Технология и оборудование производства пиломатериалов, фанеры, строганого шпона и древесно-стружечных плит

 
 
 
 
 
 
 
 
 
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                                                                      Рекомендовано к изданию 
ББК 37.13                                                        редакционно-издательским советом  
          Ф34                                      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 
 
 
2 
 

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. 
 Лущение чураков……………………………………………………….... 38 
2.4. 
 Рубка ленты шпона и укладка листов в стопу…………………………. 43 
2.5. 
 Сушка шпона……………………………………………………………... 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. 
 Выработка древесных частиц……………………………………….…... 74 
4.3. 
 Сушка древесных частиц……………………………………………....... 85 
4.4. 
 Сортировка измельченной древесины………………………………...... 92 
4.5. 
 Хранение измельченной древесины…………………………….……..... 95 
4.6. 
 Приготовление и дозирование связующего……………………….….... 97 
4.7. 
 Нанесение связующего на древесные частицы……………………........ 102 
4.8. 
 Формирование стружечного ковра (пакетов)…………………….…...... 104 
4.9. 
 Холодная подпрессовка стружечного ковра (пакетов)……………....... 107 
4.10. 
 Горячее прессование плит……………………....................................... 110 
4.11. 
 Послепрессовая обработка древесно-стружечных плит…………....... 120 
4.12. 
 Облицовывание древесно-стружечных плит………………………..... 126 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….... 135 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………….... 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 ис5 
 

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: 
x раскрой хлыстов; 
x сортировку и складирование бревен; 
x гидротермическую обработку и окорку бревен;  
x продольное распиливание бревен на пиломатериалы;  
x сушку пиломатериалов; 
x сортировку и поперечный раскрой пиломатериалов; 
x фрезерную обработку пиломатериалов; 
x упаковку пиломатериалов; 
x 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 10ƒ…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 представле- 
на 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:  
x 
 роторные с тупыми короснимателями;  
x 
 суппортные с фрезерующими головками; 
x 
 барабанные;  
x 
 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 брев- 
но 3. Коросниматели с помощью пружин, пневмо- или гидроцилиндров прижи9 
 

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 рыча- 
ги верхних вальцов соединены со штоками гидравлических амортизаторов 7 и 
10 [1, 3].  
10