обработка древесины. Курс лекций для студентов iii курса направления подготовки
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
Лекция 10. «Круглопильные станки» 1. Общие сведения Круглопильные станки применяют для распиловки пиломатериалов, заготовок, щитов древесных плит и фанеры. На данных станках выполняют следующие виды обработки: оторцовку, раскрой по длине, раскрой по ширине, опиловку кромок и т.д. Существуют и универсальные круглопильные станки, на которых выполняют продольную и поперечную распиловку, а также раскрой досок под углом. Для раскроя древесных плит и фанеры на щитовые заготовки, опиловки этих заготовок по контуру, обрезки кромок или выборки на кромках профиля созданы форматные станки. Главный элемент КПС – пильный вал. Его закрепляют на станине или суппорте в одних моделях станков ниже стола, а в других над столом. В некоторых конструкциях предусмотрены два или три пильных вала. На одном пильном валу устанавливают одну или несколько круглых пил. В универсальных и круглопильных станках некоторых других моделей вал расположен на суппорте с поворотным устройством, что позволяет устанавливать его под требуемым углом к горизонтальной плоскости рабочего стола. Пильные валы обычно вращаются со скоростью до 3000 об/мин, поэтому они связаны с электродвигателями одноступенчатой передачей, или вал электродвигателя служит и пильным валом. КПС с механической подачей оснащены вальцовыми, дисковыми, цепными или гусеничными подающими устройствами. В одних конструкциях станков заготовки подают на режущий инструмент, а в других пила подается на заготовки (торцовочные станки). 1.1. Круглые пилы На КПС применяют круглые пилы диаметром до 800 мм и толщиной до 2,5 мм. В зависимости от профиля круглые пилы разделяют на плоские, у которых толщина диска одинакова по всему сечению, и на пилы «с поднутрением», т.е. с утолщением периферийной части диска. Такие пилы называют строгальными. Применяют также пилы, на кончике зубьев которых напаяны пластинки из твердого сплава. Пилы с пластинками из твердого сплава широко применяют в деревообрабатывающей промышленности для обработки заготовок мебели, раскроя и опиловки плит, фанеры, для распиловки цельной и клееной древесины. Стойкость зубьев таких пил в 30 – 40 раз выше стойкости зубьев из легированных сталей. Диаметр пил от переточки уменьшается незначительно. Внешним диаметром D круглых пил называют диаметр окружности, проведенной по вершинам зубьев. Каждая круглая пила имеет внутреннее отверстие для установки ее на пильном валу. Диаметр этого отверстия является внутренний диаметр d пильного диска. Диаметр можно рассчитать по следующим формулам: - для станков с нижним расположением пильного вала D min = 2(H + C + 10) - с верхним расположением пильного вала D min = 2(H + r + 5), где: Н – толщина распиливаемого материала, мм; С – минимальное расстояние от рабочей поверхности стола до оси пильного вала, мм; r – радиус шайб для крепления пилы, мм; 10; 5 – величины выступающих частей пилы, мм. 1.2. Требования, предъявляемые у круглым пилам Эти требования следующие: 1. Полотно пилы должно быть проковано, т.е. его центральная часть несколько ослаблена путем ударов молотком с обоих сторон диска, уложенного на наковальню. Проковывать нужно плоские пилы, имеющие диаметр 250 мм и больше. Необходимость проковки пил объясняется условием из работы. В процессе пиления зубья нагреваются и, если середина пилы не ослаблена проковкой, пильный диск искривляется. Если искривление значительное (переходит границы упругих деформаций), то форма диска не восстанавливается даже при его охлаждении. 2. Зубья плоской пилы необходимо разводить, т.е. их кончики должны быть поочередно отогнуты, одного зуба в правую сторону, соседнего – в левую. Величина развода на одну сторону составляет 0,3 – 0,5 мм. Меньший развод имею пилы, предназначенные для продольной распиловки сухой древесины и древесины твердых лиственных пород, больший – пилы для распиловки свежеспиленной древесины хвойных и мягколиственных пород. 3. Зубья пил должны быть остро заточены. Крупные заусенцы и завороты кончиков не допускаются. Зубья пил для поперечной распиловки должны иметь косую заточку под угол 40° для мягкой древесины, 60° - для твердых, а их вершины должны отстоять одна от другой и от центра диска на одинаковом расстоянии. 4. Пилы, имеющие хотя бы один сломанный зуб или трещины на периферийной части диска, считаются бракованными, устанавливать их на станке запрещается. 2. Станки для продольной распиловки Для продольной распиловки досок, брусков и щитов применяют однопильные продольные станки с гусеничной подачей ЦДК-4; ЦДК-4-2, многопильные с гусеничной подачей ЦДК-5 и ЦДК-2 и прирезной станок с вальцово-дисковой подачей ЦА-2. Прирезной станок ЦДК-4-2 предназначен для точной продольной распиловки пиломатериалов и заготовок. На нем раскряжевываю также щиты. Прирезной станок ЦА-2 позволяет распиливать материал с отклонениями по толщине или имеющий неодинаковую толщину по длине (горбыль, рейки). Прирезной станок пятипильный ЦДК-5 с гусеничной подачей предназначен для чистого, точного распиливания одновременно на несколько частей досок., брусков и реек. Многопильный станок ЦМР-2 оборудован механизмом подачи, выполненным в виде «ныряющей гусеницы». Он рассчитан на распиловку материалов одновременно несколькими пилами, число которых может достигать десяти. 2.1. Выбор режима работы При выборе режима работы вычисляют две величины скорости подачи: первую – исходя из установленного класса обработки поверхности и вторую – по мощности двигателя. Настаивать станок по меньшей из полученных величин, чтобы избежать перегрузки электродвигателя или ухудшения шероховатости обработанной поверхности. Скорость подачи , 1000 n z u u Z ⋅ ⋅ = (1) где Z u - подача на один зуб, мм z – число зубьев пилы, n – частота вращения пильного вала об/мин. Мощность основного двигателя станка, кВт η 102 60 ⋅ = Kbhn N (2) Скорость подачи по мощности двигателя, м/мин , 102 60 Kbh N u η ⋅ ⋅ = (3) где К – удельная работа резания, К = К т а п а з , кГсм/см 3 с учетом конкретных условий; К т – удельная работа резания; а п ; а з – поправочные коэффициенты. b – ширина пропила, мм; h – высота пропила, мм η – КПД = 0,85 – 0,9. При расчете скорости подачи многопильных станков в уравнении (3) коэффициент, соответствующий числу пил , 102 60 nKbh N u η ⋅ ⋅ = где n – число пил многопильного станка В станках для продольной распиловки скорость подачи выбирают в расчете загрузки электродвигателя не выше, чем на 100%, т.е. он должен работать без перегрузки. По мере загружения пил скорость подачи нужно уменьшать, в противном случае двигатель будет перегреваться. 2.2. Расчет производительности круглопильных станков Производительность станков для продольной распиловки рассчитывается по формулам р м см см u Т П η η ⋅ ⋅ ⋅ = или , ) ( д з см шт m m L П П + = а станков для поперечной распиловки , д з р м см шт т т n Т П + ⋅ ⋅ ⋅ = η η где П см – производительность станков в смену в метрах пропила; П шт – производительность в смену в штуках; u – скорость подачи, м/мин; L – длина заготовки, м; Т см – производительность смены, мин; m з – среднее число резцов при раскрое одной заготовки; m д – дополнительное число, связанное с вырезкой дефектов в одной заготовке; m з + m д – зависит от качества и размеров досок и может изменяться при продольной распиловки от 1,2 (ширине доски I и II сорта) до 2 узкие доски (III и IV сортов); для необрезных досок (m з + m д ) увеличивается на 0,2 – 0,5; при поперечной распиловки (m з + m д ) может изменяться в процессе от 1 до 2; большие значения применяются при распиловке коротких досок или заготовок; n – число резов в минуту (применяется равными 7 – 12 в зависимости от ширины и толщины заготовок); η р – коэффициент использования рабочего времени, 0,9; η м – коэффициент использования машинного времени, 0,35 – 0,9. Лекция 11. «Оборудование для обработки ДСП и плит МДФ» Для раскроя щитов, плит и фанеры применяют форматные (ЦФ2М), форматно-обрезные (ЦТ4Ф) станки и станки дли раскроя плит с программным управлением (ЦТМФ). На рисунке 1 показана схема форматного станка с кареткой и верхним расположением двух пил (ЦФ2М).Каретка 1 со щитом 4 перемещается на роликах 3 по направляющим 2. Пильные суппорты 5 закреплены на поперечной направляющей 6, на которой пилы могут смещаться для изменения расстояния между ними. Подача каретки механизирована с помощью гидропривода. Плиты или щиты опиливаются со всех сторон за два прохода, так как в станке установлено два пильных суппорта. Рис. 1. Схема форматно-концеравнительного станка с кареткой: 1 – каретка; 2 – направляющие; 3 – ролики; 4 – раскраиваемый щит или плита; 5 – пильный суппорт; 6 – поперечная направляющая Форматно-обрезной станок ЦТ4Ф имеет четыре пилы, а станок ЦТМФ — один продольный и десять поперечных пильных суппортов. Кроме того, станок ЦТМФ имеет программное управление. Количество одновременно задаваемых программ раскроя семь, что способствует повышению производительности на операции раскроя и выхода заготовок. На базе станка ЦТМФ создана автоматическая линия МРП для раскроя листовых и плитных материалов на щитовые заготовки. Форматно-раскроечные станки применяются при изготовлении мебели. Форматно-раскроечные станки предназначены для распиловки древесностружечных материалов. Они производят продольную, поперечную распиловку, а также деление пиломатериалов под углом. Форматно-раскроечные станки состоят из: ■ станины, на которой монтируется основное оборудование станка; ■ рабочего стола; ■ двигателя; ■ пилы; ■ программируемого блока управления; ■ линейки; ■ направляющих; ■ дополнительного оборудования. Форматно-раскроечные станки оборудованы основной пилой и подрезной с попутным направлением вращения. Данный факт обеспечивает высокое качество пропила. Глубина пропила регулируется перемещением пильного узла по высоте, а угол наклона пилы — путем поворота узла. В зависимости от размещения заготовки на рабочем столе станки делятся на горизонтальные (SС, СА) и вертикальные (GSV). Горизонтальные и вертикальные форматно-раскроечные станки различаются не только по способу размещения обрабатываемого материала, но и по направлению подачи обрабатываемого материала. При работе горизонтального раскроечного станка заготовка движется относительно пилы, а при работе вертикального раскроечного станка движение придается режущему инструменту. Основными преимуществами вертикальных и горизонтальных форматно-раскроечных станков являются: простота работы с большими листами материала, малая стоимость автоматизации раскроя плит, небольшая площадь, занятая оборудованием. Сверлильно-присадочные станки предназначены для высокоточного сверления сквозных и глухих отверстий в торцах и плоскостях заготовок. Станки имеют поворотную многошпиндельную головку, в которой в одной плоскости установлены сверлильные шпинделя с фиксированным стандартным шагом 32 мм. При высверливании отверстий в кромке заготовок сверлильная головка располагается горизонтально. При высверливании отверстий в пласти заготовок головка с помощью пневмопривода устанавливается вертикально, и направление движения сверлильной головки в вертикальном направлении снизу вверх. Закрепление обрабатываемой детали осуществляется при помощи вертикальных пневмоцилиндров с управлением от напольной педали. Преимуществами сверлильно-присадочных станков являются: ■ возможность обрабатывать длинные детали; ■ конструкцией предусмотрена обработка деталей шириной более 640 мм; ■ возможность регулировки пневматических прижимов по длине заготовки; ■ применение пневматики для осуществления процесса резания и подачи. Клеенаносящие станки предназначены для однородного двухстороннего или одностороннего нанесения клея на плоские поверхности деревянных заготовок различной ширины. Станки относятся к проходному типу. Нанесение клея на плоские поверхности деревянных заготовок основано на вращении обрезиненного вала со специальными продольными бороздками. Станки имеют от 2 до 4 клеенаносящих валов. С увеличением числа валов клей наносится более равномерно, и расход его становится меньше. Принцип работы станков основан на том, что верхняя (или нижняя) часть вала вращается в клеевой ванне. По мере движения заготовки около вала и соприкосновения с ним клей наносится на деталь. Толщина клеевого слоя регулируется специальной пластиной, приближая или удаляя ее от вала. Кромкооблицовочные станки предназначены для наклеивания кромочного материала на торцы панелей и продольного снятия свесов кромочного материала на прямолинейных кромках деталей в мебельном производстве. Они делятся на две группы: ■ универсальные (для прямой и фигурной кромки с ручной подачей заготовки); ■ для прямой кромки (с автоматической подачей заготовки). Станки проходного типа. В конструкцию станка входят: ■ подающий конвейер; ■ обрезиненные подающие вальцы; ■ клеящий узел, который состоит из магазина для кромок в рулонах; бака для приготовления клея; клеенаносящего ролика; гильотинной режущей головки; прижимного устройства, состоящего из прижимных роликов; ■ торцовочный обрезной узел с двумя независимыми электродвигателями для удаления лишней кромки на передней и задней сторонах панели; ■ узел чистового снятия свесов кромочного материала, формирующего плоскую или радиусную фаску; ■ узел циклевки, который обеспечивает выравнивание кромочного материала на торцевой поверхности детали после снятия свесов и удаляет излишки клея с поверхности заготовки; ■ узел циклевки для окончательной обработки кромки, который оснащен управляемыми ориентационными роликами. Предназначен для удаления белых полос, образующихся после обработки детали в узле циклевки, и удаляет излишки клея; ■ полировочный узел для очистки кромки. В его состав входят два независимых электродвигателя и щетки диаметром 155 мм. Станки работают следующим образом. Деталь помещается на подающий конвейер, а сверху захватывается обрезиненными подающими вальцами. После этого деталь подается на рабочие узлы. Происходит последовательное выполнение следующих операций: наклейка кромки, снятие свесов кромочного материала по длине и по пластям детали, циклевка и полировка приклеенной кромки. Лекция 12. «Производство технологической щепы» Производство технологической щепы возможно при одновременном получении пилопродукции на фрезерно-пильных и фрезерно-брусующих агрегатах и при переработке кусковых отходов (горбылей, реек, концов досок) путем их измельчения. В настоящее время наиболее распространена технология пиломатериалов на базе лесопильных рам. Объем кусковых отходов в этом случае составляет 20—25% от объема распиливаемого сырья. Процесс переработки кусковых отходов на щепу состоит из следующих операций: транспортирование отходов к измельчающему оборудованию; ■ попутное удаление металлических включений и крупных минеральных примесей; ■ измельчение отходов; ■ транспортирование щепы на сортировку; ■ сортирование щепы по фракциям; возвращение крупных фракций для повторного измельчения и сортирования; ■ отбор проб технологической щепы для лабораторного анализа и оценка ее качества; ■ транспортирование кондиционной щепы и отсев от сортировки к раздельным местам складирования в бункерах, в бункерных галереях или на открытых складах. Для перемещения кусковых отходов и щепы в пределах лесопильного цеха применяются ленточные конвейеры. Из лесопильного цеха в бункерные галереи и на склад щепа транспортируется ленточными или скребковыми конвейерами, пневмотранспортом или автотранспортом. Металлические включения в кусковых отходах перед их измельчением находят с помощью электронного металлоискателя ЭМИ -65П. Принцип обнаружения металла основан на изменении амплитуды генерируемых колебаний при попадании металла в иоле датчика. Датчик устанавливают над или под рабочей ветвью неметаллического ленточного конвейера для кусковых отходов. В радиусе не менее 1,5 м от датчика не должно быть подвижных металлических конструкций. Для измельчения кусковых отходов применяют многоножевые рубительные машины, которые по форме ротора делятся на барабанные и дисковые. Режущие кромки ножей в барабанных рубителъных машинах (дробилках) описывают поверхность вращения. Угол перерезания волокон древесины (угол среза на щепе) непрерывно изменяется, что приводит к образованию неоднородной по фракционному составу щепы и к повреждению волокон на ее торцовых срезах. Барабанные рубительные машины при переработке отходов дают щепу низкого качества, пригодную для гидролизного производства или на топливо. В дисковых рубительных машинах режущие кромки ножей движутся в плоскости, расположенной под постоянным утлом к направлению подачи перерабатываемой древесины. Угол среза щепы при этом постоянный. Поверхность диска между ножами плоская или геликоидальная (винтовая). В соответствии с этим различают рубительные машины с плоским и геликоидальным диском. Постоянную по длине щепу получают в машинах с геликоидальным диском. Эти машины получили наибольшее распространение на лесопильных предприятиях, вырабатывающих щепу для целлюлозно-бумажного производства. Рубительные машины различаются также расположением загрузочного патрона. Оно бывает наклонное и горизонтальное. Машины с наклонным расположением загрузочного патрона обеспечивают более высокий выход кондиционной щепы нормальной фракции (до 95%), менее чувствительны к затуплению режущего инструмента, пригодны для переработки всех видов отходов. Но наклонное расположение загрузочного патрона усложняет установку машины, так как требуется более высокое помещение и необходима особой формы приемная воронка перед патроном. Машины с наклонным загрузочным патроном типа МРНП-30-1, МРНП-10, МРН-25 имеют производительность соответственно 30, 10 и 25 пл. м 3 /ч щепы. Рубительные машины с горизонтальным расположением загрузочного патрона (МРГ-20Н, МРГ-18, МРГ-40) обеспечивают выход кондиционной щепы до 90%, имеют более простую загрузку отходов, могут устанавливаться на различных этажах цеха. Но на этих машинах затруднена переработка короткомерных отходов (длиной менее 1,5 м). Рис. 1. Рубительная машина МРНП-30-1: 1 – загрузочный патрон; 2 – кожух ножевого диска; 3, 8 – радиальные подшипники; 4 – муфта; 5 – тормоз; 6 – рама; 7 – ножевой диск Рубительная машина МРНП-30-1 (рис. 1) состоит из: рамы 6, ножевого диска 7 с валом, загрузочного патрона 1, кожуха ножевого диска 2 и электродвигателя привода машины. Вал ножевого диска 1 установлен в двух радиальных сферических роликовых подшипниках 3, 8. Электродвигатель передает вращательное движение валу ножевого диска 7 через втулочно-пальцевую муфту 4, одна из полумуфт, которой служит тормозным шкивом. На машине применен ленточный тормоз 5 с управлением от рычага. Технология переработки отходов древесины в рубительнои машине следующая. Горбыли и рейки конвейером подаются в загрузочный патрон 1. При соприкосновении с вращающимся диском, в котором установлено 16 режущих ножей, происходит последовательное срезание каждым ножом слоя древесины определенной толщины. Образующиеся частицы щепы выбрасываются из кожуха машины через проем в раме на расположенный внизу ленточный или скребковый конвейер. В процессе измельчения кусковых отходов наряду с частицами щепы нормального размера образуются крупные куски древесины и мелочь, а также опилки. Из рубительнкх машин щепу направляют в сортировочные устройства, которые служат для разделения ее на фракции. Щепа, получаемая при переработке бревен на фрезерно-пильных и фрезерно-брусующих станках, также должна пройти операцию сортировки. Для сортировки щепы применяют плоские горизонтально-гирационные (с круговым колебанием) сортировочные машины тина ОЦ-1М, СЩ-60М, СЩ-120 производительностью соответственно 40, 60 и 120 нас. м 3 /ч щепы. Рис. 2. Схема щепосортировочной машины СЩ-1М: 1, 3 – лотки; 2, 4 – среднее и нижнее сита; 5, 8 – шаровые опоры; 6 – фундамент; 7 – привод; 9 – сортировочный короб; 10 – верхнее сито Сортировочная машина СЩ-1М (рис. 2) монтируется на специальном фундаменте 6. Она состоит из подвижного сортировочного короба 9, эксцентрикового привода 7 и лотков 1, 3 для схода фракций щепы. Подвижный короб опирается на четыре шаровые опоры 5, 8, конструкция которых обеспечивает круговое движение короба в горизонтальной плоскости. В коробе размещены последовательно по вертикали три плоских сита 2, 4, 10 с ячейками определенных размеров. Размер ячеек верхнего сита 30 х 30, среднего — 10 х 10 и нижнего 6 x 6 мм. На верхнем сите остаются крупные куски древесины, на среднем и нижнем — кондиционная щепа двух размерных фракций. Опилки и мелочь проскакивают через все сита и собираются в поддоне под нижним ситом. Крупная щепа направляется на повторное измельчение; кондиционная щепа — в бункерную галерею; мелочь и опилки — в бункер для опилок. Повторное измельчение крупной щепы можно проводить в рубительных машинах типа МРН и в специальных машинах дезинтеграторах. |