Голяков А.Д. Проектирование участков лесопильных цехов

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования Российской Федерации

Архангельский государственный технический университет

А. Д. ГОЛЯКОВ

доцент, кандидат технических наук

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКОВ

ЛЕСОПИЛЬНЫХ ЦЕХОВ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано Министерством образования Российской

Федерации в качестве учебного пособия для студентов

высших учебных заведений, обучающихся по специальности

'Технология деревообработки"

АРХАНГЕЛЬСК

1999

Рассмотрено и рекомендовано к изданию Управлением

учебного книгопечатания библиотек и медиатек Министерства

образования Российской Федерации 19 февраля 1999 г.

Рецензенты:

• А.М.КОПЕИКИН, ст. науч. сотр. ОАО "Научдревпром-

ЦНИИМОД", канд. техн. наук,

• С.Н. РЫКУНИН, проф. кафедры лесопиления Московского

государственного университета леса, д-р техн. наук

Ответственный редактор В. Г. ТУРУШЕВ, д-р техн. наук, проф.,

акад. РАЕН

УДК

674.093

ГОЛЯКОВ А.Д. Проектирование участков лесопильных цехов:

Учебное пособие.- Архангельск: Изд-во АГТУ, 1999. -100 с.

В пособии рассмотрены варианты технологии отдельных участков

лесопильных цехов. Приведена уточненная методика и справочные

материалы технологических расчетов оборудования.

Предназначено для студентов факультетов механической технологии

древесины.

Ил.

36, табл. 8, библиогр. 28 наименований.

Печатается в авторской редакции

технический университет, 1999

ВВЕДЕНИЕ

Лесопильное производство может быть общим

или

специализированным

на

выпуск лялопродукцни того

или

иного вида

(пиломатериалы, заготовки, шпалы)

назначения (товарная,

для

внутризаводской переработки

на

изделия

из

древесины).

Товарные пиломатериалы могут поставляться потребителям

соответствии

требованиями общероссийских стандартов (ГОСТов

24454-80, 26002-83, 8486-86 и др.) или с

теми

или

иными

отступлениями

от

стандартов

соответствии

двухсторонними

договорами, вплоть

до

поставки

виде полуфабрикатов

пиломатериалов

двухкантных брусьев, необрезных досок

горбылей

произвольных размеров.

Степень обработки пиломатериалов

лесопильном цехе,

предназначаемых

для

внутризаводской переработки, определяется

оптимальностью разделения технологического процесса между

лесопильным

деревообрабатывающим производствами. Критериями

оптимальности обычно служат

или

уровень комплексного

использования сырья,

или

себестоимость готовой продукции,

или то и

другое вместе взятые. Значительное влияние

на

технологию

лесопильного производства оказывает характеристика

перерабатываемого сырья (размеры, качество)

объемы переработки.

Учитывая

все

многообразие требований

продукции,

лесопильные производства могут проектироваться

полным

или

сокращенным циклом технологических операций. Простейшее

лесопильное производство может состоять только

из

одной

технологической операции

распиловки бревен

или

брусьев.

Например,

при

использовании одно-пильных бревнопильных станков

в результате получаются обрезные, одностороннеобрезные

необрезные доски

горбыли различных размеров.

Это

самый простой

вид лесопиления.

При необходимости выпуска товарных пиломатериалов

экспортного назначения, которые должны полностью

неукоснительно отвечать требованиям соответствующих стандартов,

технологический процесс производства должен включать

себя

все

известные технологические операции, и в первую очередь (после

распиловки) обрезку и торцовку досок.

Распиловка - это продольное деление бревна одной или

несколькими пилами на пиломатериалы. Обрезка - это формирование

ширины доски. В пособии имеется в виду обрезка обзольных кромок

необрезных досок параллельно их продольным осям с целью

получения чистообрезных пиломатериалов параллелепипедной формы

или с обзолами допускаемых размеров (в соответствии с ГОСТ

24454-

80). С целью получения пиломатериалов более высокого качества

или кусковых отходов обрезки (реек), пригодных для вторичного

использования в целом (не измельченном) виде, в некоторых случаях

ось обрезной доски может отклоняться от оси необрезного

полуфабриката до положения, параллельного одной из обзольных

кромок (обрезка параллельно образующей).

Торцовка - это операция формирования длины пиломатериалов. На

предприятии операция торцовки досок может осуществляться

неоднократно: предварительная - для создания благоприятных

условий выполнения последующих производственных операций

(обрезка, подсортировка, транспортировка, сушка пиломатериалов) и

окончательная - на стандартную иди требуемую длину. От

рациональности проведения операций распиловки, обрезки и

торцовки в значительной степени зависит эффективность

лесопильного производства в целом.

В соответствии с основными технологическими операциями

лесопильный цех можно рассматривать, проектировать или

реконструировать по участкам, соединяя их в желаемой комбинации.

Предлагаемое учебное пособие может облегчить работу

студентов над дипломными проектами реконструкции или

проектирования лесопильных цехов.

1. УЧАСТОК РАСПИЛОВКИ

Сырье

В качестве сырья для производства пиломатериалов используются

круглые лесоматериалы. В стандартах на круглые лесоматериалы

[10] определены основные характеристики пиловочного сырья в

зависимости от назначения пиленой продукции. Основой для

определения назначения лесоматериалов является получение

наибольшего объемного выхода основной продукции с учетом наиболее

распространенных схем раскроя (рис. 1).

а 6 в г д еж з

Рис.1.

Схемы продольного раскроя круглых лесоматериалов:

а-развальная, б-брусово-развальная, e-крутовая. г-для выработки

необрезных шпал, д-для выработки обрезных шпал, е-секторная, ж-

развально-сегментная, з-брусово-сегментная

По развальной схеме выпиливаются необрезные доски смешанной

распиловки - с различным расположением пластей (пропилов)

относительно годовых слоев древесины. Схема позволяет выпиливать из

сырья пиломатериалы максимально возможной ширины. При

распиловке круглых лесоматериалов по брусово-развальной схеме

получаются необрезные и обрезные пиломатериалы смешанной

распиловки с более рациональным, чем в первом случае,

использованием качественных зон лесоматериалов. Одни доски

выпиливаются только из центральной (ядровой или спелодревесной)

части, другие - из периферийной (заболонной), возможно бессучковой,

зоны бревна. Использование брусово-развальной схемы упрощает

процесс планирования выпиловки обрезных пиломатериалов заданных

сечений в требуемом количестве. Круговая схема позволяет полнее

использовать качественные зоны круглых лесоматериалов пониженного

качества, например с сердцевинной гнилью. В результате распиловки

получаются необрезные, обрезные, одностороннеобрезные доски и

горбыли. Назначение схем гид ясно из названия. Эти схемы

отличаются отсутствием симметрии пропилов и ограниченным их

количеством. Схемы е, ж и з позволяют получать пиломатериалы с

ориентированным расположением пластей относительно годовых слоев

древесины. Это пиломатериалы специального назначения радиальной и

тангентальной распиловки.

Для производства пиломатериалов и заготовок общего назначения

(для машиностроения, строительства, мебели и т.п.), когда

расположение годовых слоев не имеет существенного значения,

предназначаются круглые лесоматериалы хвойных пород диаметрами

14см и более, длиной 3,0...6,5м с градацией 0.25м. Для производства

экспортных пиломатериалов, учитывающих особенности зарубежных

рынков сбыта, вырабатываются круглые лесоматериалы хвойных пород

повышенного качества (1-2

сорт). Для производства экспортных

пиломатериалов черноморской сортировки - это бревна длипой

4,0...8,0м с градацией 0,25м, северной сортировки -

4,0...7,0

м с

градацией 0,3м. Наиболее распространенные схемы раскроя - развальная

и брусово-развальная

(рис.1,

а, б) - предполагают возможность

получения основной продукции из любой части бревна групповым

методом распиловки (поставом пил) за один-два прохода через станок

без учета особенностей конкретного бревна.

Для производства пиломатериалов и заготовок общего назначения

лиственных пород вырабатываются круглые лесоматериалы мягких

лиственных пород и березы длиной 2,0...6,0м, твердых лиственных

пород

1,0...6,0м

диаметрами 14см и более. Раскрой лесоматериалов

лиственных пород чаще всего ведется по развальной, реже брусово-

развальной схемам.

Для выработки пиломатериалов специального назначения служат

специальные круглые лесоматериалы, которые часто называют кряжами.

Абсолютные объемы производства пиломатериалов с

ориентированными пластями относительно годовых слоев древесины

значительно меньше, а разнообразие технических требований к

исходному сырью очень широкое: ограничение породного состава и

качества, диаметры и длины кряжей имеют различные ограничения как

со стороны минимальных, максимальных размеров, так и в отношении

их градаций.

Схемы участков распиловки

Оборудование для распиловки бревен наиболее сложное и дорогое

среди станков лесопильного цеха, поэтому оно должно использоваться

наиболее полно как по времени, так и по технической характеристике и

определять производственную мощность цеха - техническую

возможность при оптимальной организации технологии производства.

Выбор бревнопильного оборудования - наиболее ответственная и

многоплановая задача. Ее решение заключается в выборе такого вида,

типа машин и их сочетания в цехе, достоинства которых лучшим

образом соответствовали бы исходным условиям организации

производства: породному составу и размерно-качественной

характеристике сырья; объемам и спецификации подлежащих

выпиловке пиломатериалов; направлению использования отходов

производства пиломатериалов как вторичных ресурсов.

Распиловка бревен в лесопильном цехе может осуществляться на

одно-

и многопильных станках и агрегатах. Агрегаты отличаются от

станков тем, что выполняют одновременно не только функцию

продольного деления на пиломатериалы, но и переработку горбыльных

и реечных частей бревен или брусьев на технологическую щепу.

Поставляются бревнопильные станки обычно в комплекте с

необходимым околостаночным оборудованием.

Однопильные бревнопильные станки могут быть с дисковыми (типа

ЦДТ6) и ленточными (типа ЛБ-150) пилами. Эти станки универсальны,

т.к. позволяют реализовать любую схему раскроя круглых

лесоматериалов последовательным поштучным отпиливанием

пиломатериалов. Однако экономически целесообразно однопильные

станки использовать для раскроя лесоматериалов специального

назначения по специальным (несимметричным) поставам или для

индивидуальной распиловки сырья пониженного качества, когда на

основе оценки качества каждого конкретного бревна приходится

пропилами "обходить" загнившую сердцевинную или заболонную части,

стремясь полнее использовать здоровую древесину. В результате

распиловки получаются обрезные и необрезные доски и горбыли. В

зависимости от схемы раскроя могут получаться так же доски с одной

обрезанной кромкой.

Технология индивидуального подхода к раскрою каждого бревна

позволяет вести распиловку без предварительной сортировки сырья, но

поступательно-возвратное его перемещение для отпиливания каждой

доски и большие затраты времени на вспомогательные

(непроизводительные) операции не способствуют высокой

производительности станков. В случае использования однопильных

станков для распиловки сырья для пиломатериалов общего назначения

для повышения производительности целесообразно ограничивать число

пропилов, приходящееся на бревно, путем выработки пиломатериалов

больших или кратных сечений.

Типовая схема участка распиловки однопильным станком

представлена на рис.2. Сырье на участок поступает по продольному

цепному конвейеру 1 и сбрасывается на накопитель 3 автоматическим

сбрасывателем 2, представляющим из себя рычажную систему,

работающую от привода конвейера. При нажатии движущимся бревном

упора, рычаги сбрасывателя ударяют по боковой поверхности бревна,

сбрасывая его с конвейера. В исходное положение система приходит

под действием противовеса. Накопитель может представлять из себя

горизонтальный цепной поперечный конвейер с упорами, вмещающий

4-5 бревен, приямок с наклонным поперечным конвейером или

наклонную горку с устройством поштучной выдачи в виде отсекателя.

Устройством поштучной выдачи 4 бревна подаются на тележку 5.

Базирование и ориентирование предмета обработки относительно пилы

осуществляется манипулятором 6 с гидравлическим или

пневматическим приводом, отпиливание пиломатериалов

периодическим надвиганием тележки на пилу, чередующимся с

холостым возвратом в исходное положение. Пиломатериалы,

получающиеся в результате распиловки, могут удаляться одним из

выносных конвейеров 8, 9 или предварительно рассортировываться с

помощью шиберного устройства 10 по назначению. Например, шпалы

поперечным конвейером 9 могут перемещаться на участок

пакетирования (пиломатериалы кратного сечения, двухкантные брусья,

сегменты и сектора на вторичную распиловку), а горбыли и тонкие

доски с помощью роликового или ленточного конвейера 8 - на участок

обрезки или торцовки.

Наиболее распространены многопильные бревнопильные станки,

имеющие более высокую производительность благодаря распиловке

всего бревна за один или два прохода поставом пил. Постав пил уста-

Рис.2.

Схема участка с одиопнльным бревнопильным станком:

1-продольный конвейер; 2-сбрасыватель; 3-накопитель; 4-устройство поштуч-

ной выдачи; 5-базирующая тележка; 6-манипулятор, 7-односильный ставок; 8-

продольный конвейер; 9-поперечный конвейер; 10-лшберное устройство

навливается в станок в соответствии с размерно-качественной харак-

теристикой сырья. Бревна в течение некоторого периода времени, оп-

ределяемого стойкостью пил и режимом работы цеха (желательно не

менее полусмены), распиливаются по одному плану (поставу), поэто-

му требуется создание на складе оперативного запаса бревен, рассор-

тированных на определенные размерно-качественные группы. На

предприятиях большой производственной мощности, когда установ-

лено несколько бревнопильных машин, специализированных на рас-

пиловку сырья разных групп, накопление оперативных запасов сорти-

рованного сырья не приводит к особым затратам, если же бревно-

пильная установка всего одна, то затраты на осуществление сорти-

ровки и поддержание определенной величины оперативного запаса

могут существенно снизить или даже ликвидировать эффект произ-

водства, достигаемый за счет более высокой производительности

многопильного станка. Распиловка же одним и тем же поставом пил

бревен разных размерно-качественных групп (например, нескольких

номинальных диаметров) снижает объемный выход пиломатериалов,

т.е.

ухудшает использование сырья и снижает общую эффективность

производства.

Многопильные станки для распиловки бревен в настоящее время

очень широко представлены вертикальными лесопильными рамами

разных моделей разной производительности (одно-, полтора-, двух-

этажные разных просветов), крутлопильньши станками для

распиловки брусьев.

На рамах в нашей стране распиливается большая часть

пиловочного сырья. Это объясняется невысокой сложностью

устройства, широкой гаммой моделей, а главное - высоким качеством

распиловки, т.к. полосовые рамные пилы, закрепленные в пильной

рамке, более устойчивы в работе, чем ленточные или дисковые,.

Расход древесины в опилки зависит от толщины применяемых пил

(2,0, 2,2, 2,5мм), выбор которой, в свою очередь, зависит от толщины

распиливаемого сырья (высоты пропилов) и мощности механизма

резания. Устройства базирования в виде двух тележек

механизированной зажимной и неприводной поддерживающей,

способных поворачивать бревна вокруг продольной оси и перемещать

их задние концы по горизонтали, позволяют учитывать некоторые

индивидуальные особенности бревен (форму, наличие трешин) при

распиловке. Существующая гамма лесопильных рам позволяет

подбирать оборудование с разной производительностью для

эффективной распиловки сырья практически любых размерных групп

(диаметров, длин).

Многопильные бревнопильные станки с дисковыми пилами в

настоящее время выпускаются только для распиловки брусьев

(оказалось относительно сложно базировать круглые бревна в

станке). Это, как правило, высокоскоростное оборудование, но с

ростам толщины распиливаемых брусьев требуются пилы больших

диаметров. Для обеспечения устойчивости пил больших диаметров в

работе повышается их толщина (больше, чем на лесопильных рамах),

что вызывает чрезмерный рост потерь древесины в опилки.

Применение для распиловки толстых брусьев каскада пил

способствует появлению технического брака из-за вероятного

несовпадения пропилов в виде кинематической неровности пиленой

поверхности (провес).

Основной характеристикой многопильных бревнопильвых

станков, которой руководствуются при выборе оборудования в

первую очередь, является величина просвета В, см, с которой