книги из ГПНТБ / Бокщанин Ю.Р. Обработка и применение древесины лиственницы

Пиломатериалы и заготовки радиальной распиловки можно получить с учетом рекомендаций по выработке лыжных загото­ вок, пилопродукцни с высокими резонансными свойствами и т. д. Для получения пиломатериалов радиальной распиловки в боль­ ших количествах целесообразно рекомендовать развально-сегмеит- иый способ.

Общая схема раскроя бревен основных диаметров для полу­ чения целых и клееных пиломатериалов, по данным проф. Аксе­ нова П. П. *, приведена на рис. 20.

Из центральных досок толщиной 50—80 мм при раскрое на три узкие средние обрезные получаются доски тангенциального вида. По качеству это пиломатериалы с сучками разных размеров; часто в них могут встречаться трещины, краснина, древесина, ослабленная сердцевинной трубкой, гниль. Поэтому дальнейший раскрой таких досок на заготовки радиального вида не всегда це­ лесообразен.

лено по приведенным выше графикам. Из бревен I и I I групп при правильном выборе пропилов для получения сегментов зна­ чительное количество однокромочных пиломатериалов может быть получено без сучков. Такие пиломатериалы могут быть использо­ ваны для выпиловки толстых и тонких заготовок самого высокого качества.

Приведенная схема раскроя бревен развально-сегментным спо­ собом рассчитана на сырье среднего и низкого качества без деле­ ния по породам. С поправкой на лиственничное малосучковатое сырье процесс после сушки пиломатериалов может быть значи­ тельно упрощен и организован с целевым назначением — выработ­ кой заготовок радиального вида заданного высокого качества без операций сращивания по длине. Обрезку по сбегу и сращивание по ширине целесообразно предусматривать при выпуске щитовых или панельных материалов, например дверных полотен, щитовых элементов укупорки, полового настила. Такие щиты при радиаль­ ном расположении годичных слоев будут иметь высокую стабиль­ ность формы, а получение их с учетом сбега позволит увеличить полезный выход заготовок и деталей не менее чем на 8—10%.

Предлагаемая схема может быть использована и при выработке заготовок и деталей брусковых сечений радиального вида. В этом случае получение щита, склеенного из обрезанных по сбегу с последующей распиловкой на бруски окончательных размеров, также увеличит полезный выход на 8—10% по сравнению-с ва­ риантом получения брусков из однокромочных досок.

Исключение из схемы раскроя процесса получения досок, обре­ занных по сбегу, приведет к значительному снижению полезного выхода заготовок, однако и этот вариант позволит получить высокий

* Аксенов П. П. Технология пиломатериалов. Гослесбумиздат, 1963, 579 с.

103

выход заготовок высшего качества при некотором снижении общего полезного выхода по сравнению с обычным брусово-развальным способом распиловки. Упрощенная схема получения пиломатериа­ лов радиальной распиловки приведена на рис. 21. Она включает следующие операции:

1. Получение толстых необрезных досок из зоны, включающей значительное количество сучков и другие пороки, и двух сегментов из малосучковатой или бессучковой зоны бревна.

I

Рис. 21. Схема раскроя бревен на пиломатериалы радиального и полз'радпалыюго видов:

/ — раскрой бревна; / / — раскрой сегментов; / / / — выпиловка досок; IV — выпиловка заготовок

2.Распиловку сегментов на однокромочные доски радиального вида и высокого качества.

3.Получение из боковых зон необрезных пиломатериалов однокромочных или обрезных досок высокого качества и обрезных

досок среднего и низкого качества из центральной части.

4. Выработку из досок высокого качества заготовок высшего сорта радиального вида, а из досок среднего качества — заготовок среднего или повышенного качества радиальной или тангенциаль­ ной распиловки. Из досок среднего качества заготовки выраба­ тываются при значительно больших коэффициентах расхода дре­ весины, чем из досок, полученных из периферийной зоны бревна.

ОТТАИВАНИЕ И ПРОГРЕВ БРЕВЕН ПЕРЕД ОКОРКОЙ И РАСПИЛОВКОЙ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ

Высококачественная окорка хвойного сырья на окорочных станках роторного типа обеспечивается при температуре на гра­ нице луба и древесины близкой к 0° С и выше; когда влага в коре

102

переходит в жидкое состояние и силы сцепления коры с древеси­ ной значительно ослабевают.

Прогрев заболони, имеющей высокую влажность, перед распи­ ловкой бревна в значительной степени (в сравнении с распилов­ кой мерзлой древесины) влияет на силовые параметры. Прогрев ядровой части бревен, содержащих свободную влагу в небольших

для прогрева только заболонной части елового и соснового пило­ вочного сырья перед распиловкой. Прогрев заболони необходим, так как удельное сопротивление пилению бруса с прогретой забо­ лонью на 20—25% ниже, чем мерзлой; сопротивление пилению

У лиственничного пиловочника слой заболони узкий. Рттаиваиие заболонного кольца лиственничных бревен даст меньший эффект, чем оттаивание заболони сосны или ели. Все же в связи с широким введением окорки при распиловке пиловочника и эф­ фективностью прогрева бревен перед окоркой целесообразно соче­ тать прогрев для окорки с прогревом на глубину заболони.

В лесопильной промышленности применяется один вид тепло­ вой подготовки древесины перед окоркой и распиловкой — оттаива­ ние бревен в бассейнах. Температура воды в бассейнах обычно около 5—10° С, оттаивание заболони бревен перед распиловкой занимает 6—10 ч и более. Практически бревна находятся в бас­ сейнах меньше этого времени и распиливаются часто мерзлыми.

Основной недостаток этого вида тепловой подготовки состоит в том, что верхняя часть бревна находится над водой и не оттаи­

103

удается и при более длительном выдерживании бревен в воде.

Они будут значительно меньше по размерам, чем существующие бассейны. Весь процесс тепловой подготовки можно полностью механизировать и автоматизировать.

Оценка эффективности различных способов оттаивания коры по результатам технико-экономического сравнения вариантов теп­ ловой обработки бревен перед окоркой приведена в табл. 56. Из

СвердНИИПДрев разработал технологический процесс лесопи­ ления с участком безбассейновой подготовки бревен к распиловке, расположенным между складом с рассортированным пиловочни­ ком и бревнотасками лесопильного цеха [15]. Участок подготовки бревен включает автоматическое устройство для разворота их вер­ шиной в заданную сторону, конвейер прогрева с устройством для поштучной приемки и выдачи бревен, установку для обмывки, буферное устройство для выдержки бревен после прогрева, металлоискатель, окорочное отделение.

Схема гидротермической подготовки бревен к распиловке при

или от линии полуавтоматической сортировки подаются к первому по ходу устройству 2 для автоматического разворота и ориентации вершиной в одну сторону. Ориентированные бревна сбрасывате-

104

Основной агрегат линии гидротермической подготовки пиловоч­ ника к окорке и распиловке — конвейер для прогрева бревен (рис. 24). Этот конвейер представляет собой крытую бетонную

Рис. 24. Конвейер для прогрева бревен

ванну /, оснащенную механизмами приема, загрузки, транспорти­ рования и выгрузки бревен и заполненную водой с температурой 50—80° С. Ширина ванны 7,5 м, глубина 1,3 иг, длина от 15 до

105

торые подаются бревна 6 с продольного транспортера, и меха­ низма поштучной подачи 4, выдающего бревна в загрузочное окно конвейера. Поперечные цепи используются и как буферный накопитель для стабилизации работы конвейера при неравномер­ ной подаче бревен продольным транспортером.

Бревна, поданные мотовилами 2 под ведущие цепи подающего транспортера 3, всплывая, прижимаются к ним и поперечной щетью перемещаются вдоль ванны. Подающий транспортер имеет три скорости: 0,005, 0,01 и 0,02 м/сек. Необходимая скорость уста­ навливается в зависимости от диаметра подаваемых бревен. Для конвейера длиной 40 м время транспортировки бревен соответ­ ственно равно 135; 67 и 33 мин, а для конвейера длиной 15 м — 55; 21 и 13 мин.

Выгрузочный транспортер 5 установлен под углом 45° на задней торцовой стенке ванны. Цепи транспортера имеют упоры высотой 250 мм с шагом 960 мм. Как и подающий транспортер, цепи вы­ грузочного транспортера имеют три скорости: 0,03; 0,06; 0,09 м/сек. Увеличение скорости выгрузочного транспортера по отношению к подающему обеспечивает поштучную выдачу бревен из кон­ вейера без специальных питателей.

Вода в конвейере нагревается паром, заданная температура может поддерживаться с помощью несложных устройств 7, авто­

ковых сторон ванны. Для уменьшения теплопотерь стены и крыша ванны утеплены. Расчетная производительность конвейера в за­

при температуре воды в конвейере 80°С приведено в табл. 57'и для

106

крупного пиловочного сырья не превышает 2,5 ч. Дальнейшее со­ кращение времени прогрева бревен возможно при введении пред­ варительной окорки мерзлых бревен тупыми коросиимателями до границы корки и лубяного слоя, имеющего повышенную влажность. В этом случае время, необходимое для прогрева на глубину за­

с использованием метода расчета тепловых процессов при непол­

достаточно близко совпадают с опытными. Расхождение не пре­ вышает 10%.

Для различных расчетов могут быть использованы следующие

Особенность полученных данных — увеличенная теплопровод­ ность в тангенциальном направлении. Это объясняется малым объемом сердцевинных лучей и высокой плотностью летней дре­ весины, что ведет к формированию теплового потока по поздней древесине, имеющей меньшее тепловое сопротивление. Теплоем­

при меньших капитальных затратах механизировать этот участок, значительно повысить производительность труда и высококачест­ венно проводить круглогодовую окорку леса. Это особенно важно для развития целлюлозно-бумажного, древесноплитного и картон­ ного производств, использующих технологическую щепу из отхо­ дов лесопиления.

107

Лиственница распространена в восточных районах страны, имеющих длительные зимние периоды с отрицательными темпера­ турами. В этих условиях прогрев бревен перед окоркой и распи­ ловкой по всему периметру даст значительный эффект, так как позволит отказаться от снижения посылок при распиловке мерз­ лого неокорениого сырья.

ПРОГРЕВ БРУСЬЕВ И ЧУРАКОВ ДЛЯ СТРОГАНИЯ И ЛУЩЕНИЯ

Повышение пластических свойств древесины разных пород до­ стигается прогревом, пропариванием или провариванием сорти­ ментов разного вида и формы перед дальнейшей обработкой. Строгание, лущение, как гнутье и прессование, связаны с изме­ нением формы в целом элементов или отдельных их участков без разрушения связей между древесными волокнами или со стрем­ лением к минимальным разрушениям в процессе обработки.

в эксикаторах — 150 дней.

Исследования показали, что гигроскопичность древесины лист­ венницы снижается и тем больше, чем выше температура среды и продолжительнее ее воздействие. При воздействии на древесину

вают, что изменение влагопоглощения древесины лиственницы за­ висит также от насыщенности паров в воздушной среде. Так, раз­ ница во влагопоглощении контрольной древесины и древесины, подвергнутой термообработке при 140° С в течение 96 ч, составила 3,9% (при Ф = 20%) и 5,9% (при <р = 80%).

Было изучено также влияние гидротермической обработки на прочность древесины лиственницы [27]. Рейки сечением 40X Х80Х500 мм и влажностью 60—75% высушивались в среде пере­

выдерживали в комнатных условиях в течение 3 месяцев, а затем испытывали. Полученные данные пересчитывали на влажность 15% и сравнивали с данными контрольных образцов.

108

Сжатие вдоль волокон лиственничных образцов показало, что прочность при температурах 80—100° С почти не снижается. С дальнейшим повышением температуры наблюдается довольно резкое снижение прочности, которое при температуре 140°С и продолжительности воздействия ее на образцы в течение 96 ч до­ стигает 20%.

Сопротивление скалыванию вдоль волокон при прогреве образ­ цов даже до 80° С снижается при длительном воздействии темпе­ ратуры. Так, при 40-часовом прогреве лиственница снижает проч­ ность на 10%, а при 96-часовом — на 20%. С увеличением продол­ жительности и температуры прогрева сопротивление скалыванию уменьшается. При 140° С и 96-часовом прогреве прочность лист­ венницы по этому показателю снижается на 42%.

Сопротивление раскалыванию в радиальной плоскости также снижается при воздействии высоких температур. Так, при темпе­ ратуре 140° С и времени воздействия ее в течение 96 ч снижение сопротивления раскалыванию достигает 40%. В то же время дли­

Удельная работа при ударном изгибе после гидротермической обработки снижается, древесина становится более хрупкой. Тем­ пература до 115° С на лиственницу существенно не влияет. При этой температуре и продолжительности процесса 96 ч вязкость древесины лиственницы снижается только на 10%), но при даль­ нейшем повышении температуры до 120—140° С удельная работа древесины при ударном изгибе уменьшается на 30%.

После сушки лиственницы до влажности 5% прочность ее при ударном изгибе снизилась на 12—15%. В отдельных случаях этот

бруски небольшого сечения. В производственных условиях можно высушивать пиломатериалы и заготовки больших сечений, но это увеличит продолжительность процесса и может повлиять на сни­ жение прочности в большей степени, чем при исследовании. Поэтому приведенные данные о снижении прочности древесины при прогреве следует считать предварительными.

На прочностные характеристики древесины лиственницы влияет также нагревание в автоклавах [35].

Предел прочности при сжатии вдоль волокон (рис. 25) при на­ гревании образцов в течение 6 ч устойчиво снижается. Эта зависи­ мость для лиственницы определяется уравнением

а = — 0,0123^2 — 0,313/f + 689.

При этих же параметрах удельная работа при ударном изгибе древесины лиственницы изменяется незначительно.

109