Деревообработка

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.

Малогабаритные и мобильные окорочные станки

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)

Ручной моторизованный инструмент фрезерного типа и водометы для окорки

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.

Установки для индивидуально-групповой окорки хлыстов

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].

Многороторные станки

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

Физический принцип Разновидность Оборудование Инструмент,

средства

Преимущества Недостатки
основное модификация
Механический Скобление РОС Продольные Коросниматели Широкие технологические возможности Трудности окорки сухих и мерзлых л/м. Невозможность обработки некондиц. древесины
Резание РФС Дисковые,

поперечно-фрезерные

Фрезы, ножи Чистота окорки Потери древесины. Срезание заболонного слоя. Ограниченность в обработке некондиционного сырья
Трение Барабаны, бункеры Установки

с канатами

Канаты или стенки барабана и взаимные воздействия Высокая производительность, обработка некондиционной древесины Повреждения древесины. Высокие удельные затраты
Удар Цеповая установка Различные

конструктивные

исполнения

Цепи Обработка некондиционной древесины, горбыля.

Возможность групповой окорки.

Производительность

Повреждения древесины
Давление (обжим) Вальцовый механизм Вальцы, и шевроны для надрезания Деформация древесины, повреждения, энергозатраты Некачественная очистка ствола
Гидравлический и пневматический (кинетический) Струйно-гидравлический Роторный струйно-гидравлический Ручной Струи воды Отсутствие трущихся частей инструментов.

Не требуется предварительная очистка коры.

Обработка некондиц. древесины.

Ручной инструмент

Высокая стоимость.

Сложность оборудования.

Расход воды. Энергоемкость

Струйно- пневматический Роторный струйно-пневматический Струи воздуха

с опилками

Отсутствие трущихся частей инструментов.

Не требуется предварительная очистка коры.

Обработка некондиции

Запыленность. Высокая стоимость. Сложность оборудования
Электрический Электро-разрядный Ванны Искровые разрядники в масле Отсутствие трущихся частей инструментов Высокие затраты энергии, сложность оборудования
СВЧ Генераторы Волноводы- излучатели Самая высокая интенсивность и избирательность нагрева.

Отсутствие трущихся частей инструментов

Высокие затраты энергии, сложность и высокая стоимость оборудования.

Сложность отработки режимов

Звуковых

колебаний

Ультра тразвук Генераторы Волноводы-излучатели Отсутствие трущихся частей инструментов Сложность оборудования. Недостаточная производительность.

Зависимость режимов от влажности, окорка

в водной среде

Термоко-мпрессионный Компрессор Вакуумные камеры Вакуумная камера Отсутствие трущихся частей инструментов.

Обработка некондиционной древесины

Изменение цвета

и качества древесины.

Сложность оборудования

Химико-биологический Антисептик Ручное нанесение антисептика Фтористый натрий Отсутствие механизированного оборудования Длительный период самоотпада коры, биоповреждения, окраска. Древесина только технического

назначения

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

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *