Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Лесопильно-деревообрабатывающие производства лесозаготовительных предприятий

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 757077.01.01
Доступ онлайн
от 724 ₽
В корзину
В учебном пособии рассмотрены особенности организации лесопильно-деревообрабатывающих производств на лесозаготовительных предприятиях в различных природно-производственных условиях, даны рекомендации по выбору направлений переработки, приведены типовые технологические схемы лесопильно-деревообрабатывающих участков и цехов. Предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся по направлениям подготовки «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», «Лесное дело», аспирантов очной и заочной форм обучения по направлениям подготовки «Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование в сельском, лесном и рыбном хозяйстве», «Лесное хозяйство» и специальности «Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины».
Азаренок, В. А. Лесопильно-деревообрабатывающие производства лесозаготовительных предприятий : учебное пособие / В.А. Азаренок, Н.А. Кошелева, Б.Е. Меньшиков. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 601 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — doi 10.12737/1851516. - ISBN 978-5-16-017400-6. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1851516 (дата обращения: 16.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ - БАКАЛАВРИАТ

серия основана в 1 996 г.




            В.А. АЗАРЕНОК
            Н.А. КОШЕЛЕВА
            Б.Е. МЕНЬШИКОВ


ЛЕСОПИЛЬНОДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИЕ
ПРОИЗВОДСТВА
ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ


            УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ


2-е издание, переработанное и дополненное


             Рекомендовано УМО по образованию в области лесного дела в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров 35.03.02, 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»


znanium.com

Москва ИНФРА-М 2022


�ДК 674.093(075.8)
ББК 37.132я73

     А35


      Рецензенты:
         Уральский научно-исследовательский институт переработки древесины (генеральный директор — доктор технических наук Гороховский А.Г.);
         Мехренцев А.В. — начальник отдела лесного комплекса Правительства Свердловской области;
         Сергеев В.В. — доктор технических наук, профессор Кудымкарского филиала Удмуртского государственного университета

      Азаренок В.А.
А35 Лесопильно-деревообрабатывающие производства лесозаготовительных предприятий : учебное пособие / В.А. Азаренок, Н.А. Кошелева, Б.Е. Меньшиков. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 601 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/1851516.


         ISBN 978-5-16-017400-6 (print)
         ISBN 978-5-16-109946-9 (online)

         В учебном пособии рассмотрены особенности организации лесопильно-деревообрабатывающих производств на лесозаготовительных предприятиях в различных природно-производственных условиях, даны рекомендации по выбору направлений переработки, приведены типовые технологические схемы лесопильно-деревообрабатывающих участков и цехов.
         Предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся по направлениям подготовки «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», «Лесное дело», аспирантов очной и заочной форм обучения по направлениям подготовки «Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование в сельском, лесном и рыбном хозяйстве», «Лесное хозяйство» и специальности «Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины».


УДК 674.093(075.8)
ББК 37.132я73




                                      © Уральский государственный лесотехнический университет, 2015


ISBN 978-5-16-017400-6 (print)
ISBN 978-5-16-109946-9 (online)

© Азаренок В.А., Кошелева Н.А., Меньшиков Б.Е., 2022,

с изменениями


               ОГЛАВЛЕНИЕ





Введение....................................................... 7
Раздел I. Лесопиление.......................................... 9
  1. Общие сведения о лесопильном производстве................. 9
    1.1. Характеристика сырья.................................. 9
    1.2. Характеристика продукции лесопильного производства... 19
    1.3. Раскрой пиловочного сырья............................ 26
    1.4. Производственные процессы лесопильных цехов....     46
  2.  Лесопильные цехи на базе лесопильных рам................ 52
    2.1. Характеристика оборудования цехов с лесопильными рамами...................................................... 53
    2.2. Структурные схемы технологических потоков и планы цехов   71
  3.  Лесопильные цехи на базе агрегатного оборудования.     91
    3.1. Характеристика технологического оборудования...       93
    3.2. Область применения агрегатного оборудования в лесопилении.................................................... 100
    3.3. Структурные схемы технологических потоков и планы це-ховнаагрегатном оборудовании............................. 102
  4.  Лесопильные цехи и потоки на базе круглопильных станков проходного типа..................................... 118
    4.1. Характеристика технологического оборудования...      118
    4.2. Структурные схемы технологических потоков и планы цехов   123
  5.  Лесопильные цехи и потоки на базе круглопильных станков периодического действия............................. 134
    5.1. Характеристика технологического оборудования...      135
    5.2. Структурные схемы технологических потоков и планы цехов   145
  6.  Лесопильные цехи и потоки на базе ленточнопильных станков и ленточнопильных комплексов.................... 160
    6.1. Область применения.................................. 160
    6.2. Горизонтальные ленточнопильные станки и многоленточные комплексы............................................ 163
    6.3. Вертикальные ленточнопильные станки периодического действия................................................. 175


3


 7.  Лесопильные цехи на базе различного вида головного технологического оборудования............................ 187
    7.1. Лесопильные цехи на базе лесопильных рам и фрезерно-брусующихстанков..................................... 188
    7.2. Лесопильные цехи на базе лесопильных рам и круглопильных станков проходного типа.......................... 195
    7.3. Лесопильные цехи на базе лесопильных рам и однопильных ленточнопильных или круглопильных станков........ 198
  8.  Специализированные и дополнительные потоки в лесопильных цехах......................................... 202
    8.1. Специализированные цехи и потоки по переработке пиловочного сырья на пилопродукцию различного целевого назначения................................................ 203
    8.2. Дополнительные потоки по переработке пиломатериалов на короткомерную пилопродукцию....................... 214
  9. Склады пиловочного сырья............................ 224
    9.1. Организация запасов сырья....................... 224
    9.2. Типы штабелей временного хранения сырья......... 227
    9.3. Сортировка круглых лесоматериалов............... 230
    9.4. Окорка пиловочного сырья........................ 239
    9.5. Основные меры защиты сырья от повреждений....... 246
    9.6. Технологические схемы складов сырья............. 249
10. Сортировка сырых пиломатериалов и планировка участков лесопиления на лесных складах................... 254
    10.1. Значение сортировки пиломатериалов............. 254
    10.2. Технология сортировки сырых пиломатериалов......... 256
    10.3. Планировка участков лесопиления на лесных складах.... 262
11. Расчет производительности и количества оборудования.... 276
    11.1. Необходимость и порядок расчета................ 276
    11.2. Расчет производительности головного оборудования... 278
    11.3. Расчет количества головного оборудования в потоках. 292
    11.4. Расчет производительности и количества станков в потоке за головным оборудованием............................ 295
    11.5. Общие положения по расчету транспортного оборудования в потоках............................................ 300
Раздел И.Сушка пиломатериалов............................ 301
12. Общие сведения о сушке пиломатериалов................ 301
    12.1. Значение, категории качества, способы сушки.... 301

4


     12.2. Сушильные камеры периодического действия, процесс сушкивкамере............................................ 309
      12.3. Сушильные камеры непрерывного действия, процесс сушки в камере.......................................... 317
      12.4. Основные операции и оборудование технологических потоковпо сушке пиломатериалов.......................... 323
      12.5. Атмосферная сушка пиломатериалов.................. 330
   13. Основы организации сушки пиломатериалов на лесных складах................................................ 337
      13.1. Общиеположения.................................... 337
      13.2. Ресурсы и характеристика древесного сырья для производства тепловой энергии................................ 340
      13.3. Сушильно-энергетические комплексы на древесном топ      ливе. Методы теплоснабжения сушильных камер.....         345
      13.4. Обработка сухих пиломатериалов, хранение и отгрузка потребителям............................................ 359
      13.5. Основы проектирования и примеры планировочных ре      шений технологических потоков по сушке пиломатериалов... 365
Раздел III. Деревообработка................................... 377
   14. Общие сведения о деревообработке....................... 377
      14.1. Виды деревообрабатывающих производств............. 377
      14.2. Технологический процесс, его стадии и последовательность................................................... 378
      14.3. Основы механической обработки древесины........... 380
      14.4. Конструкция столярно-мебельных изделий............ 393
      14.5. Основное технологическое оборудование ирежимы обработки................................................. 397
   15. Раскрой пиломатериалов и производство фрезерованных деталей................................................ 415
      15.1. Способы и схемы раскроя пиломатериалов............ 416
      15.2. Технологический процесс участка раскроя........... 424
      15.3. Производство фрезерованных деталей................ 430
      15.4. Технологические схемы участков по производству фрезерованных деталей...................................... 439
      15.5. Изготовление термообработанной древесины.......... 447
   16. Производство столярно-строительных изделий и мебели... 451
     16.1. Характеристика столярно-строительных изделий и мебели................................................. 451

5


   16.2. Общая технология изготовления столярно-строительных изделий и мебели........................................ 457
    16.3. Технологический процесс изготовления окон и дверей... 462
    16.4. Описание технологического процесса изготовления мебе    ли из массивной древесины! (на примере шкафа для посуды!) ... 469
17. Производство паркета, товаров народного потребления и промышленного назначения................................ 475
    17.1. Производство паркета............................ 476
    17.2. Производство товаров народного потребления и промышленного назначения.................................... 483
18. Производство клееных изделий.......................... 499
    18.1. Характеристика клееных изделий.................. 500
    18.2. Требования к клееным изделиям................... 501
    18.3. Назначение и виды! склеивания................... 510
    18.4. Клеи для древесины. Подготовка клея и склеиваемых материалов ............................................. 511
    18.5. Нанесение клея на склеиваемые поверхности....... 518
    18.6. Запрессовка склеиваемых материалов.............. 520
    18.7. Режимы склеивания............................... 523
    18.8. Склеивание заготовок по длине................... 526
    18.9. Изготовление клееного щита...................... 532
    18.10. Изготовление клееного бруса.................... 548
19. Основы проектирования технологических процессов деревообрабатывающих цехов...................................... 560
    19.1. Организация технологического процесса и расчет произ-водственнойпрограммы.................................. 560
    19.2. Выбор оборудования и расчет его производительности...   563
    19.3. Расчет эффективного фонда времени работы оборудования    564
    19.4. Расчет норм времени на обработку деталей и сборочных единиц................................................ 569
    19.5. Составление схемы технологического процесса, расчет необходимого количества оборудования и его загрузки.   570
    19.6. Расстановка оборудования и организация рабочих мест...  571
    19.7. Расчет сырья и материалов....................... 582

Контрольные вопросы....................................... 590
Библиографический список.................................. 597

6


               ВВЕДЕНИЕ





     До перехода нашей страны к рыночным отношениям лесопильнодеревообрабатывающие производства, как правило, были сосредоточены на крупных специализированных комбинатах, работающих на покупном сырье с требуемыми для конкретного производства объемами, породными и размерно-качественными характеристиками. Считалось, что основными видами лесопродукции, поставляемыми с нижних лесопромышленных складов лесозаготовительных предприятий, должны быть круглые лесоматериалы различного назначения, сырые пиломатериалы из низкосортного сырья, шпалы, технологическая щепа и т.д. При этом лесозаготовительные предприятия, не имеющие перерабатывающих производств, были, как правило, планово убыточными. И в настоящее время рентабельность продукции лесозаготовок в 1,4 раза ниже, чем продукции лесопильнодеревообрабатывающих производств.
      Поэтому в последние годы наблюдается явный сдвиг объемов лесопиления и деревообработки в направлении к источникам сырья, т.е. на лесозаготовительные предприятия, которые стремятся обеспечить свое выживание за счет расширения номенклатуры продукции и углубления ее переработки. Эта тенденция при уменьшении общих объемов заготовки на большинстве лесозаготовительных предприятий имеет большое значение, так как позволяет обеспечить создание постоянно действующих лесозаготовительных предприятий в районах, где они зачастую являются градообразующими. Раскрой круглого леса на пиломатериалы, сушка древесины и последующая ее переработка способствуют созданию новых рабочих мест в лесных поселках, не имеющих, как правило, других производств. При этом решается важная социальная проблема - трудоустройство женщин, которые не могут работать на других участках лесозаготовительного производства (на лесосечных работах, транспорте леса, лесоскладских работах и т.п.).

7


   Лесозаготовительные предприятия, организующие лесопильнодеревообрабатывающие производства, имеют ряд конкурентных преимуществ по сравнению с предприятиями, работающими на покупном сырье. Конкурентоспособность продукции лесопиления и деревообработки, выпускаемой предприятиями, ведущими лесозаготовительные работы, обеспечивается целым рядом факторов, к основным из которых можно отнести наличие собственных ресурсов (более дешевое сырье), возможность его рационального комплексного использования и более низкие производственные издержки (относительно меньшая арендная плата за землю, более низкий уровень заработной платы, возможность получения дешевой тепловой энергии для сушки пиломатериалов и других производственных потребностей за счет использования дров и древесных отходов, образующихся на всех стадиях технологического процесса).
    Каждое лесозаготовительное предприятие, имеющее лесопильноперерабатывающее производство, ведет свою деятельность в характерных только для него природно-производственных условиях, оказывающих влияние на все стороны организации переработки круглых лесоматериалов на высококачественную товарную продукцию. С учетом этих особенностей организации лесопильно-деревообрабатывающих производств на лесозаготовительных предприятиях и изложен материал в предлагаемом пособии.

8


�аздел I




                ЛЕСОПИЛЕНИЕ





            1.        ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛЕСОПИЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

            1.1. Характеристика сырья


    Сырьем для лесопильного производства служат круглые лесоматериалы различных пород и определенного размерно - качественного состава. В зависимости от назначения и получаемой из круглых лесоматериалов продукции в качестве сырья используются бревна или кряжи. Бревна предназначаются для выработки пиломатериалов общего назначения, а кряжи — для получения специальных видов продукции, таких, как тара, лыжные и авиационные пиломатериалы и заготовки, шпалы и др. Поэтому кряжи имеют названия - тарный, лыжный, авиационный, шпальный и др. Бревна и кряжи различаются также по размерам и качеству, что указано в стандартах на круглые лесоматериалы определенных пород.
    Для выработки продукции лесопиления применяются хвойныеи лиственные породы, произрастающие на территории России. Из хвойных пород наиболее широко используется сосна, но на некоторых предприятиях преимущественно перерабатываются ель и пихта. Лиственница и кедр используются в меньших объемах. Из лиственных пород наибольшее применение получили береза и осина, в меньшей степени - ольха и липа.
    Для того чтобы повысить эффективность переработки пиловочного сырья, при использовании древесины различных пород необходимо учитывать технологические особенности, строение ствола дерева, различные физико-механические свойства древесины, которые оказывают влияние нараскрой и последующую обработку продукции.


9


.1.1. Древесные породы, применяемые в лесопилении, и их технологические особенности


   Сосна, лиственница, кедр - породы с ярко выраженным различием между ядром и заболонью, они имеют определенную закономерность расположения сучков по длине и диаметру ствола дерева. Выделяются довольно четкие границы зон с наличием сучков, отличающихся по размерам и состоянию древесины (рис.1.1). Сучок - это часть ветви в стволе дерева, в продольном и поперечном разрезе он чаще всего имеет вид конуса.


Рис.1.1. Закономерность распределения сучков в хлыстах хвойных пород (сосна, кедр, лиственница):
1 - продольный разрез; 2 - поперечные сечения хлыста (1-1в комлевой части, 2-2 в средней части, З-Зв вершинной части); А - зона с наличием мелких здоровых и крупных сучков; Б - зона отмерших некрупных сучков;
В - бессучковая зона (высококачественная древесина)

10


   В процессе роста дерева ветви развиваются, постепенно отмирают, высыхают и под влиянием внешних воздействий обламываются, а в дальнейшем зарастают. Поэтому внутри ствола образуются разные по-качеству зоны древесины. Как видно из рисунка, ствол дерева по длине условно делится на три зоны (А, Б, В). Зона А распространяется от комля до вершины и характеризуется наличием здоровых сучков -мелких в комлевой части и более крупных в срединной и вершинной частях дерева. Зона Б показывает участок древесины с отмершими сучками, зона В - участок бессучковой или малосучковой древесины. При раскряжевке хлыстов получают бревна из комлевой, срединной или вершинной частей с различным количеством и качеством сучков. На разрезе 1-1 видно, что бревна, выпиленные из комлевой части, имеют три зоны: центральная - с мелкими здоровыми сучками, средняя -с отмершими сучками и периферийная - бессучковая. Срединные бревна (на разрезе 2-2) характеризуются двумя зонами: центральной -со здоровыми более крупными сучками и периферийной - с отмершими сучками. Вершинные бревна (на разрезе 3-3) имеют одну зону здоровых крупных сучков.
    Указанные закономерности распространения сучков по стволу дерева учитываются стандартами на сырье с назначением для выработки определенной продукции. Кроме того, учет закономерностей расположения сучков при сортировке бревен после раскряжевки и применение рациональных схем раскроя бревен позволяют увеличить выход высококачественных пиломатериалов с повышенной товарной и потребительской стоимостью. Так, при распиловке комлевых бревен из бессучковой зоны можно получить наиболее качественные пиломатериалы высокой прочности и красивой текстуры. В центральной части этих бревен, кроме мелких сучков, расположены сердцевина, метиковые трещины и возможна ядровая гниль. Поэтому здесь целесообразно предусматривать сердцевинную вырезку. За пределами сердцевинной доски можно получить толстые пиломатериалы высокого качества.
    При раскрое срединных бревен, где имеет место зона заросших, в большинстве случаев загнивших сучков, боковые доски будут иметь

11


�ониженное качество. Толстые доски с повышенным качеством здесь необходимо выпиливать из центральной зоны со здоровыми сучками средних размеров.
    При раскрое вершинных бревен следует учесть, что из-за больших размеров здоровых сучков более качественные доски можно выпилить из центральной и смежной с ней зон бревен. Боковые доски будут иметь пониженное качество из-за больших размеров сучков на пла-стахи кромках.
    Особенностью хвойных пород является и то, что в растущем дереве ежегодно вырастает один ярус веток (мутовка). Этим объясняется групповое (мутовчатое) расположение сучков по длине бревна и часто встречающиеся групповые, лапчатые и сшивные сучки на поверхности пиломатериалов. Кроме того, распиловка сосновых и лиственничных свежесрубленных бревен в летний период осложняется налипанием смолы на полотна пил, что приводит к резкому увеличению расхода мощности привода станков.
    Избавиться от налипания смолы позволяет распыление воды на полотна пил («распиловка в водяном тумане»). Для этого охлаждающая и смачивающая жидкость подается на пилы сжатым воздухом из специального приспособления, укрепленного на станине станков для распиловки бревен и брусьев. Количество распылительных головок приспособления выбирается в зависимости от диаметра распиливаемого сырья и постава пил.
    Распиловка смолистых пород, особенно лиственницы, «в водяном тумане» позволяет увеличить производительность станков на 10 %, выход пиломатериалов на 1 % и повышает устойчивость пил.
    Лиственница занимает особое положение среди хвойных пород. Она занимает на территории России 1-е место по запасам. Лиственница довольно быстро растет, особенно в первые два десятка лет. Древесина лиственницы плотная, твердая и прочная, имеет красивую текстуру и рисунок. Она долго сохраняется в гидротехнических сооружениях под водой. Однако широкое использование древесины лиственницы в лесопилении и в производстве изделий затруднено из-за некоторых ее особенностей.

12


   Высокая твердость и прочность древесины лиственницы вызывают повышенную затупляемость и расход режущего инструмента. Необходимо применять различные способы упрочнения режущей кромки зубьев - напайку или наплавку твердыми сплавами или закалку. Тяжелые лиственничные доски затрудняют и без того нелегкие условия труда при ручной сортировке пиломатериалов, их укладку в штабели и разборку штабелей.
    Большая разница физико-механических свойств древесины лиственницы в тангентальном и радиальном направлениях вызывает повышенное коробление и растрескивание пиломатериалов при сушке, а резкая разница свойств между ранней и поздней древесиной вызывает повышенную склонность к раскалыванию при соединении, например, гвоздями.
    Ель и пихта не имеют четкой границы распределения сучков, однако тенденция эта сохраняется. У комлевых бревен в периферийной части есть бессучковая зона. Именно из этой зоны выпиливаются пиломатериалы для изготовления деталей музыкальных инструментов. Микроскопическое строение еловой древесины характерно удлиненной формой волокон, вследствие чего древесина ели используется как резонансная, а также в качестве сырья для целлюлозно-бумажного производства. Технологическая щепа из ели дороже, чем из сосны. Для еловых бревен, выпиленных из средней части ствола, характерно наличие отмерших сучков на поверхности бревна. Для вершинных бревен характерно большое количество крупных здоровых сучков.
    Ель отличается от сосны более однородным строением древесины. Сучки распределены по стволу более равномерно и, как правило, более тонкие и лучше срастаются с основной древесиной, из-за чего в еловых пиломатериалах сравнительно меньше выпадающих сучков. Еловые пиломатериалы прочнее сосновых из-за меньших размеров сучков, но из-за их обилия и повышенной твердости сучков древесина плохо строгается.
    Древесина пихты менее прочная, чем древесина сосны и ели, более легкая, рыхлая и мягкая. При распиловке пихтовых бревен на лесопильных рамах необходимо более тщательно подходить к подготовке зубьев рамных пил, так как на поверхности пиломатериалов ча

13


�то возникают дефекты распиловки в виде оборванных с одного конца волокон, называемых мшистостью, ворсистостью и бахромой. По этой же причине необходимо применять большее уширение концов зубьев рамных пил. Так, если при распиловке сосны нормальным считается уширение зубьев пил 0,5 - 0,6 мм на одну сторону зуба, то при распиловке пихты необходимо увеличить уширение до 0,8 мм на сторону. Такой же особенностью обладает древесина липы и осины, что практически не позволяет полностью использовать мощность лесопильной рамы. Чтобы обеспечить чистоту поверхности пиломатериалов, приходится уменьшать величину рамной посылки против возможной по мощности привода лесопильной рамы, при этом работоспособность пил снижается примерно в 1,5 раза.
    При распиловке древесины этих пород на ленточнопильных и круглопильных станках качество поверхности пиломатериалов повышается, а режимы распиловки остаются общепринятыми для данного оборудования.
    Береза - наиболее распространенная лиственная порода. Она имеет плотную, твердую, прочную древесину, приближающуюся по физико-механическим показателям к древесине твердолиственных пород. Доля березы в общих лесосырьевых запасах все более возрастает и уже становится в отдельных районах преобладающей. В то же время в лесопилении береза используется недостаточно. Это объясняется тем, что из наиболее качественных зон березовых хлыстов сначала выкраиваются фанерный кряж и другие ценные сортименты. В пиловочник же направляются части хлыста с наличием большого количества гнилых сучков, с одно- и двухсторонней кривизной, с большим распространением ложного ядра и сердцевинной гнили, что резко увеличивает трудоемкость распиловки и снижает объемный выход пиломатериалов. При существующих ценах на лесоматериалы это ухудшает экономические показатели лесопиления и зачастую делает производство пиломатериалов из березы убыточным.
    Осина легко пилится, древесина осины однородная и легкая. Особенностью осиновых бревен является часто встречающаяся внутренняя трухлявая гниль (дупло), что снижает экономические результаты

14


Доступ онлайн
от 724 ₽
В корзину