книги из ГПНТБ / Тюкина, Ю. П. Общая технология лесопильно-деревообрабатывающего производства учебник

Причины появления этих дефектов — неправильная установка ножей, их затупление, неуравновешенность ножевых головок или ножей, непрямолинейность нижнего и верхнего ножевых валов, не­ равномерный прижим материала подающими вальцами и прижим­ ными роликами, недопустимая 'кривизна, покоробленность или высокая влажность исходного материала.

Неточные размеры строганых материалов проявляются в неточ­ ных размерах строганой доски по толщине и ширине, несоответст­ вии размеров и расположения шпунта и гребня, в строгании «не в угольник».

Причинами этих дефектов могут быть: неправильная установка ножей и ножевых головок, неправильный профиль ножей или фрез, неперпендикулярность осей вертикальных валов рабочей по­ верхности стола, недостаточный прижим материала к направляю­ щей линейке.

Механические повреждения материала (раскалывание и трещи­ ны) появляются при неравномерном или чрезмерном нажиме пода­ ющих вальцов и прижимных роликов на строгаемый материал, а также при строгании материала пересушенного, покоробленного и с трещинами.

Для предупреждения или устранения технического брака при строгании необходимо правильно установить причины его появле­ ния. Станочник должен следить за исправностью станка и всех его узлов, принимать из ножеточной мастерской хорошо подготовлен­ ный режущий инструмент и уметь правильно устанавливать его в станок. При приеме пиломатериалов из сушильного цеха необхо­ димо проверить размеры пиломатериалов, их влажность, наличие дефектов сушки (коробление, трещины).

Техника безопасности при работе на строгальных станках. Все режущие головки и валы четырехстороннего строгального станка должны быть накрыты оградительными кожухами, которые одно­ временно являются приемниками стружки и соединены с общей эксгаустерной сетью цеха. Когтевая завеса станка служит для защиты от обратного выбрасывания из станка подаваемого мате­ риала. В комплекте электрооборудования станка должна быть система электроблокировок, обеспечивающая невозможность вклю­ чения электродвигателей и пуска станка при любом снятом или выведенном из рабочего положения оградительном кожухе; невоз­ можность включения электродвигателя привода механизма пода­ чи до включения электродвигателей режущих головок.

Перед подающими вальцами следует установить ограничитель предельной толщины и ширины строгаемых досок. На станке мож­ но обрабатывать только по одной доске последовательно. Наимень­ шая длина строгаемых досок (заготовок) должна быть равна рас­ стоянию между передними и задними вальцами плюс 50 мм.

Перед допуском станочника к работе на станке следует убедить­ ся в том, что он хорошо знает его конструкцию, овладел приемами безопасной работы и знает общие правила техники безопасности.

112

§ 21. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ЛЕСОПИЛЬНО-СТРОГАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Объемы и направления использования отходов. В лесопилении при выработке пиломатериалов неизбежно получаются отходы дре­ весины. Под отходами в производстве понимается та часть сырья, которая не попадает в основную продукцию. Величина отходов за­ висит от способов раскроя бревен, назначения и степени обрезки пиломатериалов, толщины пил и соблюдения технологии.

От объема распиливаемого сырья отходит в горбыли 6—10, в рейки 10—15, в концы досок 2—4, в опилки 10—12, на вырезку бра­ ка 2—3%- В раскройных цехах при раскрое досок на заготовки по­ лучается 7—10% опилок и 10—25% обрезков (вырезки брака и некратные остатки) от объема раскраиваемых пиломатериалов, в строгальных цехах— 12—20% стружки от объема поступающих пиломатериалов.

Чтобы снизить себестоимость основной продукции из древесины, необходимо добиваться уменьшения отходов в основном производ­ стве и максимально использовать получающиеся отходы на другие виды продукции, т. е. стремиться к более полному и полезному использованию древесины.

Внастоящее время в результате переработки отходов лесопиле­ ния получают целлюлозу, бумагу, картон, спирты, фурфурол, кор­ мовые дрожжи, глицерин, фенолы, смолу, сажу, уголь, ацетон, ви­ тамины, вазелин, лаки, уксусную кислоту, древесноволокнистые, древесностружечные и фибролитовые плиты, арболит, канифоль, скипидар, древесную муку и многие другие ценные продукты.

Втехнологических процессах производства большинства ука­

занных продуктов древесину измельчают до нужных фракций. Для этого кусковые отходы лесопиления (горбыли, рейки и обрезки до­ сок) перерабатывают в технологическую щепу, которую можно от­ нести к сопутствующей продукции лесопильного производства.

Объем кусковых отходов, пригодных для выработки технологи­ ческой щепы, зависит от мощности лесопильного завода или цеха, от размеров распиливаемого сырья и назначения пилопродукции. В среднем четырехрамный лесопильный завод с годовым объемом распиловки 240 тыс. ж3 сырья получает около 35 тыс. ж3 кусковых отходов, восьмирамный лесопильный завод с объемом распиловки 480 тыс. ж3 — около 70 тыс. ж3 кусковых отходов.

Крупные кусковые отходы можно переработать на обапол и мелкую пилопродукцию, которые будут добавлением к полезному выходу основной пилопродукции.

Мягкие отходы (опилки и стружка) находят широкое использо­ вание для хозяйственных и промышленных целей. Опилками чис­ тят и полируют мелкие металлические и проволочные изделия, алю­ миниевую посуду, листовой алюминий, меха, кожи. Их применяют при производстве пористого кирпича. Опилки и стружка — хоро­ ший поглотитель жидкости при уборке мест общего пользования (метро, вокзалы, базары). Опилки в смеси со щепой используют для

113

варки целлюлозы и в гидролизном производстве для изготовления спирта и кормовых дрожжей. Путем размола опилок па специаль­ ных мельницах получают древесную муку, применяемую в произ­ водстве пластических масс, взрывчатых веществ, линолеума и т. д.

Если по местным условиям отходы лесопильно-строгального производства нельзя использовать как технологическое сырье, они могут быть использованы на топливо. Для этого крупные отходы дробят в щепу и сжигают в смеси с опилками и стружкой. Кора тоже может быть сожжена в котельной предприятия.

Прозводство технологической щепы. В зависимости от назначе­ ния технологической щепы к ней предъявляют определенные качественные и размерные требования, регламентируемые ГОСТ 15815—70. Особенно высокие требования предъявляют к щепе в отношении наличия каких-либо примесей: кора, гниль, обугленные частицы, металлические включения, песок и т. п.

Допустимый процент засоренности щепы корой различен в за­ висимости от ее назначения. Щепа, идущая на варку целлюлозы, не должна иметь коры. В щепе для гидролизного производства, произ­ водства древесноволокнистых и древесностружечных плит, в зави­ симости от ее сортности, допускается от 10 до 15% коры. В щепе для производства специальных высококачественных древесноволок­ нистых плит содержание коры допускается в пределах 3%. Чтобы обеспечить указанные требования, необходимо перерабатывать на щепу окоренные кусковые отходы древесины. Чистота окорки бре­ вен может быть различной в зависимости от назначения щепы.

Допускаемый показатель примеси гнили в щепе, в зависимости от назначения и сортности последней, составляет от 0,1 до 5,0%. Обугленные частицы и металлические включения в щепе для всех видов производств не допускаются.

Один из важных факторов, определяющих качество технологи­ ческой щепы, — однородность щепы по длине -и толщине. Размеры в зависимости от -назначения приведены в табл. 7.

Срезы щепы должны быть чистыми, гладкими и без обмятых кромок. Особенно высокие требования к чистоте срезов щепы предъ­

114

чистоты срезов зависят выход и механические свойства целлюлозы, а также продолжительность варки древесины.

Измельчают кусковые отходы на щепу на рубительных машинах, которые по форме ротора делятся на барабанные и дисковые.

Режущие кромки ножей в барабанных рубительных машинах (дробилках) описывают поверхность вращения. Угол перерезания волокон древесины (угол среза на щепе) непрерывно изменяется, что приводит к образованию неоднородной по фракционному со­ ставу щепы и к повреждению волокон на ее торцовых срезах. Ба­ рабанные рубительные машины (дробилки) при переработке отхо­ дов дают щепу низкого качества, пригодную для гидролизного производства или на топливо.

В дисковых рубительных машинах режущие кромки ножей дви­ жутся в плоскости, расположенной под постоянным углом к направ­ лению 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. Посто­ янную по длине щепу получают в машинах с геликоидальным дис­ ком. Отечественной промышленностью выпускается две модели рубительных машин с геликоидальным диском МРН-25(АЗ-11) и МРГ-18(АЗ-12). Производительность машин МРН-25 — 25 пл.м3/ч,

18 пл. м3/ч, 12 ножей, выход щепы — 85—90%.

На обеих машинах получают щепу длиной 18 мм. Сортируют ее по размерам на установках вибрационного или гирационного типа. Наиболее приемлемыми для лесопильного производства являются * гирационные сортировочные установки СЩ-1, СЩ-1М и СЩ-120. Основа установок — три сита, расположенные последовательно по вертикали. Они имеют различный размер отверстий. На верхнем сите остаются крупные куски древесины, на среднем и нижнем кон­ диционная щепа двух размерных фракций. Опилки и мелочь про­ скакивают через все сита и собираются в поддоне под нижним ситом. Крупная щепа отдельным конвейером направляется на повторное дробление; кондиционная щепа — в бункерную гале­ рею для отгрузки потребителям; мелочь и опилки — в бункеры для опилок.

Производительность сортировочных установок: СЩ-1'— 40, СЩ-1М — 60 и СЩ-120—120 насыпанных кубометров щепы в час.

Участки производства щепы могут располагаться непосредствен­ но в нижнем этаже лесопильного цеха или в отдельном помещении (цехе). В ряде случаев в отдельном помещении устанавливают только сортирующее и доизмельчающее оборудование, а рубитель­ ные машины остаются в лесопильном цехе.

Выработка обапола и мелкой пилопродукции. Крупные горбыли и рейки перерабатывают на обапол и мелкую пилопродукцию. При­ годные для этих целей горбыли (деловые) составляют около 60% всех горбылей. Простейшая продукция, изготовляемая из сосиово-

115

го и елового горбыля,— обапол. Обапол в большом количестве используется горнодобывающей промышленностью для крепления шахтных выработок. Он может быть горбыльным, если одна из его сторон полностью сохраняет форму поверхности бревна, или дощатым, если с горбыля снята часть горба не менее чем на поло­ вине длины.

Ширина обапола в тонком конце от 90 до 200 мм, толщина в тонком конце от 15 до 30 мм, в толстом — не более двойной толщи­ ны в тонком. Длина обапола от 0,9 до 2,7 м. Обапол должен быть окорен, без сквозных трещин, червоточины и гнилых сучков. При переработке всех деловых горбылей на обапол выход последних составляет 4—5% объема распиленного сырья.

Технология выработки обапола из горбыля довольно проста. Осуществляют только одну операцию — торцовку на балансирных или маятниковых станках.

Крупные отходы лесопиления можно перерабатывать также на мелкую пилопродукцию —•тарную дощечку, штакетник, штукатур­ ную и кровельную дрань, наметельники и другие изделия широкого потребления.

Технология переработки горбылей и реек на дощечки и планки включает следующие операции: поперечный раскрой — торцовку, при которой толстая (деловая) часть отделяется от тонкой (неде­ ловой); продольный раскрой деловой части горбыля на дощечки на ребровом и обрезном станках, реек — на реечных станках; попереч­ ный раскрой обрезных дощечек и планок на точную длину на концеравнителе; упаковка готовой продукции.

Выход мелкой пилопродукции из горбылей и реек составляет до 3% объема сырья. Толстые горбыли могут быть использованы в качестве сырья для производства древесной стружки, применяемой

восновном для упаковки изделий.

§22. КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОАААТИЗАЦИЯ

ЛЕСОПИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Основными направлениями дальнейшего технического прогрес­ са в любой отрасли промышленности являются комплексная меха­ низация и автоматизация производственных процессов, которые намного увеличивают производительность труда, улучшают качест­ во продукции и значительно облегчают труд рабочих.

Механизация процессов труда — это замена ручного труда ма­ шинами. Механизация может быть частичной и полной. При частич­ ной механизации ручные работы заменяются машинами и механиз­ мами только на части операций производственного процесса, при полной механизации — во всех операциях производственного про­ цесса. Полная механизация называется комплексной. Функции рабочего в условиях комплексной механизации сводятся к управле­

вать дальнейший рост производительности труда. Возникает необ­

116

ходимость замены ручного управления машинами и механизмами автоматическим. Производство переходит от стадии механизации к более высокой стадии развития — автоматизации.

Автоматизация предусматривает применение приборов, приспо­ соблений и машин, позволяющих осуществлять производственный процесс без 'непосредственного участия человека; на долю человека остается лишь функция контроля за работой автоматических устройств и их настройка. Автоматизация также может быть час­ тичной и полной.

При решении вопроса об автоматизации тех или иных операций в лесопилении должна учитываться в первую очередь задача полу­ чения максимального выхода высококачественных пиломатериалов.

В лесопильном производстве в настоящее время пока нельзя заменить человека машинами на всех операциях производственно­ го процесса. Там, где необходимо оценить и принять решение о правильности раскроя древесины, необходимо участие человека. Поэтому в лесопилении преобладает механизированное оборудова­ ние, требующее ручного управления, контроля и регулирования, но велика еще доля ручного труда. Наиболее трудоемкими участ­ ками производственного процесса являются склад сырья, сорти­ ровка пиломатериалов, склад пиломатериалов и некоторые опера­ ции в лесопильном цехе (обрезка, торцовка пиломатериалов и др.).

Правильно организованный поток в лесопильном цехе с приме­ нением полной механизации и частичной автоматизации близок к конвейеризации производства. В соответствующих разделах учеб­ ника описаны современные средства механизации и автоматизации технологических и вспомогательных операций производственного процесса лесопильного цеха. Лесопильный поток, комплексно осна­ щенный современными механизмами и оборудованием, может обеспечить выработку на один человеко-день производственных рабочих (лесопильного цеха и сортировочной площадки) до 8— 10 м3 пиломатериалов. Выработка на человеко-день на лесопиль­ ных заводах Советского Союза в среднем от 1,0 до 3,5 м3 пиломате­ риалов. в зависимости от размеров и качества распиливаемого сырья, организационно-технологических факторов и др.

Большое значение для повышения производительности труда в лесопилении имеет не только внедрение нового оборудования, но и модернизация уже существующего. В ближайшем будущем долж­ ны быть автоматизированы: механическая обработка материала по толщине, ширине и длине; транспортирование и передача материала от станка к станку; сортировка и контроль пиломатериалов по раз­ мерам; учет распиливаемого сырья и готовой продукции.

Рабочие остаются пока на тех операциях, где древесину рас­ краивают с учетом ее качественных особенностей, и на операции сортировки по качеству. К таким операциям относятся: оценка каче­ ства и формы бревен и заправка их в раму; оценка качества и фор­ мы досок и заправка их -в обрезной станок; оценка качества досок и заправка их в торцовочный станок и оценка качества досок при сортировке пиломатериалов.

117

ГЛАВА Ш

СУШКА ДРЕВЕСИНЫ

§ 23. ЗНАЧЕНИЕ И СУЩНОСТЬ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ

Сушкой называется процесс удаления из древесины влаги ис­ парением. В деревообрабатывающих производствах находят при­ менение различные способы сушки древесины: атмосферная, газо­ паровая, кондуктивная, диэлектрическая, в жидкостях, радиацион­ ная и др.

А т м о с ф е р н а я с у ш к а производится на открытых складах или под навесами при размещении древесины в штабелях. Так как холодный воздух слабо поглощает влагу, то атмосферная сушка древесины протекает медленно, а в зимнее время практически пре­ кращается. Регулировать скорость атмосферной сушки можно лишь в незначительной степени путем изменения плотности укладки материала® штабеле.

Атмосферная сушка пиломатериалов 'может применяться в соче­ тании с газопаровой. В этом случае атмосферная сушка — первый этап сушки, в процессе которого влажность древесины снижается до 30—35%. Дальнейшее снижение влажности происходит на вто­ ром этапе сушки в камерах.

Г а з о п а р о в а я ( к а м е р н а я ) с у ш к а — основной способ сушки в деревообрабатывающих производствах. Она проводится в специальных помещениях — сушильных камерах различных конст­ рукций. Необходимое для испарения влаги тепло подводится к древесине при помощи нагретого воздуха, топочных газов или пере­ гретого пара. Камерная сушка протекает значительно быстрее атмосферной. Ее скорость поддается регулированию. При этом спо­ собе сушки можно получать материалы требуемого качества и за­ данной влажности.

К о н д у к т и в н а я с у ш к а применяется в основном для сушки тонких листовых материалов, например шпона, фанеры. При кондуктивной сушке древесина находится в соприкосновении (контак­

сушке ТВЧ, в отличие от других способов, необходимое для испа­ рения влаги тепло не поступает извне, а образуется внутри самой древесины. Этот способ характеризуется быстрым испарением вла­ ги из древесины, значительно сокращающим сроки сушки. Промыш­

118

переработке нефти), отличается высокой интенсивностью. Влажная древесина, помещенная в нагретый до температуры 120—130° С рас­ твор петролатума, сохнет в 4—6 раз быстрее, чем в камерах. Одна­ ко петролатум проникает в древесину, загрязняя ее и затрудняя последующую механическую обработку, поэтому указанный способ рекомендуется для древесины, используемой в инженерных соору­ жениях.

Р а д и а ц и о н н а я с у ш к а применяется для сушки отделан­ ных поверхностей изделий. Она основана на тепловом облучении древесины источниками инфракрасной радиации.

Влажный воздух и его роль при сушке древесины. Среда, кото­ рая окружает древесину в процессе сушки, называется а г е н т о м с у шк и . Агентом сушки древесины является главным образом воз­ дух, он подводит тепло к высушиваемому материалу, поглощает и удаляет влагу.

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество

При данной температуре воздух может поглотить определенное ко­ личество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. Абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения называ­

ность, как правило, выражается в процентах. Она показывает сте­ пень насыщенности воздуха влагой. При состоянии полного насы­ щения воздуха влагой относительная влажность равна 100%. Чем меньше степень насыщенности воздуха влагой (относительная влажность), тем интенсивнее происходит испарение влаги при суш­ ке древесины.

При нагревании воздуха его температура повышается, а отно­ сительная влажность уменьшается; при охлаждении, наоборот,— температура воздуха понижается, а относительная влажность уве­ личивается. Температура, при которой воздух достигает состояния насыщения, называется т е м п е р а т у р о й п р е д е л а о х л а ж ­

д е н и я (/п.о).

В процессе сушки воздух отдает тепло, необходимое на испаре­ ние воды, содержащейся в древесине. Т е п л о с о д е р ж а н и е воз­ духа, или количество содержащегося в воздухе тепла при постоян­ ной относительной влажности, зависит от температуры — чем боль­ ше температура воздуха, тем больше его теплосодержание.

ратуре и влажности. С увеличением температуры плотность возду­ ха уменьшается.

Определение влажности древесины. Содержание влаги в древе­

119

сине характеризуется ее в л а ж н о с т ь ю , т. е. отношением массы влаги, содержащейся в древесине, к массе самой древесины. Влаж­ ность можно исчислять по отношению к массе древесины в абсо­ лютно сухом состоянии, когда из нее удалена вся влага, или по отношению к массе древесины вместе с влагой. В технологии дере­ вообработки принято исчислять влажность по первому способу. Влажность древесины выражают в процентах. Определяют ее раз­ личными способами. Наибольшее распространение получили весо­ вой и электрический.

При весовом способе от доски отпиливают пробу (секцию влаж­ ности) шириной 10—12 мм на расстоянии 300—500 мм от торца доски. Затем эту пробу тщательно (с точностью до 0,01 г) взвеши­ вают на технических весах и помещают в сушильный шкаф.. Темпе­ ратура в шкафу поддерживается около 100—105° С. Во время суш­ ки пробу периодически взвешивают: первое взвешивание произво­ дят через 5 ч после закладки, остальные — через каждые 1—2 ч. Если масса пробы перестанет изменяться, значит древесина достиг­ ла абсолютно сухого состояния. Эта последняя величина массы и используется для определения абсолютной влажности древесины по формуле

w = gHa4~ -.^ yx.ioo%,

G сух

где Сдач — начальная масса пробы, г;

Gcyx — масса пробы в абсолютно сухом состоянии, г.

Этот способ дает очень точные результаты, но требует много времени (до 10 ч).

Электрический способ менее точен, зато затраты времени на оп­ ределение влажности древесины очень малы. При этом способе ис­ пользуют приборы, называемые электровлагомерами. Для измере­ ния влажности от 7 до 60% применяют аккумуляторные электро­ влагомеры ЭВА-2М конструкции ЦНИИМОД. В древесину вводят

Ток, проходящий через древесин)7, усиливается и затем измеряется микроамперметром, шкала которого отградуирована в процентах влажности древесины. Электровлагомер определяет влажность дре­ весины только непосредственно в местах заглубления игл датчика. Поэтому на доске или заготовке делают много замеров и определя­ ют среднее значение показаний прибора по всем замерам, по кото­ рому и судят о влажности древесины.

Влажность свежесрубленной древесины (имеющей влажность растущего дерева) зависит от породы и места взятия пробы по се­ чению ствола. У хвойных пород влажность древесины в периферий­ ной части ствола (заболони) больше влажности древесины в цент­ ральной части ствола (ядра). У лиственных пород влажность по всему сечению ствола примерно одинакова. Влажность сплавной древесины, как правило, выше, чем у древесины, доставленной су­ хопутным способом, причем влажность сплавной древесины выше

120