных.Да и расход у них примерно на 25% меньше.Борьба с вибрацией и обратным ударом.Вибрация опасна тем, что в результате ее длительного воздействия (как этобывает, например, у профессиональных вальщиков) может развиться так называемыйсимптом Рейно: в результате ухудшения кровоснабжения кончики пальцев теряют своючувствительность, болезненно реагируют на температурные изменения.
Стремление производителей снизить вредное влияниевысокочастотных колебаний сводится в основном к разработке специальныхамортизирующих деталей. Причиной вибрации являются постоянные столкновениярежущих зубьев с древесиной. В момент, когда резец ударяется рабочей кромкой одревесину, он на какую-то долю секунды останавливается, будучи зажат междудеревом и направляющей шиной. При этом часть энергии удара волной передаетсячерез цепь и ведущую звездочку на руки оператора. Еще часть также через цепьсообщается направляющей шине и, опять же, рукам оператора. Если снизить силуудара, то понизится и уровень вибрации.
Снижению тряски способствует скошенный ограничитель пропила– благодаря ему цепь движется мягче, дерево более плавно соскальзывает срежущего зуба. Этой же цели служат и специальные амортизационные выступы наведущих и соединительных звеньях.
Еще один эффективный способ – скошенная или завышенная пяткарежущего звена. Такая конструкция позволяет пильной цепи слегка просесть вмомент удара режущего зуба о древесину, и звено не сразу бьет по шине, да и силаэтого удара заметно снижена. В результате уменьшается не только вибрация, но иизнос шины и цепи.
Эти конструктивные элементы призваны помогать и при обратномударе – ситуации, возникающей, когда пользователь касается какой-либо твердойповерхности носком шины при движущейся цепи (если проводить аналогию с часовымциферблатом – сектором «от 12 до 3 часов»). При этом пила резко отскакивает,создавая травмоопасный момент. Скошенный ограничитель резания и амортизационныевыступы минимизируют этот эффект.
 

Порядок следования звеньев

Пильные цепи классифицируют, ориентируясь на их габариты,конструктивные особенности и на порядок следования звеньев. Он может бытьстандартным, с полупропуском или пропуском. В первом случае на каждый резецприходится два ведущих звена. Во втором – каждое третье режущее звено замененосоединительным. И, наконец, в третьем случае на месте каждого второго режущегозвена установлено соединительное.
Приобрести готовую цепь с «нестандартным» чередованиемзвеньев практически невозможно – в магазинах они не встречаются. Другое дело,если цепь клепают самостоятельно. Искусственно завышенное расстояние междурезцами уменьшает их количество, а, следовательно, снижает себестоимость. Однакоувеличение этой дистанции усиливает вибрацию, снижает производительность искорость пиления.
 

Уход и обслуживание пильных цепей

Пильная гарнитура – то есть цепь, шина и ведущая звездочка –это расходный материал, и, естественно, при приобретении пользователя интересуетвопрос: надолго ли этого материала хватит? Но здесь точного ответа несуществует, так как «срок годности» вышеозначенных деталей во многом зависит оттипа работ, которые будут выполнять с их помощью, от степени ухода за ними ит.п. Загрязненный распиловочный материал и неаккуратное обращение значительноснижают срок службы. К примеру, если во время работы коснуться кончиком шиныземли, то заточка быстро «уходит» – песок (т.е. абразив) в сочетании с высокойскоростью движения очень быстро «сносят» ее. Гвоздь в старом бревне,разделываемом на дрова, порой способен погубить даже новую цепь без надежды нареанимацию. И нет нужды напоминать, что подобные моменты опасны не только дляцепи и пилы, но и для самого оператора.
Если же все детали будут вовремя и качественно смазываться,зубцы – получать должную и аккуратную заточку, то одной шины хватит примерно наодну ведущую звездочку и три-четыре цепи. Причем цепи желательно использоватьпоочередно: сегодня – одну, завтра – другую и так по кругу. Тогда шина,звездочка и сами цепи будут изнашиваться равномерно. Если же использовать лишьодну цепь, оставив другие «про запас», то, когда до них дойдет очередь, онибудут работать с «проскальзыванием», испытывая дополнительные динамические ударыпри движении, и выйдут из строя намного быстрее. А все потому, что ведущаязвездочка износится под конфигурацию хвостовиков первой цепи.Обкатка новой цепи – рекомендованнаяспециалистами последовательность действий, обеспечивающая ей долгую «трудовую»жизнь. Первый шаг – замачивание цепи в масле в течение нескольких часов. Смыслмероприятия очевиден: смазка успевает затечь во все мелкие щели, надежно«пропитать» детали и трущиеся соединения. Второй шаг – установка цепи на шину икратковременная «прогонка» на холостых оборотах. Остановив после этогодвигатель, нужно проверить натяжение цепи и при необходимости подтянуть ее,предварительно остудив. И уже после этого, проведя несколько пропилов сминимальным нажимом на шину и перепроверив натяжку цепи, приступатьнепосредственно к работе.Натяжка цепи — очень важный момент. Цепь,натянутая недостаточно, будет болтаться и может соскочить с шины или дажелопнуть. Перетяжка также ничего хорошего не сулит – это чрезмерный износ иповышенные нагрузки на двигатель. Кроме того, конструкция практически всех пилтакова, что натяжка цепи укрепляет и шину – в «расслабленном» состоянии шинасвободно ходит влево-вправо. Для проверки достаточно в верхней части шины,примерно в середине или чуть ближе к кончику, взять цепь за зубец и потянутьвверх. При правильном натяжении примерно треть хвостовика остается в пазу шины.Если больше – цепь перетянута, меньше – недотянута. При этом сама цепь должнасвободно перемещаться рукой.Смазка. О необходимости тщательной смазкицепи мы уже упоминали. Но даже если цепь и пила оборудованы различными системамиулучшения смазки, предварительное замачивание цепи в масле ей не повредит, а,наоборот, снизит вызванный трением износ и обеспечит более протяженный срокслужбы.Заточка цепи требует соблюдения двухправил. Во-первых, следует контролировать остроту углов режущего звена, высотуограничителя пропила и соответствие этих параметров изначально заданным назаводе. И, во-вторых, четко контролировать идентичность габаритов всех режущихзвеньев одной цепи.
Чем же грозит несоблюдение этих принципов? Так, если на всехрежущих элементах углы будут одинаковые, но неправильные, пользователь рискуетполучить либо заниженную производительность, либо усиленную вибрацию и нагрузкуна двигатель. При различных углах заточки из-за неравномерной нагрузки нарежущие элементы усилится вибрация и возрастет вероятность разрыва цепи. Вовсяком случае, преждевременный выход из строя ей будет обеспечен.
Вот потому-то все зубья цепи должны быть заточены равномернои под одними и теми же изначально заданными углами, которые, кстати сказать,были установлены опытным путем. Тогда цепь прослужит максимально долго иэффективно. Это не слишком сложная задача, специальные приспособления длязаточки цепи позволяют, не задумываясь и не прибегая к точным измерительнымприборам, выдерживать заданные параметры.
Еще один важный момент – отслеживание малейших трещин,потертостей и побитостей, способных привести к разрыву цепи. Если цепь рвется впроцессе работы, она соскальзывает с шины и на большой скорости отлетает вниз,под ноги оператору. Во избежание несчастных случаев на всех пилах устанавливаютцепеуловитель в виде выступа. И все равно лишнее внимание не повредит.
Каждому пользователю будет небезынтересно узнать, что любаяновая запечатанная в пакетик цепь – всего лишь штамповка, и, подточив ее, можноповысить производительность примерно на четверть. Кроме того, у новых цепейвысота ограничителя пропила, а фактически толщина получаемой стружки,автоматически «настроена» на минимальное значение, т.е. для условий работы в«суровых» условиях (зима, мерзлая и твердая древесина и т.д.). И если распиловкапроизводится летом, а ее объект – свежесрубленная сосна, есть резон подправитьограничитель (применив специальный шаблон) для ускорения работы.