Технология и оборудование производства пиломатериалов, фанеры, строганого шпона и древесно-стружечных плит
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Деревообрабатывающая промышленность
Издательство:
Инфра-Инженерия
Автор:
Федотов Александр Андреевич
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 140
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-0935-3
Артикул: 788629.02.99
Рассмотрены особенности технологии лесопильного и фанерного производства, а также строганого шпона и древесно-стружечных плит. Представлены сведения о назначении, видах, конструктивных особенностях и принципах работы оборудования специальных деревообрабатывающих производств, приведены наиболее распространенные модели станков.
Для студентов направления подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», а также специалистов в области деревообрабатывающих производств.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
А. А. Федотов ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПИЛОМАТЕРИАЛОВ, ФАНЕРЫ, СТРОГАНОГО ШПОНА И ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ Учебное пособие Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022
УДК 674.093 ББК 37.13 Ф34 Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом Костромского государственного университета (Протокол № 22-РИС от 20.01.2022 г.) Рецензенты: кандидат технических наук, руководитель структурного подразделения ООО «Кострома-Сервис-Понссе» А. В. Осетров; технолог участка производства НАО «СВЕЗА Кострома» Д.С. Филинков Федотов, А. А. Ф34 Технология и оборудование производства пиломатериалов, фанеры, строганого шпона и древесно-стружечных плит : учебное пособие / А. А. Федотов. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 140 с. : ил. ISBN 978-5-9729-0935-3 Рассмотрены особенности технологии лесопильного и фанерного производства, а также строганого шпона и древесно-стружечных плит. Представлены сведения о назначении, видах, конструктивных особенностях и принципах работы оборудования специальных деревообрабатывающих производств, приведены наиболее распространенные модели станков. Для студентов направления подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», а также специалистов в области деревообрабатывающих производств. УДК 674.093 ББК 37.13 ISBN 978-5-9729-0935-3 © Федотов А. А., 2022 © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022 © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ................................................. 4 ВВЕДЕНИЕ.................................................... 5 1. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОПИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА................................. 7 1.1. Подготовка сырья к обработке........................ 7 1.2. Раскрой бревен на брусья и доски................... 11 1.3. Обрезка кромок и продольный раскрой пиломатериалов. 30 1.4. Поперечный раскрой пиломатериалов.................. 31 1.5. Сушка, окончательная обработка пиломатериалов и переработка отходов................................................. 33 2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФАНЕРЫ... 35 2.1. Подготовка фанерного сырья......................... 35 2.2. Центрирование чураков.............................. 36 2.3. Лущениечураков..................................... 38 2.4. Рубка ленты шпона и укладка листов в стопу......... 43 2.5. Сушкашпона......................................... 46 2.6. Обработка сухого кускового шпона................... 49 2.7. Приготовление и нанесение клея..................... 56 2.8. Сборка и склеивание пакетов фанеры................. 60 2.9. Форматная обрезка и шлифование фанеры.............. 64 3. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОГАНОГО ШПОНА............................................ 68 4. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ.................................... 73 4.1. Подготовка сырья перед измельчением................. 73 4.2. Выработкадревесныхчастиц............................ 74 4.3. Сушкадревесныхчастиц................................ 85 4.4. Сортировка измельченной древесины................... 92 4.5. Хранениеизмельченнойдревесины....................... 95 4.6. Приготовлениеидозированиесвязующего................. 97 4.7. Нанесениесвязующегонадревесныечастицы............... 102 4.8. Формированиестружечногоковра(пакетов)............... 104 4.9. Холодная подпрессовка стружечного ковра (пакетов)... 107 4.10. Горячеепрессованиеплит............................. 110 4.11. Послепрессовая обработка древесно-стружечных плит.. 120 4.12. Облицовывание древесно-стружечных плит............. 126 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................. 135 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК..................................... 136 3
ПРЕДИСЛОВИЕ Обработка древесины всегда была и остается важным сегментом экономики Костромской области. На ее территории сосредоточено немало предприятий по производству пиломатериалов, фанеры и древесных плит. Технический прогресс не стоит на месте, совершенствуются технологии производства, конструктивные особенности оборудования. В настоящем учебном пособии приведены конструктивные и технологические особенности оборудования для производства пиломатериалов, фанеры, строганого шпона и ламинированных древесно-стружечных плит, показано его место в технологическом процессе. Учебное пособие предназначено для студентов очного и заочного обучения при изучении дисциплин «Оборудование отрасли», «Оборудование деревообрабатывающих и мебельных производств», «Технология лесопиления», «Технология деревообрабатывающих производств», «Технология клееных материалов», «Технология древесных плит», а также специалистов в области специальных деревообрабатывающих производств. 4
ВВЕДЕНИЕ Древесина стала использоваться человеком с давних времен. Уже в тот период из нее начали получать пиломатериалы. Конечно, тогда не было высокопроизводительного оборудования и отработанной технологии, однако они уже широко использовались в строительстве и производстве мебели. В современной терминологии пиломатериалы - пиленая продукция из древесины установленных размеров и качества, получаемая в результате продольного деления круглых лесоматериалов, и имеющая как минимум две плоскопараллельные пласти. В настоящее время они широко используются в деревянном домостроении, при производстве столярно-строительных изделий (оконных, дверных блоков) и мебели. По степени обработки различают обрезные и необрезные пиломатериалы, по размерам поперечного сечения - доски, бруски, брусья, по расположению пластей относительно годичных слоев - радиальные, тангенциальные и смешанные пиломатериалы. С XIX в. в связи с активным развитием химической промышленности появляется много новых материалов-заменителей (пластмасс) и популярность пиломатериалов несколько снижается, однако они продолжают оставаться одним из востребованных конструкционных материалов и по сей день. Не меньшим спросом пользовались древесные композиционные материалы. Всем известная фанера была создана еще в Древнем Египте в XV в. до н. э. Объяснялось это высокой стоимостью цельной древесины, которая в Египте была дефицитом. Однако эта фанера не являлась тем, что мы подразумеваем под современной фанерой. Фанера - слоистая клееная древесина, состоящая из трех и более листов лущеного шпона (стружки заданной толщины в виде бесконечной ленты, получаемой при вращении чурака на лущильном станке) со взаимно перпендикулярным направлением волокон в смежных слоях. Лущеный шпон, а затем и фанера впервые были произведены в России (в 1819 г. проф. Фишер изобрел лущильный станок). Однако есть сведения, что лущильный станок был изобретен в 1818 г. англичанином Г. Фаверером. Первоначально шпон применялся для изготовления клееных сидений и стульев. С 1885 г. в России началось промышленное производство шпона, а с 1889 г. -клееной фанеры. Современная фанера находит широкое применение в строительстве, судостроении, машиностроении, мебельном производстве и производстве тары. Другим широко используемым материалом стали древесно-стружечные плиты, представляющие собой листовой композиционный материал, изготовленный путем горячего прессования древесной стружки, смешанной с синтетическим связующим. Первая плита была изготовлена в 1887 г. Э. Хаббардом с применением казеинового клея. Плиты в том виде, в котором мы их видим сейчас, появились лишь в 1932 г., когда в качестве связующих были впервые ис 5
пользованы карбамидо- и фенолоформальдегидные смолы. Датой начала промышленного производства плит в России считается 1957 г. В мебельном и столярном производствах в качестве облицовочного материала, наряду с синтетическим шпоном, может использоваться натуральный строганый шпон с красивой текстурой, получаемый путем строгания брусьев или ванчесов. Механизированное производство строганого шпона началось с 1806 г., когда англичанином Марком Исамбардом Брунелем был получен патент на изготовление строгального станка с ручным приводом. Прообраз современного шпонострогального станка был изобретен в 1901 г.в Италии. В настоящее время активно развиваются технологические процессы производства древесных материалов, совершенствуется оборудование, повышается уровень его механизации и автоматизации. 6
1. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОПИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА 1.1. Подготовка сырья к обработке На современном лесопильном производстве поставляемые хлысты или бревна перерабатываются на пиломатериалы (доски, брусья, заготовки) и технологическую щепу. Технологический процесс лесопильного производства включает следующие основные операции: • раскрой хлыстов; • сортировку и складирование бревен; • гидротермическую обработку и окорку бревен; • продольное распиливание бревен на пиломатериалы; • сушку пиломатериалов; • сортировку и поперечный раскрой пиломатериалов; • фрезерную обработку пиломатериалов; • упаковку пиломатериалов; • переработку кусковых отходов производства в технологическую щепу [1]. Подготовка сырья к обработке включает операции раскроя хлыстов, сортировки, гидротермической обработки и окорки бревен. Поперечный раскрой хлыстов и бревен производится на балансирных однопильных торцовочных станках с полуавтоматическим циклом работы и автоматических многопильных торцовочных установках. В однопильном торцовочном станке (рис. 1.1) базирование хлыста 1 производится по двум направляющим седлообразных роликов 3, используемых также для его перемещения. Пильный вал с пилой 4 диаметром 1000... 1500 мм смонтирован на качающейся раме 5 в верхней части станины. Хлыст вначале прижимается к роликам 3 прижимом, а затем распиливается опускающейся с помощью гидроцилиндра 6 пилой. После подъема пилы и прижима бревно сбрасывается с конвейера, а хлыст перемещается в продольном направлении. Число двойных ходов пилы - 15.25 в минуту [1]. По такому принципу работает станок модели АЦ-3С. Рис. 1.1. Однопильный торцовочный станок 7
Когда торец хлыста нажимает на упор 2, срабатывает конечный выключатель, и цикл работы станка повторяется. Управление станком - дистанционное с пульта. Привод роликов конвейера - электромеханический, всех цикловых движений - гидравлический. Существует два основных вида многопильных торцовочных установок -слешеры (ЛО-105) и триммеры (МР-8) [2]. Пильные валы в слешерах (рис. 1.2 а) закреплены в неподвижных опорах; в триммерах (рис. 1.2 б) - в опорах с возможностью вертикального перемещения, что позволяет вводить в работу только те пилы, которые необходимы для оптимального раскроя. В таких установках хлыст движется в поперечном направлении на пилы крюками цепного конвейера, расположенного с углом подъема 10°... 15° [1]. Рис. 1.2. Схемы: а - слешерной установки; б - триммерной установки Применение слешеров рационально только в случае необходимости раскроя хлыстов на бревна одной заданной длины. В остальных случаях целесообразно использовать триммеры, позволяющие производить индивидуальный раскрой хлыстов. Схема работы триммерной установки представлена на рис. 1.3. Хлысты с накопителя 1 поштучно выдаются с помощью отсекателя 2 на роликовый конвейер 3, который перемещает их в продольном направлении до упора, определяющего положение хлыста в соответствии с принимаемой схемой раскроя. Крюки 4 поперечного конвейера 5 снимают очередной хлыст с конвейера 3 и подают к пилам 6. Подъем пил производится с помощью индивидуальных гидроприводов 7. Отпиленные отрезки поступают на конвейер 8 и далее в накопитель 9, откуда отсекателем 10 поштучно выдаются на продольный конвейер 11 участка сортирования бревен. При необходимости бревна могут непосредственно с конвейера 5 поступать в бункер 12. Оценка размеров и качества древесины хлыста и выбор программы его раскроя на современных триммерах производится автоматически с помощью компьютерных систем со сканирующими устройствами [1]. Системы сортировки пиловочных бревен применяются перед лесопильными рамами. Различают сортировки с одно- (ЛТ-86А) и двухсторонним (ЛТ-182) сбросом бревен. Схема установки с двухсторонним сбрасыванием представлена на рис. 1.4. Бревна подъемно-транспортным механизмом доставляются на площадку, оборудованную поперечными цепными конвейерами 4. На них бревна разделяются и по одному подаются на продольный цепной конвейер 1. Затем 8
бревна проходят через измерительное устройство 3, которое выдает информацию об их диаметре, длине и сбежистости. Вся информация поступает в компьютер, который в соответствии с заложенной программой определяет один из сортировочных карманов накопителей 2, расположенных вдоль продольного конвейера подачи бревен. При подходе к нужному карману бревно сбрасывается в него [1]. Рис. 1.3. Схема работы триммерной установки Рис. 1.4. Схема сортировочной установки с двухсторонним сбрасыванием Для придания древесине пластичности, повышения ресурса работы режущего инструмента, а также удаления различных минеральных включений проводится гидротермическая обработка бревен в специально оборудованных бассейнах. Далее бревна подвергаются окорке на окорочных станках, которые по принципу действия делятся на четыре группы: • роторные с тупыми короснимателями; • суппортные с фрезерующими головками; • барабанные; • гидравлические струйные. Наибольшее распространение получили роторные окорочные станки, принцип действия которых показан на рис. 1.5. Несколько тупых короснимателей 1 шарнирно закреплены на вращающемся роторе, сквозь которые подается бревно 3. Коросниматели с помощью пружин, пневмо- или гидроцилиндров прижи 9
маются к поверхности бревна, прорезают и отделяют кору 2 по камбиальному слою. Самораскрывание короснимателей при встрече с торцом бревна обеспечивается заточкой их серповидных кромок [1, 3, 4]. Рис. 1.5. Принцип действия роторного окорочного станка В настоящее время широко используются одно- (ОК63-1) и двухроторные (2ОК63-1) окорочные станки. В однороторном окорочном станке (рис. 1.6) окорочная головка состоит из неподвижного статора, вращающегося в нем ротора и механизма окаривания, включающего коросниматели и механизм их прижима к бревну. Ротор 3 представляет собой массивное стальное кольцо, устанавливаемое в статоре в радиально-упорных шарикоподшипниках. К ротору шарнирно крепятся шесть подпружиненных короснимателей 4. Коросниматели прижимаются к окариваемому бревну 9 индивидуальными пружинами растяжения 5, связанными между собой втулочно-роликовой цепью. Вращение ротора осуществляется от электродвигателя 1 клиновыми ремнями 2, надетыми на плоский шкив. Механизм центрирования и подачи окариваемых бревен состоит из двух групп вальцов: передней и задней. Каждая группа вальцов состоит из двух больших приводных седлообразных вальцов 12 и 13, укрепленных на качающихся рычагах 11 и 14,и двух малых неприводных вальцов 6, зубчатых секторов и пружин. Седлообразные вальцы приводятся во вращение от трехскоростного электродвигателя 18 через двухступенчатую коробку передач, понижающий редуктор 17 и общий распределительный вал 20. С распределительного вала вращение на каждую группу вальцов передается с помощью пары конических шестерен 19 и цепной передачи 16. Прижим подающих вальцов к бревну осуществляется пружинами растяжения 15 и рычагами 8. Симметричный относительно оси ротора развод верхних и нижних подающих вальцов осуществляется с помощью зубчатых секторов, что обеспечивает надежное центрирование бревен. Для безударного сближения верхних и нижних вальцов после прохода бревна рычаги верхних вальцов соединены со штоками гидравлических амортизаторов 7 и 10[1, 3]. 10
Рис. 1.6. Кинематическая схема однороторного окорочного станка В двухроторных окорочных станках одновременно с окоркой бревен происходит зачистка сучьев. Станок имеет две головки (окорочную и зачистную), вращающихся в противоположных направлениях. Производительность таких станков на 40 % выше производительности однороторных, а удельная металлоемкость меньше. 1.2. Раскрой бревен на брусья и доски Первичное оборудование для раскроя круглых лесоматериалов на двух- и четырехкантные брусья и доски называется головным лесопильным оборудованием. В качестве такого оборудования используются лесопильные рамы, ленточнопильные, круглопильные и агрегатные (фрезернопильные и фрезерно-брусующие) станки [1]. Лесопильными рамами называются машины, распиливающие бревна и брусья с помощью полосовых (рамных) пил, установленных в пильной рамке, совершающей возвратно-поступательные движения. В зависимости от расположения пильной рамки лесопильные рамы бывают вертикальные и горизонтальные. Горизонтальные лесопильные рамы (РГ-130) применяются в фанерном производстве для получения двухкантных брусьев [5]. В лесопилении широкое распространение получили вертикальные лесопильные рамы. Они подразделяются на рамы общего и специального назначения. Лесопильные рамы общего назначения предназначены для распиливания бревен и брусьев длиной 3,5.7 м, диаметром 14...70 см. Они подразделяются на одно- и двухэтажные (Р63-4Б и 2Р100-1 соответственно). В зависимости от 11