Kdy zvolit kloubovou a kdy dvousloupovou pásovou pilu

Pásové pily jsou dlouhodobě jedním z nejprodávanějších strojů pro dělení kovových materiálů, zejména díky možnosti velkého prořezu materiálu, dobré cenové dostupnosti stroje, nízké cenně nástroje a nízké energetické náročnosti. Naproti tomu třeba kotoučové pily mají čistší a rychlejší řez.

I přes zdánlivě jednoduchý princip kontinuálního pásu je konstrukce moderní pásové pily výsledkem komplexního technického návrhu, který musí respektovat zejména fyzikální limity samotného pilového pásu. Pilový pás je totiž nástroj s velmi ostrými, ale zároveň křehkými zuby. Zejména nadměrné vibrace, mohou vést k jejich ulamování nebo ke zničení celého pásu. Konstrukce pily je proto vždy do značné míry podřízena požadavku na minimální vznik vibrací během řezného procesu.

V tomto kontextu se zásadně liší dvě hlavní konstrukční platformy: kloubové pásové pily, kde se rameno pohybuje po kruhové dráze kolem jediného čepu, a dvousloupové pásové pily, jejichž rameno je vedeno v lineárním směru po dvojici paralelních sloupů. Tyto konstrukční rozdíly významně ovlivňují stabilitu, přesnost i rychlost řezání. Následující text detailně rozebírá mechanické principy obou systémů, důvody rozdílů v rychlosti řezání plných a profilových materiálů, dopady vibrací na životnost nástrojů a celkovou optimalizaci řezného procesu.

Kloubové pásové pily a jejich konstrukční charakteristiky

Kloubové pásové pily používají rameno uchycené na jediném otočném kloubu. Při řezu se rameno pohybuje po oblouku, což konstrukčně zjednodušuje a zlevňuje celý systém. Rameno lze obvykle natáčet v širokém rozsahu, což je výhodné v zakázkové výrobě, kde je potřeba často měnit úhel řezu i typ materiálu.

Tato konstrukční jednoduchost však vede k určitému omezení v oblasti mechanické stability. Protože rameno během řezu nepostupuje lineárně, ale po kruhové křivce, není možné dosáhnout stejné rychlosti klesání pilového pásu v celé šířce řezného kanálu. Výsledkem je proměnlivá řezná síla v různých částech řezu a zvýšená tendence k mikrovibracím. Tyto vibrace, i když jsou na první pohled malé, mohou být pro pilový pás významným zdrojem destruktivního zatížení, zejména u tvrdších materiálů nebo při snaze o vyšší produktivitu. U dělení tenkostěnných profilů, nemusí být tato vlastnost zásadní. Ovšem při řezání plných materiálů vede ke zpomalení procesu řezání a ke zvýšení nároků na obsluhu i nastavení stroje. To je také jedním z důvodů, proč jsou kloubové pily v praxi pomalejší při řezání plných materiálů.

Ačkoliv lze na kloubových pilách používat různé typy bimetalových pilových pásů, jejich konstrukční tuhost bývá často nedostatečná pro ekonomické nasazení tvrdokovových pilových pásů. Ty sice poskytují podstatně vyšší řezné rychlosti, ale jsou výrazně citlivější na vibrace a nepravidelnosti v řezném zatížení. Z tohoto důvodu bývá použití tvrdokovových pásů na kloubových pilách technicky možné, ale v drtivé většině případů neekonomické.

Dvousloupové pásové pily: stabilita, lineární vedení a vysoká produktivita

Dvousloupové pásové pily představují konstrukční řešení zaměřené primárně na eliminaci vibrací a maximalizaci přesnosti. Rameno vedené po dvou paralelních sloupech se pohybuje v přesné lineární dráze, ideálně po lineárním vedení, téměř bez vůlí. Oboustranné uložení ramene minimalizuje mechanické kmity a umožňují rovnoměrné rozložení zatížení na pilový pás po celou dobu řezu v celé šířce řezného kanálu.

Právě tato stabilita je klíčovým faktorem, proč mohou dvousloupové pily při řezání plných materiálů dosahovat až násobně vyšší rychlosti řezání oproti pilám kloubovým i se standardním bimetalovým pilovým pásem. Kromě vyšší tuhosti konstrukce je důležitým faktorem také schopnost udržet konstantní lineární rychlost klesání pásu do řezu. Díky tomu je řezná síla stabilní a řez probíhá teoreticky bez mikrovibrací, které by jinak poškozovaly zuby pásu nebo snižovaly jeho životnost.

Rozdíl v rychlosti řezání se však liší podle typu materiálu. Zatímco u plných průřezů je nárůst rychlosti velmi výrazný (i při použití standardních pilových pásů), u profilových materiálů (zejména tenkostěnných) jsou rozdíly menší, často v jednotkách či nízkých desítkách procent.

Dvousloupové pily díky své tuhosti umožňují nasadit tvrdokovové pilové pásy jako standardní řešení. Tvrdokovové pásy vyžadují maximální stabilitu řezného procesu a při použití na stroji s nízkou tuhostí by jejich zuby byly vystaveny nadměrnému riziku poškození. Na dvousloupových pilách však tvrdokovové pásy umožňují dramatické zvýšení produktivity, zejména u vysoce legovaných ocelí, nerezí a dalších materiálů s vysokou pevností.

Dynamika řezného procesu a vliv vibrací

Vibrace jsou jedním z hlavních nepřátel pilového pásu. Kromě negativního dopadu na kvalitu řezu způsobují zejména lokální přetěžování jednotlivých zubů. Ostré, ale křehké zuby pilových pásů (a to jak bimetalových, tak tvrdokovových) mají malou toleranci vůči rázům a mikrokmitům, které vznikají při nerovnoměrné řezné síle. Proto je z konstrukčního hlediska celá pila navržena tak, aby omezila vznik vibrací na minimum: od masivního rámu přes vedení pilového pásu, přesné uložení ložisek, geometrickou stabilitu ramen až po tlumení vibrací v místě svěráku.

Kloubová konstrukce s jedním otočným bodem je z principu náchylnější na vznik vibrací, protože umožňuje více stupňů volnosti pohybu. Oproti tomu dvousloupová konstrukce s lineárním vedením poskytuje výrazně vyšší úroveň pasivního tlumení. Tento rozdíl je tak zásadní, že v praxi významně ovlivňuje celkovou ekonomiku provozu - zejména při použití tvrdokovových pilových pásů, které jsou rychlejší než bimetalové, ale současně i citlivější na porušení.

Závěr

Každá z konstrukčních koncepcí pásových pil má své jasně definované technické silné stránky. Kloubové pásové pily nabízejí vysokou flexibilitu, snadnou možnost úkosových řezů a konstrukční jednoduchost vhodnou pro univerzální dílenské použití. Dvousloupové pásové pily poskytují mimořádnou stabilitu, přesnost a vysokou produktivitu zejména při řezání plných a vysoce pevných materiálů, a to i díky možnosti efektivního nasazení tvrdokovových pilových pásů. Je však třeba počítat s tím, že dvousloupové stroje jsou konstrukčně výrazně složitější a využívají dražší technická řešení, což se promítá do jejich ceny - ta bývá běžně o 50-100 %, a v některých případech dokonce ještě více, vyšší než u srovnatelných kloubových modelů.

Společnost Pilous nabízí širokou paletu jak kloubových, tak dvousloupových pásových pil, a její odborní pracovníci na obchodním oddělení jsou připraveni doporučit optimální řešení s ohledem na požadovaný stupeň automatizace i finanční možnosti zákazníka. Samozřejmostí je i návrh vhodného příslušenství, například válečkových drah přesně koncipovaných pro daný typ provozu. Své poptávky a požadavky zasílejte na metal@pilous.cz