Методы окорки. Классификация методов окороки

Сложность и многоплановость проблемы окорки, многообразие характеристик сырья, номенклатуры оборудования, высокая энергоемкость процесса оставляют проблему актуальной для дальнейшего совершенствования, поэтому внимание многих ученых, разработчиков уделялось и уделяется на сегодняшний день поиску новых методов очистки древесины от коры. В результате предложено много методов окорки, из которых большая часть осталась на стадии экспериментальных образцов. В наиболее полном виде классификацию современных технологий окорки можно представить следующим образом.

I. По виду окоренного сырья:

1. окорка грубая;
2. чистая;
3. частичная («в пролыску»);
4. окорка горбыля;
5. окорка тонкомерного сырья (жердей, сучьев).

II. По способу воздействия на окариваемый лесоматериал:

1. ручная;
2. механическая;
3. гидравлическая;
4. пневматическая (экспериментальное оборудование);
5. электрогидроударная (экспериментальное);
6. термокомпрессионная (экспериментальное);
7. электрическая (экспериментальное);
8. биохимическая (экспериментальное), направленная на разрушение биологической связи коры с древесиной по камбиальному слою;
9. СВЧ-нагревом (экспериментальное);
10. ультразвуковая (экспериментальное).

III. По виду физического воздействия на лесоматериал:

1. фрикционная окорка;
2. резанием;
3. скоблением;
4. ударно-фрикционная;
5. ударная;
6. комбинированная (одновременно сочетанием из перечисленных: резанием, скоблением, трением, ударным воздействием, например, цепями, проволочными щетками, канатами для некондиционной древесины);
7. биохимическая (экспериментальная);
8. электрическая (экспериментальная);
9. ультразвуковая (экспериментальная).

IV. По степени мобильности оборудования окорка выполняется:

1. стационарным оборудованием;
2. мобильным;
3. передвижным (малогабаритным);
4. ручным механизированным (мотоили электроинструментом);
5. ручным инструментом.

V. По типу применяемого инструмента окорка производится:

1. короснимателями;
2. короснимателями в комплекте с коронадрезателями или с зачистными ножами;
3. фрезами окорочными (цилиндрическими, торцевыми коническими, тороидальными и др.);
4. дисками окорочными;
5. ножами окорочными (поперечного или продольного строгания);
6. цепями многозвенными;
7. щетками металлическими окорочными (экспериментальное);
8. канатами металлическими (экспериментальное);
9. струей воздуха (экспериментальное);
10. струей воздуха с наполнителем (древесными опилками) (экспериментальное);
11. струей воды (непрерывной или пульсирующей);
12. излучателями сверхвысокочастотного нагрева (СВЧ) (экспериментальное);
13. излучателями ультразвуковых колебаний (УЗК) (экспериментальные);
14. электрическими контактными пластинами (экспериментальные);
15. ручным (скобелями, стругами) или механизированным инструментом.

VI. По типу оборудования:

1. барабанная окорка;
2. бункерная;
3. роторная;
4. с поперечной подачей (вращением) бревен;
5. с продольной подачей бревен;
6. мобильными установками для очистки деревьев от коры и сучьев в условиях лесосеки;
7. оборудованием для окорки горбыля (экспериментальное) и некондиционной древесины

VII. По методу окорки:

• 1) групповая:
  • 1.1) окорочными барабанами:
    • 1.1.1) непрерывного действия (окорка долготья);
    • 1.1.2) периодического действия (окорка долготья, окорка короткомерной древесины);
  • 1.2) бункерными окорочными установками (шнековыми, транспортерными);
  • 1.3) индивидуально-групповые (мобильными установками для очистки деревьев от коры и сучьев в условиях лесосеки);

• 2) индивидуальная (штучная):
  • 2.1) роторными окорочными станками следующего типа:
    • 2.1.1) с центрированием бревна относительно неподвижного ротора:
      • 2.1.1.1) с двухвальцовым механизмом подачи;
      • 2.1.1.2) с трехвальцовым механизмом подачи;
      • 2.1.1.3) однороторными;
      • 2.1.1.4)  многороторными;
      • 2.1.1.5) роторно-гидравлическими (экспериментальные);
      • 2.1.1.6) роторно-пневматическими (экспериментальные);
    • 2.1.2) с центрированием ротора относительно бревна:
      • 2.1.2.1) вертикальным перемещением ротора в рамке;
      • 2.1.2.2) ротором на балансирно установленном качающемся рычаге;
  • 2.2) роторно-фрезерными окорочными станками;
  • 2.3) дисковыми окорочными станками;
  • 2.4) станками с поперечной подачей (суппортные станки с окорочной фрезерной головкой типа rosser head):
    • 2.4.1) с продольным перемещением и вращением бревна (с неподвижной или совершающей возвратно-поступательные движения окорочной головкой);
    • 2.4.2) с продольным перемещением окорочной головки и вращением бревна;
  • 2.5) с продольной подачей:
    • 2.5.1) продольно-гидравлические (экспериментальные);
    • 2.5.1) продольно-пневматические (экспериментальные);
  • 2.6) станки с ударной (цеповой) окоркой;
  • 2.7) селективная окорка;
• 3) индивидуально-групповая (мобильными установками для очистки деревьев от коры и сучьев).

VIII. По типу подачи лесоматериалов:

1. непрерывная;
2. периодическая.

IХ. По направлению главного движения (инструмента):

1. продольная окорка;
2. поперечные окорка;
3. винтовая окорка (на роторных станках);
4. возвратно-поступательная.

Х. По типу привода рабочих органов:

1. электрический;
2. гидравлический;
3. пневматический;
4. ручной.

В целом характеристики рассматриваемых технологий подробно освещены в работах [1, 2, 3, 6−8] поясним только те методы или оборудование, которые недостаточно освещены в литературе.

Например, подразделение оборудования на передвижное или малогабаритное объясняется все большим использованием его в последнее время. Некоторые модели малогабаритных станков показаны на рис. 1 [15]. Очевидно, в распространении такого типа станков большую роль играет соответствующая сырьевая база, которая истощается с каждым годом, а в технологический оборот все больше вовлекается тонкомерное некондиционное сырье.

Совершенствование механизированного инструмента приводит, как правило, к его большей компактности и мощности. В результате на сегодня для окорки с успехом применяются ручные моторизованные инструменты фрезерного типа (рис. 2, а-в) или гидравлические водометы с электроприводом и давлением не менее 150 бар (рис. 2, г-е) [15].

В российской практике ручной мотоинструмент АО-19 с электродвигателем выпускался в 70-х годах Тульским станкостроительным заводом.

Рис. 1. Малогабаритные и мобильные окорочные станки [15,16]: а – станок марки DBH150 (Украина); б – станок марки DVMA M (Польша); в – станок марки ВК-16; г – станок марки Jocar (Португалия); д – станок марки TPHBD-200 (Китай); е – станок марки SC150 (Китай)

Рис. 2. Ручной моторизованный инструмент фрезерного типа и водометы для окорки [15]: а – электроинструмент; б, в – моторизованный инструмент; г – гидравлическая установка Golberg; д – гидравлическая установка «Преус Б2815»; е – выполнение гидроокорки

На сегодняшний день в классификации следует учитывать еще один метод окорки, который нужно отнести к индивидуальногрупповому. По этому методу в условиях лесосеки обрабатывается как несколько бревен одновременно (рис. 3, а, б), помещающихся в грейферном захвате, так и одно бревно (рис. 3, в, г). В таких установках используется ударная цеповая окорка, при которой возможна очистка от коры и от сучьев одновременно.

Рис. 3. Установки для индивидуально-групповой окорки хлыстов [17-18]: а – подача нескольких стволов (FD2300-2 Flail Debarker); б – подача одного ствола; в – лесоматериалы на выходе из установки; г – установка PETERSON 4800Е; д – цепи в окорочном агрегате PETERSON; е – установка Morbark 2455

В классификацию введено разделение станков на одно- и многороторные, поскольку появились модели трехроторных, например Valon Kone (рис. 4), и возможные конструкции четырехроторных станков, предложенные в патентных решениях [19, 20].

Рис. 4. Многороторные станки: а – трехроторный окорочно-оцилиндровочный станок VK-COMBI-3R [10]; б – ротор оцилиндровочного станка Cambio [21]

В публикациях встречаются предложения принимать в качестве классификационных признаков деление на контактные и бесконтактные способы, кинетические [1] методы окорки. Но такое подразделение является весьма условным, например, трудно струю воды с наполнителем при гидравлической окорке относить согласно таким классификациям к бесконтактным способам либо гидравлическую окорку относить к кинетической, а окорку цепями, использующую также кинетическую энергию, – к механической окорке. Особенности основных методов окорки, их преимущества и недостатки изложены в табл. 1.

Таблица 1. Характеристики методов окорки

В зависимости от размерно-качественных характеристик и назначения сырья могут быть различные методы очистки древесины от коры. Из перечисленных методов промышленное применение получила только механическая и гидравлическая окорка. Методы, основанные на других физических принципах, остались на этапах опытноэкспериментальных работ.

Значительным недостатком гидравлической окорки является большой расход воды и энергоемкость, тем не менее она находит применение в Канаде, США, Германии.

В механической окорке указанные принципы воздействий наблюдаются как комбинации в той или иной степени. Так, при использовании подрезающих ножей окорка короснимателями с затупленной режущей кромкой будет комбинацией скобления и резания. Окорка короткомерных материалов в барабанах происходит не только под фрикционным, но и под ударным воздействием.

Окорку методом обжима вальцами с заостренными ребрами также можно отнести к сочетанию обжима и резания.

При окорке в цепных агрегатах физика процесса включает разрушение коры в момент ударных воздействий и отрыв коры при дальнейшем фрикционном усилии.

Отнесение окорки короснимателями с затупленными лезвиями в чистом виде к скоблению тоже не может быть во всех случаях. Так, при отрицательных температурах коросниматели затачивают с радиусом кромки 0,15−0,3 мм. При повышенном, как предусмотрено для данных режимов, усилии прижима будет происходить процесс резания.

В целом определились основные способы окорки – это индивидуальная на окорочных станках и групповая окорка в барабанных установках, тем не менее совершенствование существующих технологий, а также поиски новых методов окорки продолжаются.

Список литературы:

1. Добрачев А.А. Технология и оборудование окорки лесоматериалов: учеб. пособие. Екатеринбург: УГЛТУ, 2000. 91 с.
2. Симонов М.Н. Механизация окорки лесоматериалов. М.: Лесн. пром-сть, 1984. 214 с.
3. Технология и оборудование лесных складов и лесообрабатывающих цехов. Механическая окорка лесоматериалов: учеб. пособие / А.Р. Бирман, И.В. Григорьев, Б. М. Локштанов, А.Е. Гулько, В.В.Орлов, И.В. Бачериков. СПб.: СПбГЛТУ, 2013 92 с.
4. Занимательная география. URL: www. geograf. info
5. ООО «Наш Кедр». URL: www. мульча. рф
6. Симонов М.Н., Торговников Г.И. Окорочные станки. Устрой- ство и эксплуатация. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 182 с.
7. Пигильдин Н.Ф. Окорка лесоматериалов. М.: Лесн. пром-сть, 1982. 192 с.
8. Симонов М.Н. Теоретические основы механической окорки лесоматериалов и оптимизация параметров гаммы роторных окорочных станков: дис. … д-ра техн. наук: 05.21.01/ Симонов Михаил Никифорович. М.: МЛТИ, 1980. 389 с.
9. Перемышцев С.Д. Окорка древесины на складах различными инструментами / ЦНИИМЭ (Ленингр. филиал). Череповец; ЛНИИМЭ, 23 с.
10. Valon Kone. URL: www. valonkone. se
11. Станок окорочный. Модель ОК-63-1: техн. проект. Петрозаводск: ПКБД ПСЗ, 1982. 76 с.
12. Создание унифицированной гаммы окорочных станков: отчет о НИР: 76.18.1 / ЦНИИМЭ; рук. М.Н. Симонов. Химки: 1985. 62 с. № ГР 81038001.
13. Создание унифицированной гаммы окорочных станков с гид роприводом: отчет о НИР: 39/2-42-4 /ЦНИИМЭ; рук. М.Н. Симонов. Химки: 126 с. № ГР 01880042894.
14. Введенская Л.А., Павлова Л.П., Кашаева Е.Ю. Русский язык и культура речи: учеб. пособие. Изд. 21-е. Ростов н/Д.: Феникс, 539 с.
15. Debarker machine. URL:  alibaba. com
16. Астра. URL:  astrawood. net
17. Интервеспром. URL:  intervesp-stanki. ru
18. КодосСтанкоагрегат. URL: kodosagregat. ru