Оборудование склада сырья круглых лесоматериалов

К оборудованию склада сырья относятся:

• транспортные и грузоподъемные средства,
• окорочные станки,
• дождевальные установки,
• линии сортирования круглых лесоматериалов.

1. Оборудование для приемки сырья

Для приемки леса с воды, с железнодорожных или автомобильных плат­форм и укладки сырья в штабели для временного хранения на многих действу­ющих лесозаводах применяют специальные нижнескладские краны — кабель­ные, козловые или портальные башенные.

Мостокабельный кран может иметь грузоподъемность до 10т, пролет — до 150 мм. Консоль над водой длиной 20-40 м позволяет выполнять выгрузку леса из воды и укладку его в штабели.

Козловые и портальные краны обслуживают склады небольших площа­дей. На лесных складах используют козловые краны грузоподъемностью 10-32 т, с пролётом от 20 до 100 м. Размер обслуживаемой площади зависит от длины подкрановых путей. Наиболее часто козловые краны применяют при же­лезнодорожной поставке пиловочного сырья. При этом в зоне первой консоли происходит выгрузка сырья из вагонов и передача его в среднюю зону для шта­белирования. Зона второй консоли используется для передачи лесоматериала в переработку.

В нашей стране крановое оборудование выпускает не менее десятка заво­дов. Наиболее крупными производителями являются «Голиаф-Кран» (Москва), «ЕВРОПРОМ» (Климовск), «ВМ Технике», «Завод подъемно-транспортного оборудования им. С. М. Кирова», ПКФ «ТельферКран», Всеволожский крановый завод, ГК «Технорос», завод «Дормаш», Нязепетровский завод и др.

Портальные краны предназначены для работы в морских портах. Благо­даря полному повороту стрелы крана достигается большая гибкость в органи­зации работ. Однако эти краны значительно дороже кранов других типов. Не­достатками портальных кранов являются длительность и трудоемкость их мон­тажа и демонтажа, сложность транспортирования с площадки на площадку и высокая стоимость путей. Все это значительно повышает стоимость эксплуата­ции крана и сокращает полезное время его работы.

На вновь созданных предприятиях используются различные колесные по­грузчики, краны для этой цели не применяются. Использование погрузчиков по­вышает производительность труда на участке, делает его безопасным, а также снижает эксплуатационные расходы по сравнению с выполнением работ краном. Существуют как универсальные, так и специализированные погрузчики.

Фронтальный погрузчик со сменным навесным оборудованием является наиболее универсальным типом погрузочной техники. Быстрая смена рабочего органа: челюстной захват, ковш, бульдозерный отвал, вилы — позволяет полу­чать машину, способную не только работать на складе сырья, но и перегружать сыпучие отходы и технологическую щепу, чистить проезды от снега и т. д. Предприятие средней мощности, с годовым объемом распиловки до 100 000 м³, вполне может обходиться одной машиной с большой грузоподъемностью для всех операций с круглым лесом и сыпучими материалами.

Хорошим примером такой техники являются погрузчики Volvo серий L120-L220, захват для брёвен у которых имеет сечение до 2,4 м², а ковш — вместимость до 9,5 м³. Они до­вольно распространены на лесопильных предприятиях во всем мире. Еще более впечатляющими возможностями обладает модель L350F: площадь сечения за­хвата — 5,5-6,3 м², вместимость ковша — до 12,7 м³.

На рисунке 1 показан один из самых легких фронтальных погрузчиков от компании Wagner (ФРГ).

Рис. 1. Фронтальный погрузчик L60 Wagner (слева); погрузчик Cat 990К на американском лесозаводе

По мере увеличения масштаба предприятия возникает необходимость ис­пользования более производительной техники на операции разгрузки поступа­ющего транспорта с сырьем.

Такая техника не обладает универсальностью, но позволяет разгружать сортиментовоз или вагон за несколько подходов. Так, площадь сечения захвата погрузчика Cat 990К (рис. 1) составляет 7,2 м², что является достаточным в большинстве случаев, чтобы захватить сразу все бревна по высоте сортиментовоза.

Погрузчики с верхним вращающимся захватом (хайлифтеры) позволяют не только выгрузить сырье с транспорта, но и складировать его в штабели. При этом конструкция с верхним захватом дает и более высокую грузоподъемность: так, L180 High-Lift обладает захватом с площадью сечения до 3,8 м², которым не оснащаются даже более «старшие» модели из обычной линейки Volvo. То же самое применимо и к L580 Log Handler.

Погрузчики трех компаний хорошо известны российским лесопилыцикам. Это машины серий RTD финской компании TW LogStacker, преемники знаменитой марки Kalmar. Площадь сечения захвата здесь варьируется от 4,5 до 7,8 м² для стандартных захватов, высота штабелирования достигает 9,2 м, а гру­зоподъемность — 31т. Еще больше впечатляют характеристики флагманской машины шведской компании Svetruck: у модели TMF 32/22 площадь сечения захвата составляет от 8,0 до 9,5 м², а грузоподъемность достигает 32 т. Сопо­ставимыми возможностями обладает и погрузчик Mantsinen LH32: площадь се­чения стандартного захвата — до 8,2 м², грузоподъемность — до 32 т, высота штабелирования — до 9 м (рис. 2).

Рис. 2. Погрузчики с верхним захватом Liebherr L580 Log Handler (слева) и Svetruck TMF 32/22, используемые для выгрузки, штабелирования и перемещения сырья

Погрузчики с верхним захватом эффективно применяются не только на укладке бревен в штабель, но и на выгрузке их из карманов линии сортировки бревен, а также на подаче сырья на грузовые конвейеры линий, причем, в отли­чие от фронтальных погрузчиков, им не требуется пандус для подъезда к высо­кому конвейеру.

Тем не менее и возможностей хайлифтеров при штабелировании бревен зачастую оказывается недостаточно. Поэтому на складах сырья появился еще один тип погрузчиков — перегружатели. Примерами такой техники являются машины немецких фирм Sennebogen, Liebherr, Terex Fuchs. Высота укладки бревен достигает 12 м при лучшем маневрировании в проездах, чем у хайлиф­теров. Другим достоинством, во многих случаях легко компенсирующим меньшую площадь сечения захвата (до 4,0 м² у машин Sennebogen), является возможность перемещать грузы только лишь за счет поворота стрелы, без пе­ремещения самой машины.

На складах сырья крупных предприятий зачастую можно увидеть погруз­чики разных типов. Так, на производственных площадках Лесозавода 25 (Ар­хангельск) работают как фронтальные погрузчики Volvo, так и перегружатели Sennebogen (рис. 3).

Говоря о технике для погрузочных работ на складе сырья, нельзя не упо­мянуть об электропогрузчиках на рельсовом ходу Baljer & Zembrod (рис. 4).

Достоинствами этого решения являются более низкие эксплуатационные расходы, чем в случае с автопогрузчиками, отсутствие необходимости в устрой­стве проездов с твердым покрытием и содержании их в зимнее время, компакт­ность склада. Рельсы можно разместить высоко над землей, что избавит от необ­ходимости чистить путь от снега и позволит увеличить высоту штабелей.

Недостатками же являются ограниченная площадь склада, обслуживаемая машиной, и малая емкость челюстного захвата, что снижает производитель­ность работ. Тем не менее, как показывает даже российская практика, для вы­полнения отдельных погрузочных операций на лесопильных предприятиях средней мощности данные машины подходят великолепно. В частности, на Вышневолоцком ЛПХ машина Baljer & Zembrod используется для выгрузки сортированных бревен из карманов линии сортировки, их складирования и по­дачи на обработку.

Рельсовый путь смонтирован вплотную к линии, планиро­вочное решение отличается исключительной компактностью. При этом произ­водительность участка составляет не менее 150 000 м³ сырья в год.

Рис. 3. Перегружатели Sennebogen и погрузчики Volvo на складе сортированного сырья

Рис. 4. Машина Baljer & Zembrod на предприятии в Германии

2. Дождевальные установки

В условиях сезонных поставок сырья основную площадь занимает склад несортированного сырья. Для предотвращения повреждения древесины жучками и синевой склады леса оснащают дождевальными системами. Наличие такой си­стемы сегодня является стандартным условием для предприятия, стремящегося выпускать высококачественную продукцию и беречь дорогостоящее сырье.

На рисунке 5 показаны некоторые варианты дождевальных установок (обычно собственного изготовления), которые помогают сохранять высокую влажность бревен и снижают опасность поражения древесины грибками и насекомыми.

Рис. 5. Дождевальные установки для круглых лесоматериалов: 1 — передвижная дождевальная установка с гибкими трубопроводами и оборотной системой водоснабжения (1 — передвижная разбрызгивающая головка; 2 — гибкий трубопровод; 3 — подключение к водопроводной системе; 4 — труба для сбора воды; 5 — водопроницаемый слой грунта; 6 — слой гравия); 2 — стационарная дождевальная установка (1 — водопровод­ная труба; 2 — слой гравия); 3 — стационарная установка для долготья (1 — несущий трос; 2 — подключение к водопроводу; 3 — слой гравия).

3. Линии сортирования бревен

Линия сортирования бревен является одним из самых ответственных участков лесопильного производства. Здесь определяется, каким будет выход продукции из сырья. Кроме того, здесь отбраковываются бревна с недопусти­мой кривизной и пороками, с металлическими включениями.

Рис. 6. Линия сортировки бревен завода «Древмаш-Евразия» и поперечный размер узла сбрасывания бревен: 1 — поперечный транспортер-накопитель; 2 — механизм поштучной выдачи бревен; 3 — система измерения; 4 — бревнотаска; 5 — карманы.

Линия сортировки бревен в минимальном исполнении состоит из: 1) гру­зового (накопительного) поперечного конвейера; 2) устройства поштучной вы­дачи, продольного цепного конвейера с устройством измерения бревен; 3) сор­тировочного конвейера со сбрасывателями; 4) карманов.

На рисунке 6 показана линия завода «Древмаш-Евразия». В линии из­меряется диаметр, длина и сбежистость пиловочных бревен, вычисляется объем бревна. Настраиваемые параметры процесса сортировки: перечень пород (до 8), перечень сортов (до 16), способ выравнивания в накопителе (по центру, по пе­реднему или заднему торцу, по центру тяжести), время открытого состояния сбрасывателя (от 0,1 до 10 с). Линия работает со скоростью до 90 м/мин, число карманов — до 31.

На рисунке 7 показаны схема линии сортировки бревен компании Ingvar Persson и общий вид сортировочного конвейера с карманами компании Nordautomation. На схеме изображены двухсекционный конвейер для бревен с цепной завесой для организации потока, шаговый разобщитель, продольный цепной конвейер с металлоискателем и карманами для бревен с металлически­ми включениями, механизм разворота бревен с манипулятором, окорочная станция, сортировочный конвейер, система удаления отходов окорки.

Рис. 7. Схема линии сортировки бревен компании Ingvar Persson и общий вид сортировочного конвейера компании Nordautomation

С накопительного конвейера бревна поступают на каскад конвейеров и устройств, назначение которых состоит в том, чтобы постепенно организовать поток лесоматериалов и обеспечить в итоге поштучную выдачу их на продоль­ный цепной конвейер. Обычно уже на накопительном поперечном конвейере имеется первое и самое простое устройство для первичной организации потока: портал с завесой из цепей с грузами, которые заставляют бревна скатываться и формировать ковер меньшей толщины. В российской практике принято назы­вать две секции этого конвейера грузовым и раскатным столами.

В большинстве случаев следом за накопительным конвейером идет шаго­вый разобщитель — степ-фидер. В тех случаях, когда необходим подъем лесо­материалов на рабочую высоту лесопильной линии, а также дополнительное разобщение бревен, устанавливают наклонный цепной конвейер-разобщитель.

Наклон конвейера и форма упоров выбраны таким образом, чтобы лишние бревна соскальзывали, оставляя на каждом упоре по одному бревну. В послед­нее время наблюдается тенденция замены таких конвейеров специальными степ-фидерами с крутым подъемом.

На рисунке 8 показано устройство поштучной выдачи пиловочника с горизонтальным разобщителем («Лесмаш», Екатеринбург) и система подачи сырья компании Holtec, включающая степ-фидер с крутым подъемом, конвейер для выравнивания бревен торцами и степ-фидер для поштучной выдачи. После выравнивания сортиментов торцами по одной стороне, для чего используются встроенные в цепной конвейер вальцы, бревна поступают на стандартный степфидер, который поштучно выдает их на продольный конвейер. Производитель­ности системы — до 40 бревен в минуту.

Рис. 8. Устройство поштучной выдачи пиловочника КСП 10 компании «Лесмаш» и подающая система фирмы Holtec

Устройство КСП-10 российской компании ЗАО «Лесмаш» обеспечивает производительность 12-20 бревен в минуту в зависимости от их диаметра.

Финская компания Timbermatic предлагает степ-фидеры с производи­тельностью до 25 бревен в минуту. Шведская компания Gosta Hedlund изготав­ливает как степ-фидеры традиционной конструкции, способные выдавать до 28 крупномерных и до 35 тонкомерных бревен в минуту, так и степ-фидеры двойного действия, производительность которых составляет 40-55 шт. в мину­ту в зависимости от диаметра лесоматериалов.

Может сравниться с этими системами и даже потеснить их на рынке дру­гое решение — шнековые конвейеры. Здесь меньше движущихся деталей, сле­довательно, требуется меньше обслуживания, меньше риск поломки, отсут­ствует шум при работе. Австрийская компания Springer, которая вывела шнеко­вые конвейеры на рынок несколько лет назад, активно предлагает их как уни­версальное решение для разобщения, подъема, выравнивания торцами и по­штучной выдачи бревен (рис. 9).

Шнековые конвейеры Springer обеспечивают поштучную выдачу до 45 бревен в минуту при диаметре до 800 мм. Таким образом, по производитель­ности при работе с бревнами средних и крупных диаметров шнековые конвейе­ры уже превосходят степ-фидеры.

Для сбрасывания бревен в карман сортировочной линии существуют спе­циальные механизмы — сбрасыватели бревен. На рисунке 10 показан сбрасы­ватель СБР-75, в котором сброс обеспечивается поворотом упоров на 90°.

Рис. 9. Шнековый конвейер Springer (ФРГ)

Рис. 10. Сбрасыватель бревен СБР-75 («Северный Коммунар», РФ)

Для правильной работы лесопильного оборудования необходима ориен­тация бревен вершиной или комлем вперед. Традиционным и наиболее про­стым решением этой задачи является использование карманов с одной стороны линии сортировки для бревен, поступивших вершиной вперед, а с другой — для поступивших комлем вперед. Такое решение заставляет создавать большое число карманов для поддержания требуемой дробности, делая линию громозд­кой, занимающей много ценного пространства на складе сырья. Поэтому со временем получили распространение механизмы разворота бревен, причем на сегодня существует тенденция размещения их именно в составе линии сорти­ровки сырья.

Можно выделить три типа разворотных устройств, которые активно при­меняются на лесопильных предприятиях:

1. с верхним поворотным механизмом (рис. 11);
2. с подъемно-поворотным механизмом;
3. разворотные конвейеры.

Рис. 11. Механизм разворота бревен («Древмаш-Евразия»): 1 — подающий транспортер; 2 — неприводной роликовый транспортер; 3 — поворотный механизм; 4 — поворотный стол; 5 — транспортер выгрузки.

Сортименты подаются транспортером на устройство поштучно, развора­чиваются на 90° за счет поворотного механизма и транспортером выгрузки пе­редаются на следующую операцию. Производительность механизма — 420шт./ч. Устройства такого же типа предлагают Springer, Gosta Hedlund, Nordautomation, Hekotek с производительностью 20-25 бревен в минуту.

Рис. 12. Устройства для разворота бревен: с подъемно-поворотным механизмом компании Tahka (Финляндия) и с поворотным конвейером (Baljer & Zembrod, Германия)

Финская компания Tahka выпускает устройства с нижним подъемным механизмом (рис. 12), который поднимает бревно и разворачивает его в нуж­ном направлении. Для случаев, когда требуется более высокая производитель­ность, имеются разворотные конвейеры. В отличие от первых двух типов устройств, где бревно поворачивается на 90° влево или вправо, в случае с раз­воротным конвейером возможен вариант, когда бревна правильной ориентации не подвергаются воздействию, а неправильно ориентированные сбрасываются на дугообразный конвейер, разворачивающий их на 180° и возвращающий в поток посредством степ-фидера. Все устройства включают в себя простой, од­ноплоскостной сканер, установленный на входящем конвейере, который опре­деляет вершинный и комлевой торцы бревна.

4. Измерители бревен

Самым главным механизмом линии сортирования бревен является изме­ритель бревен, который позволяет оценивать не только размеры и форму круг­лых лесоматериалов, но и качество древесины. Простейший измеритель пред­ставляет собой рамку с излучателями и приемниками света. Размеры бревен фиксируются по затемнению на приемной стороне рамки. Вся информация об­рабатывается компьютером и используется для сортирования бревен и опреде­ления их параметров. Помимо световых (в том числе инфракрасных) приборов существуют комбинированные — свето-ультразвуковые устройства.

Настоящим прорывом стали ЗП-сканеры, выпускаемые сегодня многими компаниями. 3D-сканирование позволяет получать наиболее достоверную ин­формацию о форме бревна, что создает основу для распиловки с оптимизацией выхода.

Подобную технику выпускают, в частности, фирмы Baljer & Zembrod, Hecht Electronic AG (Германия), Microtec (Австрия— Италия), RemaSawco (Швеция, см. рис. 13), Visiometric (Финляндия), «Автоматика-Вектор» (РФ).

Рис. 13. Сканер RS-3D (RemaSawco)

Эти приборы позволяют получать трехмерную картину пиловочного бревна и выполнять множество задач по оценке качества сырья и нахождению оптимального способа раскроя бревен, в частности:

• фиксировать с любым шагом текущий диаметр бревна по всей длине;
• обнаруживать сучки, вогнутости и выпуклости ствола, механические повреждения;
• видеть, как выглядит древесина под корой (используется различие в прохождении лазерного луча в коре и древесине);
• строить профиль плотности древесины по диаметру бревна, видеть чер­воточины, сердцевинную трубку, годовые слои и т. п.;
• контролировать расстояние между бревнами;
• распознавать положение комля для управления разворотным устрой­ством;
• указывать положение и размер сучков, пустот, металлических включе­ний и трещин и даже ширину годовых слоев;
• получать снимки вершинного и комлевого торцов бревна.

Все эти замеры при компьютерной обработке данных и соответствующем программном обеспечении дают возможность точно рассчитывать объем каж­дого бревна и давать статистику за любой промежуток времени, сортировать бревна по размеру и качеству, управлять исполнительными механизмами (например, сбрасывателями бревен), предлагать оптимальный вариант про­дольного раскроя каждого бревна. Современные системы позволяют делать ты­сячи измерений в секунду, работать в проходном режиме при скорости подачи до 300 м/мин и измерять сырье диаметром до 40 см.

Еще более инновационным решением, с которым связывают следующий технологический рывок в лесопилении, являются рентгеновские сканеры, кото­рые также принято называть томографами для бревен. Это такие установки, как Microtec CT-Log, Bintec Wood-X, RemaSawco RS-XRay, Inray Opmes AX1, ScanLog IX. Рентгеновское сканирование позволяет заглянуть внутрь бревна и получить полную картину расположения пороков (выделяя при этом, к приме­ру, в сучках здоровую и мертвую части), сердцевины и ядра, оценить ширину годичных колец и плотность древесины, диаметр с корой и без коры.

Техноло­гия сканирования у разных моделей отличается: например, ScanLog IX и Opmes АХ1 сканируют бревно в одной плоскости, тогда как CT-Log подобно совре­менным медицинским томографам имеет кольцо вращения с трубками и датчи­ками. Все изготовители рекомендуют сочетание рентгеновской томографии с ЗО-сканированием как метод, дающий максимально полную информацию о бревне. Компания Microtec предлагает такие многосенсорные установки, оце­нивающие форму, цвет, внутреннее строение и плотность древесины, под мар­ками Logeye 302 и 306.

Многосенсорное сканирование, включающее рентгеновскую томогра­фию, позволяет не только автоматизировать оценку качества поступающего сырья, но и оптимизировать раскрой на сортименты при поступлении сырья в виде хлыстов (можно удалять участки, снижающие сорт бревен) и, самое глав­ное, планировать качество получаемых пиломатериалов, включая насыщен­ность пороками, конструкционный сорт, выход бездефектных отрезков при раскрое. Компания Microtec обещает за счет внедрения ее оборудования и про­граммного обеспечения увеличение ценностного выхода продукции из бревен в среднем на 8%.

В мире работает не менее 1000 приборов iRed (Kemes) фирмы Microtec, предназначенных для точного измерения длины, диаметра и контура бревна. Измерения выполняются с помощью двух параллельно установленных инфра­красных сканеров, находящихся в одной плоскости. При добавлении второй измерительной плоскости прибор способен точно измерять кривизну и качество лесоматериалов. Точность измерения диаметра — до 1 мм. Другой прибор той же фирмы — Screenlog — устройство для получения трехмерного реалистично­го изображения бревна во всех деталях.

Круговая система обзора DiCam Color (рис. 14) фотографирует ствол со всех сторон и передает в компьютер трехмерное изображение бревна. Оператор на мониторе видит цветную объемную модель пиловочного бревна, которая может быть повернута на любой угол и увеличена в масштабе изображения. Все данные сохраняются в памяти компьютера и используются для статистики и управления деревообрабатывающим оборудованием. Дополнительно прибор дает возможность получать снимки комлевого и вершинного торцов бревна.

Современная техника позволяет автоматизировать ориентацию бревна перед подачей на бревнопильный станок. Эту задачу может выполнить система Timbertum (Microtec). После измерения параметров и получения трехмерного изображения материала система способна найти оптимальное положение брев­на относительно пил бревнопильного оборудования с учетом схемы продольно­го раскроя материала. Система маркирует каждое бревно и может работать как с продольными, так и с поперечными конвейерами.

Рис. 14. Схема работы системы DiCam Color (Microtec)

5. Окорочные и оцилиндровочные станки

Доля коры в процентах от объема круглых лесоматериалов колеблется от 7-10% для ели до 18-25% для сибирской лиственницы. Доля переработки коры сегодня в России вряд ли превышает 12—15%. Потенциально она может исполь­зоваться в качестве топлива, как компонент различных композитных материа­лов (древесных плит, формовочных составов, клеев, пластмасс, строительных растворов), как дорожно-строительный материал, как изоляционный материал от промерзания грунта, как компонент для приготовления компостов, как под­стилка для животноводческих ферм и пр.

Существуют следующие способы окорки древесины:

1. механическим воздействием. Кора снимается резанием с помощью специальных инструментов— короснимателей различной конструкции. Это основной способ, применяемый в настоящее время на лесопромышленных складах;
2. воздействием струи жидкости или воздуха.

Сущность гидравлической окорки заключается в том, что кора удаляется с поверхности вращающихся бревен, которые двигаются вдоль ряда сопел, под воздействием струи воды, подаваемой под большим давлением. Гидравличе­ские окорочные установки позволяют достигать высокого качества окорки при значительной производительности. Однако они отличаются сложным устрой­ством и очень высокими требованиями по предварительной подготовке (очист­ке от примесей) воды, поэтому энергетический КПД этих установок низок и они потребляют много электроэнергии. Так, при производительности гидрав­лической окорочной установки 30-90 м³/ч потребляемая ею мощность состав­ляет 300-900 кВт.

Принцип работы пневматических окорочных установок основан на воз­действии на кору энергией воздушной струи с твердым наполнителем (обыч­но — опилками), а иногда и без него. Воздушная струя, разогнанная до звуко­вой скорости, обладает определенными энергетическими свойствами и при воз­действии на кору разрушает ее и отделяет от древесины. Устройство пневмати­ческой окорочной установки во многом аналогично гидроокорочной установке.Как и при гидравлической окорке, процесс требует больших энергозатрат и ха­рактеризуется низким КПД.

Оборудование для механической окорки лесоматериалов подразделяется на окорочные станки и окорочные барабаны. Окорочные станки предназначены для окорки пиловочных бревен или фанерных кряжей среднего и большого диаметра с правильной формой ствола. Окорочные барабаны применяют глав­ным образом на предприятиях ЦБП и в производстве древесных плит для сня­тия коры с коротко- и длинномерных лесоматериалов небольшого диаметра, в том числе со значительной кривизной ствола.

Окорочные станки могут быть роторного или фрезерного типа. С про­мышленными объемами сырья справляются только роторные окорочные стан­ки. Схема ротора показана на рисунке 15. В станках с вращающейся кольце­вой головкой кора удаляется с поверхности кряжа с помощью четырех-шести короснимателей, шарнирно закрепленных в головке.

Рис. 15. Эскизы ножевого ротора окорочного станка ОК (1 — ротор; 2 — коросниматель; 3 — резиновое кольцо) и станка Cambio

На станках Cambio установлен ротор нового типа, оснащенный пневма­тическими демпферами, с улучшенными характеристиками типа AIRBAG. Пневматические демпферы не имеют задержки по скорости реакции, например как резиновые пружинные элементы, в результате отсутствуют потери мощно­сти и уменьшается время отклика короснимателя. В результате обеспечивается полностью равномерное давление короснимателей на поверхность бревна. Са­ми демпферы являются стандартным элементом, их замена может производить­ся без снятия режущего инструмента.

В России окорочные станки выпускал петрозаводский завод «ДЕКО». Среди зарубежных производителей следует назвать финскую фирму Valon Копе, шведскую Soderhamn, немецкую Baljer & Zembrod, американские фирмы Morbark и USNR. Образец одного из станков Cambio представлен на рисунке 16. Минимальная длина сырья — 3 м.

В качестве режущего инструмента роторных окорочных станков исполь­зуются тупые коросниматели, установленные шарнирно на роторе, внутри ко­торого проходит бревно, подаваемое с помощью специального 3-вальцового механизма. Раздвижка короснимателей при встрече их с торцом бревна обеспе­чивается заточкой их серповидных кромок. Окорочные станки Cambio особен­но хорошо подходят для коротких и искривленных бревен благодаря своей специальной конструкции с трехсторонним подающим устройством и короткой рамой. Это особенно актуально, в том числе и для фанерной промышленности.

Рис. 16. Роторный окорочный станок Cambio 800 и механизм подачи бревен к нему (Soderhamn, Швеция)

Все окорочные станки Cambio оснащаются самоцентрирующими кон­вейерами подачи. Бревно всегда подается параллельно своей оси. Это позволяет максимально точно сориентировать его в центр ротора станка, что является непременным условием высококачественной окорки. В зависимости от произ­водительности подающие конвейеры от Soderhamn Eriksson могут оснащаться как приводным, так и неприводным верхним прижимным роликом. Кроме того, имеется возможность подавать бревна без зазоров, что существенно снижает динамические удары по короснимателям.

Самый малый станок в этой серии — Cambio 460. Он работает при скоро­сти подачи до 90 м/мин на сырье диаметром (в комле) не более 46 см. Самые крупные станки модели 800 способны работать на скорости 120 м/мин, окаривая сырье диаметром до 800 мм.

Такие же станки по лицензии выпускает и американская фирма USNR, в том числе последнюю разработку Cambio 800D. Станок имеет раздельный элек­тропривод на каждый подающий валец. Это позволяет сократить количество подвижных частей и снизить стоимость эксплуатационных расходов и запча­стей. В станке применена новая запатентованная система обеспечения давления на вальцы подачи, обеспечивающая меньшие нагрузки на раму станка и позво­ляющая увеличить его срок службы. Снижение количества движущихся частей и отсутствие конических передач позволяют использовать станок в высокоско­ростных линиях современных лесопильных производств.

Не менее популярны в России и окорочные станки финской фирмы Valon Копе. Станки серии VK (рис. 17) широко используются при окорке сплавного леса и работают при скорости подачи до 50 м/мин. В отличие от станков Cambio, здесь используется двухвальцовая система подачи бревен.

Максимальный диаметр сырья — до 50 см, минимальная длина бревен — 1,6 м, что позволяет использовать их в фанерном производстве, где сырье часто поступает в виде фанерных чураков данной длины. Центрирование и подача бревна в зону обработки происходят с помощью двух стальных седлообразных прижимных вальцов.

Рис. 17. Окорочный станок VK20 и вид подающих вальцов (Valon Cone, Финляндия)

Рычаги верхнего и нижнего вальцов соединены со штоками гидравличе­ских цилиндров, что обеспечивает безударное сближение вальцов после прохо­да бревна, исключает их деформацию и снижает шум при работе. Аналогично устроен и вытяжной механизм станков VK. Ножевой ротор проходит специаль­ную балансировку и имеет 6 ножей-короснимателей серповидной формы. Ста­нок VK26 предназначен для окорки более крупного сырья— диаметром до 62 см, при максимальной скорости подачи 40 м/мин. Для еще более крупного сырья (до 100 см в комлевом диаметре) эта же фирма предлагает станки НЕМ со скоростью подачи до 30 м/мин.

Окорочные станки могут быть одно- и двухроторные. Двухроторные луч­ше справляются с мерзлой древесиной и позволяют увеличить скорость подачи сырья до 130 м/мин. На российских предприятиях можно встретить двухротор­ные станки Петрозаводского станкозавода 2ОК-40-1, 2ОК-63-1 и 2ОК-80-1. ООО «Ротор» предлагает двухроторный станок 2ОК-4-1 для работы на форсиро­ванных режимах в зимний период (рис. 18).

Рис. 18. Двухроторный окорочный станок 2ОК-40-1 (ООО «Ротор», РФ)

На первом и втором роторах станка устанавливаются скребковый окороч­ный инструмент, что позволяет повысить скорость подачи и качество окорки. Станок рекомендуется использовать для получения качественного корья, иду­щего на дубильные экстракты. В этом случае кора собирается в отдельный бун­кер от первого ротора. Отходы от второго ротора содержат увеличенное коли­чество древесных включений, поэтому отбираются отдельным конвейером и идут на топливо.

2ОК40-1 предназначен для окорки лесоматериалов диаметром до 35 см и длиной 2,5-6,5 м. Ротор первой окорочной головки вращается против часовой стрелки и оснащен шестью скребковыми короснимателями. На роторе второй окорочной головки, который вращается по часовой стрелке, установлены три ножевых окорочных инструмента с кольцевыми резцами. Остаток сучка, попа­дая в отверстие кольцевого резца, срезается им. При затуплении резца его по­ворачивают на 90°, закрепляют и продолжают работу. Таким образом, нож мо­жет переставляться 3 раза без переточки. Сучья зачищаются при окорке экс­портных балансов, рудничной стойки, а также пиловочника, полученного из сучковатой части ствола.

Скребковый окорочный инструмент отделяет кору по камбиальному или лубяному слою путем ее скалывания и отрыва. При непрочном лубе кора отры­вается в виде непрерывной ленты, оставляя гладкую чистую поверхность дре­весины. При прочном сцеплении кора под действием скребка разрушается, впе­реди него образуется уплотненный гребень, мешающий углублению скребка до древесины; коросниматель выходит на поверхность коры, оставляя значитель­ную часть ее нетронутой.

Фрезерные окорочные станки.

Фрезерные окорочные станки также могут быть роторными, когда око­рочный инструмент расположен на вращающемся полом роторе, внутри кото­рого и соосно с ним поступательно движется окоряемое бревно. Каждый ин­струмент обрабатывает участок поверхности бревна в виде ленты, расположен­ной по винтовой линии (рис. 19).

Рис. 19. Схема фрезерной головки с закрепленными по внутреннему периметру ножами и вид узла резания фрезерного окорочного станка компании «Шервуд» (Россия)

Кроме станков с окорочным ротором, выпускаются станки с фрезерной головкой. Фрезы на роторных станках могут иметь вид плоскоконических дис­ков, несущих на себе ножи с прямолинейной режущей кромкой. Ножи высту­пают над поверхностью диска, который является копиром-ограничителем. Мак­симальная толщина стружки соответствует выпуску ножей (Л_н) над поверхно­стью диска (рис. 20).

Рис 20. Механизмы окорки бревен коническими фрезами: 1 — фреза; 2 — копирующая плоскость; 3 — стружка; 4 — нож; 5 — окариваемое бревно; 6—кора.

Следует также выделять группу оборудования токарно-фрезерного типа, позволяющего одновременно выполнять окорку и оцилиндровку лесоматериа­лов, выборку монтажных пазов и формирование гребней, а также комбиниро­ванное (агрегатное оборудование), выполняющее функции как продольной окорки, так и фрезерования комлей лесоматериалов. Такое оборудование ис­пользуется в основном в домостроении и поэтому рассматривается в главе VII.

Серию фрезерных окорочных станков выпускает немецкая фирма Baljer & Zembrod. На рисунке 21 показан станок типа KSE.

Рис. 21. Окорочный станок типа KSE с фрезерной головкой (Baljer & Zembrod, ФРГ)

Окорочный агрегат установлен на машине для сортировки и транспорти­ровки круглого леса (RUW) и способен обрабатывать бревна диаметром 200- 1200 мм и длиной 2—8 м. Агрегат имеет 5 спаренных опорных дисков диамет­ром 800 мм и шириной 100 мм на валу диаметром 80 мм. Вращение бревна до­стигается вращением опорных дисков (две скорости с регулировкой от преоб­разователя частоты). Фрезерная головка длиной 300 мм имеет 6 рядов окоряю­щих кулачков из твердого сплава, расположенных по спирали. В станке преду­смотрена регулировка степени заглубления кулачков в древесину. Мощность привода — 22 кВт для роторной головки и 3 кВт для гидравлики.

Станок фрезерного типа SEM (рис. 22) отличается от предыдущего тем, что бревно сначала накатывается на тележку с опорными дисками. Тележка за­тем движется мимо фрезерной головки, расположенной сверху, которая снима­ет и измельчает кору. Максимальная скорость движения каретки 40 м/мин. Привод дисков мощностью 4 кВт имеет бесступенчатую регулировку скорости. На каретке также смонтирован сбрасыватель бревен с гидравлическим приво­дом.

Рис. 22. Фрезерно-окорочный станок SEM-800 (Baljer & Zembrod, ФРГ)

Окорочная машина пинольного типа РЕ этой же фирмы имеет принципи­альное отличие от двух предыдущих по механизму вращения бревна. На брев­нотаске установлена торцовочная пила, которая задает точную длину бревна и гарантирует высокое качество торцов. После пилы конвейер останавливается, сверху опускается рамка с зажимами (пиноль) и бревно зажимается кулачками с обоих торцов, рамка приподнимается над конвейером и кулачки начинают вращаться. То есть станок работает в этой части аналогично лущильному стан­ку.

Далее фрезерная головка окоряет и частично оцилиндровывает бревно, дви­гаясь в продольном направлении. После обработки кулачки останавливаются, пиноль опускает бревно на конвейер, кулачки отводятся назад, освобождая бревно, которое сталкивается на параллельный конвейер. Машина РЕ использу­ется для окорки толстых и коротких (до 1,5 м) сортиментов, что требуется, например, для бесшпиндельных лущильных станков.

Фрезерный принцип окорки реализован также в станках американской фирмы Morbark (рис. 23).

В основе окорочного станка Морбарк-640 лежит использование «плава­ющей» режущей головки, которая находится снизу окоряемого бревна, которое имеет одновременно поступательное и вращательное движение за счет шипо­ванных вальцов, у которых шипы расположены по спирали. Модель 640 позво­ляет окорять бревна с переменным углом спирали и продольной скоростью, ко­торая зависит от диаметра и формы ствола.

Рис. 23. Окорочный станок Morbark-640 (Morbark, США)

Принцип окорки состоит в прокручивании бревна вдоль режущей головки с карбидными зубьями. Для регулировки спиральной подачи бревна использу­ется задний подающий валик, что позволяет оператору уменьшить количество оборотов для больших бревен, увеличить скорость прохождения маленьких бревен и достичь, таким образом, максимальной производительности. Все функции станка контролируются одним оператором с помощью гидрораспре­делителя, расположенного на консоли управления. По желанию заказчика ста­нок может иметь привод от дизельного двигателя. Имеются две модификации станка с диаметрами режущей головки 290 и 380 мм и длиной 320 мм. Morbark-640 обрабатывает бревна толщиной от 15 до 100 см при скорости по­дачи до 30 м/мин. Максимальная длина бревна 12 м.

В станке серии С (рис. 24) имеется дополнительная строгальная голов­ка, которая дает возможность получать идеальную поверхность без неровно­стей и шероховатостей. Скорость подачи бревен при окорке — до 15-18 м/мин, диаметр сырья— 10-61 см, длина— до 15 м. В серию «С» входят следующие модели: С-8, С-12, С-16, С-24, С-40 и С-50, где число обозначает максимальную длину окоряемого бревна в футах.

Рис. 24. Окорочный станок фирмы Morbark серии «С» (США)

Станок аналогичной конструкции предлагает предприятие СИТЕК22 из Барнаула (рис. 25). Он используется для изготовления деревянных опор ЛЭП и срубов домов.

Станок работает с бревнами диаметром 10-90 см и длиной от 0,75 до 6 м. Мощность фрезерного узла — 18 кВт, скорость подачи каретки — 5 м/мин. Консольное расположение фрезерного узла позволяет обрабатывать бревна с кривизной. Вращение бревна выполняется с помощью опорных дисков.

К роторным станкам можно отнести и так называемые дебаркеры— устройства для местного снятия коры в зоне ее пиления ленточными пилами. Это позволяет снизить затупление зубьев пилы и повысить качество обработки поверхности распила. Дебаркер (рис. 26) устанавливают на любую модель ленточнопильных станков ПЛП-АСТРА.

Рис. 25. Окорочный станок ОСК-900 с фрезерной головкой (СИТЕК22, Барнаул, РФ)

Рис. 26. Окорочное устройство (дебаркер) к ленточнопильному станку АСТРА (Украина)

Станки для оцилиндровки комля предназначены для снятия закомелистости (утолщения комля) бревен с целью повышения эффективности работы бревнопильного оборудования. Следует различать два типа станков: так назы­ваемые reducer для снижения утолщения комля пиловочных бревен и собствен­но оцилиндровочные станки. Первые применяют в лесопильном производстве и устанавливают в технологической цепочке перед бревнопильным оборудовани­ем, вторые — на предприятиях, выпускающих детали деревянных домов.

Станки для снятия закомелистости могут быть проходного или позици­онного типа. В позиционных станках используют фрезерный инструмент, кото­рый совершает вращательное движение вокруг комля бревна (рис. 27), либо ножевой вал, который совершает движение по направлению к комлевой части бревна, вращающегося вокруг своей оси.

Проходные станки работают по принципу роторного окорочного станка (рис. 28). Станок Cam Trim предназначен для сырья диаметром 20-78 см. Диаметр оцилиндрованного бревна — 20-48 см. Установленная мощность—до 200 кВт.

Особенность проходных оцилиндровочных станков заключается в том, что они могут работать в паре с окорочным станком. Окорочно-оцилиндровочный станок CamShift той же фирмы (рис. 29) представляет собой комбинацию устройств подачи, центрирования, оцилиндровки, окорки и выгрузки, объеди­ненных на одной платформе.

Рис. 27. Оцилиндровочный станок позиционного типа компании Hornback (ФРГ)

Рис. 28. Устройство оцилиндровки комлевой части бревна Cam Trim от Soderhamn (Швеция)

Рис. 29. Окорочно-оцилиндровочный станок CamShift (Soderhamn, Швеция)

Отсутствие закомелистости позволяет произвести более точное центри­рование бревна в окорочном станке. Это дает повышение качества окорки и ка­чества щепы, получаемой во фрезернопильных агрегатах. Улучшается динами­ка работы соответствующих механизмов загрузки, что приводит к снижению стоимости эксплуатации и продлению срока их службы.

Устройство оцилин­дровки комлевой части позволяет существенно снизить расходы на запасные части окорочного станка, поскольку станок начинает работать в более легких условиях. Наличие устройств оцилиндровки— непременное условие работы современных лесопильных линий в европейских странах с традиционно высо­ким уровнем технологии, таких как Швеция, Финляндия, Германия.

Станки Valon Копе и Cambio предлагаются как в обычных комплектаци­ях, так и в комплектации Combi: с двумя окорочными и одним оцилиндровочным ротором, который удаляет закомелистость. Два ротора необходимы для качественной окорки замороженного сырья в зимний период на высоких скоро­стях. Выполнение же операции фрезерования комлей на окорочном оборудова­нии позволяет автоматизировать этот процесс и значительно повысить его про­изводительность. Оцилиндровочный ротор настраивается на определенный диаметр бревен, поэтому станок с таким агрегатом используется именно в ле­сопильном цехе, а не на складе сырья.

Станок Valon Kone VK8000HD-Combi-3R (рис. 30) с двумя окорочными и одним оцилиндровочным роторами, установленный на Цигломенском участке «Лесозавода 25» в Архангельске, имеет массу 60 т и рассчитан на обработку 600 000 м³ сырья в год.

Рис. 30. Окорочный станок VK8000HD-Combi-3R с двумя окорочными и одним оцилиндровочным роторами

6. Раскряжёвочные станки и металлоискатели

Станки для поперечного пиления бревен (рис. 31) называют раскряжё­вочными, так как основное их назначение — пиление кряжей на мерные сорти­менты (пиловочник, фанерный кряж, рудстойку, балансы и пр.).

Рис. 31. Схемы работы раскряжевочных станков

Эти операции обычно выполняют на нижнем складе лесозаготовительно­го предприятия, но и на складах сырья лесопильного завода таким станкам все­гда находится работа, особенно при наличии некондиционной древесины в по­ставках. Аналогичные станки используют на складах сырья фанерного пред­приятия для получения чураков нужной длины из фанерного кряжа. В плитном производстве поперечное пиление круглых лесоматериалов выполняют для слепого раскроя технологического сырья на мерные чураки, на лесоперевалоч­ных базах — для переработки дровяной древесины.

Оборудование этого класса можно классифицировать:

• по принципу действия — станки позиционные и проходные;
• по типу рабочего органа — станки круглопильные и станки безопилочного резания.
• по числу пил — одно- и многопильные;
• по расположению пил — с верхним и нижним расположением (рис. 31).

Рис. 32. Торцовочный станок для бревен «Шервуд» ЦПА-32

В лесопильном производстве нашли применение однопильные позицион­ные станки, обычно встраиваемые в линии сортирования пиловочного сырья. На рынке сегодня широко представлены торцовочные станки для оцилиндрованных бревен и стенового бруса, применяемые в производстве деревянных домов (рис. 33).

Рис. 33. Станок для раскряжёвки фанерного кряжа ЛЦ60 («Пролетарскаясвобода», Ярославль)

Станок ЦПА-32 способен пилить бревна диаметром 18-32 см, диаметр пилы — 900 мм. В фанерном производстве используются более мощные станки для крупномерного сырья (рис. 33) с пилами диаметром до 1,8 м.

Металлоискатели для бревен являются более простой техникой. Ее назначение— обеспечение безопасности режущего инструмента путем обна­ружения и удаления металлических включений в круглых лесоматериалах. Приборы устанавливаются в линиях сортировки круглых лесоматериалов, обычно перед окорочным или раскряжевочным станком. Они представляют со­бой рамку с выносным контуром генератора, параметры которого меняются при попадании в рамку металла (рис. 34). Это изменение преобразуется в зву­ковой или световой сигнал либо в команду для сбрасывателя бревен.

Рис. 34. Туннельный металлодетектор для круглых лесоматериалов «Октагон»

В качестве примера можно привести цифровой металлоискатель серии «Октагон» (с 8-угольным проходным отверстием), разработанный специально для лесопильных предприятий и устанавливаемый на продольном конвейере.

«Октагон» обнаруживает видимые и скрытые частички металла, такие как гвоз­ди, осколки гранат, при этом формируется сигнал, который может быть передан в систему управления или маркировки бревен либо на торцовочную пилу.