Оборудование для сращивания на зубчатый шип

Зубчато-шиповое соединение предназначено для выполнения двух задач:

1. сращивание по длине короткомерных пиломатериалов для получения полномерной качественной продукции;
2. сращивание слоев строительных конструкций для получения клееных строительных деталей длиной больше, чем длина исходных досок (максималь­ная длина пиломатериалов составляет 6-7 м).

Основные достоинства зубчатых соединений— минимальные потери древесины, технологичность и относительная простота формирования шипов, способность самозаклинивания при действии торцового давления и способ­ность сохранять давление вне пресса. Прочность зубчатого клеевого соедине­ния составляет 40-70% от прочности цельной бездефектной древесины (в зави­симости от профиля шипов). Это выше, чем прочность древесины с пороками (главным образом с сучками), допускаемыми для большинства видов продук­ции.

Различают конструкционные соединения, используемые в нагруженных деталях, и неконструкционные, для которых расчет на прочность не произво­дится. В первом случае шипы зарезают по пласти заготовки и соединение назы­вают вертикальным, так как шипы ориентированы в вертикальной плоскости. В этом случае влияние крайних шипов, которые несколько отгибаются при за­прессовке соединения, на прочность при изгибе оказывается незначительным.

Во втором случае более рационально применять зарезку шипов по кромке заго­товки, что дает более декоративное (горизонтальное) соединение (рис. 1).

Рис. 1 Расположение и примерные профили зубчатых вертикальных и горизонтальных шипов

Процесс сращивания на зубчатый шип включает в себя операции форми­рования профиля шипов на обоих торцах заготовок (со сдвигом на полшага от­носительно друг друга), нанесения клея на шипы, запрессовки соединения и поперечного пиления для получения клееной заготовки нужной длины. По­следние три операции могут быть объединены в линиях сращивания.

Клеенаносители для зубчатых шипов могут быть встроены в шипорезный станок или быть отдельно стоящим оборудованием, которое располагается непо­средственно перед прессом для сращивания. На малых предприятиях использу­ют станки с ручным нанесением клея. Они имеют пластмассовый профильный ролик, повторяющий профиль зубчатых шипов. Ролик находится в клеевой ван­не. При его вращении клей равномерно распределяется по поверхности ролика и при контакте с заготовкой переносится на поверхность шипов (рис. 2).

Рис. 2 Станок КН-1 для нанесения клея на зубчатые шипы («Простор», г. Кострома)

На станке КН-1 имеется профилированный ролик с шагом шипов 3,8 мм.

Прессы для сращивания предназначены для сборки соединения, создания на короткий период необходимого усилия для надежного самозаклинивания со­единения, отпиливания клееной заготовки нужной длины и ее сброса (сталки­вания) на под стопное место.

Технология сращивания предусматривает два варианта получения длин­ных заготовок:

1. запрессовка в бесконечную ленту и отпиливание на заданную длину клееной детали. В этом случае давление запрессовки приходится прикладывать через пласти заготовок (рис. 3). Такой вариант необходим при изготовле­нии крупногабаритных изделий, например деталей строительных конструкций;

Рис. 3 Схема сращивания на зубчатый шип длинных заготовок

2. соединение (наживление) заготовок без приложения давления или с небольшой подпрессовкой до получения нужной длины, отпиливание в задан­ный размер и прессование с приложением торцового усилия к сращенной заго­товке (двухстадийная запрессовка).

Прессы второго типа представлены широкой гаммой устройств, содер­жащих торцовую пилу, верхний и боковой прижимы и торцовый пневматиче­ский или гидравлический прижим. Часто они снабжаются и клеенаносящим устройством, что позволяет сократить вспомогательное время и уменьшить за­нимаемую производственную площадь на участке сращивания. Такие прессы работают в следующем цикле:

• нанесение клея и сборка соединений с ручным продвижением материа­ла до упора;
• верхний прижим и выравнивание боковым прижимом для получения строгой прямолинейности заготовки;
• отпиливание в нужный размер с помощью встроенной нижней пилы и передача заготовки в зону прессования;
• обжим заготовки торцовым давлением с выдержкой 2-5 с;
• открытие пресса и выталкивание клееной детали на подстопное место.

Пресс, показанный на рисунке 4, предназначен для сращивания на зубчатый мини-шип короткомерных заготовок в полномерную продукцию. Он имеет клеенаносящее устройство и два канала— канал набора (наживления) заготовок и канал прессования. Пресс серийно выпускается в трех модифика­циях в зависимости от максимальной длины сращиваемой ламели.

Формирование шипов, нанесение клея, запрессовка соединения и торцов­ка на заданную длину объединены в линиях сращивания. Их можно разделить на линии с гибкой связью (станки не связаны между) и линии с жесткой транс­портной связью. Кроме того, такие линии могут иметь в своем составе один или два шипорезных станка.

На рисунке 5 показана линия сращивания модели Supra фирмы GreCon. Зарезка вертикальных шипов идет в пакете заготовок, поставленных на кромку.

Рис. 4 Пресс сращивания заготовок СПБ 005

Рис. 5 Линия сращивания Supra (GreCon, Германия) («Бакаут», Великий Новгород)

После зарезки рабочий разворачивает пачку, выравнивает ее по второму торцу и повторяет цикл зарезки с нанесением клея на шипы. После этого заго­товки наживляются и продвигаются вперед до упора. Автоматическая торцовая пила отпиливает заготовку на нужную длину (3-6 м) и сдвигает ее в зону прес­сования, где выполняется прессование под высоким торцовым давлением в те­чение нескольких секунд. Завершающей операцией является сталкивание клее­ной заготовки на подстопное место. Производительность пресса— 2 такта в минуту.

Для средних и крупных предприятий имеются линии сращивания с раз­личной степенью механизации и автоматизации работ. По мере расширения ас­сортимента клеёных конструкционных элементов возникла потребность в обо­рудовании, способном обрабатывать пиломатериалы большого сечения. Сего­дня такие системы существуют в виде компактных установок, в которых фрезе­рование, нанесение клея и прессование происходят в одной зоне (Howial HVP-25/26, SMB FLP, Weinig CF/CF-H, Powerjoint 8, Ledinek Eurozink Compact) с производительностью — 5-8 заготовок в минуту.

Powerjoint имеет конструк­тивную особенность, позволяющую сократить цикл на несколько секунд: заго­товки заходят в установку сбоку, при этом они выровнены торцами по нулевой линии, относительно которой настроены и все агрегаты установки. Время эко­номится на позиционировании заготовок. Все прессы линий тактового типа по­строены на принципе приложения давления мощными захватами-башмаками непосредственно в месте стыка. Благодаря этому прикладываемое усилие прес­сования достигает 40 т, давление не теряется на преодоление трения, и возмож­ным становится сращивание заготовок сечением до 200×320 мм на шипы дли­ной 10-20 мм.

Дальнейшее увеличение производительности достигается в линии с шипо­резными станками конвейерного типа, в которых шипы нарезаются при непре­рывном перемещении заготовок по цепному конвейеру. Такие линии для обра­ботки пиломатериалов длиной до 6,1 м разработали компании Ledinek и Weinig. Линии сращивания на горизонтальные шипы серий Weinig HS2000-6000 имеют производительность 60 заготовок или 160 погонных метров в минуту.

Новая производственная линия Ledinek (Словения) состоит из высоко­технологичных станков для предварительного и окончательного строгания за­готовок (типа STRATOPLAN со скоростью подачи 250 м/мин), установки сра­щивания на мини-шип (типа Kontizink) и всего необходимого вспомогательного оборудования. Технологическая линия включает также оборудование датского производителя System ТМ (линия оптимизации) и оборудование компании MICROTEC. Установка Kontizink Ml20 будет, вероятно, самой быстрой из всех, созданных на сегодняшний день. Ее производительность составит до 120 шт./мин. Линия сконструирована для сращивания с вертикальными шипа­ми, с длиной заготовки на входе от 300 до 3000 мм. Для отрезания плети требу­емой длины высокоскоростные линии оснащаются подвижными пильными уз­лами, которые сопровождают ленту, пока осуществляется рез.