Деревообработка Оборудование

Оборудование для производства шпона и фанеры

1. Оборудование склада сырья фанерного предприятия

Склад сырья отличается от склада лесопильного завода одной принципи­альной позицией— наличием бассейнов для тепловой обработки (проварки) сырья. Установлено, что качественное лущение шпона возможно при темпера­туре древесины не ниже 20°С. Проварка (выдержка в горячей воде) фанерного сырья пластифицирует древесину и обеспечивает качественное ее лущение. Помимо гидротермообработки необходимы еще машины для окорки, раскря­жевки и оцилиндровки фанерных чураков.

В фанерном производстве наиболее распространены открытые бассейны, представляющие собой железобетонные ямы, оснащенные грузоподъемным оборудованием. Загрузка сырья может осуществляться в трех вариантах:

  • навалом с помощью грейферных захватов крана;
  • в пучках, подготавливаемых на специальных площадках перед бассей­нами;
  • в специальных контейнерах с бетонными крышками.

Последний вариант является наиболее рациональным, так как позволяет снизить тепловые потери и гарантирует прогрев самых верхних кряжей или чу­раков за счет притапливания древесины крышками контейнеров.

Открытый бассейн (рис. 1) состоит из нескольких секций, собранных из железобетонных элементов. Ширина секции соответствует максимальной длине обрабатываемых кряжей.

Открытый бассейн с консольно-козловым краном для прогрева фанерного сырья

Рис. 1. Открытый бассейн с консольно-козловым краном для прогрева фанерного сырья: 1 — сбрасыватель; 2 — загрузочный конвейер; 3 — накопитель кряжей; 4 — крышка; 5 — грейферный захват; б — разделительная тумба; 7 — стена; 5 — кран; 9 — передвижной перегрузчик; 10—разгрузочный конвейер.

Каждая секция разделена парными тумбами 6 на ряд отсеков или ячеек, которые загружают кряжами с помощью грейферного захвата 5 козловым кра­ном 8, передвигающимся по подкрановым рельсам 12. На время тепловой обра­ботки загрузочные ячейки закрывают крышками 4, которые представляют со­бой противовсплывные устройства. Они также уменьшают теплопотери с от­крытой поверхности бассейна.

При работе бассейна одна из секций всегда находится под загрузкой и разгрузкой (в остальных загруженных секциях дре­весина прогревается). Кран и перегрузчик устанавливают против этой секции. Кряжи с загрузочного конвейера сбрасываются в соответствующий накопитель для сырья с определенной группой диаметров. Грейфер последовательно пере­мещается от накопителя к бассейну, загружая одну ячейку, и от бассейна к перегрузчику, разгружая другую ячейку.

Все секции бассейна, заполненные водой, сообщаются между собой через отверстия 13. Температура воды поддерживается на уровне 30-40°С. Подогре­вают ее паром, проходящим через трубы с отверстиямим.

Закрытые бассейны с мотовилом (рис. 2) предназначены для прогрева чураков и устраиваются внутри помещений. Мотовило представляет собой кре­стовину, наполовину находящуюся в воде. При повороте крестовины очередная порция чураков загружается в воду, а прогретые чураки всплывают и переда­ются для последующей обработки в лущильный цех. Радиус мотовила состав­ляет 2,5-3,5 м. Проворачивается мотовило вручную или механически (при большом радиусе).

Закрытый бассейн с мотовилом

Рис. 2. Закрытый бассейн с мотовилом

Бассейны гидротермической обработки древесины проходного типа спро­ектированы канадской компанией Vitech Engineering Inc. и установлены на предприятии «Талион-Терра» (г. Торжок Тверской обл.).

Всего предусмотрено четыре рабочих и один резервный бассейн. Они рассчитаны на обработку бревен одной длины — 5,5 м. Длина каждого бассей­на — около 40 м. Бревна поступают в бассейн из входных накопителей (рис. 3). Благодаря специальному захватному механизму, имеющему четыре трелевочные цепи особой конструкции (рассчитаны на особо тяжелые условия эксплуатации и ударные нагрузки), бревна затягиваются в бассейн, погружают­ся в воду и постепенно продвигаются к выходу из бассейна.

Входные накопители бассейна проходного типа

Рис. 3. Входные накопители бассейна проходного типа (Vitech Engineering, Канада)

Прижимные тра­версы, по которым перемещаются цепи, удерживают все бревна в воде, не давая им всплывать. Конструкция прижимных траверсов позволяет использовать бас­сейны на всю глубину, увеличивая тем самым их пропускную способность. Температура воды в бассейнах устанавливается в диапазоне 40-80°С — в зави­симости от температуры окружающей среды и ряда других факторов. Нагрев воды в бассейнах осуществляется с помощью термомасляных радиаторов, встроенных в боковые стенки каждой бетонной чаши.

Для сокращения потерь тепла из-за парения в зимнее время зеркало воды в бассейнах закрыто досками. Такое решение позволило сократить строитель­ные объемы и удешевить строительство. Бревна в бассейне выдерживаются 24- 36 ч.

На ФК «Парижская коммуна» (Ярославль) нет открытых бассейнов для проварки сырья. Здесь используют проварочные ванны с надежно закрываю­щимися крышками. В наполовину наполненную ванну с помощью грейфера за­гружают привезенный лес, на ванну устанавливается крышка с замками. Крыш­ки имеют ребра жесткости, которые придавливают верхние кряжи. Под давлением насосами внутрь подается горячая вода. Вода по системе трубопроводов перетекает из одной ванны в другую, дополнительная подпитка минимальна. Одна из ванн при необходимости может проходить чистку без остановки тех­нологического процесса.

В США для гидротермической обработки чураков чаще всего использу­ются камеры туннельного типа (рис. 4). Очевидные достоинства туннельных камер: простота конструкции и, как следствие, невысокие капитальные затраты при строительстве, возможность применения фронтальных погрузчиков для за­грузки и разгрузки, легкость очистки.

туннельная камера для прогрева фанерного сырья

Рис. 4. Общий вид и схема туннельной камеры для прогрева фанерного сырья: 1 — погрузчик; 2 — ворота подъемные; 3 — подача горячей воды; 4 — насос; 5 — слив от­работанной воды для очистки и подогрева (ЛПИ, 2/2016).

Туннель загружается фронтальным погрузчиком, закрывается дверь и включается подача горячей воды по коллектору через форсунки, расположен­ные в потолке камеры. Пол камеры наклонный, и вода через окошко в задней стенке камеры стекает в канал, по которому самотеком поступает в резервуар для отделения воды от взвешенных частиц коры и древесины.

Для предотвра­щения выпадения частиц на дно служит аэратор. Удаление частиц осуществля­ется скребковым и ленточным конвейерами. Очищенная вода забирается из от­гороженной сеткой части резервуара и насосами подается в теплообменник.Теплоносителем служит отработанный насыщенный пар (давление 0,4 МПа, температура 144°С), поступающий от сушилок.

По окончании цикла прогрева открываются двери туннеля ГТО, включа­ется принудительная вентиляция для удаления пара. Затем фронтальными по­грузчиками осуществляется выгрузка пропаренных чураков. Расход воды 1,0- 2,0 м3/мин на 100 м3 чураков в зависимости от начальной температуры древе­сины.

Самый существенный недостаток камер подобной конструкции — боль­шая разница в температуре прогрева верхних и нижних чураков, недостаточная эффективность при прогреве сырья большого диаметра.

В фанерном производстве обязательна окорка и разделка кряжей на чураки длиной 1,6-2,5 м. Конструкции окорочных станков в фанерном производ­стве не отличаются от используемых в лесопилении. Для окорки коротких чу­раков существует роторный станок VK-26/66 с минимальной длиной сырья 1,8 м и скоростью подачи 17-40 м/мин.

Разделка сырья включает в себя предварительную разметку и собственно разделку сырья на круглопильных станках различного типа, в основном балан­сирных или маятниковых (рис. 5).

Схемы круглопильных станков для разделки фанерных кряжей на чураки

Рис. 5. Схемы круглопильных станков для разделки фанерных кряжей на чураки: а, б — балансир­ные станки; в, г — маятниковые станки. 1 — гидроили пневмоцилиндр; 2 — электродвигатель; 3 — пильная рама; 4 — пильный диск; 5 — фанерный кряж; 6 — подающий конвейер.

Современным оборудованием на этом участке является линия раскряжёв­ки ЛЦ-60 (рис. 6).

Схема раскряжёвочной линии вид пильного станка ЛЦ-60

Рис. 6. Схема раскряжёвочной линии и общий вид пильного станка ЛЦ-60 (Фанмаш)

Кряжи накатываются на приемный рольганг и движутся по нему до упора, затем фиксируются зажимами. Маятниковая пила выполняет поперечный рез, после чего упоры поднимаются и чурак поступает на приемный рольганг и да­лее — к лущильным станкам. Для удаления отрезков служит специальный попе­речный конвейер. Диаметр распиливаемого бревна— 13-60 см, производитель­ность — до 20 м3/ч. В станке используется пила диаметром 1500 мм и толщиной 5-10 мм. Привод механизмов зажима бревна и подачи пилы — гидравлический.

На заводе «Талион-Терра» бревна из бассейне по наклонным бревнотаскам выгружаются на цепной транспортер, который дальше поштучно подает их на слешер— маятниковую циркулярную пилу с тремя пильными блоками. Бревна на слешере торцуют и распиливают на чура­ки длиной 2,65 м, которые затем поступают на линию лущения шпона.

Раскряжевочная линия с цепной пилой (рис. 7) поставляется фирмой Plytec. Линия разделки сырья на базе одинарных или сдвоенных цепнопильных агрегатов с гидроприводом фирмы Plytec оснащена компьютерной оптимизаци­ей раскроя, автоматическим учетом сырья и распределением чураков по лу­щильным станкам.

Трехпильный слешер и станок для раскряжёвки фанерного сырья

Рис. 7. Трехпильный слешер на заводе «Талион-Терра» и станок для раскряжёвки фанерного сырья цепной пилой фирмы Plytec

На фанерных предприятиях США находят применение многопильные круглопильные агрегаты для раскряжевки сырья (рис. 8). Перед подачей на раскряжёвку окорённое сырье проходит через сканер, который считывает гео­метрические характеристики сортиментов (параметры кривизны, величину сбе­га и т. д.) и по ним оптимизирует их раскрой на чураки для получения макси­мального полезного выхода. Для позиционирования сортиментов на линии рас­кряжевки служит регулируемый стопор, который представляет собой два отки­дывающихся упора с индивидуальным гидроприводом, перемещающиеся по направляющим вдоль оси конвейера. Перемещением упоров задается длина чу­раков или длина торцуемых верхушек, отпиливаемых неподвижной пилой.

Подвижные пилы перемещаются по направляющим вдоль оси конвейера линии раскряжевки и используются в связке с неподвижной пилой для деления бревен на чураки. Для фиксации сортиментов при выполнении поперечного пропила все пилы снабжены прижимными рычагами с гидроприводом, распо­ложенными до и после пильного диска, что предупреждает появление сколов на торце чурака.

многопильный агрегат для раскряжёвки сырья

Рис. 8. Вид и схема многопильного агрегата для раскряжёвки сырья на предприятии в США: 1 — конвейер; 2 — первая подвижная пила; 3 — вторая подвижная пила; 4 — неподвижная пила; 5 — прижимные рычаги; 6 — стопор (ЛПИ, 2/2016).

Использование трех пил позволяет значительно повысить производитель­ность линии раскряжевки в сравнении с традиционными схемами, в которых используется одна пила. Раскрой сортиментов на чураки может выполняться и без применения сканера: оператор визуально оценивает качество сортиментов, возможность получения максимального выхода и дает команду на выполнение реза. Место реза подсвечивается лазерным указателем. Диаметр пил со смен­ными зубьями производства фирмы Simonds International — 1800-2400 мм.

2. Оборудование лущильного цеха

Головным оборудованием лущильных цехов фанерных предприятий яв­ляются линии «лущения — рубки — укладки шпона». На рисунке 9 показана такая линия в составе (справа налево): центрово-загрузочное устройство, лу­щильный станок, транспортер-петлеукладчик, ножницы для рубки ленты шпо­на, пшоноуклачик.

Линия «лущения — рубки — укладки шпона» ЛУР 14-17

Рис. 9. Линия «лущения — рубки — укладки шпона» ЛУР 14-17 (Фанмаш)

Прогретые чураки поштучно подаются в центровочно-загрузочное устройство для ориентированной подачи в лущильный станок. Шпон-рванина, получаемый на стадии оцилиндровки чурака, падает на нижний поперечный ленточный конвейер и удаляется на переработку. Деловой шпон направляется на конвейер, где он подтормаживается и укладывается петлями.

На последнем участке конвейера имеется ускоряющая ветвь, с помощью которой лента шпона выпрямляется и подается на пневматические ножницы для получения форматных листов шпона, которые накапливаются на подъем­ном столе стопоукладчика. По мере его опускания стопа шпона увеличивается, а затем выкатывается на подстопное место для передачи в сушильный цех.

Кусковой и неформатный шпон, неизбежно образующийся при рубке ленты шпона, нижней ветвью конвейера возвращаются назад и вручную рас­кладывается на подстопные места. Карандаш (остаток от лущения) падает на отдельный конвейер, проходящий под лущильным станком, и направляется на повторную обработку или измельчение

Современное центровочно-загрузочное устройство работает по принци­пу электронного сканирования формы чурака (рис. 10).

измерение чурака и передача данных в компьютер корректировка положения чура¬ка передача чурака в лущильный станок

Рис. 10. Принцип электронного способа центрирования чураков фирмы Raute CPL: 1 — измерение чурака и передача данных в компьютер; 2 — корректировка положения чура­ка; 3 — передача чурака в лущильный станок.

Чурак в центровочном приспособлении Raute PCL при его проворачивании измеряется лазерными сканерами (от 3 до 7 шт.) со скоростью 16 тыс. точек в се­кунду, что означает до 112 тыс. замеров на один чурак. После компьютерной об­работки для окончательного расчета остается от 100 до 250 замеров, на основа­нии чего находится ось цилиндра, вписанного в чурак. Компьютер дает команду на гидравлические сервоцилиндры, которые корректируют положение торцов чурака в двух координатах (X, У). Чурак захватывается в его оптимальном поло­жении передаточными рычагами и подается на лущильный станок, где останав­ливается в позиции ожидания окончания лущения предыдущего чурака.

Такая система позволяет не только повышать полезный выход шпона из чурака, автоматически переходить от оцилиндровки к лущению чурака, но и до минимума сократить вспомогательное время лущильного станка за счет быст­рой смены чурака и отвода суппорта на расстояние, соответствующее диаметру следующего чурака. Фирма выпускает ЦЗУ широкой гаммы типоразмеров для чураков диаметром до 1850 мм и длиной до 3300 мм.

Лущильные станки в зависимости от размеров перерабатываемого сырья делятся на легкие (длина чурака до 900 мм), средние (длина чурака до 1900 мм) и тяжелые (длина чурака более 2000 мм) — см. рисунок 11.

На российских фанерных заводах имеются лущильные станки ярослав­ского завода «Пролетарская свобода» марок ЛУ-17 с длиной ножа 1700 мм и ЛУ-9 с длиной ножа 900 мм для получения спичечной соломки из коротких осиновых чураков, а также финские станки от фирмы Raute с длиной ножа 2000 и 2650 мм. Толщина шпона находится в пределах 0,3-5,0 мм.

Принципиальная схема лущения шпона

Рис. 11. Принципиальная схема лущения шпона: 1 — чурак; 2 — лущильный нож; 3 — прижимная линейка; 4 — лента шпона

Вращение чурака в этих станках происходит от вращения кулачков, вон­зающихся в торцы чурака. Внутри больших кулачков диаметром ПО мм нахо­дятся малые кулачки (диаметр 65 мм), выдвигаемые при уменьшении текущего диаметра чурака. Такие телескопические шпиндели позволяют уменьшить диа­метр карандаша до 70-75 мм.

Серию станков MQW для лущения чураков длиной от 1400 до 2750 мм предлагает компания V-Hold (Китай). Лущильные станки серии HUPER (рис. 12) производит японская фирма UROKO Machinery. Вее программе станки для чураков длиной от 1500 до 3300 мм, работающие со скоростью лу­щения 120 м/мин.

Эти станки отличаются секционной прижимной линейкой с приводными роликами, что обеспечивает максимальный выход шпона за счет получения ка­рандаша минимального диаметра.

Лущильный станок HUPER фирмы UROKO

Рис. 12. Лущильный станок HUPER фирмы UROKO (Япония).

Приводные ролики прижимной линейки передают дополнительный вра­щающийся момент на чурак и удаляют сколы древесины, попадающие в зазор между лущильным ножом и прижимной линейкой. Это обеспечивает равно­мерность процесса лущения и стабилизирует толщину шпона. Система двой­ных опорных полноформатных приводных роликов предотвращает прогиб чу­рака и дает шпон постоянной по длине толщины.

Система тройных кулачков позволяет оптимизировать соотношение меж­ду усилием резания и вращающимся моментом чурака. Толщина шпона может быть изменена в процессе лущения без отвода суппорта. Перезапуск процесса лущения возможен с точки его остановки, что оптимизирует процесс рубки и укладки шпона. Станки оснащены цифровой системой установки толщинышпона. Заранее могут быть установлены четыре значения толщины, которые можно выбирать в процессе лущения простым нажатием кнопки на панели управления. Предварительная установка возможна с шагом 0,01 мм. Возможна также регулировка угла наклона ножа в соответствии с твердостью древесины и толщиной шпона. Лущильные станки комплектуются ЦЗУ серии CNS с ультра­звуковым сканированием.

Работа на лущильном станке включает в себя следующие операции:

  1. чурак направляется в загрузочное устройство и устанавливается между шпинделями;
  2. чурак зажимается большими кулачками шпиндельных бабок, включа­ется вращательное движение шпинделей;
  3. на ускоренной подаче подводится суппорт, захваты центрирующего устройства отводятся;
  4. ускоренная передача переключается на обдирочную, при этом при­жимная линейка отведена;
  5. после оцилиндровки включается рабочая подача, одновременно опус­кается прижимная линейка;
  6. при диаметре чурака 120-130 мм автоматически включается приспо­собление, предотвращающее изгиб чурака, а большие кулачки заменяются ма­лыми;
  7. при подходе суппорта к кулачкам суппорт автоматически останавлива­ется и на ускоренной подаче отводится назад, прекращается вращение шпинде­лей, они разводятся и карандаш падает вниз.

Наряду с традиционными лущильными станками, ориентированными на получение шпона для фанеры, в последние годы появились лущильные станки для других целей, в частности для получения тарной дощечки (рис. 13).

Лущильный станок СЛ-800 от фирмы МАГР одновременно с лущением выполняет раскрой ленты шпона подвижными ножами на полосы необходимой длины. Станки оснащены гидравлическим подъемником— центроискателем для подачи чураков и их центрирования в телескопических кулачках. Необхо­димая толщина шпона в пределах от 0,5 до 5 мм задается с пульта станка и под­держивается в течение всего цикла лущения при помощи электронной системы с точностью до 0,1 мм. За лущильным станком устанавливаются ножницы для рубки шпона на дощечки заданной ширины.

Лущильный станок ножницы для рубки шпона на тарные дощечки

Рис. 13. Лущильный станок и ножницы для рубки шпона на тарные дощечки (МАГР, г. Брянск)

Заслуживает внимания принципиально новый — бесшпиндельный — лущильный станок (рис. 14). Впервые его представила фирма Raute (Финлян­дия) еще в 1990-е гг.

Схема бесшпиндельного лущильного станка

Рис. 14. Схема бесшпиндельного лущильного станка (Raute)

Вращение чураков осуществляется за счет приводных рифленых роликов, расположенных под углом 120° друг к другу. Верхний валец служит прижим­ной линейкой, а нижние перемещаются прямолинейно по мере уменьшения те­кущего диаметра чурака. Каждый валец оснащен индивидуальным гидроприво­дом. В процессе лущения ножевой суппорт немного поворачивается относи­тельно чурака, что обеспечивает оптимальные параметры лущения от исходно­го диаметра до диаметра карандаша 50 мм. Положение валов, толщина шпона и угол резания регулируются микро-ЭВМ. Диаметр чурака измеряется до его по­дачи в станок для определения просвета между валами.

Эта идея в Европе не получила развития, но технология бесшпиндельного лущения шпона широко распространилась в азиатских странах. В ЮгоВосточной Азии на многих предприятиях применяют бесшпиндельное лущение тонкомерного сырья и долущивание карандашей. Обычно лущильная линия со­стоит из окорочно-оцилиндровочного станка, бесшпиндельного лущильного станка, роторных ножниц и стопоукладчика.

Окорочно-оцилиндровочный станок зажимает чурак тремя приводными зубчатыми роликами и приводит его во вращение. Нож, аналогичный лущиль­ному, удаляет кору и неровности, придает чураку цилиндрическую форму. Начальный диаметр чурака — до 500 мм, после оцилиндровки — не более 360 мм.

Передающий конвейер выравнивает чураки и подает их на бесшпинделъный лущильный станок, оснащенный тремя приводными роликами с мелкой насечкой и лущильным ножом. Максимальный диаметр чурака — 360 мм. Диа­метр карандаша— 30—40 мм в зависимости от модели. Толщина шпона от 1,0 до 3,0 мм. Линейная скорость лущения — 40 м/мин. После лущения шпон по­ступает на роторные ножницы, где в автоматическом режиме рубится на фор­матные листы.

Возможность лущения тонкомерных чураков может быть особенно инте­ресна и в наших условиях. Минимальный диаметр чурака на загрузке определя­ется только здравым смыслом исходя из диаметра карандаша после лущения, стремящегося к 30 мм. Китайские лущильные станки работают и в России, например, на фанерном заводе «Инвестфорест» в Суслонгере, на Уфимском ФПК, на заводе «Сатис-Мебель» под Нижним Новгородом.

Фирма Hanvy Machinery выпускает станки серии SL (рис. 15) для чура­ков длиной 1350, 2000 и 2600 мм. Толщина шпона— от 0,8 до 3 мм, диаметр карандаша — 40 мм, скорость движения шпона — 42 м/мин. Перед лущением чураки должны быть оцилиндрованы.

Бесшпиндельный лущильный станок SL2000/3

Рис. 15. Бесшпиндельный лущильный станок SL2000/3 (Hanvy Machinery, Китай)

Как показывает опыт эксплуатации, лучшими следует считать тайвань­ские линии лущения, которые комплектуются японскими подшипниками, сер­воприводами, контроллерами и другой электроникой.

На заводе «Красный якорь» (Костромская обл.) с 2014 г. работает линия бесшпиндельного лущения, которая занимается долущиванием карандашей с диаметра примерно 75-80 мм до диаметра 30^40 мм.

Финская фирма Raute не оставила задачу создания бесшпиндельного лу­щильного станка и разработала линии RD 1400, RD 1700 и RD 2800 в традици­онном составе из 4 агрегатов с необходимыми транспортным связями: окорочно-оцилиндровочный станок, лущильный станок, роторные ножницы и вакуум­ный укладчик шпона (рис. 16).

Линия лущения шпона RD2800

Рис. 16. Линия лущения шпона RD2800 (Raute): 1 — поперечный конвейер подачи чураков; 2 — окорочно-оцилиндровочный станок; 3 — конвейер для оцилиндрованных чураков; 4 — лущильный станок; 5 — роторные ножницы; 6 — шпоноукладчик.

Сырье в виде чураков заданной длины подается на поперечный конвейер с дозирующими упорами. В процессе окорки и оцилиндровки чураки приобре­тают необходимую для лущения цилиндрическую форму и передаются на лу­щильный станок при помощи аналогичного поперечного конвейера. Шпон сра­зу после лущильного станка рубится на форматные листы и далее по продоль­ному конвейеру передается на шпоноукладчик.

В кинематической схеме станка произошли принципиальные изменения (рис. 17).

Чурак подается в станок сверху, затем поджимается к двум приводным роликам с мелкой насечкой. Эти ролики находятся на едином суппорте, при этом в окорочно-оцилиндровочном станке подача роликового суппорта осу­ществляется гидравлически, а в лущильном станке— электромеханически. Третий ролик находится на неподвижном суппорте с лущильным ножом и иг­рает роль прижимной линейки (рис. 18).

 

Бесшпиндельный лущильный станок D1700 G26

Рис. 17. Бесшпиндельный лущильный станок D1700 G26 и схема его работы: 1 — подвижный суппорт; 2 — рифленые ролики привода вращения чурака; 3 — чурак; 4 — прижимной рифленый ролик; 5 — шпон; 6 — лущильный нож.

Схема зоны лущения с прижимным роликом и схема изменения угла резания

Рис. 18. Схема зоны лущения с прижимным роликом и схема изменения угла резания в ходе лущения чурака

Чурак в станке самоцентрируется по трем точкам. При подаче роликового суппорта вперед чурак поджимается к ножевому суппорту и происходит луще­ние шпона. Толщина шпона задается с пульта управления установкой зазора между ножом и прижимным роликом. При этом в ходе лущения угол резания автоматически меняется для того, чтобы обеспечить оптимальные параметры лущения.

Линия RauteLite предназначена для лущения чураков мягких и твердых пород длиной 0,9-2,4 м и диаметром 120-350 мм. После оцилиндровки диаметр чурака может быть в пределах 80-300 мм, диаметр карандаша — 30-35 мм. На линии можно получать качественный шпон толщиной 1,2-2,2 мм с разнотолщинностью не более ±0,1 мм.

Особенно следует отметить использованную в линии лущения систему OPG (optimum peeling geometry), с помощью которой достигается через серво­контроль синхронизация скорости подачи роликов, изменение зазора между ножом и прижимным роликом, изменение заднего угла ножа в процессе луще­ния. Эта система осуществляет тотальный контроль за всеми параметрами про­цесса от начала лущения до удаления карандаша, что позволяет добиваться вы­сокой стабильности толщины шпона.

Подобные линии вряд ли в полной мере заменят традиционные лущиль­ные станки, но они могут занять свою нишу в технике производства лущеного шпона из маломерного сырья и при долущивании карандашей. По нашим рас­четам, уменьшение диаметра карандаша с 75 до 35 мм увеличивает выход шпо­на на 7,6% (при среднем диаметре чурака 24 см). Поэтому подобная техника имеет хорошие перспективы именно при долущивании карандашей и провёртышей.

При выполнении этой задачи в линии уже не требуется окорочно­лущильный станок. Именно такую укороченную линию фирма Raute поставила на комбинат «Свеза-Кострома» и уже запустила ее в конце 2017 г.

Рубка шпона ставит своей целью получение форматных листов шпона и заготовок кускового шпона. Она выполняется на ножницах различной кон­струкции. До недавнего времени широко были распространены пневматические ножницы с возвратно-поступательным движением ножа в вертикальной плос­кости. При этом срабатывала следующая цепочка механизмов: передняя кромка ленты шпона касалась конечного выключателя, который включал электромаг­нит, приводящий в действие золотниковую коробку, которая открывала доступ воздуху в пневмоцилиндр, шток которого через систему рычагов приводил в движение ножевую траверсу. Время одного двойного хода составляло всего 0,15 с. Точность рубки была сравнительно невелика, так как зависела от точно­сти срабатывания большого количества элементов.

Сегодня почти повсеместно внедрены роторные ножницы, например, марки HP 18-3 (рис. 19). В них нож совершает вращательное движение, что позволяет снизить массу станка, упростить конструкцию и повысить точность рубки листов. Нож в этом станке установлен между двумя обрезиненными ва­лами (толщина оболочки 20 мм) и располагается горизонтально. По команде датчика длины он занимает вертикальное положение и очень точно и синхрон­но с движением ленты шпона производит отделение листа нужной ширины.

Схема работы и общий вид ножниц НПН-1805

Рис. 19. Схема работы и общий вид ножниц НПН-1805 завода «Пролетарская свобода»

Аналогичную конструкцию имеют ножницы финской фирмы Raute. В этом станке приводом вращающегося ножа управляет микропроцессор, свя­занный со сканирующим устройством. Система сканирования управляет также сбрасывателем кускового шпона и отходов после их отделения от ленты шпона.

Фирма Colombo Cremona (Италия) выпускает ножницы с автоматической вырезкой дефектных участков. В качестве устройства, определяющего дефекты, применяется датчик — планка с инфракрасными фотосчетчиками. Ножницы ра­ботают по программам, включающим в себя обрезку кускового шпона и вырезку дефектов, деление шпона на листы по заданному размеру, автоматическую рубку на форматные листы. Время реза составляет 0,05 с при скорости движения ленты шпона от 3,5 до 30 м/мин. Изменена и механика работы ножниц— движение ножа осуществляется через коленчатый валик от пневмоцилиндра, которым управляют быстродействующие магнитные вентили. Вместо обрезиненного ро­лика под ножом находится ролик из синтетического материала.

После рубки форматные листы укладываются в плотные стопы с помо­щью специально механизма — стопоу кладчика. Сегодня на наших заводах рас­пространены механические стопоукладчики, в которых лист шпона подается на гидравлический стол, который постепенно опускается и в крайнем нижнем по­ложении выкатывается для передачи стопы сырого шпона на промежуточное хранение. На рисунке 20 показан вакуумный стопоукладчик.

Укладчик шпона вакуумный ЛУР17-4

Рис. 20. Укладчик шпона вакуумный ЛУР17-4 («Пролетарская свобода»)

Здесь листы шпона за счет отсоса воздуха поджимаются к подающим ремням, которые передают их на приемный стол. Число подстопных мест — 1 или 2 в зависимости от используемого сырья и производительности лущиль­ного станка.

В результате совершенствования линии ЛУР сегодня ярославский завод предлагает лущильный комплекс КЛ 13-17, разработанный с учетом опыта экс­плуатации аналогичного оборудования лучших отечественных и зарубежных образцов. В комплект поставки входят транспортер-накопитель чураков, цен­тровочно-загрузочное устройство (с центровкой чурака с помощью ультразву­ковых датчиков), станок лущильный, а также линия рубки и укладки шпона мод ЛРУШ 13-17. Работа всех механизмов синхронизирована и автоматизирована. Лущильный станок имеет трехкулачковые шпиндели, что позволило снизить диаметр карандаша до 55 мм. Производительность комплекса (по сырью) 10- 11 м3/ч.

3. Оборудование для производства строганого шпона

Строганый шпон получают путем строгания прогретых брусьев (обычно твердолиственных пород). Этот шпон имеет небольшую ширину, равную ши­рине бруса, и длину, равную длине бруса (3-4 м). Обычная толщина шпона — 0,6-0,8 мм. Строганый шпон используют в основном как декоративный матери­ал, например для облицовки мебельных щитов и других подобных целей.

Подготовка фанерных кряжей к строганию заключается в их продольном раскрое на брусья или полубревна (half logs). В некоторых случаях целесооб­разно строгать пласть полубревна с тем, чтобы обеспечить надежное его креп­ление в шпонострогальном станке.

Фуговальные станки для строгания полубревна выпускаются американ­ской фирмой Capital Machine в двух вариантах — с шириной строгания 762 и 1003 мм, в том числе со встроенным пазовальным узлом (рис. 21).

Эти станки обеспечивают ровную поверхность для крепления заготовки в шпонострогальном станке и облегчают удаление отструга после строгания. Станок имеет лазерную разметку, которая точно показывает режущую кромку ножа. Скорость подачи выбирается соответственно нагрузке на двигатель.

Полученные брусья должны пройти тепловую обработку в виде пропарки в специальных камерах или бассейнах.

Фуговальный станок для строгания полубревна

Рис. 21. Фуговальный станок для строгания полубревна (Capital Machines, США)

Строгание брусьев и ванчесов выполняется на шпонострогалъных стан­ках, которые в зависимости от направления главного движения могут быть го­ризонтальными, наклонными или вертикальными. Основными узлами горизон­тального станка (рис. 22) являются суппорт, совершающий возвратно-посту­пательное движение, и стол с брусьями, поднимающимися на толщину шпона за 1 ход суппорта (в вертикальных станках наоборот).

В нашей стране наиболее были распространены горизонтальные станки марок FMM-3100, DK-4000, DKV-3000 производства бывшей ЧССР.

Цикл работы на станке складывается из следующих операций: загрузка ванчесов на стол станка, их установка и крепление; строгание и вынос листов; раскладка листов в кноли (кноль — пачка шпона из одного бруса); перекантов­ка ванчесов (брусьев); строгание после перекантовки; удаление отструга.

горизонтальный пшонострогальный станок Slicer TN

Рис. 22. Общий вид горизонтального пшонострогального станка Slicer TN (Cremona, Италия) и схема его работы: 1 — стол станка; 2 — зажимы; 3 — брусья; 4 — суппорт; 5 — прижимная линейка; 6 — стро­гальный нож.

На рисунке 23 показана схема вертикального пшонострогального станка фирмы Cremona с возвратно-поступательным движением в вертикальной плоско­сти зажимного приспособления и поступательным движением ножевого суппорта.

Для уборки листов шпона из полости суппорта разработаны специальные приспособления, которые значительно облегчают труд рабочих и повышают производительность горизонтального станка. Для вертикальных станков такие приспособления не требуются.

В станках используют ножи с углом заточки 16-17° и задним углом 1—2°. При этом сам нож движется под углом 10-12° к оси бруса, что позволяет сни­зить ударные нагрузки при строгании. Величина обжима шпона —10-15%.

Упомянутая фирма из США, Capital Machines, производит вертикальный шпонострогальный станок (рис. 24), способный выпускать, вероятно, самый тонкий шпон в мире— примерно 0,15 мм, при этом максимальная толщина шпона может доходить до 6,35 мм. Станок имеет компьютерную систему вы­грузки шпона и контроля его толщины. Длина строгального ножа составляет от 3 до 5,7 м. Брус фиксируется на вертикальном столе с помощью вакуумной си­стемы в течение примерно 30 с.

Схема вертикального шпонострогального станка модели TZ/E

Рис. 23. Схема вертикального шпонострогального станка модели TZ/E (Cremona)

Вертикальный шпонострогальный станок

Рис. 24. Вертикальный шпонострогальный станок фирмы Capital Machines (США)

В последние годы появились станки принципиально новой конструкции. Желание избавиться от возвратно-поступательного движения больших масс привело к созданию ротационных шпонострогальных станков. В них балка с эксцентрично зажатыми брусьями совершает вращательное движение (станок фирмы Cremona— рис. 25). Строгание фактически превращается в прерыви­стое лущение чураков с получением сравнительно широких кусков шпона. Ста­нок позволяет получать в основном тангенциальный шпон.

Принципиальная схема роторного строгального станка TR/S

Рис. 25. Принципиальная схема роторного строгального станка TR/S фирмы Cremona (Италия)

При криволинейном строгании на станке Cremona листы не свертываются и обеспечивается максимальное использование бревна. Перед строганием на бревне фрезеруются два параллельных паза и строгается одна сторона бревна, что экономит время и сырье. Максимальная длина — 4000 мм, наибольший диаметр сырья — 800 мм, получаемая толщина шпона — от 0,1 до 3,3 мм. Чис­ло резов станка изменяется в пределах от 20 до 110 в минуту, установленная мощность — 207 кВт. За станком установлен конвейер для подачи шпона в 3- ярусную сушилку. Производительность всей линии — до 5 млн м2 в год, число работающих — 5 человек.

КАМИ-Станкоагрегат предлагает принципиально новый станок для про­дольного строгания брусьев (рис. 26).

Строгание производится возвратно-поступательным способом, что обес­печивает высокую производительность и минимизирует человеческий фактор. Высокая скорость подачи (до 68 м/мин) и неограниченная длина заготовок до­стигаются за счет реверсивного ленточного конвейера. Станок применяется для получения шпона толщиной от 0,2 до 7 мм, с дальнейшим его использованием для облицовывания поверхностей, в производстве паркета и тарной дощечки.

Станок для продольного строгания шпона MZQ 200

Рис. 26. Станок для продольного строгания шпона MZQ 200

Заслуживает упоминания технология получения тонких досок методом строгания, так называемого безопилочного резания вдоль волокон (slicing) — рисунок 27.

Схема станка для получения тонких досок методом строгания

Рис. 27. Схема станка для получения тонких досок методом строгания (Link, Германия)

Мощная система подачи подает прогретый брус на нижний строгальный нож, который и отделяет доску от бруса. После каждого прохода брус снова воз­вращается на станок. По сравнению с выпиливанием тонких досок на ленточно­пильных станках при этом варианте экономия древесины составляет 12-18%. Получаемый на таких станках материал отличается хорошим качеством поверх­ности, стабильной толщиной. После сушки и шлифования слои используют в ка­честве лицевого слоя трехслойного паркета и в других изделиях. По данным фирмы, выпущены примерно 20 машин, в том числе для австрийской фирмы Binder. Для качества продукции основными факторами являются температура (не менее 60°С) и влажность древесины (не менее 40%). Обеспечить постоянство этих факторов в поточном производстве довольно сложно. Это увеличивает се­бестоимость продукции и сдерживает применение данного метода обработки.

Последующая обработка строганого шпона практически совпадает с опе­рациями, выполняемыми над лущеным шпоном (сушка, сортировка, прирубка и упаковка).

4. Оборудование для сушки шпона

Сушильное оборудование для шпона можно классифицировать по следу­ющим признакам:

  1. по способу передачи тепла: конвективные, контактные, радиационные и комбинированные сушилки;
  2. по типу циркуляции агента сушки: с продольной, с поперечной цирку­ляцией и с сопловым дутьем;
  3. по способу обогрева: воздушные сушилки с обогревом паром или горя­чей водой и газовые сушилки с обогревом топочными газами;
  4. по месторасположению калориферов: между этажами сушилки или в верхней части сушилки;
  5. по типу высушиваемого материала: для сушки листов шпона или для сушки ленты шпона.
  6. по числу этажей: от 1 до 8;
  7. по числу листов шпона, подаваемых по ширине сушилки: от 1 до 4;
  8. по методу работы: периодического или непрерывного действия.

Наиболее распространенными сегодня являются агрегаты комбинирован­ной сушки, где основной тип теплопереноса— конвекционный с долей кон­тактного нагрева. Это роликовые сушилки с паровым или газовым обогревом.

Паровые роликовые сушилки типа СУР имеют следующие основные узлы (рис. 28).

  1. Каркас сушилки. Он состоит из металлических секций, укрепленных одним концом на фундаменте, а другим опирающихся на катки (для облегчения деформаций металла при нагреве и охлаждении).
  2. Ограждение сушилки. Сверху располагаются листы из гофрированного стального листа и слой шлаковаты толщиной 80 мм. Сбоку — подвесные двери, также теплоизолированные шлаковатой.
  3. Система подачи шпона. Образована при помощи рядов парных роли­ков, вращающихся в противоположных направлениях (рис. 28).

Схема узла роликовой паровой сушилки типа СУР

Рис. 28. Схема узла роликовой паровой сушилки типа СУР: 1 — листы шпона; 2 — верхние ведомые ролики; 3 — нижние приводные ролики; 4 — кало­рифер.

Диаметр роликов— 104 мм, они изготовлены из цельнотянутых труб. Нижние ролики являются ведущими и имеют на одном конце звездочку, на другом — шестерню. Верхние ролики имеют только шестерню на одном конце и по высоте могут перемещаться в зависимости от толщины шпона. Ролики легко вынимаются для замены или ремонта. По ширине сушилки подаются два листа шпона, поэтому длина роликов составляет примерно 3,8 м. Парные роли­ки расположены с шагом 162 мм в пяти этажах, поэтому число роликов очень велико (более 1000 шт.), они составляют основную массу сушилок типа СУР.

  1. Привод роликов. Привод состоит из электродвигателя, вариатора, ле­бедки с ведущими звездочками, коробки с ведомыми звездочками и натяжного приспособления.
  2. Система нагрева и циркуляции воздуха. Включает в себя калориферы, воздуховоды и вентиляторы. Калориферы располагаются в межэтажном про­странстве сушилки.
  3. Система подачи шпона в сушилку. Для равномерного обеспечения су­шилки сырым шпоном во всех пяти этажах служит типпельное устройство с ка­чающейся рамой. Подача шпона также может быть механизирована с помощью специальных устройств, например качающейся рамы с пневмоприсосками.

На фанерных заводах России и СНГ работают паровые сушилки марок СУР-3, -4, -5, -6, отличающиеся рабочей длиной и производительностью. Базо­вой моделью сушилок такого типа является сушилка СУР-4.

Разновидностью паровых сушилок являются сушилки с сопловым дутьем, например модели СУР-8 (рис. 29). Она отличается тем, что тепло шпону пере­дается не только от внешних калориферов, но и от поверхности труб, вмонтиро­ванных в сопловые короба. Шаг роликов в радиационно-сопловой сушилке уве­личен вдвое — со 162 до 324 мм, соответственно сократилось и число роликов.

Схема узла радиационной сопловой сушилки типа СУР-8

Рис. 29. Схема узла радиационной сопловой сушилки типа СУР-8: 1 — листы шпона; 2 — ролики; 3 — трубы калорифера; 4 — сопловой короб.

В сушилке с сопловым дутьем модели VMS (рис. 30) расстояние от сре­за сопла до поверхности шпона составляет 20-30 мм, скорость циркуляции воз­духа— 12-15 м/с. Ширина щели сопла— 5-10 мм, длина сопла равна ширине листа шпона. При этом воздух способствует продвижению листов шпона и пре­пятствует возникновению заломов.

Поскольку сопловые короба занимают много места, то сушилки VMS имеют только 3 этажа при высоте сушилки до 5 м и полной длине 25,5 м. Ана­логичная сушилка VTS фирмы Raute (рис. 30) имеет 4 этажа, а по ширине су­шилки подаются три листа шпона.

Газовые роликовые сушилки отличаются от паровых тем, что температура агента сушки в них составляет не 150-160, а 250-300°С благодаря применению смеси топочных газов с воздухом. Для этого сушилки снабжаются топками, где сжигается твердое, жидкое или газовое топливо, а топочные газы в смеси с ат­мосферным воздухом непосредственно подаются в зону сушки. Поэтому в га­зовых сушилках отсутствуют калориферы и при том же каркасе становится возможным сделать вместо пяти восемь этажей.

Схема узла сопловой сушилки VMS

Рис. 30. Схема узла сопловой сушилки VMS фирмы Raute

Расчеты показывают, что в газовых сушилках на процесс сушки расходу­ется 59% тепла от сжигаемого топлива (в паровых — только 32%). Кроме этого, газовые сушилки значительно проще по устройству и требуют меньше металла.

Завод «Пролетарская свобода» (г. Ярославль) выпускает 8-этажные су­шилки СРГ-25МЭ (рис. 31), работающие на топочных газах от теплогенерато­ров типа ТГСГ на древесном топливе. Сушилка отличается усиленным карка­сом, что позволило разместить газоходы, дымососы и вентиляторы на крыше сушилки и обеспечить экономию производственных площадей и энергозатрат на транспортировку топочных и отработанных газов. Ее производительность примерно на 20% выше, чем у сушилки СРГ-25М. Сушилка имеет 14 секций сушки и одну секцию охлаждения шпона, длина роликов — 3,9 м. По ширине подаются два листа шпона шириной 1,6-1,9 м.

Схема газовой сушилки СРГ-25МЭ с энергоустановкой

Рис. 31. Схема газовой сушилки СРГ-25МЭ с энергоустановкой (Фанмаш)

Фирма Raute (Финляндия) выпускает роликовые сопловые сушилки ново­го поколения, в которых использованы новшества, позволяющие существенно повысить производительность оборудования и качество сушки. К таким изме­нениям относятся:

  • автоматическая подача шпона, позволяющая повысить равномерность загрузки шпона по всем этажам сушилки;
  • по длине сушилки имеются секции с различными режимами сушки, что позволяет оптимизировать процесс удаления влаги из шпона. В сушилке преду­смотрены 4 зоны — зона нагрева шпона, зона удаления свободной влаги, зона удаления связанной влаги и зона охлаждения шпона. Каждая зона имеет свое управление влажностью и температурой агента сушки;
  • в зоне удаления связанной влаги используется воздух повышенной влажности, что позволяет избежать пересыхания и растрескивания шпона, а также снижает расход энергии;
  • в калориферах использованы эллиптические трубы, что создает более ламинарный поток горячего воздуха вдоль соплового короба и повышает рав­номерность сушки;
  • имеются устройства быстрой смены стоп шпона, что позволяет снижать время холостой работы сушилок.

Сушка шпона в ленте применяется в линии лущения, сушки, рубки и сор­тировки шпона. Преимущество этого способа в том, что снижаются потери шпо­на при его рубке и транспортировке в сухом виде на 3-5%, а трудозатраты со­кращаются в 2-2,5 раза. За рубежом применяют двух- и четырехэтажные сетча­тые (ленточные) сушилки для сушки шпона в ленте. Шпон транспортируется с помощью металлической сетки и передается с этажа на этаж. На нижнем этаже имеются камеры охлаждения, а на выходе из сушилки — ножницы для рубки шпона. Схема ленточной сушилки с сопловым дутьём показана на рисунке 32.

Схема ленточной сушилки для шпона

Рис. 32. Схема ленточной сушилки для шпона: 1 — осевые вентиляторы; 2 — ременной конвейер; 3, 4, 5 — промежуток между сетками; 6 — конвейер камеры охлаждения.

Недостатками сетчатых сушилок являются значительное коробление шпона, так как отсутствует проглаживание шпона роликами, появление разры­вов шпона при незначительной неравномерности скоростей по длине сушилки, так как шпон движется здесь в направлении поперек волокон. Кроме того, газо­вая ленточная сушилка может работать только на природном газе, ибо все остальные виды топлива загрязняют шпон.

Самые большие ленточные сушилки с рабочей шириной до 6200 мм и го­рячей секцией длиной 50 м производятся компанией Grenzenbach BSH (Герма­ния) — рисунок 33.

Ленточная сушилка Grenzebach

Рис. 33. Ленточная сушилка Grenzebach BSH, Германия

Сушилки специально предназначены для работы с труднообрабатывае­мыми породами древесины, например тополем, с минимальными потерями ка­чества в процессе сушки. Это достигается за счет свободного прохождения шпона между двумя конвейерными лентами, что особенно важно для сушки тонких листов. Сушилки имеют модульную конструкцию и поставляются с ра­бочей шириной от 4 до 6,2 м с различными системами загрузки и выгрузки. Они комбинируются со всеми доступными в настоящее время системами нагрева. Новые конструктивные решения в сушилке позволили отказаться от цепей и зубчатых колес, что заметно сократило издержки по обслуживанию оборудования. Различные параметры процесса сушки задаются операторами на пультах управления через мониторы с сенсорными экранами.

Контактные сушилки для шпона распространены значительно меньше, чем сушилки других типов, хотя контактный способ нагрева является наиболее интенсивным. К таким сушилкам относится в первую очередь дыхательный пресс. Рабочим органом являются стальные плиты, внутри которых циркулиру­ет пар. Плиты периодически сжимают листы шпона, находящиеся между ними. Если в прессе 32 плиты (31 промежуток), то сушка происходит в 16 нечетных или 15 четных, а в других промежутках шпон загружается или выгружается.

Время контакта плит составляет примерно 50% от времени одного «ды­хания». Сушилки СУД^1 и СУД-7 в настоящее время уже не выпускаются, но сохранились на некоторых предприятиях, где используются для сушки наибо­лее высококачественного шпона. К недостаткам их относится низкая произво­дительность, тяжелые условия труда.

Современная контактная сушилка для шпона показана на рисунке 34.

Сушилка предназначена для сушки шпона средних и малых размеров. Она имеет 13 плит размером 1,37×2,72 м. Плиты обогреваются минеральным маслом через электрический бойлер, работающий на древесных отходах. Су­шилка отличается невысокой ценой, легкостью управления, малой массой. Производительность — до 12 м3 шпона в сутки.

Контактная сушилка для шпона MHG3328/12

Рис. 34. Контактная сушилка для шпона MHG3328/12 (V-Hold, Китай)

Охлаждение шпона является необходимой операцией перед нанесением клея, так как горячий шпон может вызвать интенсивное впитывание клея, его преждевременное отверждение. Оптимальная температура шпона составляет 40-50°С. В паровых сушилках достаточно охлаждения шпона в течение 50- 70 с, а длина секций зоны охлаждения составляет примерно 10% общей длины сушилки. В газовых сушилках время составляет 30-40 с, так как скорость дви­жения шпона выше. Сопловая подача воздуха позволяет сократить время охла­ждения до 20 с.

Кроме отечественных и финских сушилок на российском рынке сегодня имеются предложения от американской фирмы USNR, итальянской AngeloCremona и китайской «Шаньдун».

5. Оборудование для обработки сухого шпона

На участке сортирования сухого шпона решается задача разделения шпо­на по назначению и по сортам (качеству). Для каждого сорта четко оговарива­ются допустимость того или иного порока древесины или дефекта обработки. Для сучков указываются их предельные размеры и количество на 1 м2 площади листа, для ненормальных окрасок — процент занятой площади. Качественный выход шпона зависит главным образом от сорта сырья.

В автоматических сортировках фирмы Raute сухой шпон сразу из сушил­ки попадает на поперечный конвейер (рис. 35).

Участок сортирования шпона после сушки

Рис. 35. Участок сортирования шпона после сушки (Raute)

Оператор визуально оценивает сорт каждого листа и нажимает номер со­ответствующего кармана. Листы шпона затем с помощью вакуумных присосок поджимаются к верхней перфорированной ленте конвейера и транспортируют­ся до своего места. В результате модернизации в этих линиях установлены ска­нирующие устройства, которые фиксируют пороки древесины, самостоятельно определяют сорт каждого листа и направляют его в нужный карман.

Значительная часть шпона проходит дополнительную обработку, а имен­но: починку форматных листов, ребросклеивание кускового шпона и стягива­ние трещин клеевой лентой.

Починка шпона проводится с целью повышения сортности на один разряд за счет вырубки сучков и постановки заплаток с натягом 0,1-0,2 мм. Починке подлежит шпон сортов II-IV. Вставки вырубаются из шпоновых полос той же толщины и влажностью 3-5%.

Вставки имеют обычно форму эллипса и размеры от 25*15 до 100*60 мм (всего 4 типоразмера). Из общего числа починке подвергаются примерно 10-

30% сухого шпона. Для этой цели используются шпонопочиночные станки марки ПШ или ПШ-2А (рис. 36).

пшонопочиночный станок ПШ-2АМ расположение инструмента в станке

Рис. 36. Общий вид пшонопочиночного станка ПШ-2АМ и взаимное расположение инструмента в станке: 1 — нижняя просечка; 2 — верхняя просечка; 3 — толкатель; 4 — прижим; 5 — лист шпона; 6 — стол станка; 7 — лента шпона для заплаток; 8 — подаватель.

Станок работает в следующем цикле: верхняя просечка высекает в шпоне дефектное место, толкателем дефект проталкивается вниз и удаляется сжатым воздухом, из ленты шпона нижней просечкой вырубается вставка (заплатка) и ставится на место дефекта. Станок рассчитан на работу со шпоном толщиной до 4 мм, размеры вставок D-40; 60×32; 40×25; 80×40. В среднем производительность шпонопочиночных станков составляет 100-150 листов в час (0,4 м3/ч).

Сучки вырубаются из специальных полос шпона, для получения которых существуют специальные делительные станки, например СД-800 от фирмы МАГР (Россия, г. Брянск) — см. рисунок 37.

В станке-полуавтомате Patchmaster РМ100 используются заплатки слож­ной формы (рис. 38), которые более надежно фиксируются в листе шпона.

Усовершенствованная конструкция этого станка позволяет добиться про­изводительности до 60 листов в минуту. Система RoboPatching — полностью автоматизированная система починки шпона, которая по производительности почти в два раза превосходит станок-полуавтомат.

Станок для получения полос шпона СД-800

Рис. 37. Станок для получения полос шпона СД-800 (МАГР)

Станок RoboPatching и форма заплаток для починки шпона

Рис. 38. Станок RoboPatching и форма заплаток для починки шпона (Plytec)

RoboPatching выполняет следующие операции: система поиска обнару­живает дефект шпона, определяет его координаты относительно заданной точ­ки и передает эти координаты промышленному роботу, который подводит де­фектное место шпона под штамп починочного станка, работающего в обычном режиме. Производительность — до 1000 заплаток в час.

Обработка кускового шпона заключается в превращении его в формат­ный шпон за счет операций сортировки кусков по качеству, ширине и толщине, подготовки кромок и ребросклеивания.

Для подготовки кромок, то есть создания идеально прямой кромки на ли­стах кускового шпона, служат два типа станков— гильотинные ножницы и кромкофуговальные станки. В фанерном производстве наиболее распростране­ны гидравлические ножницы (гильотины).

станок СК-1 для резки листовых материалов

Рис. 39. Схема работы и общий вид станка СК-1 для резки листовых материалов (гильотинные ножницы) завода «Пролетарская свобода».

Пачка кускового шпона обрабатывается на гильотинных ножницах (рис. 39) марок НГ-30, НГ-18, СК-1, СК-2 и подобных с целью формирования строго прямолинейных кромок для последующего ребросклеивания без фуго­вания.

Цикл работы на ножницах заключается в подборе шпона примерно одной ширины, формировании пачки, укладки ее на стол станка до упора. После нажатия кнопки «Пуск» происходит прижим пачки специальной прижимной балкой и резка пачки ножом, совершающим качательное движение в верти­кальной плоскости («сабельный удар»). Станок может быть оснащен лазерным указателем линии резания, что облегчает позиционирование пачки шпона и уменьшает потери древесины. После подъема ножа прижимная балка поднима­ется, рабочий переворачивает пачку другой стороной и цикл продолжается, то есть происходит резка второй продольной кромки пачки шпона. Потери шпона на прирубке кусков составляют примерно 5-7%.

Фирма Kuper (Германия) выпускает ножницы для одновременного фор­мирования кромок пачки шпона двумя ножами, из которых один движется сверху вниз, а другой — снизу вверх. В станках имеются лазерные разметчики, высота пачки до 80 мм.

Линия прирубки шпона со сканером этой же фирмы предназначена для поперечной вырубки дефектов в шпоне. Высушенные листы шпона помещают­ся на подающий конвейер, оборудованный вертикальной ограничительной лен­той. Листы сканируются оптическим устройством и затем параллельно обреза­ются. Сканер обнаруживает трещины и дефекты в шпоне и дает команду на их вырубку. Пятиступенчатый переключатель позволяет потребителю или удалить трещины и дефекты различных размеров или, в зависимости от требований ка­чества, оставить их в шпоне.

Ребросклеивание шпона может проводиться по различным схемам (рис. 40):

Схемы ребросклеивания неформатного шпона

Рис. 40. Схемы ребросклеивания неформатного шпона: а — продольное с помощью клеевой ленты; б — безленточное продольное; в — продольное с помощью клеевой нити; г — продольное с помощью клея-расплава; д — поперечное с помощью клеевой ленты; е — поперечное безленточное; ж — поперечное с помощью клеевой нити. 1 — накатывающий ролик; 2 — полоса шпона; 3 — место стыка; 4 — клеевая лента; 5 — наклонные подающие ролики; 6 — клеевая нить; 7 — клей-расплав.

Продольное ленточное ребросклеивание заключается в наклеивании гум­мированной ленты (то есть бумажной ленты с нанесенным и подсушенным ре­зиновым клеем) на стык двух подготовленных кусков шпона. Продольное без­ленточное склеивание основано на предварительном смачивании кромок клеем и последующем инициировании реакции склеивания. Склеивание с помощью клеевой нити основано на том, что клеевая нить проходит через зону горячего воздуха, оплавляется и приклеивается зигзагообразно на стык кусков шпона, где почти моментально отверждается.

Точечное ребросклеивание основано на использовании клеев-расплавов, которые наносятся в горячем состоянии на стык кусков в виде отдельных точек и очень быстро отверждаются.

Кроме продольного, существует поперечное ребросклеивание, которое предусматривает более производительный проходной способ склейки кусков шпона, движущихся в поперечном направлении и фиксируемых между собой с помощью жидких клеев, клеев-расплавов или клеевой нитью.

Наиболее распространенным на наших заводах является станок с клеевой нитью РС-9 (рис. 41).

Ребросклеивающий станок РС-9А

Рис. 41. Ребросклеивающий станок РС-9А (Фанмаш)

Парные полосы шпона вручную подаются в станок, где одновременно с их продольным перемещением производится их стяжка и наложение на шов расплавленной термопластичной нити. Расплавление производится нагретым воздухом, подаваемым через нагреватель, а наложение — нитеводителем, в ко­тором нить проходит через сопла, смонтированные в гильзе, совершающей ко­лебательное движение.

Станки с продольной подачей малопроизводительны (0,3-0,4 м3/ч), по­этому используются в основном на мебельных фабриках для стяжки строганого шпона.

Для сращивания шпона средних слоев фанеры используют линии сращи­вания, включающие в себя пневматические ножницы для формирования кром­ки, ребросклеивающий станок с поперечной подачей шпона и ножницы для прирубки ленты шпона на нужный размер.

На линии ребросклеивания «Фантех» (рис. 42) стопы шпона, выгружен­ные на цепной конвейер, перегружаются на подъемный стол, который подни­мает стопу на нужную высоту. Рабочий подает листы на конвейер, который вы­равнивает шпон относительно поперечной кромки. Ножницы прирубают пе­реднюю и заднюю кромку шпона перпендикулярно к направлению подачи с помощью оптического измерителя-фотоэлемента. Фотоэлемент также фиксиру­ет дефекты в шпоне и дает ножницам команду на вырубку дефекта. С помощью пневмосопла и управляющих эксцентриков отходы шпона сдуваются вниз. Це­лые бесшовные листы переводятся на двухэтажный конвейер, служащий про­межуточным складом и подающий куски шпона на ребросклейку.

На ребросклеивающем станке листы шпона склеиваются в бесконечную ленту с помощью расплавленной нити. На обе поверхности шпона расплавля­ются 4 пары нити, причем крайние нити меняют поверхность на другую после каждого шва (перекручиваются). Из бесконечной ленты ножницы формируют листы шпона заданного формата, которые укладываются в стопы на требуемую высоту стопоукладчиком. Когда стопоукладчик оказывается в нижнем положе­нии, готовая стопа перемещается на рольганг выгрузки, а на стопоукладчик ставится новый поддон. Минимальная ширина кусков для ребросклеивания — 150 мм, производительность линии — 5-6 м3 в смену.

Схема линии ребросклеивания шпона

Рис. 42. Схема линии ребросклеивания шпона ОАО «Фантех»: 1 — цепной конвейер; 2 — подъемная платформа; 3 — загрузочный конвейер; 4 — ножницы для рубки шпона; 5 — разгрузочный конвейер; б — конвейер промежуточен) склада; 7 — ребросклеивающий станок; 8 — автоматический стопоукладчик.

Наряду с немецкими и финскими станками в последние годы заметное место в поставках оборудования заняло японское и тайваньское оборудование. 10 лет назад в России появилась первая японская линия ребросклейки от ком­пании Hashimoto Denki. В линии выполняется последовательно контроль тол­щины шпона, прирубка кромок, вырубка дефектов, соединение кусков каплями термопластичного клея и упрочнение нитями с одной стороны.

Здесь предусмотрена закрытая система клеенанесения. Расплав клея по­дается по горячим трубам к клеевым клапанам, расположенным на поверхности горизонтального аппликатора. Капли горячего клея в виде точек попадают на кромку прирубленного куска шпона, который прижимается к предыдущему ли­сту. Одновременно на верхнюю поверхность шпона прикатываются в направ­лении поперек волокон горячие термопластичные нити, которые быстро осты­вают и упрочняют готовый форматный лист шпона.

В ребросклейке другой японской компании «Минами» используется ме­ханическая система клеенанесения. Здесь предусмотрена ванна с горячим кле­ем, в который погружены специальные пальцы. При подходе кромки шпона они поворачиваются на 180° и наносят клей на эту кромку. Скрепляющие нити наносятся на нижнюю поверхность листов, что предохраняет систему от попа­дания мусора под нити. Оборудование «Минами» имеет меньшую производи­тельность (скорость подачи 30 м/мин против 45 м/мин у «Хашимото»), но более просто в обслуживании и, главное, обеспечивает более высокое качество то­чечного ребросклеивания.

Технология «Минами» освоена тайваньскими машиностроителями. В 2015 г. в России работали по этой технологии около 30 тайваньских линий ребросклеивания шпона.

Помимо склеивания по ширине с целью получения форматного шпона из кусков, на фанерном предприятии часто возникает необходимость сращивания листов шпона по длине с целью получения длинных листов из коротких. Это особенно актуально при производстве строительной фанеры размером 1220×2440 мм из чураков длиной 1,3 м. Уменьшение длины чурака снижает его кривизну и повышает выход шпона.

Для получения достаточной прочности склеивания используют усовое со­единение с длиной уса 25—40 мм. Для этой цели ОАО «Фантех» предлагает ли­нию сращивания шпона (рис. 43)

Схема линии сращивания

Рис. 43. Схема линии сращивания «Фантех»: 1 — неприводной рольганг; 2 — подъемный стол; 3 — выравнивающий конвейер; 4 — усо­вочный станок с клеенаносящим устройством; 5 — укладчик усованного шпона; 6 — переда­точный конвейер стопы усованного шпона; 7 — перекрестная станция (4 шт.); 8 — стол по­дачи; 9— пресс-балка сращивания с ножницами; 10— укладчик сращенного шпона; 11 — подъемный стол.

Последующее сращивание коротких кусков шпона по длине открывает возможность для производства большеформатных плит при одновременном по­вышении полезного выхода шпона из сырья.

Стопа шпона подается с роликового конвейера, который служит накопи­телем, на подъемный стол. Оператор поднимает стол на удобную для себя вы­соту и затем подает шпон на загрузочный конвейер, где листы выравниваются по одной кромке.

На усовочном станке листы шпона усуются таким образом, что на правой стороне листа скос получается сверху, а на левой — снизу. Длина уса регулиру­ется в зависимости от толщины шпона. После усовки клеенаносящее приспо­собление наносит точно дозированный объем клея на поверхность шпона толь­ко с левой стороны. Затем листы укладываются в стопу высотой примерно 200- 300 мм и выдерживаются перед запрессовкой, для того чтобы из клея могла ис­париться излишняя влага (открытая выдержка). После набора стопы шпон по роликовому конвейеру передается к пресс-балкам. На каждой пресс-балке опе­раторы подают подготовленный шпон к кареткам загрузочного устройства, ко­торые автоматически перемещают его к пресс-балкам и устанавливают нама­занную кромку одного листа и сухую другого точно друг над другом.

В процессе смыкания плит положение листов не меняется, что дает хо­рошее соединение. Пресс-балка смыкается, при этом каретка возвращается в исходное положение для приемки следующего листа. Время прессования зара­нее установлено на пульте управления, в зависимости от свойств шпона и клея, и по его истечению пресс-балка автоматически размыкается. При этом каретка подает очередной лист шпона. После прессования получается бесконечная по­лоса шпона, которую можно рубить на необходимую длину. Нож производит рубку автоматически, согласно заданной длины сращенного шпона. Автомати­ческий стопоукладчик укладывает форматные листы шпона на подъемный стол.

После достижения нужной высоты стопы стол опускается и стопа шпона пере­мещается на выгрузочный конвейер. Стол возвращается в исходное положение.

Известные японские линии сращивания отличаются от описанной тем, что усование шпона выполняется позиционным способом, т. е. при движении пильного узла относительно неподвижного листа шпона. На усованную по­верхность шпона наносится горячий клей-расплав, а прессование происходит в холодном прессе всего за несколько секунд.

Еще одним способом сращивания шпона является простое наклеивание бумажной ленты на стык листов шпона. Для того чтобы стык был плотным, сначала делают небольшую нахлёстку и прирубку сразу двух листов. Затем от­ходы удаляют сжатым воздухом, торцы листов прижимают друг к другу и наклеивают на стык бумажную полоску со смоченным клеем, который момен­тально фиксирует соединение.

6. Приготовление и нанесение клея на шпон

Клеи, используемые для производства фанеры, являются многокомпо­нентными. Наряду с синтетической смолой в них могут присутствовать такие добавки, как отвердитель, наполнитель, пластификатор и пр. Рецептуры клеев на различных заводах различны и часто являются ноу-хау предприятия.

Клеи приготовляют в механических клеемешалках с бачками различной формы и емкости. Бачки могут иметь водяную рубашку для регулирования температуры клеевой смеси. Основным рабочим органом клеемешалок является вал с лопастями, вращаемый электромотором через редуктор. Конструкция ло­пастей может быть различной: в виде плоских пластин, приваренных к валу с одинаковым или различным наклоном плоскостей относительно оси вала, в ви­де пропеллерных пластин, направленных в противоположные стороны или вин­тообразно приваренных к валу. Движение лопастей может быть планетарным или встречным, создающим вихревое движение клеевой смеси. Лопасти изго­товляют из высокопрочных легированных сталей.

Обычная скорость вращения лопастей — 60 об/мин, но в зависимости от вида клея может меняться (от 25 до 75 об/мин). Нередко скорость вращения ло­пастей ограничивают для предотвращения вспенивания клея. Если же нужно получить вспененный клей, например, карбамидный, скорость вращения повы­шают. Время перемешивания составляет 15-30 мин. Последним из компонен­тов вводят отвердитель.

Смеситель может быть отдельным оборудованием, у которого вал с ме­шалкой опускается, например, в бочку со смолой, куда уже загружены необхо­димые компоненты. Размеры стойки мешалки, длина вала, диаметр перемеши­вающего органа изготавливаются с учетом геометрических размеров емкости заказчика.

Raute предлагает установку для взвешивания, дозирования и смешивания компонентов клея Smart Mix 1200 (рис. 44) с емкостью главного танка 1200 л. Здесь все работы выполняются автоматически с помощью плунжерных дозаторов и смесителя соленоидного типа. Все настройки и параметры процесса за­даются с пульта управления.

Установки для приготовления клеевой смеси

Рис. 44. Установки для приготовления клеевой смеси Smart Mix 1200 (Raute) и Lahti Precision

В установке Lahti Precision предусмотрен отдельный ввод жидких и сы­пучих компонентов клея в емкость, оснащенную миксером. Производитель­ность установки составляет 600-2400 кг/ч (3 партии в час).

Для экономии клея прибегают к его вспениванию. Для этого добавляют в смолу поверхностно-активные вещества (альбумин, ОП-Ю, сапонал и др.) в ко­личестве 0,2-1%. Вспенивающий аппарат представляет собой многолопастную мешалку с частотой вращения рабочего органа 250-300 мин-1. За 5-10 мин объ­ем смолы увеличивается в 3-5 раз. После этого в нее добавляют отвердитель и снова перемешивают 5-10 мин. Устойчивость пены составляет не менее 8 ч.

Фирма Raute предлагает систему вспенивания с помощью подачи воздуха в клей и нанесения его экструзионным способом (рис. 45).

Установка Raute для вспенивания и экструзионного нанесения клея на шпон экструдер

Рис. 45. Установка Raute для вспенивания и экструзионного нанесения клея на шпон и экструдер (справа)

Экструдер представляет собой трубу с отверстиями, через которые выте­кает клей и полосками ложится на проходящую под ним заготовку. Оптималь­ный расход — 10-12 г/м (55-60 г/м2), потери клея — не более 5%, скорость по­дачи под экструдером — до 70 м/мин.

Доля стоимости клея в себестоимости фанеры составляет примерно 20%, поэтому экономному расходованию клея уделяется большое внимание. Наибо­лее распространенным способом нанесения клея является контактный способ, реализуемый обычно с помощью клеенаносящих вальцов (рис. 46).

схема клеенаносящего станка КВ-18М вид клеенаносящего станка КВ-18М

Рис. 46. Принципиальная схема и общий вид клеенаносящего станка КВ-18М (МИОР, РФ)

Рабочая поверхность клеенаносящих валов имеет резиновое покрытие. Поверхность резинового покрытия может быть как гладкой, так и с винтовыми канавками, обеспечивающими получение заданного удельного расхода клея. Форма и шаг канавки выбираются в зависимости от применяемого клея и необ­ходимого по технологическому процессу удельного расхода. Резина, которая наносится на валы, подбирается по твердости, химостойкости, термостойкости исходя из условий работы.

Рабочая поверхность дозирующих валов может иметь эбонитовое или хромовое покрытие, которое защищает ее от коррозии. Все валы, входящие в станок, проходят балансировку. В приводе валов применяются обгонные муф­ты, при помощи которых выравниваются окружные скорости поверхностей ва­лов, а это устраняет трение между валами, т. е. происходит обкатывание валов без скольжения.

Валы изготавливаются с жесткими допусками по длине. Это позволяет устранить подтекание клея по торцам валов через торцевые уплотнения. Вкла­дыши торцевых уплотнений легко вынимаются для промывки и устанавлива­ются назад. В стандартном исполнении через станок можно пропускать заго­товки толщиной от 1 до 60 мм. Скорость прохождения заготовок может плавно меняться от 1-2 до 60 м/мин (опция — до 80 м/мин).

Способ налива (рис. 47) отличается тем, что заготовка (шпон) проходит через клеевую завесу. При этом способе применяется простое оборудование с малым числом трущихся деталей, нет настройки на толщину и легко регулиру­ется расход клея, скорость подачи материала может доходить до 200 м/мин, а потери клея составляют не более 3-10%. Однако ввиду интенсивной циркуля­ции жидкого клея он теряет растворитель, что требует постоянного добавления свежего клея, а его вязкость не может быть более 100 с по ВЗ-4. Кроме того, клей наносится только на одну сторону, поэтому при использовании клеена­ливного станка (так же как и при использовании метода экструзии) требуется изменение всей схемы сборки пакетов. Оптимальный расход клея — 90 г/м2,ширина донной щели — 0,75 мм, расстояние между щелью и шпоном — 60- 100 мм. Скорость подачи не должна быть более 4-кратной скорости падения струи.

Схема нанесения клея методом налива

Рис. 47. Схема нанесения клея методом налива: 1 — подающий конвейер; 2 — лист шпона; 3 — клееналивная головка; 4 — трубопроводы; 5 — приемный конвейер; 6 — бак с клеем; 7 — приемная воронка. 

7. Оборудование для сборки пакетов фанеры

На рисунке 48 показана традиционная организация рабочего места на сборке пакетов трехили пятислойной фанеры. Перед клеенаносящим станком устанавливается стопа шпона для среднего слоя. После станка — стопы шпона лицевого и оборотного слоев. Сборка идет вручную на столе с упорными ли­нейками, образующими базирующий угол.

Организация рабочего места на сборке пакетов фанеры

Рис. 48. Организация рабочего места на сборке пакетов фанеры: 1 — подъемные столы для стоп шпона; 2 — резервное подстопное место; 3 — подъемный стол; 4 — клеенаносящий станок; 5 — механизм подачи и укладки в стопу намазанного шпо­на; 6 — сборочный подъемный стол; 7 — ориентирующий упор.

Линия ЛСП-4 работает с циклом сборки трехслойного пакета 8-9 с, что обеспечивает производительность около 3 м3/ч.

Основная идея механизации и автоматизации участка сборки пакетов на основе классических клеенаносящих вальцов— это обеспечение автоматиче­ской, без участия наборщика, подачи листов шпона из необходимого количе­ства стоп непосредственно к месту наборки (рис. 49). При этой концепции линию автоматической наборки можно условно разделить на два основных участка: это станция подачи шпона в вальцы и станция подачи рубашек и сухих серединок. Необходимое количество подстопных мест определяется сортно­стью выпускаемой фанеры и применяющейся технологией. Таким образом, сборка пакетов осуществляется только одним оператором, который поперемен­но получает необходимые листы шпона автоматически и укладывает их в пакет.

Участок сборки пакетов фанеры

Рис. 49. Участок сборки пакетов фанеры (Raute)

Наборка пакетов— наиболее ответственное звено в технологии произ­водства LVL-балок (бруса). На заводе «Талион-Терра» установлена самая ско­ростная на сегодня станция наборки пакетов производства компании Corvallis Tool Company (США), имеющая два уровня. Скорость операции составляет 54 листа в минуту, а при необходимости может быть доведена до 81 листа.

Наборка пакета происходит в два этапа. Набирается первый пакет, так называемая чешуйка, состоящая из заданного количества листов шпона. Коли­чество листов в чешуйке определяет толщину будущего изделия. При наборе чешуйки каждый лист шпона сдвигается по отношению к следующему ровно на 150 мм в сторону, противоположную движению основного конвейера линии LVL-бруса — рисунок 50.

Участок сборки пакета LVL-бруса

Рис. 50.  Участок сборки пакета LVL-бруса(Corvallis Tool Company, США)

Шпон выкладывается строго по одной линии, которая задается лазером. Когда чешуйка набрана, она меняет направление движения и выкладывается на основной конвейер. Как только первая чешуйка выложена на основной конвей­ер, уже готова следующая. Вторая чешуйка выкладывается точно встык с предыдущей, накрывая ее «ступеньки». И так далее. Таким образом получается непрерывный пакет из выкладываемых одна за другой чешуек с предваритель­но заданным числом слоев шпона.

8. Оборудование для прессования фанеры и фанерной продукции

Для обеспечения лучшей работы горячего пресса выполняют холодную подпрессовку пакетов шпона. После нанесения клея и сборки пакет шпона по­ступает в холодный одноэтажный пресс с верхним давлением (рис. 51). Цикл запрессовки определяется обычно временем сборки одного пакета. За этот пе­риод в прессуемом пакете происходит увлажнение шпона и повышение вязко­сти клея в клеевых прослойках. Это порождает необходимое прилипание слоев друг к другу, но без отверждения клея.

Холодный одноэтажный пресс для подпрессовки пакетов шпона

Рис. 51. Холодный одноэтажный пресс для подпрессовки пакетов шпона (Raute)

При дальнейшей разборке подпрессованного пакета целостность листов не нарушается. Время хранения подпрессованного пакета зависит от вида клея и температуры помещения. Для фенольных клеев (без отвердителя) оно может составлять около суток. Обычно один холодный пресс в состоянии обслужи­вать не менее двух горячих прессов.

Все существующие сегодня прессы в деревообработке можно классифи­цировать по следующим признакам:

  • по температуре — холодные и горячие (с нагревом или без нагрева);
  • по этажности — 1-, 2- и многоэтажные;
  • по характеру работы — периодического или непрерывного действия;
  • по виду привода — гидравлические, пневматические (в том числе ваку­умные), механические, электромагнитные;
  • по виду средств, передающих давление, — с жесткими плитами, гусе­ницами, роликами, мембранами, эластичными диафрагмами, лентами;
  • по виду теплоносителя — с обогревом паром, горячей водой, электри­чеством (в том числе ТВЧ), минеральными жидкостями;
  • по конструкции станины — колонные, рамные и коробчатые.

В качестве головного оборудования фанерных предприятий почти повсе­местно используют горячие гидравлические многоэтажные прессы. На рисунке 52 показана схема отечественного пресса П-714Б, имеющегося на многих фа­нерных заводах России. Это 15-этажный пресс с нижним давлением, с жестки­ми плитами и паровым обогревом.

Схема гидравлического пресса: П-714Б

Рис. 52. Схема гидравлического пресса: П-714Б: 1 — верхняя траверса; 2 — плита пресса; 3 — колонна; 4 — система подачи теплоносителя; 5 — плитодержатель; 6— стол; 7 — нижняя траверса; 8 — вспомогательный цилиндр; 9 — главный цилиндр.

В основании пресса находится литая станина со встроенными цилиндра­ми из высокоуглеродистой стали. Внутри цилиндров находятся поршни с ман­жетами из маслостойкой резины (срок службы — 3-5 месяцев). Профиль ман­жет таков, что при повышении давления увеличивается плотность прилегания их к поверхности цилиндров. У пресса П714Б имеется один главный цилиндр диаметром 600 мм для создания рабочего давления (до 2,2 МПа) и два вспомо­гательных цилиндра диаметром 160 мм для быстрого смыкания и размыкания плит пресса.

Гидросистема пресса включает в себя бак с рабочей жидкостью (масло ИГП-30, ТП-22) объемом 630 л, насосы высокого и низкого давления, распре­делители и трубопроводы.

Нагревательные плиты обеспечивают плотный контакт склеиваемого ма­териала и его упрессовку. У пресса П714Б они имеют размеры 1650х 1750×42 мм, поверхность плит шлифована. В плитах имеется система каналов диаметром 20 мм для циркуляции теплоносителя (пара). Плиты свободно лежат на плитодержателях.

Система нагрева плит включает в себя паропроводы, коллектор для рас­пределения пара по плитам пресса и гибкие шланги, позволяющие не нарушать герметичность системы при вертикальном перемещении плит. Вместо гибких шлангов могут использоваться шарнирные или телескопические трубки.

Наиболее удобным теплоносителем является насыщенный пар, при этом температура плит зависит от давления пара. При использовании перегретой во­ды уменьшаются потери тепла из-за парообразования, сокращается время про­грева, увеличивается равномерность температурного поля. В целом экономия тепла составляет до 25%. Имеются также высокотемпературные теплоносители в виде минеральных жидкостей с температурой кипения до ЗОО°С при нормаль­ном давлении, например ароматизирований минеральный теплоноситель АМТ-300. Его применение позволяет отказаться от системы паропроводов, ис­пользовать электронагрев жидкости и ее циркуляцию без потерь под мини­мальным избыточным давлением.

Система управления прессом предусматривает возможность его работы в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Большинство действующих прессов П714Б прошли модернизацию в части замены старой системы управления на современную. С пульта управления прессом можно задать все необходимые параметры прессования — температура плит, время срабатывания насосов подъ­ема и смыкания плит, настройка рабочего давления и времени прессования и т. п.

Пресс П-714Б относится к старым прессам без этажерок. Загрузка пресса осуществляется вручную с подъемного стола. Среди других прессов для фанер­ной продукции следует отметить 20-этажные прессы Днепропетровского завода с механизированной загрузкой пакетов и выгрузкой фанеры (рис. 53).

У этого пресса имеются загрузочная и разгрузочная этажерки, имеющие возможность вертикального перемещения. Собранные пакеты шпона загружа­ются поэтажно в загрузочную этажерку по мере ее опускания. Полностью за­груженная этажерка находится в самом нижнем положении, что позволяет спе­циальному устройству с толкателями вытолкнуть все листы фанеры из от­крывшегося пресса в разгрузочную этажерку. После этого загрузочная этажерка поднимается и те же толкатели загружают пакеты шпона в горячий пресс, кото­рый быстро смыкается и начинается новый цикл прессования.

Пресс Д 4042 Ф1 имеет увеличенные размеры греющих плит (3300×1700 мм) и предназначен для специальных видов фанерной продукции, получаемых с применением поддонов (декоративная, бакелизированная). В прессе возможно охлаждение плит в каждом цикле запрессовки, стабилиза­ция толщины продукции путем изменения давления прессования. Возможна поэтажная загрузка этажерок с конвейера.

Днепропетровская фирма «ВОЛЕВ» выпускает комплексы для производ­ства фанеры формата 1525×1525 и 2440×1220 мм на базе 15- и 20-этажных прессов. Производительность прессов — 20-25 тыс. м2/год. В состав комплекса входят:

  • 2 участка сборки пакетов (столы подстопные подъемные, транспортеры дисковые пульсирующие, столы сборки пакетов, приводные рольганги, роль­ганг продольно-поперечной подачи к подпрессовщику).
  • подпрессовщик с автоматизированной загрузкой и выгрузкой стопы па­кетов;
  • горячий пресс с автоматизированной загрузкой и выгрузкой (рольганг подъемный, механизм загрузки этажерки, этажерка).

Среди зарубежных производителей прессов для фанеры следует отметить финскую фирму Raute, итальянскую Italpresse, японскую Jamamoto.

Пресс

Рис. 53. Пресс Д4042 Ф1 с околопрессовой механизацией (Днепропресс)

Рис. 54. Пресс для фанеры Raute Select

Raute предлагает серию прессового оборудования (Pro, Select, Smart) с си­стемами загрузки-выгрузки. Максимальное число этажей пресса— до 36 (рис. 54). Все прессы имеют автоматические системы управления, в том числе с контролем толщины готовой продукции. Давление прессования — до 2 МПа, производительность — до 60 тыс. м3 фанеры в год.

Фирма Italpresse выпускает широкий спектр прессового оборудования с размерами плит пресса от 1000×1000 до 3000×10 000 мм и с числом этажей от 1 до 50, в том числе прессы с механизмами одновременного смыкания плит (симультантные механизмы).

Многоэтажный пресс выпускает также японская фирма Jamamoto (рис. 55).

Многоэтажный пресс для склеивания фанеры

Рис. 55. Многоэтажный пресс для склеивания фанеры от фирмы Jamamoto (Япония)

Пресс имеет 45 этажей, усилие прессования — 500 т, размер горячих плит пресса— 2700x3500x70 мм, обогрев — паром. Главные достоинства пресса — патентованные системы автоматического управления прессом и новая система загрузки-выгрузки пакетов. Для данного пресса характерна быстрая загрузка пакетов шпона в горячий пресс и быстрое смыкание плит пресса. Это позволяет снизить до минимума время закрытой выдержки (время от сборки пакета до приложения полного давления) и избежать преждевременного отверждения клея.

Для производства LVL-бруса начали применять проходные прессы, как это сделано на заводе «Талион-Терра» (рис. 56)

Сформированный непрерывный пакет из листов шпона шириной 1300 мм подается по конвейеру в горячий пресс. Линию прессования поставила немец­кая компания Dieffenbacher. На заводе установлен самый длинный в Европе непрырывный пресс — его длина составляет 60 м. Линия прессования LVL-бруса оснащена американской установкой предварительного нагрева пакета с помо­щью микроволн. Мощность установки — 500 кВт. Ее задача — повысить тем­пературу внутри пакета непосредственно перед входом в горячий пресс. Пред­варительный нагрев позволяет увеличить скорость прессования без риска появ­ления брака в шпоновой плите. Прессование происходит при температуре +185°С.

Узел подачи пакета LVL-бруса в пресс непрерывного действия Dieffenbacher

Рис. 56 Узел подачи пакета LVL-бруса в пресс непрерывного действия Dieffenbacher (ФРГ)

9. Оборудование для послепрессовой обработки фанеры

Послепрессовая обработка фанеры включает в себя операции по охла­ждению, форматной обрезке, сортированию и шлифованию фанерной продук­ции.

Охлаждение фанеры выполняют для снижения температуры и влажности листов, выгруженных из горячего пресса. Для ускорения процесса используют веерные или конвейерные охладители. При их длине 6,5 м и скорости подачи 1 м/мин время охлаждения составляет 6,5 мин.

Обрезка фанеры необходима для получения листов заданного формата. Допускаемые отклонения габаритов составляют ±4—5 мм. Обрезку выполняют на круглопильных станках. Наиболее широкое применение нашли 4-пильные агрегаты, составленные из двух 2-пильных станков, расположенных взаимно перпендикулярно. Особенность обрезки фанеры заключается в том, что листы, выгруженные из пресса, не имеют ни одной строго прямолинейной, базовой кромки. Поэтому базирование листа относительно пил на первом станке лучше выполнять с помощью гусеничной подачи. При обрезке второй пары кромок можно использовать более дешевый станок с цепной подачей, в котором бази­рование выполняется с помощью упоров цепи.

Кроме поштучной обрезки, широко распространена обрезка фанеры в пачках. На рисунке 57 показана линия обрезки фанеры СО-16.

Линия состоит из подъемного стола, на котором формируется пачка не­обрезной фанеры высотой до 850 мм, и двух двухпильных станков с кареткой, на которую загружается пачка фанеры толщиной до 100 мм. Линия имеет про­изводительность 13,5 м3/ч.

Ввиду высокой твердости клеевых швов при обрезке следует применять пилы с пластинками твердого сплава. Для измельчения срезок на одном валу с пилой иногда устанавливают фрезу. Известен вполне удачный опыт использо­вания срезок (реек, образующихся после опиливания фанеры) в качестве сред­него слоя комбинированной фанеры.

Линия для обрезки фанеры СО-16

Рис. 57. Линия для обрезки фанеры СО-16 Зеленодольского СПКТБ: 1 — рольганги; 2 — механизм формирования стопы; 3, 6 — механизм сброса обрези; 4 — механизм подачи; 5 — агрегат пильный; 7 — механизм. подачи; 8 — стол набора пачек; 9 — механизм загрузки.

За последние годы многие предприятия создали полуавтоматические по­точные линии по обработке клееной фанеры. В их состав обычно включают ве­ерный охладитель фанеры, подъемный стол-накопитель листов, два двухпиль­ных обрезных станка, устанавливаемых под углом 90° друг к другу, и транс­портер.

Среди зарубежного оборудования наиболее производительным, вероятно, является угловая линия обрезки и раскроя фанеры и плит фирмы Schelling (Ав­стрия). Линия имеет автоматическую загрузку плит, пильные агрегаты с под­резными пилами для устранения сколов на нижней стороне продукции, встро­енную линию сортирования фанеры.

Фирма Raute (Финляндия) выпускает линии форматной обрезки фанеры в трех исполнениях — Pro, Select и Smart. Все они выполнены в угловом испол­нении с двумя двухпильными станками и отличаются друг от друга уровнем ав­томатизации на операциях подачи материала и настройки станков.

Почти неизбежной операцией послепрессовой обработки является переобрез фанеры. Цель этой операции заключается в опиливании листа фанеры на меньший стандартный размер из-за наличия недопустимого дефекта на нем. Применяют однопильный станок типа ЦФ-5 с кареткой. Часто обрезанная по­лоса фанеры может найти спрос как попутная продукция.

Сортирование фанеры в общем случае производят по породам шпона наружных слоев, форматам, толщинам, маркам и сортам. Процесс в организа­ционном отношении предусматривает три стадии:

  1. предварительное сортирование, которое выделяет фанеру экспортную, общего назначения и направляемую в переобрез;
  2. сортирование экспортной фанеры;
  3. сортирование фанеры общего назначения.

Фанера общего назначения внутреннего рынка делится по внешнему виду на сорта. Каждый лист осматривается с двух сторон и простукивается деревян­ным молоточком на предмет обнаружения пустот (непроклея). В современных линиях сортирования фанеры для этой цели используются ультразвуковые при­боры. На участке сортирования выполняют также мелкий ремонт листов — за­делка выпавших сучков, разошедшихся трещин, слабых углов, пузырей, обзола и т. п. Затем на листе фанеры ставят штамп, указывающий сорт фанеры и номер сортировщика.

Линии сортирования Raute интегрированы с передовыми технологиями автоматического видеоконтроля, которые идентифицируют все дефекты, влия­ющие на сорт фанеры, такие как: трещины, выпадающие сучки, неотшлифо­ванные поверхности, изменения в цвете. В дополнение используется лазерная технология, идентифицирующая общее состояние поверхности фанерного ли­ста.

Для увеличения доли выпуска фанеры высших сортов необходимо увели­чивать объем починки форматного шпона, объем ребросклеивания кускового шпона, наращивать выпуск неравнослойной фанеры с наружными слоями из тонкого высококачественного шпона, а также проводить качественную починку фанеры.

Починка фанеры выполняется для ликвидации дефектов и повышения сортности листа фанеры. К числу устранимых дефектов относятся трещины, слабые углы, пузыри, отверстия от выпавших сучков. Починку выполняют на отдельном рабочем месте, оборудованном инструментом для фрезерования ка­навок и постановки заплаток, нанесения клея и запрессовки слабых углов в винтовом прессе и т. п. Широко используют замазки на основе смеси карба­мидной смолы, казеина и древесной муки. С экономической точки зрения по­чинка фанеры вполне себя оправдывает.

Raute производит как автоматические, так и ручные линии ремонта фа­нерных плит. Имеются полностью автоматизированные системы, интегриро­ванные с видео- и робототехникой, для ремонта лицевых сторон фанеры. В основе данной технологии лежит интеллектуальная система сортировки по­средством камеры, которая определяет подлежащие починке дефекты, позици­онируя фрезерную головку. После устранения дефекта вырез автоматически за­полняется и выравнивается. Система может быть запрограммирована на ремонт любых видов дефектов, обычно возникающих после прессования плит, а также расширена включением дополнительных ремонтных блоков.

Шлифование фанеры выполняется выборочно по требованию заказчика. Барабанные шлифовальные станки сегодня практически не используются, так как они требуют частой смены шлифовальной шкурки и не обеспечивают нуж­ного качества обработки. Более совершенными является широколенточные двухсторонние станки (рис. 58), которые имеют более высокую производи­тельность и точность обработки.

Шлифование совмещается с калиброванием фанеры, то есть с получением точного размера по толщине, обычно с точностью не менее ±0,2 мм. Для этого станок имеет не менее 4 шлифовальных головок — по две на каждую сторону. Сначала обработка происходит грубой шкуркой для снятия припуска и калиб­рования фанеры, а затем второй агрегат выполняет выглаживание поверхности материала.

Широколенточный двухсторонний 4-головочный шлифовальный станок

Рис. 58. Широколенточный двухсторонний 4-головочный шлифовальный станок фирмы Stememann (ФРГ)

Оптимальная скорость резания при шлифовании составляет 25-30 м/с. Зернистость шкурок для грубого шлифования — 50-40, для чистового — 32- 25. Скорость подачи составляет 10-17 м/мин для наружных слоев из форматно­го шпона и 8-12 м/мин — из ребросклеенного. Усилие прижима шкурки к ма­териалу составляет 7-12 Н/см, величина сошлифовывания— 0,1-0,2 мм. Удельная длина шлифования, то есть число метров шлифованной поверхности на 1 м шкурки, для обычной фанеры составляет 1000-1200 м/м, а для сосно­вой — всего 120-180 м/м из-за смолистости древесины.

Упаковка фанеры может осуществляться вручную или автоматами. Пачку перевязывают металлической лентой, проволокой или веревкой. Вес пачки при механизированной упаковке может быть до 1 т. Производительность автома­та — до 40 м3/ч. На пачке указывают наименование предприятия, размеры фа­неры, марку, сорт, породу древесины, вид обработки, количество листов в пач­ке и номер стандарта.

Raute осуществляет поставки линий упаковки плит, на которых использу­ется автоматическая либо ручная обвязка как стальной, так и пластиковой лен­той. Имеется также упаковочная система бережного обертывания всех краев и углов пакета, обеспечивающая надежную защиту от холода, влаги и перегрева. В качестве упаковочного материала используется полиэтиленовая пленка — пластик, пригодный для повторной переработки, который также может быть сожжен либо утилизирован. Полностью герметичная упаковка не требует до­полнительной обвязки и обертывания углов.

Для производства болъшеформатной фанеры применяют склеивание ли­стов фанеры друг с другом. Тонкую фанеру соединяют на «ус» (длина стыка — 6-8 толщин фанеры). «Ус» зарезают на специальном усовочном станке фрезой с частотой вращения 3000 мин-1. Склеивание выполняют в узкоплитном прессе УСПГ фенольным клеем при температуре 200°С за 15-20 с. Для склеивания бо­лее толстой фанеры (8ф >12 мм) можно применять соединение на зубчатый шип. Шипы длиной 8-15 мм зарезают вертикально или горизонтально.

Проч­ность соединения достаточно высока, а потери материала ниже, чем при усовании. Фирма Raute выпускает линию сращивания и облицовки фанерных плит, в составе которой имеется двухсторонний усовочный станок и горячий пресс. Перед прессованием стык фиксируется нагелями. Вышедшая из пресса беско­нечная лента разрезается полуавтоматом на длину 6 или 12 м. Затем в линии производится облицовка фанеры в одноэтажном прессе бумагой, пропитанной фенольной смолой. Продукция может использоваться в строительстве, напри­мер для опалубки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *