книги из ГПНТБ / Васечкин Ю.В. Оборудование фанерного производства учебник

при жестких режимах чураки необходимо сортировать по диамет­ рам с градацией не более 4—5 см и затем охлаждать путем выле­ живания для выравнивания температур.

При м я г к о м ' р е ж и м е древесина прогревается в среде с температурой, соответствующей температуре, необходимой для лущения; перегрев, а вместе с тем и последующее вылеживание чураков исключаются.

При увеличении режимного времени степень неравномерности прогрева уменьшается. Так, для березовой древесины технологией

40—20 = 20° С.

При увеличении режимного времени прогрева степень нерав­ номерности при постоянном верхнем пределе +40° С будет стре­ миться к нулю, т. е. вся масса древесины будет иметь примерно одинаковую температуру, незначительно отличающуюся от тем­ пературы нагревательной среды.

При мягких режимах прогрева уменьшается количество групп для рассортировки чураков по диаметрам. Так, березовые чураки можно рассортировывать на две группы: первую (основную) до 32 см и вторую — свыше 32 см. Сосновое сырье также можно рас­ сортировывать на две группы: первую от 28 до 38 см и вторую от 39 до 48 см.

Чураки лиственицы рассортировывают на три группы: 24—28; 29—38; 39—48 см.

Хотя нагрев сырья по мягким режимам требует увеличения объемов нагревательных сооружений (из-за увеличения времени прогрева), тем не менее этот способ выгодно отличается от гидро­ термообработки сырья по жестким режимам улучшением качества шпона, снижением расхода тепла (до 50%), более благоприят­ ными условиями труда.

В нашей стране промышленная обработка древесины по мяг­ ким режимам применяется с 1964 г.

При производстве лущеного шпона чураки, как правило, на­ греваются в горячей воде (проваривание), а при изготовлении строганого шпона, который получают из ценных древесных пород

раняется естественный цвет древесины, чего трудно достичь для некоторых древесных пород при нагреве их в горячей воде.

§ 8. ПРОПИТКА

Пропитка древесины — насыщение различными химическими составами — улучшает ее натуральные свойства. Например, про­ питка антисептиками необходима для того, чтобы повысить ус­ тойчивость древесины по отношению к различным грибковым и гнилостным заболеваниям. Пропитка антипиренами нужна для повышения устойчивости древесины по отношению к огню и т. д.

Древесину, предназначенную для производства древесных сло­ истых пластиков и целыюпрессованиых деталей, пропитывают син­ тетическими смолами, которые одновременно являются и клеевым (связывающим) веществом. Проникновение смолы в сосуды и по­ лости клеток улучшает водостойкость древесины и значительно уменьшает способность ее изменять размеры под воздействием влаги — уменьшает разбухание.

Качество пропитки шпопа в растворах смол зависит от спо­ соба пропитки, физико-химических свойств смолы, вязкости, кон­ центрации и температуры раствора, количества поглощенного рас­ твора, качества и породы древесины и ряда других факторов.

В практике фанерных заводов применяются следующие спо­ собы: вымачивание шпона в смоляных растворах; пропитка в го­ рячих и холодных ваннах; ограниченное пли полное поглощение; пропитка с предварительной полистной намазкой шпона.

При любом из описанных способов частицы пропиточного рас­ твора не только заполняют поры древесины, но в тон или иной степени проникают и в клеточные стенки.

При в ы м а ч и в а й и и шпон загружают в пропиточный раствор с температурой, соответствующей температуре помещения. Срок вымачивания зависит от толщины шпона. В данном случае сосуды и капилляры заполняются пропиточным раствором в результате явления диффузии.

При п р о п и т к е в г о р я ч и х и х о л о д н ы х в а н н а х шпон некоторое время находится в нагретом растворе, а затем его за­ ливают раствором смолы с температурой, близкой температуре помещения (18—20°С). В начальный период воздух, находящийся в полостях клеток, нагревается и, увеличиваясь в объеме, вытес­ няется из древесины. При последующем охлаждении холодным раствором оставшийся в древесине воздух также охлаждается. В результате охлаждения в полостях клеток создается вакуум и раствор интенсивно впитывается.

При способе п о л н о г о п о г л о щ е н и я древесина перед про­ питкой подвергается воздействию вакуума, а пропиточный раствор подается под давлением, в результате чего скорость пропитки воз­ растает.

щийся в древесине, сжимается, а раствор нагнетается в полости сосудов и клеток. Затем давление снимается и создается вакуум, в результате чего воздух, находящийся в древесине, расширяется и выжимает из нее избыток пропиточного раствора. Стенки клеток как бы смазываются раствором.

Все перечисленные способы пропитки основаны на применении низкоконцентрированных растворов смолы (/С = 28—36%).

Можно пропитывать древесину и высококонцентрированиыми смолами (/С=50—55%). В этом случае, чтобы снизить вязкость и обеспечить требуемую проницаемость в древесину, смолу подо­ гревают; иногда подогревают сам шпон.

Если на поверхность нагретого шпона нанести высококоицентрпрованную смолу, а затем эти листы сложить в плотную стопу, за счет аккумулированного тепла вязкость смолы снизится, по­ движность ее частиц увеличится, и она легко проникнет в поры и сосуды древесины. На этом и основан способ пропитки с п р е д ­

в а р и т е л ь н о й и о л и с т и о й и а м а з к о й ш и о и а. /"

§ 9. СКЛЕИВАНИЕ

Склеиванием называется соединение двух или нескольких по­ верхностей клеевым швом. Процесс склеивания — один из наибо­ лее ответственных в технологии производства фанеры, плит, плас- ' тиков и других материалов.

Существующие теории адгезии (склеивания) по-разному объяс­ няют характер соединения одних материалов с другими, но в лю­ бом случае в начале процесса клей должен находиться в жидком состоянии, чтобы смочить соединяемые поверхности, а затем из жидкого перейти в твердое, чтобы обеспечить жесткость и непо­ движность соединения.

Существуют различные способы перевода клея из жидкого со­ стояния в твердое. В основном они зависят от вида и природы применяемого клея. Есть клеи, которые отверждаются при охлаж­ дении раствора; есть клеи, отверждающиеся в результате химиче­ ской реакции между клеем и введенным в него веществом (отвер­ дителей) ; наконец, есть клен, которые отверждаются только в ре­ зультате нагрева.

При изготовлении фанеры, пластиков и плит в основном исполь­ зуются синтетические клеи при условии их нагрева (фенольно-фор­ мальдегидные смолы марок С-1, С-35, СБС-1 и др.) или при усло­ вии комбинированного воздействия на клей нагрева и химически активных веществ (мочевино-формальдегидные клеи марок МФ-17, МФС-1, М-60, М-70, М-19-62, МФСМ, УКС и др.). Многие моче­ вино-формальдегидные и некоторые фенольно-формальдегидные клеи могут быть использованы при обычной комнатной темпера­ туре, но при обязательном введении в них отвердителей. В случае применения пленочных клеев обязателен их нагрев для предва­ рительного расплавления клеевой пленки.

Особый интерес представляют клеи, которые позволяют сокра­ тить длительность процесса склеивания путем воздействия на них повышенных температур. Таким образом, температура склеива­ ния — это один из основных режимных факторов, от которого за­ висит качество и время склеивания.

При склеивании фанеры, пластиков, плит и других материа­ лов, как правило, применяется контактный способ нагрева. Он

>является основным. Значительно меньше пока распространены конвективный и радиационный способы нагрева.

Вряде случаев (фанерование, склеивание гнутоклееных за­ готовок и т. д.) широко используют нагрев склеиваемых материа­ лов в поле токов высокой частоты (ТВЧ).

При контактном нагреве склеиваемое изделие помещают меж­ ду нагревателями. При склеивании фанеры и другой продукции такими нагревателями обычно являются металлические плиты с паровым или электрическим обогревом.

Продолжительность нагрева клеевого слоя до требуемой тем­ пературы может быть определена по формуле

с температурными условиями через температурный критерий К, который равен

Анализ особенностей контактного нагрева показывает, что склеивать этим способом толстые пакеты нецелесообразно, так как время прогрева пропорционально квадрату толщины пакета (или квадрату расстояния от нагревателя до клеевого шва), по­ этому при склеивании фанеры толщина собранного пакета или сумма толщин шпона не должна превышать 18—20 мм. Таким образом, при склеивании тонкой фанеры (толщиной 3—7 мм) в каждый рабочий промежуток пресса можно загружать пакет, состоящий из нескольких листов фанеры. Например, 3-миллимет­ ровая фанера склеивается по 4—5 листов в промежутке, 6-мил­ лиметровая— по 2—3 листа. При склеивании фанеры, толщиной более 8 мм, в промежуток пресса можно заложить один лист (максимум два).

В последнее время в ЦНИИ фанеры проведены работы (А Н. Михайлов), которые показали целесообразность и перспек­ тивность склеивания тонкой (3—4 мм) фанеры по одному листу в промежутке. Такое склеивание дает следующие преимущества:

уменьшается цикл термообработки фанеры пропорциональноквадрату толщины пакета и, как следствие, повышается произво­ дительность операции склеивания;

уменьшается упрессовка фанеры, а следовательно, повышается полезный выход;

снижается разнотолщинность фанеры;

повышается качество фанеры за счет снижения таких дефек­ тов, как коробление (от неравномерной упрессовки и неравномер­ ной влажности), обзол, слабые углы, вмятины и т. д.

Одно из необходимых условий склеивания — создание давле­ ния, перпендикулярного к поверхности склеивания.

Механическое воздействие (давление) необходимо для дости­ жения требуемой контактности между склеиваемыми поверхнос­ тями и самим клеевым швом. Толщина шва должна быть равно­ мерной и по возможности минимальной, т. е. обеспечивающей лишь покрытие склеиваемых поверхностей.

Величина давления зависит от многих факторов: состояния и шероховатости склеиваемых поверхностей, их размеров, породы, древесины, вязкости клея, способа склеивания (с нагревом или без нагрева), желаемой степени уплотнения древесины и т. д.

Приближенные значения удельных давлений следующие

(кгс/см2) :

При производстве древеснослоистых пластиков необходимо обеспечить не только склеивание отдельных листов шпона друг с другом, но и значительное уплотнение самой древесины для получения материала гораздо более прочного и твердого, чем фа­ нера. Поэтому времени на пьезотермическую обработку пласти­ ков тратится значительно больше; выше температура прессования, выше величина давления.

Г л а в а III

ОБОРУДОВАНИЕ ФАНЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

§ 10. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Станки для механической обработки древесины очень разно­ образны как по своему назначению,ч так и по конструкции. Их обычно относят к тому или иному виду произвоств, которые в свою очередь могут быть разделены па пять основных групп:

1.Лесопильные, включающие производство пцломатериалов, строганых деталей и стандартное домостроение.

2.Столярно-механические, изготавливающие строительные де­ тали, мебель, музыкальные инструменты; сюда же входят вагоно­

шпона, столярных и фанерных плит, древеснослоистых пластиков, цельнопрессованных деталей, гнутоклееных деталей.

4.Производство древесностружечных плит.

5.Прочие производства (по выработке обувных колодок, ка­ тушек, спичек, лыж и т. д.).

В зависимости от вида производства оборудование имеет свою специфику и особенности.

Фанерные производства включают большое число различных технологических операций механической и гидротермической об­ работки древесины, которые в свою очередь требуют большого числа разнообразных станков и устройств. Помимо узкоспециаль­ ных станков и механизмов, на фанерных заводах широко при­ меняют станки общего назначения.

Все виды оборудования, станки и механизмы фанерного про­ изводства могут быть разделены на следующие группы:

1.Оборудование для гидротермической обработки сырья: ва­ рочные бассейны с мотовилами, открытые и закрытые варочные бассейны, парильные ямы, парильные камеры.

2.Станки для окорки сырья.

3.Станки для раскроя сырья по длине и по сечению: кругло­ пильные балансирные станки, круглопильные маятниковые станки, пилы типа «лисий хвост», бензино- и электромоторные пилы, лепточнопнльные станки, горизонтальные лесопильные рамы.

4.Станки для получения сырого шпона: лущильные станки, фанерострогальные, ножницы для резки шпона.

5.Рушильные устройства: дыхательные прессы, ленточные су­ шилки, паровые и газовые роликовые сушилки, роликовые су­ шилки с сопловым дутьем, камерные и конвейерные сушилки, су­ шилки для древесной массы (МДП).

6.Оборудование для нормализации размеров- и качества су­ хого шпона. К этой группе относятся гильотинные ножницы, кромкофутовальные, шпонопочиночные, усовочные и ребросклеивающие станки (ленточные и безлепточные, с продольной и поперечной по­ дачей шпона).

7.Оборудование для приготовления и нанесения клея: реакто­ ры, холодильники, мерники, смесители, клеемешалки, клеенанося­

щие станки, пропиточные ванны.

8.Клеильные прессы, к которым относятся прессы для всех способов склеивания и всех видов фанеры и плит, в том числе прессы гидравлические, механические, пневматические и вакуум­ ные.

9.Станки для обрезки и раскроя фанеры и плит: ируглопильные одно-, двух-, трех- и четырехпнльные с ручной и механиче­ ской подачей, а также ножевые станки (типа Краузе).

10.Станки для обработки поверхности фанеры: шлифоваль­

ные и циклевальиые.

Кроме перечисленного основного оборудования, необходимо в особые группы выделить транспортное и вспомогательное обо­

тельферы. Сюда же относятся продольные и поперечные транспор­

Подавляющее большинство изготовляемого в Советском Со­ юзе оборудования обозначается по определенной системе буквен­ ными и цифровыми индексами. Первая буква (или две первые) обозначают группу оборудования. Например: ЛУ — лущильные, ОК — окорочные, Л — ленточнопнльные, Ц — круглопильные (ста­ рое название — циркульные), Н — ножницы, СУ — сушилки, КФ — кромкофуговальпые, PC — ребросклеивающие, KB — клеевые вальцы (новое тестированное название — клеенаносящие станки), ПШ — шпонопочииочные, П — прессы, ШЛ — шлифовальные и т. д.

для бревен, НФ — ножницы фанерные для шпона, НГ — ножницы гильотинные, СУР — сушилка роликовая, СУД — сушильное уст­ ройство дыхательного типа (дыхательный пресс), ЦБ — кругло­ пильный станок балансирный, ЦА — круглопильный станок с ав­ топодачей и т. д.

Цифра, стоящая после первых букв, показывает основной пара­ метр станка (число рабочих валов или основной размер в милли­ метрах, сантиметрах или дециметрах). ЛУ17 — лущильный станок с расстоянием между шпинделями 17 дм (или длина чурака \Тдм)

СРГ25 — сушилка роликовая газовая с проектной мощностью 25 лг3 в смену, ШлЗЦ — шлифовальный трехцилиндровый станок и т. д. Цифра, стоящая после тире, обозначает номер модели станка, на­ пример: ЛУ17-3, ЛУ17-4, СУР-4, СУР-5 и т. д.

§ 11. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СТАНКОВ

Как правило, любой вид оборудования состоит из ряда узлов, устройств и систем, количество, размеры и конструктивное оформ­ ление которых зависят от назначения и размеров оборудования, а также от степени механизации и автоматизации выполняемых операций.

Основные узлы и детали фанерного оборудования следующие:

устанков, предназначенных для резания древесины — станины, столы,"суппорты, рабочие шпиндели, подающие механизмы, направ­ ляющие устройства, прижимные устройства, приводы, смазываю­ щие устройства, органы управления, ограждения;

усушильных агрегатов (и у других устройств для гидротерми­ ческой обработки древесины)— каркас, подающие (транспортные) механизмы, обогревательные устройства, воздуховоды, трубопро­ воды, приводы, органы управления и др.;

у клеильных прессов — основание с цилиндром (или несколь­ кими цилиндрами), колонны, рамы, верхний и нижний архитравы, нагревательные плиты, паро- и водоподводящая система, гидро­ привод, загрузочные и выгрузочные механизмы, органы управле­ ния и др.

С т а н и н ы представляют собой основание, на котором монти­ руются рабочие и вспомогательные узлы и различные органы уп­ равления станка. Станины фанерного оборудования могут быть цельнолитые чугунные или составные, сварные из профильного проката и листового металла (стальные).

Р а б о ч и е с т о л ы поддерживают обрабатываемый материал. В зависимости от назначения и конструкции станка столы бывают неподвижные, переставные, наклоняющиеся, передвижные по пря­ молинейным направляющим (каретки и тележки) или вращаю­ щиеся (карусельного типа).

С у п п о р т ы станков обычно представляют собой чугунные от­ ливки, на которых монтируются рабочие валы (шпиндели) или ин­ струменты (ноле, линейка у лущильного станка). Суппорты могут иметь прямолинейное движение в направляющих или криволиней­ ное, если смонтированы на качающейся плите или раме.

Р а б о ч и е в а л ы (шпиндели) служат для крепления режу­ щего инструмента и придания ему рабочего движения. Шпиндели лущильного станка служат для крепления чурака. Шпиндели вра­ щаются в шариковых или роликовых подшипниках, которые мон­ тируются на станине или суппорте.

П о д а ю щ и е м е х а н и з м ы служат для подачи инструмента или материала. На деревообрабатывающих станках либо материал подается на режущий инструмент, либо, наоборот,— инструмент на материал.

Наибольшее распространение получил первый способ. Он при­ меняется на ленточнопильных станках, горизонтальных лесопиль­ ных рамах, круглопильных форматных станках, шлифовальных ба­ рабанных станках и т. д. Подающие механизмы могут быть выпол­ нены в виде тележки (каретки), пластинчатых цепей с упорами, гусеницы, состоящей из металлических звеньев, скользящих по двум призматическим направляющим. В качестве подающего ме­

меняются для направления обрабатываемого материала на режу­ щий инструмент и, если требуется, для прижима материала в мо­ мент обработки. Направляющие устройства бывают в виде линеек и угольников, устанавливаемых и закрепляемых в нужном поло­ жении на столе или на станине станка. В качестве прижимных устройств используются плоские пружины, ролики с пружинами, гладкие или рифленые башмаки и др. По способу действия при­ жимные устройства могут быть винтовые, эксцентриковые, рычаж­ ные, с механическим, электрическим, гидравлическим или пневма­ тическим приводом.

П р и в о д служит для сообщения рабочих н вспомогательных движений (перемещений) инструменту и материалу. Привод осу­ ществляется плоскими или клиновыми ремнями, зубчатыми коле­ сами, приводными цепями, а также непосредственно электродвига­ телями, гидравлическими или пневматическими устройствами. При­ воды бывают электрические, гидравлические, пневматические и пневмогидравлические.

Для привода рабочих шпинделей, механизмов подачи, вспомо­ гательных устройств используют электродвигатели закрытого типа. Электродвигатели могут иметь одну скорость вращения ротора или несколько. Для переменного вращения используют реверсивные электродвигатели. Пуск и остановка электродвигателей выполня­ ется кнопочными станциями, рубильниками, пакетными выключа­ телями, конечными и путевыми выключателями и т. д.

Г и д р о п р и в о д ы состоят из гидронасоса, подающего масло в сеть, аппаратуры управления и регулирования, а также масло­ проводов, арматуры, баков, фильтров и др. Гидронасосы обычно бывают плунжерные, шестеренчатые и лопастные. Приводятся на­ сосы в действие от электродвигателя.

К гидроаппаратуре относятся предохранительные клапаны и зо­ лотники, предохраняющие систему от аварий и' обеспечивающие поддержание в ней заданного давления; реверсивные золотники для распределения масла в заданном направлении. Для пропуска масла только в одном направлении служат обратные клапаны, а для ограничения количества подаваемого масла, например в ра­ бочий цилиндр, чтобы получить заданную скорость перемещения поршня,— дроссели с регулируемым по сечению отверстием для прохода масла. Заданное давление в гидросистеме поддерживают

спомощью реле давления.

Пн е в м о п р и в о д применяется для передвижения рабочих и

вспомогательных органов станков. Обычно сжатый воздух под дав­ лением 5—6 кгс/см2 подается к станку из общезаводской сети, соединенной с компрессорной установкой, или от своего индиви­ дуального компрессора. Для распределения воздуха в пневмоси­ стеме применяются различные воздухораспределители, которые представляют собой плоские или цилиндрические золотники, проб­ ковые поворотные краны. Кроме того, имеются клапаны, предо­ храняющие систему от чрезмерного повышения давления, обрат­ ные клапаны, пропускающие воздух только в одном направлении, реле давления, регуляторы давления и др.

Пневмопривод обеспечивает быстрое перемещение рабочего органа. Но в то же время сжатый воздух не может обеспечить по­ стоянной скорости перемещения. В тех случаях, когда рабочий орган должен перемещаться медленно и равномерно в одном на­ правлении (рабочем) и быстро при движении назад, применяют комбинированный пневмогидравлический привод.

С м а з ы в а ю щ и е у с т р о й с т в а , встречающиеся в деревооб­ рабатывающих станках, бывают следующих типов: колпачковые, капельные и шариковые масленки, маслянные насосы и др.