Über das Vorspannen von Kreissägeblättern

Zusammenfassung

Die Gleichungen für die Berechnung der verschiedenen Spannungen, die in einem umlaufenden, durch den Schnittvorgang in der Zahnzone erwärmten, vorgespannten Kreissägeblatt auftreten, werden abgeleitet. Dabei zeigt sich, daß in einem umlaufenden Kreissägeblatt infolge der Fliehkraftbeanspruchung sowohl in radialer als auch in tangentialer Richtung nur positive Spannungen, also Zugspannungen, entstehen. Während die Größtwerte der Radialspannungen unmittelbar am Spannflansch auftreten und fast linear zum Sägeblattrand hin auf Null abfallen, hat die Tangentialspannung ihr Maximum zwischen Spannflansch und Sägeblattrand.

Die durch eine von verschiedenen Forschern nachgewiesene kubische Temperaturverteilung erzeugte Radialspannung ist immer positiv und hat ihren, Größtwert am Spannflansch. Von dort fallen die Radialspannungen fast linear zum Außenrand ab, wo sie nach der Randbedingung den Wert Null erreichen. Die Tangentialspannungen folgen etwa dem Verlauf einer nach unten geöffneten Parabel. In der Nähe des Spannflansches hat die Tangentialspannung Zugspannungscharakter, während sich am Rand starke Druckspannungen ergeben. Um diese Druckspannungen zu kompensieren, werden die Sägeblätter durch Walzen oder Hämmern einer ringförmigen, Zone vorgespannt, d.h., es werden im Gebiet außerhalb des Walzringes tangentiale Zugspannungen erzeugt. Daneben entstehen in diesem Gebiet radiale Druckspannungen und im Gebiet innerhalb des Walzringes radiale und tangentiale Druckspannungen. Diese Vorspann-Spannungen sind abhängig von den Abmessungen des Sägebiattes, vom Durchmesser des Walzringes und dem radialen Walzdruck in der Sägeblattebene, der wiederum unmittelbar von der radialen Dehnung der Walzspur (Walzspurverbreiterung) abhängig ist.

Summary

The equations for calculating various stresses which appear in rotating, heated, and prestressed sawblades were derived. The results show that the centrifugal force both in radial and in tangential direction generates only positive stresses, that means tensile stresses. Whereas the maximum values of the radial stresses appear near the clamping flange and decrease nearly linearly to zero towards the sawblade rim, the maximum of the tangential stress lies between clamping flange and sawblade rim.

The temperature distribution, due to cutting, always generates positive radial stresses. The radial stresses have their maximum near the clamping flange and decrease nearly linearly towards the sawblade rim, according to the boundary conditions. The tangential stresses, plotted against the diameter ratio, lead to parable-like curves opened downwards. Near the clamping flange the tangential stresses are positive, that means tensile stresses, whereas there are strong compressive stresses on the rim. In order to compensate for these compressive stresses the sawblades are tensioned by rolling or by hammering in a circular range, that means that tangential tensile stresses are generated in the region outside the rolling circle. Moreover, radial compressive stresses arise in the same region. In the region within the rolling circle radial and tangential compressive stresses occur. The tensioning stresses depend on the sawblade dimensions on the rolling circle diameter, and on the radial rolling compression in the sawblade plane, which on the other hand depends on the radial extension of the rolling circle.