792

УДК 630.8:681.2 ББК 43.90

К720

Рецензенты:

Р.А.Файзрахманов, доктор экономических наук, зав. кафедрой информационных технологий и автоматизированных систем (ФГАОУ ВО Пермский национальный исследовательский политехнический университет);

В.Н. Зекин, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных технологий (ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ)

К 720 Костарев, С.Н.

Технологические основы механизации и автоматизации деревообрабатывающих производств : учебно-методическое пособие / С.Н. Костарев, Т.Г. Середа; Министерство науки и высшего образования РФ, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова». – Пермь : ИПЦ «Прокростъ», 2023. – 165 с. ; ил. ; 20 см. – Библиогр.: с. 156. – 30 экз. – ISBN 978-5-94279-578-

8.– Текст : непосредственный.

Вучебно-методическом пособии приведены общие методические указания при изучении курса «Технологические основы механизации и автоматизации деревообрабатывающих производств», теоретические сведения и практические рекомендации по выполнению практических работ, список нормативных правовых актов, справочной и другой литературы, методические указания, вопросы для самопроверки по отдельным темам курса. Предназначено для обучающихся по направлению подготовки 35.03.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств.

УДК 630.8:681.2 ББК 43.90

Печатается по решению методической комиссии факультета землеустройства, кадастра и строительных технологий ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ (протокол № 4 от «15» декабря 2022 г.).

ISBN 978-5-94279-578-8

© ИПЦ «Прокростъ», 2023

© Костарев С.Н., 2023 © Середа Т.Г., 2023

2

1.3Подходы к механизации и автоматизации

2.4 Обеспечение безопасности труда и пожарной безопасности на лесозаготовительных и деревообрабатывающих производствах с

4

Введение

Учебно-методическое пособие разработано для изучения дисциплины «Технологические основы механизации и автоматизации деревообрабатывающих производств», для обучающихся по направлению подготовки 35.03.02 Технология лесозаготовительных и дерево-перерабатывающих производств.

Задачей дисциплины является формирование у студентов достаточных знаний в области механизации и автоматизации деревообрабатывающих производств, позволяющих использовать современные средства автоматизации, измерительные технологии, обеспечивающих безопасность функционирования деревообрабатывающих станков.

Цель данного учебно-методического пособия – приобретение навыков, связанных с механизацией и автоматизацией деревообрабатывающих производств.

Автоматизация и создание автоматизированных систем являются на данный момент одной из самых ресурсоемких областей в деревоперерабатывающей промышленности. Создаются микропроцессорные системы управления, действие которых направлено на поддержание или улучшение работы объекта с помощью комплекса средств сбора, обработки, передачи информации и формирования управляющих сигналов или команд.

Автоматизированная система должна обладать рядом параметров, обуславливающих ее востребованность в деревоперерабатывающей промышленности. В целях соответствия системы данным параметрам к ней предъявляются следующие требования:

-гибкость системы;

-возможность специализации автоматизированной си-

стемы на выполнение конкретного типа задач;

5

-надежность в работе;

-возможность совмещения с ЭВМ различных производителей;

-низкое ресурсопотребление;

-управляемость (настройка и регулировка оптимальных параметров функционирования системы, их регулирование оператором);

-расширяемость (возможность сравнительно легкого добавления новых элементов системы, наращивания дополнительных сегментов);

-простота эксплуатации.

При разработке автоматизированной системы особое внимание следует уделять организации интерфейса, позволяющего осуществлять взаимодействие машинного комплекса и оператора ЭВМ, который может не обладать дополнительными знаниями в этой области. Правильная организация интерфейса - есть залог продуктивного использования автоматизированной системы.

Контроллеры способны работать в реальном масштабе времени и могут быть использованы как для построения узлов локальной автоматики, так и систем распределенного ввода-вывода с организацией обмена данными по различным интерфейсам.

Для удобства отладки и написания программ разработчики предусмотрели пакет программирования, который не требует существенных ресурсов компьютера и является простым инструментом для всех категорий специалистов. Для интеграции программирования микропроцессорных систем в основном используются три языка программирования: LD (ре- лейно-контактная логика или лестничные диаграммы), IL(список инструкций) и SFC (последовательные функциональные диаграммы).

6

Учебно-методическое пособие соответствует рабочей программе дисциплины «Технологические основы механизации и автоматизации деревообрабатывающих производств» и фонду оценочных средств основной профессиональной образовательной программе высшего образования для обучающихся по направлению подготовки 35.03.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств.

7

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

1.1 Теоретические основы механизации и автоматизации производств. Теория автоматов

1.1.1 Производство древесных материалов

Одним из самых доступных строительных материалов является древесина. Перед тем, как начать ее использовать, требуется предварительная обработка. Сначала производится механическая обработка, после которой уже возможно применять другие методы, например, методы гидротермического воздействия на материал, а также проводить склеивание и отделку. Назначение механической обработки — придание дереву нужной формы.

По признакам выпускаемой продукции и технологии ее выработки деревообрабатывающая промышленность делится на следующие производства: лесопильное, слоистой клееной древесины и древесноволокнистых плит, деревообрабатывающее и специальные.

Влесопильном производстве бревна и кряжи перерабатываются на пиломатериалы и заготовки. Для технологии лесопильного производства характерна механическая обработка древесины резанием. В последнее время в технологические процессы лесопильных предприятий стали включаться операции склеивания и выработки клееных заготовок.

Впроизводстве слоистой клееной древесины и плит бревна и кряжи перерабатываются на клееные листовые материалы (фанеру, слоистую клееную древесину и древесноволокнистые плиты). Для технологии этого производства характерны процессы гидротермической обработки, резания древесины на тонкие листы, дробления и склеивания.

8

Деревообрабатывающее производство в качестве сырья использует пиломатериалы, фанеру, плиты и вырабатывает готовые изделия (оконные и дверные блоки, мебель, деревянные музыкальные инструменты, спортивный инвентарь, футляры радиоприемников, телевизоров и приборов, деревянные части автомашин, вагонов). Для технологии таких производств характерно применение столярных соединений и склеивания, механическая обработка древесины резанием и отделка древесины лакокрасочными материалами.

Вспециальную группу деревообрабатывающих производств входят производства, выпускающие специализированную продукцию: обозное, бондарное, колодочное, стандартного домостроения (за исключением окон и дверей), лыжное, древесностружечных плит и др. Сырьем для специальных производств служат полуфабрикаты лесопильного и фанерного производства, иногда бревна и кряжи, а для изготовления древесностружечных плит — отходы лесопиления и деревообработки. В технологических процессах специальных производств встречаются разнообразные операции по обработке древесины: резание, гидротермическая обработка, гнутье, склеивание и др.

При производстве древесных материалов находят применение различные породы деревьев. Их выбор зависит от воздействия окружающей среды, которому в дальнейшем будет подвергаться изделие из древесины. Одним из главных факторов воздействия является влияние температур. К наиболее часто используемым относятся хвойные и лиственные породы деревьев. Реже применяется древесина плодовых деревьев — груши, вишни, яблони, а также редкие породы типа палисандра, эвкалипта, красного дерева.

Врезультате обработки из древесины получаются следующие виды материалов:

9

доска — плоский с обеих сторон кусок дерева, ширина доски находится в зависимости от ее толщины и должна превышать ее не менее, чем в два раза;

брус — в отличие от доски имеет одинаковую ширину

итолщину, равную 100 мм, или свыше этого значения;

шпон — тонкие древесные листы необходимой толщины, полученные в результате распиловки вдоль бревна или бруса. Толщина шпона находится в диапазоне 0,1-10 мм;

кругляк — оцилиндрованное бревно, дерево без верхушки с поверхностью, зачищенной от веток, сучков и неровностей;

фанера – многослойный строительный материал, изготавливаемый путём склеивания специально подготовленного шпона. Для повышения прочности фанеры слои шпона накладываются так, чтобы волокна древесины каждого листа были перпендикулярны соседним, поэтому, чтобы направления внешних слоёв совпадали, количество слоёв шпона обычно нечётное: от трёх и более;

ДВП – древесноволокнистая плита, изготавливается из волокон древесной целлюлозы с добавлением полимерных вяжущих и гидрофобизаторов;

ДСП – древесно-стружечная плита из стружки разной фракции и смол, клеевых составов.

Действующие нормативные документы определяют механическую обработку древесины как действия, в результате которых должны получиться заготовки или готовые изделия заданной формы и размеров, и при которых не происходит изменения химического состава дерева.

Работа с древесиной регламентируется множеством нормативных документов, среди которых наиболее известны следующие:

10