2 Технологические решения

2.1Аналитический обзор и патентная проработка

Основным оборудованием применяемым в настоящее время для продольного пиления являются лесопильные рамы, ленточнопильные, круглопильные, фрезернопильные, фрезерно-брусующие и фрезерно-профилирующие станки.

Круглопильная техника обладает высокой скоростью пиления и оптимальной устойчивостью режущего инструмента, она наиболее целесообразна при переработке бревен небольшого диаметра (100–400 мм в вершине). Круглопильные агрегаты обладают высокой производительностью, обеспечивают высоту пропила до 380 мм.[5]

Круглопильные станки для всех видов распиловки бревен и досок получили в лесопилении широкое распространение, особенно шпалорезные, для распиловки бревен и брусьев, а также обрезные и торцовочные.

Круглопильные станки, исключая отдельные специальные разработки, выгоднее использовать преимущественно для распиловки тонкомерного сырья. По сравнению с лесопильными рамами и ленточнопильными станками они дают более широкий пропил и меньшую точность размеров пиломатериалов.

Однако основное преимущество круглопильных станков по сравнению с другим бревнопильным оборудованием заключается в простоте конструкции, сравнительно небольшой стоимости и высокой производительности.

Удельная энергоемкость распиловки бревен на необрезные пиломатериалы характеризуется следующими цифрами [6]:

– ленточнопильные станки – 9 кВт∙ч/м³ сырья;

– лесопильные рамы – 7 кВт∙ч/м³ сырья;

– круглопильные станки – 5 кВт∙ч/м³ сырья.

Таким образом, круглопильные станки, обладая высокой производительностью и хорошим качеством распиловки при сравнительной простоте конструкции и эксплуатационной надежности, должны стать в ХХI в. основным лесопильным оборудованием. Станки этого типа позволяют иметь в лесопильном цехе один вид режущего инструмента – круглые пилы диаметром 300–800 мм. В целом, круглопильное оборудование обеспечивает наименьшие капитальные затраты на производство продукции.

Проведем сравнительный анализ существующих круглопильных станков, представленных на рынке.

1. Бревнопильный станок UDKTY, UDKTY /4/8/12 (рисунок 2.1)

Станок предназначен для продольной распиловки круглого леса (бревен) на необрезную доску, двухкантный брус и горбыль.

Применяется в лесопильных цехах высокой производительности (150–200 м³ в смену) в качестве станков первого ряда.

Рисунок 2.1 – Бревнопильный станок UDKTY

Отличительной особенностью станка является:

– высокая скорость подачи, до 60 м/мин;

– вальцовый кантователь бревна в базовой комплектации;

– механизм подачи с двухрядной зубчатой цепью позволяет подавать в распиловку бревна с минимальным межторцевым разрывом;

– гидравлические прижимы бревна обеспечивающие надежный прижим бревна к подающей цепи;

– наличие приемного и подающего транспортера;

– синхронная электромеханическая регулировка пильных валов с пульта оператора;

– индикатор ширины пиления;

– возможность установки двух, четырех, восьми или двенадцати пил.

Схема обработки приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Схема обработки на станке UDKTY

Принцип работы станка: бревно загружается на подающий цепной транспортер, где за счет вращения подъемных вальцов кантователя бревно ориентируется по кривизне и по качеству с пульта оператора. Далее бревно за счет зубчатой цепи и гидравлических прижимов подается в зону пиления станка, где производится распиловка бревна. На выходе полученный двухкантный брус, необрезные доски и горбыль подаются на приемный роликовый конвейер, где происходит отделение бруса от необрезных досок и горбылей за счет расклинивающих ножей и роликов с винтовой навивкой.

Техническая характеристика станка приведена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Техническая характеристика станка UDKTY, UDKTY/4/8/12

Модель			UDKTY		UDKTY/4/8/12
Диаметр обрабатываемых бревен, мм	Максимальный	400		400
	Минимальный	150		150
Максимальная высота пропила, мм			350		350
Минимальная ширина распила, мм			100		100
Максимальная ширина распила, мм			260		260
Минимальная длина бревна, мм			2000		2000
Максимальная длина бревна, мм			6000		6000
Скорость подачи, м/мин (бесступенчатая регулировка)			0–60		0–60
Диаметр пил, мм			1000		600
Посадочный диаметр пил, мм			75		75
Мощность двигателей привода пильных валов, кВт			2×37		4×22
Мощность двигателя гидростанции, кВт			4,0		4,0
Мощность двигателя привода кантователя, кВт			1,1		1,1
Мощность двигателя регулировки пильных узлов, кВт			1,5		1,5
Масса, кг			13500		16000

2. Бревнопильные дисковые станки серии BHS–4–37, BHS–4–45, BHS–4–55, BHS–4–75. (рисунок 2.3)

Данный станок разработан специально для рационального распила круглых лесоматериалов среднего диаметра. Оснащен 4 пильными дисками, что позволяет производить с высокой скоростью 2 необрезные доски за одну рабочую операцию. Идеальным для этой цели являются бревна диаметром 200–340мм.

Рисунок 2.3 – Бревнопильный станок серии BHS

Производительность станка зависит в первую очередь от загрузки и диаметра подаваемого сырья. Подача плавно регулируется до 30 м/мин. Станок серийно оснащен роликами для автоматического удаления горбыля и цифровым индикатором ширины пиления.

Схема обработки приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Схема обработки на станке серии BHS

Техническая характеристика станка приведена в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Техническая характеристика станков серии BHS

Модель	BHS - 4- 37	BHS - 4- 45	BHS - 4- 55	BHS - 4 - 75
Максимальный диаметр бревна, мм	360 (400)	360 (400)	360 (400)	360 (400)
Максимальная высота распила, мм	340 (390)	340 (390)	340 (390)	340 (390)
Ширина распила, мм	70 – 250	70 – 250	70 – 250	70 – 250
Ширина боковых досок, мм	18 – 80	18 – 80	18 – 80	18 – 80
Диаметр пильного диска, мм	900	900	900	900
Максимальная длина распила, мм	6000	6000	6000	6000
Скорость подачи (бесступенчатая), м/мин	5 – 30	5 – 30	5 – 30	5 – 30
Производ-ть по круглому лесу, м3/смена	150	150	150	150
Максимальное кол-во пильных дисков, шт	4	4	4	4
Мощность пильного вала, кВт	2×37	2×45	2×55	2×75
Мощность привода подачи, кВт	2,2	2,2	3,0	3,0
Масса, кг	3000	3200	3400	3700

3. Бревнопильные станки серии UBS (рисунок 2.5)

Данный станок предназначен для высокопроизводительной и оптимальной распиловки бревен на необрезную доску, двухкантный брус и горбыль.

Используется в качестве головного оборудования первого ряда в высокопроизводительных лесопильных производствах.

Используются двигатели известных фирм: LAMMERS и SEW; электрика и электроника SIEMENS, Lenze, подшипники SKF и FAG.

Рисунок 2.5 – Бревнопильный станок серии UBS

Отличительными особенностями станка являются:

– станки серии UBS выполнены с верхним расположением пильных валов относительно распиливаемого материала. Необрезные доски и горбыль при распиловке падают в технологический проем станка, полностью, исключая заклинивание в поставе пил;

– оснащение до 6 дисковых пил в поставе;

– скорость подачи плавно регулируется от 5 до 30 м/мин (по заказу возможно увеличение до 70 м/мин);

– станок серийно оснащен подающим и приемным транспортерами с общей двойной зубчатой цепью и цифровым индикатором толщины выпиливаемого бруса;

– средняя производительность станка 200 м³ в смену (зависит от диаметра распиливаемого сырья и выбранной мощности электродвигателей;

– двойная зубчатая цепь подачи дает преимущество в сокращении межторцовых разрывов подаваемого бревна (у других станков тратится много времени на ожидание когтевого торцевого захвата – из этих временных пауз складываются значительные суммарные простои);

– наличие ограничительной плиты в виде венца на входе станка, что обеспечивает защиту пильного узла при ошибочных подачах бревен недопустимо большего диаметра;

– подогрев электрошкафа позволяет эксплуатировать станок при крайне низких температурах и исключает образование конденсата, особо опасного для электрики станка.

Схема обработки приведена на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 – Схема обработки на станке серии UBS

Техническая характеристика станка приведена в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Техническая характеристика станка серии UBS

Модель	UBS-4-45	UBS-4-55	UBS-4-75	UBS-4-90	UBS-6-55
Максимальный диаметр бревна, мм	400	400	400	400	400
Максимальная высота распила, мм	340(390)	340(390)	340(390)	340(390)	340(390)
Ширина распила, мм	70 – 250	70 – 250	70 –250	70 –250	80 – 250
Толщина боковых досок, мм	18 – 80	18 – 80	18 – 80	18 – 80	18 – 80
Диаметр пильного диска, мм	900	900	900	900	900
Максимальная длина распила, мм	6000	6000	6000	6000	6000
Скорость подачи, м/мин	5 – 30	50	50	50	50
Мощность пильного вала, кВт	2×45	2×55	2×75	2×90	2×55
Мощность привода подачи, кВт	4,0	4,0	4,0	4,0	4,0
Масса, кг	7250	7700	8500	9000	8000

4. Бревнопильные станки серии DBS (рисунок 2.7)

Данный станок предназначен для высокопроизводительной и оптимальной распиловки круглого леса (бревен) диаметром до 560 мм и до 720 мм на двухкантный брус, брус, необрезную доску и горбыль.

Рисунок 2.7 – Бревнопильный станок серии DBS

Используется в качестве головного оборудования первого ряда в высокопроизводительных лесопильных производствах. Используются двигатели известных фирм: LAMMERS и SEW; электрика и электроника SIEMENS, Lenze; подшипники SKF и FAG. Схема обработки приведена на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 – Схема обработки на станке DBS

Техническая характеристика станка приведена в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Техническая характеристика станка серии DBS

Модель	DBS-8 75/75-560	DBS-8 90/75-560	DBS-8 90/90-560
Максимальная высота пропила, мм	560	560	560
Максимальная толщина выпиливаемого бруса, мм	250	250	250
Максимальный диаметр распиливаемого сырья, мм	(175 – 560)	(175 – 560)	(175 – 560)
Максимальная длина обработки, мм	6200	6200	6200
Скорость подачи (бесступенчатая ), м/мин	5 – 60	5 – 60	5 – 60
Производительность, м3/смену	до 800	до 800	до 800
Диаметр пильных дисков, мм	800	800	800
Мощность электродвигателя пилы, кВт	4×75	4×90	4×90
Мощность электродвигателя подачи, кВт	5,5	5,5	5,5
Диаметр пильных дисков, мм	800	800	800
Количество пил, шт	16 (4×4)	16 (4×4)	16 (4×4)
Масса, кг	12500	13200	14000

5. Станок гидравлический двухвальный модели «PRIZMA UDK 04» (рисунок 2.9).

Станок двухпильный предназначен для продольной распиловки бревен на брус и два горбыля, за один проход. Применяется в лесопильных цехах высокой производительности.

Рисунок 2.9 – Станок гидравлический двухвальный модели «PRIZMA UDK 04»

Порядок работы станка следующий: бревно загружается на призматические направляющие и ориентируется кантователем с пульта оператора, затем осуществляется прижим бревна верхней траверсой с неприводными роликами. Проход бревна через пильный узел осуществляется цепной подачей с торцевыми упорами. Обработка ведется двумя дисковыми пилами, с регулировкой ширины пропила от гидравлики в ручном или автоматическом режимах. Выпиленный брус и два горбыля попадают на приемный конвейер: с помощью верхних прижимных роликов брус подается прямо, а два горбыля сбрасываются по бокам на поперечный транспортер.

Техническая характеристика станка приведена в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Техническая характеристика станка модели «PRIZMA UDK 04»

Показатели		Значения
Размеры обрабатываемого бревна, мм	– диаметр	150 – 400
	– длина	1200 – 6000
Наибольшая высота пропила, мм		400
Диаметр пильного диска, мм		до 1000
Диаметр пильного вала, мм		75
Скорость подачи бесступенчатачатая, м/мин		0 – 35
Производительность по входу круглого леса м3/час		до 150
Выход готового пиломатериала, %		до 70
Количество эл.двигателей, шт		2
Мощность эл.двигателей, кВт		74
Габарит, мм		20000×2500×2200
Масса, кг		6500

Отличительными особенностями станка являются: высокая производительность, станок легко встраивается в лесопильные потоки, управление с пульта оператора.

6. Станок брусовальныйчетырехвальный модели «4BS-360» (рисунок 2.11).

Станок предназначен для проходной распиловки круглого лесоматериала с брусовкой на двухкантный брус и необрезные доски.

Рисунок 2.11 – Станок брусовальныйчетырехвальный модели «4BS-360»

Станок имеет четыре пильных вала, на каждый из которых устанавливается 1 или 2 дисковых пилы с твердосплавными пластинами.

Схема обработки и получаемые изделия приведены на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 – Схема обработки и получаемые изделия на станке «4BS-360»

Область применения: предприятия и цеха лесопильного производства и другие деревообрабатывающие производства.

Техническая характеристика станка приведена в таблице 2.6.

Таблица 2.6 – Техническая характеристика станка «4BS-360»

Показатели				Значения
диаметр, см	наименьший		100
	наибольший		420
длина, мм	наименьшая		1000
	наибольшая		6200
длина бруса, см	наименьшая		80
	наибольшая		250
длина доски, см	наименьшая		25
	наибольшая		100
Количество устанавливаемых пил, шт.				4 или 8
Скорость подачи, (бесступенчатая), м/мин				6…30
Количество электродвигателей, шт.				6
Мощность электродвигателей пильных суппортов, кВт (4 шт.)				22
Установленная мощность электродвигателей, кВт, не более				92
Производительность, м3/час, не менее				10
Габаритные размеры, мм		длина	8000
		ширина	1550
		высота	1650
Масса станка, кг				4400

7. Многопильный станок MEBOR VC-700 (рисунок 2.13)

Одновальный многопильный станок. Высота пропила 160 мм, мощность 55 кВт. Подача 0-30 м/мин. Максимальная ширина 700 мм.

Рисунок 2.13 – Станок MEBOR VC-700

Общая информация о многопильном станке одновальном VC-700.

Тяжелый многопильный станок предназначен для проведения работ по продольному раскрою двухкантного бруса и необрезной доски круглыми пилами. Рекомендуется к использованию в лесопильных линиях средней и высокой производительности в качестве станка второго ряда.

Преимущества:

• бесступенчатая скорость подачи позволяет выбирать оптимальную скорость подачи заготовки и предотвращает двигатель от перегрузок;

• тяжелая коробчатая станина из стальных плит, что позволяет полностью устранять вибрацию;

• трехрядная когтевая защита от обратного вылета заготовки обеспечивает абсолютную безопасность работы на станке;

• подача из 6 приводных вальцов большого диаметра, благодаря этому обеспечивается допуск 0,5 мм на длине реза 6 м;

• пильный вал выполнен из термообработанной стали и поверхностно упрочнен, благодаря этому, увеличивается срок службы станка, так же это позволяет работать станку при повышенных нагрузках;

• пылезащищенные подшипники высокого класса установлены на главном валу, благодаря этому увеличивается срок службы подшипников;

• контропора пильного вала с самонастраивающимся подшипником позволяет предотвращать радиальное биение вала и продлевает срок службы пильной группы.

Таблица 2.7 – Технические характеристики многопильного оборудования одновального VC-700

Наименование характеристики	Значение характеристики
Максимальная высота пропила	160 мм
Рабочая ширина станка	700 мм
Максимальное расстояние между крайними пилами на валу	550 мм
Минимальная длина доски	1000 мм
Мощность главного двигателя	55 кВт
Количество подающих роликов	6
Скорость подачи	0 – 30 м/мин.
Диаметр вала	90 мм
Диаметр круглых пил	400 - 500 мм
Максимальное число пильных полотен	10
Габариты станка (ДхШхВ)	1700х1240х1350 мм
Масса станка	3000 кг

8. BHS 37-2 Mebor Бревнопильный дисковый станок (рисунок 2.14)

Рисунок 2.14 –Бревнопильный дисковый станок BHS 37-2 Mebor

Станок бревнопильный дисковый предназначен для продольной распиловки бревен диаметром до 320мм на двухкантный брус, 2 (4) необрезные доски и два минимальных горбыля за один проход.

Двухвальная конструкция станка обуславливает применение пил малого диаметра, что снимает ряд проблем с подготовкой инструмента. Каждый пильный узел станка приводится независимым электромотором. Бесступенчатая регулировка скорости подачи позволяет подобрать оптимальный режим пиления. Станок неприхотлив, устанавливается на ровную бетонную площадку. Простая и надежная конструкция позволяет эксплуатировать станок в двухсменном режиме без потерь качества выпускаемой продукции.

Область применения- лесопильные цеха средней производительности, как станок первого ряда в поточных линиях. И другие деревообрабатывающие производства.

Отличительные особенности:

• подающий цепной транспортер. Предназначен для подачи лесоматериала на пильный узел с помощью цепной передачи с приводом от электродвигателя. Дополнительно оснащен продольными боковыми упорами, обеспечивающие необходимую точность позиционирования бревна на входе в станок;

• независимый привод пильных валов. Значительно повышает ремонтопригодность оборудования;

• бесступенчатая регулировка скорости подачи. Плавно регулируется с пульта оператора, обеспечивает оптимальную скорость подачи пиловочника , высокую производительность и предохраняет двигатель от перегрузок;

• система удаления опилок. Обеспечивает эффективное удаление опилок из зоны резания, что положительно сказывается на качестве получаемой продукции и ресурсе инструмента;

• устройство удержания бруса обеспечивает надежное удержание бруса и пиломатериала на выходе из станка. Позволяет избежать переворачивания лафета и тем самым сохраняет идеальную геометрию пропила;

• когтевая защита. Имеет трехрядное исполнение, обеспечивает эффективную защиту от обратного выброса доски или горбыля и тем самым создает абсолютно безопасные условия работы;

• двухвальная конструкция станка. Позволяет применять пилы небольшого диаметра, что позволяет сократить толщину пропила и снимает ряд проблем с подготовкой инструмента.

Таблица 2.8 – Технические характеристики:

Модель	BHS 37-2
Размеры обрабатываемого бревна, мм: - диаметр - длина	100 - 320 2 500 - 6 500
Минимальная ширина центрального бруса, мм	50
Максимальное количество пил, шт	2х 4
Диаметр пильного диска, мм	450х80
Толщина пильного полотна, мм	4,5
Скорость подачи м/мин	2-20
Производительность по входу круглого леса м3/смену	20-45
Размер и количество аспирационных отверстий, мм	2х250
Расход воздуха в системе аспирации (общий), м3/час	2х4000
Мощность главных электродвигателей кВт	2х37 (74)
Установленная мощность электродвигателей, кВт	80
Габарит, мм	8050 х 1400 х 1650
Масса, кг	2900

Таким образом, проанализировав варианты существующего оборудования, с учетом параметров обрабатываемого сырья, объемов производства, финансовых возможностей предприятия, принимаем, что в процессе реконструкции лесопильного цеха лесопильная рама первого ряда второго потока будет заменена на бревнопильный дисковый станок BHS 37-2 Mebor.