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

Технология и оборудование лесопильного производства

Покупка
Новинка
Основная коллекция
Артикул: 746145.01.01
Доступ онлайн
от 396 ₽
В корзину
В учебном пособии освещены вопросы определения размерно-качественных характеристик пиловочного сырья, выпуска продукции лесопильного производства и способов раскроя сырья. Описаны особенности организации технологических процессов на территории склада пиловочного сырья и используемого подъемно- транспортного оборудования. Рассмотрены оборудование и технологии производства древесной продукции в лесопильных цехах и на складах пиломатериалов. Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения. Предназначено для бакалавров направления подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», а также для проведения курсов повышения квалификации специалистов в сфере технологии обработки древесины.
Фокин, С. В. Технология и оборудование лесопильного производства : учебное пособие / С.В. Фокин, О.Н. Шпортько. — Москва : ИНФРА-М, 2025. — 327 с. — (Высшее образование). — DOI 10.12737/1874284. - ISBN 978-5-16-017778-6. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/1874284 (дата обращения: 25.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
ТЕХНОЛОГИЯ 
И ОБОРУДОВАНИЕ 
ЛЕСОПИЛЬНОГО 
ПРОИЗВОДСТВА

С.В. ФОКИН
О.Н. ШПОРТЬКО

Москва
ИНФРА-М
2025

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 674(075.8)
ББК 37я73
 
Ф75

А в т о р ы:
Фокин С.В., доктор технических наук, профессор (предисловие, 
гл. 1–4, контрольные вопросы, список литературы);
Шпортько О.Н., кандидат технических наук, доцент (гл. 5–8).
Р е ц е н з е н т ы:
Есков Д.В., кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой лесного хозяйства и ландшафтного строительства Саратовского 
государственного университета генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова;
Осипова Н.Н., доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой теплогазоснабжения и нефтегазового дела Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. 

ISBN 978-5-16-017778-6 (print)
ISBN 978-5-16-110680-8 (online)
© Фокин С.В., Шпортько О.Н., 
2024

Фокин С.В.
Ф75  
Технология и оборудование лесопильного производства : учебное пособие / С.В. Фокин, О.Н. Шпортько. —  Москва : ИНФРА-М, 
2025. — 327 с. —  (Высшее образование). —  DOI 10.12737/1874284.
ISBN 978-5-16-017778-6 (print)
ISBN 978-5-16-110680-8 (online)
В учебном пособии освещены вопросы определения размерно- 
качественных характеристик пиловочного сырья, выпуска продукции лесопильного производства и способов раскроя сырья. Описаны особенности 
организации технологических процессов на территории склада пиловочного сырья и используемого подъемно- транспортного оборудования. Рассмотрены оборудование и технологии производства древесной продукции 
в лесопильных цехах и на складах пиломатериалов.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначено для бакалавров направления подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», 
а также для проведения курсов повышения квалификации специалистов 
в сфере технологии обработки древесины.

УДК 674(075.8)
ББК 37я73

Предисловие

В учебном пособии освещены вопросы определения размерно- 
качественных характеристик пиловочного сырья, выпуска продукции лесопильного производства и способов раскроя сырья. 
Приводится описание особенностей организации технологических 
процессов на территории склада пиловочного сырья и используемого подъемно- транспортного оборудования. Рассмотрены оборудование и технологии производства древесной продукции в лесопильных цехах и на складах пиломатериалов.
Пособие содержит материал, соответствующий программе 
для бакалавров направления подготовки 35.03.02 «Технология 
лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», 
а также для проведения курсов повышения квалификации специалистов в сфере технологии обработки древесины.
В результате изучения материалов учебного пособия обучающийся должен:
знать
 
• требования, предъявляемые к пилопродукции и технологический процесс их производства;
 
• этапы процесса производства пилопродукции, оказывающих 
влияние на формирование заданных характеристик.
уметь
 
• анализировать технологический процесс производства пилопродукции;
 
• определять этапы технологического процесса производства пилопродукции, влияющие на формирование качества конечного 
изделия;
владеть
 
• навыками анализа технологического процесса производства пилопродукции;
 
• способами определения этапов технологического процесса производства пилопродукции, влияющих на формирование качества конечного изделия.

Глава 1. 

СЫРЬЕ И ПРОДУКЦИЯ ЛЕСОПИЛЬНОГО 
ПРОИЗВОДСТВА

1.1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЛЕСОПИЛЬНО- 
ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА

Деревообрабатывающая отрасль занимает одно из первых мест 
по динамике развития, так как в мире наметилась тенденция перехода к возобновляемым и биологическим источникам энергии. 
В настоящее время наблюдается развитие деревообрабатывающих 
предприятий в таких направлениях, как:
 
• повышение производительности труда одновременно с его эффективностью путем оптимизации базовых процессов производства и обработки древесного сырья;
 
• снижение энергоемкости производства;
 
• увеличение рабочих мощностей;
 
• ускорение базовых производственных процессов.
Одним из наиболее перспективных направлений развития деревообрабатывающей промышленности является биорефайнинг. 
Данная технология включает комплексную переработку древесины, 
в результате которой получаются новые виды эффективного биотоплива.
Технология биорефайнинга в комплексе с целлюлозно- 
бумажным и деревообрабатывающим прозводством, применяемая 
в зарубежных компаниях, позволяет использовать древесное сырье 
на 98%. Они производят биологическое топливо для автомобилей 
и химические материалы (биопластики).
На базе запатентованной технологии Biofore фирмы предлагают 
концепцию автомобиля будущего, при создании которого применяют биологические материалы из древесины, а конструкция концепт-кара позволяет использовать в качестве топлива биологические вещества.
В России компании также применяют технологию биорефайнинга, сутью которой является синтез нанотехнологий, биорефайнинга и IT для создания новых продуктов из древесных пород, в которых содержится высокое количество лигнина, обеспечивающего 
прочность инновационным строительным материалам из древесины.

Также приоритетным направлением отечественных производителей является производство древесных пеллет (прессованные 
топливные гранулы из дерева), которые представляют собой безопасное биологическое топливо. Пеллеты используются для обеспечения работой как небольших энергоустановок (печи, котельные), 
так и крупных электростанций.
Из практики деревообработки известно, что основными требованиями к пиломатериалам, поставляемым на внутренний рынок, 
являются:
 
• относительная прямолинейность;
 
• отсутствие видимых дефектов пиления;
 
• отклонения от геометрических параметров в пределах допусков.
Пиломатериалы, поставляемые на экспорт, не должны иметь обзольной части, синевы, гнили, гнилых сучков и трещин. Поэтому, 
для того чтобы повысить качество производимой продукции и полезный выход пиломатериалов, необходимо использовать современные технологии с применением универсального лесопильного 
оборудования.
Например, в настоящее время ленточнопильное оборудование 
пользуется повышенным спросом по сравнению с фрезерно- 
брусующими линиями на базе круглопильных станков.
Ленточнопильные станки постоянно совершенствуются. Более 
удобными становятся операции смены и настройки инструмента, 
повышается долговечность узлов оборудования. Появляется возможность получения информации о силе натяжения ленточной 
пилы, степени затупления зубьев. В настоящее время выпускаются 
станки, которые могут автоматически настраиваться на размер подаваемого сортимента.
Тенденция развития лесопильных комплексов показывает, что 
в скором времени появятся комплексные системы, в составе которых будут использованы все виды станочного оборудования 
для обработки древесины: ленточно-, круглопильное, фрезерное.
В дальнейшем развитие деревообрабатывающего оборудования 
позволит по информации, считанной с установленного штрихкода на торце бревна, выбрать наилучший вариант раскроя бревна. 
При этом инструмент будет автоматически приводиться в рабочее 
положение и функционировать с необходимой скоростью подачи 
и резания. Перспективные технологии позволят настраивать станки 
на работу в проходном и позиционном режимах.
Древесина отличается от других конструкционных материалов 
(металла, бетона, стекла, пластмассы) большой изменчивостью. 
Если при создании многих материалов в них можно заложить необ
ходимые физические свой ства, то с древесиной на первоначальных 
стадиях обработки это сделать невозможно, и ее свой ства трудно 
определить. Поэтому для наилучшего решения технологических 
задач используется индивидуальная оценка каждого сортимента 
перед началом обработки.
Технологические процессы лесо- и деревообработки должны начинаться с применения измерительной техники, которая позволит 
оценить основные физико- механические характеристики материала (размеры, форму, плотность, наличие пороков).
Так, на нижнем складе лесопильного предприятия основной операцией является сортировка пиловочника по разным параметрам. 
Современные измерительные станции сортировочных линий могут 
дать всю необходимую информацию о каждом сортименте и отправить его в определенный карман линии. Если на каждое пиловочное 
бревно наносить штрихкод в виде несмываемой метки на торце сортимента, то число сортировочных карманов можно значительно сократить.
Это позволяют сделать современные сканеры, которые определяют структуру круглых сортимен  тов толщиной до 40 см. Данные 
системы определяют разделение древесины на следующие технологические элемен  ты, а именно на разделение:
 
• хлыстов на сортимен  ты;
 
• бревен на пиломатериалы;
 
• фанерных кряжей на чураки;
 
• пиломатериалов на заготовки.
Также сканирование позволяет точно определить область применения получаемого изделия, что важно для отраслей промышленности, в которых особое значение имеют физико- механические 
свой ства изделия, а не его внешние признаки.
В практике проведения деревообрабатывающих работ наметились изменения в области окорки бревен. В нашей стране используются зарубежные роторные окорочные станки со скоростью подачи до 120 м/мин. Фрезерные окорочные станки требуют меньше 
энергзатрат, но отличаются низкой производительностью (до 15 м/
мин).
Применение коры в качестве топлива для котельных деревообрабатывающих предприятий становится актуальной задачей. 
Конструкции топок современных котлов позволяют предварительно подсушивать кору, а потом эффективно ее сжигать. Поэтому 
не исключено, что предприятия, накопившие большие запасы коры, 
в будущем смогут организовать производство измельченной и подсушенной коры как нового вида энергетической древесины.

В производстве фанеры продолжается совершенствование конструкций бесшпиндельных лущильных станков, которые в настоящее время производят операции оцилиндровки и лущения 
с помощью одного инструмента —  лущильного ножа, что неэффективно. Поэтому для проведения оцилиндровки бревен внедряются 
специальные инструмен ты, выполненные в виде токарного резца 
или фрезы, что позволяет увеличивать ресурс работы лущильных 
станков, повысив их производительность.
Применение данного инструмента при оцилиндровке бревен позволяет получать на бесшпиндельном лущильном станке измельченную шпон-рванину, которую можно использовать как топливо 
для котельных, а длинную стренд- стружку —  для производства 
ориентированно- стружечных плит (ОСП) (или оriented strand 
board (OSB)).
В случае если деревообрабатывающее предприятие сможет использовать получаемый шпон-рванину в качестве топлива, имеет 
смысл отказаться от окорки бревен для производства топлива 
из фанерного сырья. В данном случае технологическая схема предприятия предусматривает следующую последовательность операций:
 
• поперечный раскрой кряжей на чураки;
 
• прогрев чураков;
 
• подача чураков в лущильный цех;
 
• цетровка чураков на лущильном станке;
 
• зажим чураков торцовыми кулачками;
 
• окорка и оцилиндровка чураков до получения ими цилиндрической формы;
 
• получение ленты шпона и остатка чурака.
В таком варианте организации технологического процесса на измельчителе, установленном рядом со станком, можно производить 
рубку остатков чураков, при этом на котельные установки предприятия сможет поступать мелкоизмельченная смесь бересты, луба 
и древесины.
Объем данной массы имеет большие значения: отходы, полученные при проведении оцилиндровки, составляют 25% первоначального объема чурака среднего диаметра, а объем коры —  10%. 
Расчеты показывают, что из каждых 100 м3 древесного сырья 
можно получить около 35 пл. м3 (35 плотных метров кубических) 
топливной смеси.
Возможен следующий вариант модернизации лущильных 
станков. В случае размещения на дополнительном суппорте окорочной фрезы и токарного ножа при поступательном движении 

режущий инструмент сможет удалять и измельчать кору, передвигаясь по границе, разделяющей кору от древесины, руководствуясь сигналом, поступающим от сканирующей системы. 
При реверсном ходе режущий инструмент сможет производить 
доработку поверхности чурака, придавая ему форму цилиндра 
и снимая с обрабатываемой поверхности длинную сливную 
стружку (стренды).
Название строительного материала LVL (или ЛВЛ) происходит 
от англ. Laminated Veneer Lumber и переводится как «пиломатериал 
из слоеного шпона».
Брус ЛВЛ применяют в качестве следующих строительных конструкций, а именно:
 
• балок межэтажных перекрытий;
 
• стропильных ног;
 
• коньковых балок;
 
• в больших пролетах;
 
• в системах силовой опалубки.
Брус ЛВЛ не боится влажности и агрессивной среды, по это му 
его используют при строительстве крытых бассейнов, бань и саун, 
сельскохозяйственных зданий и складов. ЛВЛ-материалы производят по следующей технологии.
Первоначально подготовленные бревна хвой ных пород деревьев очищаются от коры, а затем замачивается на сутки, 
но иногда и на более длительный срок. После этого из бревен 
нарезают чураки и изготавливают шпон толщиной 3 мм. Полученный шпон сортируют и сушат, и в дальнейшем пласты шпона 
склеивают между собой. В дальнейшем ЛВЛ-брус прессуют, нарезают, маркируют.
Процесс производства автоматизирован: за проведением таких 
операций, как обмер заготовок, центровка и лущение, отвечает специальная компьютерная программа, а качество шпона проверяется 
ультразвуковым оборудованием. ЛВЛ-брус можно производить 
только на крупных предприятиях. Для производства ЛВЛ-бруса 
в России необходимо внедрять в деревообрабатывающее производство технологии для изготовления лущеного шпона толщиной 
2,5–3,5 мм.
В технологической линии данных предприятий необходимо 
после оборудования для раскряжевки и прогрева чураков устанавливать линии лущения и сушки шпона. В результате возможно 
получение рулонов сухого шпона, который имеет долгий срок хранения и из него в дальнейшем можно изготавливать клееную продукцию в виде ЛВЛ-бруса.

Плиты OСП получили широкое применение во всех отраслях 
строительства. Ориентированно- стружечная плита (ОСП, OSB) 
представляет собой многослойный (три-четыре и более слоев) лист, 
состоящий из древесной стружки (тонких щепок), склеенной различными смолами с добавлением синтетического воска и борной 
кислоты.
Стружка в слоях плиты имеет различную ориентацию: в наружных —  продольную, во внутренних —  поперечную. В России 
конкурентоспособность плит OSB (или ОСП) была достигнута 
следующим способом: вместо мелкой стружки внешние слои плит 
стали формировать из длинной стружки (100–200 мм), ориентированной вдоль длинной стороны плиты.
Такое приближение структуры плиты к структуре натуральной 
древесины обеспечивает значительный рост прочности, а современные клеи —  высокую атмосферостойкость материала. В результате удалось уменьшить толщину строительных плит OSB. Помимо 
плит толщиной 16–18 мм, в настоящее время на рынке представлены плиты толщиной 9–12 мм.
Поэтому тенденция изготовления плит с волокнистой структурой, приближенной к структуре натуральной древесины, получит свое развитие, и в недалеком будущем можно будет увидеть 
на рынке строительных материалов продукцию с большей длиной 
элемен тов стружки.
Проблемы плитной промышленности тесно связаны с проблемами переработки вторичного сырья на всех предприятиях 
лес ной отрасли. В будущем все древесные отходы как природный 
экологически чистый материал будут востребованы в полной мере. 
Прежде всего это касается такого сырья, как кора и лигнин, которые сегодня перерабатываются в небольших объемах.
Следует отметить такой перспективный материал, как древесно- 
полимерные композиты (ДПК), представляющий современный 
отделочный материал, который сочетает в себе лучшие характеристики древесины и термопластичных полимеров. Его основным преимуществом является возможность использования как 
древес ных, так и полимерных отходов.
Основными компонентами являются древесные отходы 
(фракция 0,5–5,0 мм) и один из полимеров:
 
• полиэтилен;
 
• полипропилен;
 
• полистирол;
 
• ПВА.

Для изготовления наполнителя используют древесные отходы, 
включая горбыль или сучки. Чаще всего его превращают в древесную муку (измолотую древесину с размером фракции не больше 
0,5 мм), но применяют и другие виды отходов:
 
• опилки;
 
• стружку;
 
• волокна.
Обычно соотношение основных компонентов составляет 50/50, 
однако увеличение доли древесины снижает прочность и износостойкость готового изделия. При этом чем крупнее размер древесного наполнителя, тем выше прочность изделий из застывшей 
смеси на изгиб. Кроме того, в расплавленном состоянии материал 
очень пластичен, благодаря чему из него можно изготавливать изделия любой формы.
Из древесно- полимерного композита делают:
 
• облицовочные и половые доски;
 
• декоративный (садовый) паркет;
 
• облицовочные стеновые панели для наружного и внутреннего 
применения;
 
• несущие элемен  ты для легких строений;
 
• кровельные материалы;
 
• звукоизоляционные панели;
 
• половое покрытие;
 
• облицовочные панели автомобилей;
 
• окна и двери;
 
• мебель.
Производство изделий из композитов растет во всем мире 
примерно на 9% в год. В настоящее время на рынке представлена 
в основном террасная доска. Данный материал отличается декоративностью, стабильностью формы и размеров. Сегодня в России 
только несколько небольших предприятий производят продукцию 
из ДПК.
Однако высокие производственные затраты не позволяют изделиям из ДПК конкурировать с аналогами из более дешевых пород 
древесины, но они смогут заменить продукцию из дорогих твердых 
пород древесины.

1.2. ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ПИЛЕНОЙ ПРОДУКЦИИ

Рост производства пиломатериалов за последние пять лет в мировой практике составил порядка 2% в год, в России —  порядка 
4%. Большая часть производимых пиломатериалов в России идет 

Доступ онлайн
от 396 ₽
В корзину