Лесопиление. Пилорама с брусовкой. Окорка

Министерство высшего и профессионального образования РФ

Байкальский Государственный Экономический Университет

Кафедра Экономики и Менеджмента Лесного Комплекса

































Курсовой проект на тему:

Лесопиление. Окорка, пилорама с брусовкой.

(Вариант 5(III))



































Выполнил: студент 2-го курса

Группы ЛК-00-1

Юшин А.А.

Проверил: Зырянов В.Н.



























Иркутск 2002




Содержание.



1. Общая характеристика продукции лесопильного производства.	5

2. Технологический процесс лесопиления.	9

3. Окорка.	14

4.  Общая характеристика лесопильных рам.	18

5.ПИЛОРАМА С БРУСОВКОЙ.	26

6. ОКОЛОРАМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. СТАНКИ ДЛЯ ЛЕСОПИЛЬНЫХ ПОТОКОВ.	..29

7. Значение комплексной переработки древесины..	31




Введение.

По объему выпускаемой продукции лесопромышленный комплекс в структуре промышленного производства России занимает пятое, по объемам экспорта - четвертое место.

В нашей стране сосредоточены крупнейшие в мире лесосырьевые ресурсы (82 млрд. м3), составляющие около 20 % мировых запасов леса и представленные в основном ценными хвойными породами (76%). В составе лесопромышленного комплекса России (ЛПК) функционирует более 20 тыс. предприятий, из них 2705 крупных и средних. Общая численность работающих составляет около 1 млн. человек.

В 2001 г. в лесопромышленном комплексе продолжали действовать сложившиеся в 2000-м положительные тенденции. Однако следует отметить некоторое снижение темпов роста его производства: в 1999 г. индекс физического объема по ЛПК составлял 118%, в 2000-м -113,4, в 2001 г. ожидается 102,4 %, в том числе по лесозаготовительной промышленности -97,5%, деревообрабатывающей - 98,6 и целлюлозно-бумажной- 107,9 %. По подсчетам, в 2001 г. темп роста производства деловой древесины составит 100,5% к 2000г. Пиломатериалов - 94,7, ДСП - 107,6, ДВП - 101,5, фанеры клееной - 106,1, целлюлозы товарной - 103,1, бумаги - 102,6 и картона - 108,3%. Этому способствовали такие факторы, как сохранение спроса внутреннего рынка на отдельные виды продукции (газетную бумагу, фанеру, картонную тару, изделия из бумаги, спички] и относительно стабильное положение на основных рынках стран-импортеров российской лесобумажной продукции.

В настоящее время лесозаготовительная промышленность находится в крайне сложном финансово-экономическом положении. В 2000 г. индекс физического объема к 1999-му году составил 109,5%, в 2001 -м ожидается около 98%, кредиторская задолженность по состоянию на 01 01.2001 г. превысила объем выпуска товарной продукции на 4 млрд. руб. Увеличение объемов лесозаготовок характерно для приграничных регионов, осуществляющих экспорт круглого леса, а также для регионов с развитой целлюлозно-бумажной промышленностью. Снижаются объемы лесозаготовок в тех регионах, где расположены основные внутренние конечные потребители.

Целью данной работы является расчет производительности и необходимого количества оборудования для переработки объема годовой заготовки древесины = 75 тыс. м3, средним объемом хлыста = 0,65 м3, выходом пиловочника из хлыста = 65%, производительностью цеха лесопиления 50 тыс. м3/год.                                                                                   .    

                                                                                           
1. Общая характеристика продукции лесопильного производства.

Основной продукцией лесопильного производства является пиленая продукция (пилопродукция) и сопутствующая ей технологическая щепа.

Пилопродукцию получают в результате продольного деления бревен и кряжей на части и продольного и поперечного раскроя полученных частей. К пилопродукции в соответствии с ГОСТ 18288-77 относятся пиломатериалы, заготовки, шпалы и обапол.

Пиломатериалы – пилопродукция определенных размеров и качества с двумя плоскопараллельными пластями, в виде досок, брусков и брусьев, используемых в целом виде или для выработки заготовок, деталей и изделий из древесины.

Заготовки - пилопродукция с размерами и качеством, соответствующими изготовляемым деталям и изделиям, с припусками на механическую обработку и усушку.

Шпала - пилопродукция в виде бруса, предназначенная для использования в качестве опор для рельсов железнодорожных путей.

Обапол - пилопродукция, получаемая из боковой части бревна и имеющая одну пропиленную, а другую не пропиленную  или частично пропиленную поверхности. 

/ — наружная пласть; 

2 — внутренняя пласть;

3 — кромка: 

4 — ребра;

5 — торец; 



. Рис 1 Элементы пиломатериалов:6 — тупой обзол; 

7 — острый обзол

                                                                      

Пиломатериалы различаются по породам, геометрической форме поперечного сечения, характеру обработки, местоположению пиломатериалов в бревне, расположению пластей досок относительно направления годичных слоев древесины, назначению, способам распиловки, размерам и качеству древесины.

Пласти - это широкие стороны досок и брусков, а также все стороны брусков квадратного сечения; пласть, отличающаяся наибольшей чистотой в отношении качества древесины, называется лицевой, а противоположная ей – оборотной, пласть, обращенная к сердцевине, называется внутренней, а обращенная к заболони - наружной.

Кромки - узкие стороны досок и брусков. Ребра – линии пересечения пластей с кромками.

Обзол - непропил в углах поперечного сечения пиломатериалов. Обзол может быть тупым и острым.

Торцы – концевые поперечные обрезы пиломатериалов

По характеру обработки пиломатериалы делятся на две группы: обрезные и не обрезные. У обрезных пиломатериалов все четыре стороны пропилены, а размеры обзолов не превышают размеры, установленных ГОСТ. У не обрезных пиломатериалов пласти пропилены, а кромки или совсем не пропилены, или же пропилены частично, причем величины обзолов превышают размеры, допускаемые в обрезных пиломатериалах.

По характеру обработки пиломатериалы делятся также на строганные и нестроганные. Строганные материалы могут иметь выстроганными: а) одну пласть, б) обе пласти или обе кромки, в) одну (лицевую) пласть и обе кромки, г) обе пласти и обе кромки.

Виды пиломатериалов (рис 2): пластина (рис 2-а), четвертина (рис 2-б), двухкантный брус (рис 2-в), трехкантный брус (рис 2-г), четырехкантный брус (рис 2-д), необрезные доски (рис 2-е), обрезная доска ( рис 2-ж), бруски (рис 2 -з), обапол (рис 2-и), шпалы (рис 2-к,л).



Рис. 2. Виды пиломатериалов



По местоположению материалов в бревне по отношению их к продольной оси бревна различаются следующие разновидности досок: сердцевинная доска, центральные доски и боковые доски. По назначению пиломатериалы делятся на 2 основные группы: для внутреннего потребления и для экспорта. По качеству пиломатериалы делятся на сорта, соответствующая характеристика которых изложена в стандартах.

Торцовка. Доски обычно имеют загрязненные   и неровные торцы. Кроме того, бревна заготавливаются с припусками по длине, рассчитанными на последующую оторцовку. В ряде случаев доски могут иметь различные дефекты, которые приходится вырезать путем отпиливания части доски. Все эти операции, служащие для придания доске окончательного вида, производятся посредством поперечной распиловки, т.е. оторцовки. В лесопильном производстве применяются торцовочные станки однопильные и многопильные.

Сортировка пиломатериалов. Сортировка – это распределение пиломатериалов по группам. Пиломатериалы сортируют по следующим признакам: порода качество, размеры (толщина, ширина, длина) степень обработки и назначение. От сортировки зависит дальнейшее использование пиломатериалов. Необходимое качество сушки можно обеспечить только при условии тщательной сортировки пиломатериалов по размерам и породам. Для сортировки пиломатериалов, выходящих из лесопильного цеха, применяют специальные конвейеры и линии.

Сушка. Сушкой называется процесс удаления из древесины влаги испарением. В деревообрабатывающих производствах промышленное применение имеют два способа сушки: конвективная газопаровая и конвективная атмосферная. Газопаровая сушка, проводимая в специальных помещениях – сушильных камерах, называется также камерной. Теплота проводится к древесине с помощью нагретого воздуха, смеси воздуха с топочными газами или водяного пара. Атмосферная сушка  производится на открытых складах или под навесами при размещении пиломатериалов в штабелях. Агентом сушки является атмосферный воздух. Атмосферная сушка может применяться в сочетании с камерной.

Пакетирование. После сушки доски подвергаются окончательной обработке (маркировка, сортировка по качеству и длинам), а прошедшие окончательную обработку доски в плотные транспортные пакеты, в которых их хранят до отгрузки и доставляют потребителям. Размеры транспортных пакетов, конструкция и правила пакетирования устанавливаются ГОСТ 16369-79, 19041-79 и др.   


2. Технологический процесс лесопиления.

При организации процесса выработки пиленой продукции стремятся к рациональному использованию, как оборудования, так и труда рабочих. Это достигается соответствующим построением производственного процесса.

Производственным процессом называется совокупность операций, выполняемых в определенной последовательности средствами труда над предметом труда для получения готовой продукции. Складывается производственный процесс из основных и вспомогательных операций.

Вспомогательные операции направлены на обеспечение нормального протекания основных операций при получении готовой продукции. К вспомогательным можно отнести операции транспортирования, укладки, учета, контроля и сёма детали.

Совокупность основных операций, в результате которых предмет труда претерпевает размерные и качественные изменения, называется технологическим процессом. Технологическая операция – часть технологического процесса, выполняемая на рабочей позиции до перехода к обработке следующей детали. К технологическим операциям относятся распиловка бревен на брус и доски, обрезка и торцовка досок, сортировка и раскладка досок по сечениям и сортам, переработка отходов на технологическое сырье.

Подготовка сырья. Сырьем для лесопромышленного производства являются бревна и кряжи различных древесных пород. Сырье называется пиловочным сырьем или пиловочником.

Бревна и кряжи - круглые лесоматериалы, получаемые из древесных хлыстов путем поперечного деления последних. Эта операция называется раскряжевкой. Раскряжевка может производиться на лесосеке  или на лесозаготовительных складах и  на лесопильном заводе, если сырье доставляется на завод в хлыстах.

Большинство пиловочных бревен хвойных пород, поступающих на наши лесопильные заводы, имеет длину 5,5; 6 и 6,5  м. Длина кряжей лиственных пород обычно несколько меньше,  а именно 4-4,5 м.

. Для  получения качественной пилопродукции и достижения большей производительности пиловочное сырье при подачи его в лесопильный цех предварительно сортируют.

Широко распространена сортировка на воде (рейды и бассейны). Для механизации сортировки на суше создают сортировочные площадки на базе конвейера. На складах  при сухопутной доставке сырья выполняют следующие работы: выгрузку сырья, сортировку его на сорторазмерные группы и подачу в лесопильные цех (бревна сортируют по породам, диаметрам, длинам и качеству).

Окорка пиловочного сырья. Отходы, получаемые в лесопильном цехе в виде реек, обрезков, опилок могут быть использованы как технологическое сырье для производства ДВП и ДСП. Ценность этих отходов повышается после снятия коры. Окоренные бревна позволяют уменьшать трудовые затраты во время их распиловки, так как повышается износоустойчивость режущих инструментов. Для окорки используют станки ОК 66 М, ОК 66-1, ОП 80-1, ОК 100-1.

Раскрой пиловочного сырья.

Раскрой пиловочного сырья является основной и важнейшей операцией технологического процесса лесопильного производства. От правильности раскроя зависит количество и качество полученных пиломатериалов.

Под распиловкой бревен следует понимать продольное деление бревен одной или несколькими пилами на пиломатериалы. По количеству одновременно работающих пил в станке различают индивидуальный и групповой виды распиловки бревен.

При индивидуальной распиловке каждое отдельное бревно распиливается последовательно одной пилой, причем каждый последующий пропил назначается с учетом особенностей распиливаемого бревна. Индивидуальная распиловка бревен возможна и при одновременной работе двух пил, если они являются передвижными и могут иметь взаимное расположение по задаваемой программе.

При групповой распиловке бревна распиливаются поставом (набором) пил без учета особенностей каждого отдельного бревна. Групповая распиловка бревен является более производительной, поэтому она имеет широкое применение.

 

Рис 3.Способы распиловки бревен

По направлению продольной оси бревна в лесопильной раме различается распиловка параллельно оси бревна и параллельно образующей. В подавляющем большинстве случаев распиловка производится параллельно оси бревна, так как групповая распиловка бревен параллельно образующей сильно перерезает годовые слои древесины на одной половине бревна, что ухудшает качество досок и способствует переходу сердцевинной трубки с одной пласти доски на другую или выходу ее в две центральные доски. Возможна ориентированная распиловка (радиальная или тангентальная).

Для выработки пиломатериалов массовых спецификаций, не требующих ориентации пластей относительно годичных слоев древесины, широко используется два основных способа распиловки: вразвал и с брусовкой.

При распиловки бревен вразвал направления плоскостей всех пропилов в бревне параллельны между собой (рис 3, а). Из бревна выпиливается несколько не обрезных досок и два горбыля. Этим способом распиливается почти полностью пиловочное сырье лиственных пород и часть сырья хвойных пород, в основном тонкомерные бревна диаметром 14 и 16 см.

При распиловке бревен с брусовкой (рис 3 б-в) сначала получают двухкантный брус и не обрезные доски (первый проход) (рис 3 б-1); брус затем распиливают в продольном направлении перпендикулярно его пластям на обрезные и не обрезные доски (второй проход) (рис 3 б-2)

При распиловке толстомерных бревен (диаметром примерно от 40 сантиметров и выше) из средней части бревна могут выпиливаться два или три бруса (рис 3 в-1) с последующей их распиловкой на обрезные и не обрезные доски (рис 3 в-2). Количество горбылей получаемых из бревна зависит от количества выпиливаемых брусьев: при одном брусе – 4 горбыля, при двух- 6 и при трех – 8 горбылей. Распиловкой с брусовкой перерабатывается до 60% всего пиловочного сырья, в основном это хвойное сырье диаметром 18 и более см.

Имеются и другие способы распиловки: секторный (рис 3 г), развально-сегментный (рис 3,д), брусово-сегментный (рис 3 е) и круговой (рис 3 ж).

Их применяют, когда необходимо получить пиломатериалы, отвечающие специальным требованиям в отношении расположения пластей к направлению годичных слоев древесины (пиломатериалы тангентальной и радиальной распиловки).

Постав – это схема (план) раскроя отдельного бревна или группы бревен на пиломатериалы требуемых размеров, показывающая порядок и место пропилов, толщину, а иногда и ширину получаемых пиломатериалов.

Принципиальная технологическая схема цеха лесопиления приведена в Приложении 1




3. Окорка.

Ценность отходов повышается, если они не имеют коры. Поэтому бревна перед распиловкой следует окорять. При окорке вместе с корой удаляются песок, ил и различные включения, попадающие в кору при заготовке и сплаве сырья. Поэтому при распиловке окоренных бревен повышается стойкость пил, а в связи с этим уменьшаются расход инструмента и мощность на пиление: Распиловка получается более чистой, что способствует улучшению качества пиломатериалов. В результате уменьшения скольжения бревен на подающих вальцах увеличивается производительность лесопильных рам.

При централизованной окорке сырья на предприятиях получаются большие объемы коры, вследствие чего создаются условия для лучшего ее использования.

Окорку пиловочных бревен можно осуществлять различными способами: 

Фрикционные  станки удаляют кору за счет сил трения инструмента о поверхность бревна или посредством взаимного трения бревен.

Режущие станки  снимают кору режущими инструментами.

Струйные  удаляют кору спомощью струи воды или воздуха под большим давлением.

При физико-химическом используют электрические, химические, ваккумные и др. явления для отрыва коры от древесины.

В зависимости от назначения ,  объемов окорки лесоматериалов, условий и места ее проведения применяют окорочное оборудование различных конструктивных исполнений. Проводят поштучную и групповую окорку бревен. При поштучной применяют станки окаривающие лесоматериалы методом строгания, фрезерования, скобления: групповую окорку ведут методом трения, соударения.

Строгание-бревно или кряж движется поступательно по отношению к ножам , каждый нож срезает одну полоску коры.

Фрезерование - окорочные ножи вращаются касаясь бревна сбоку, а бревно имеет либо только поступательное, либо поступательно-вращательное движение.

Скобление - тупые коросниматели вращаются вместе с ротором, кряж совершает поступательно-продольное движение. Скобление в этом случае получается поперечно- винтовое.

Трение – окорка осуществляется благодаря ударам и трению бревен, поленьев и сучьев между собой  и об элементы окорочной машины.

Существует еще два способа окорки точением и гидровлический.

Гидровлический – окорка осуществляется при помощи струи воды, которая подается на бревно или кряж под большим давлением.

Точением – бревно проходит сквозь вращающий ротор, поэтому такие станки называются роторными.

Фрикционные окорочные машины имеют высокую производительность. Однако при окорке в этих-машинах повреждается заболонь древесины, а поверхность приобретает шероховатый, ворсистый вид, что ограничивает применение их для окорки пиловочных бревен. Гидравлические окорочные машины почти не применяются в мировой практике.

Роторные станки получили наибольшее распространение среди окорчных станков. В таких станках короснимающим мезанизмом является ротор, который несет на себе тупые коросниматели и вращается вокруг бревна. Коросниматели не режут кору, а вдавливаются и разрывают ее. Кулачок короснимателя давит на впереди лежащий слой коры, сжимает его, в результате чего кора отделяется от древесины по камбиальному или лубеному слою. Сами коросниматели прижимаются к бревну спомощью резиновых кольц или пружин. Качество окорки на роторных станках зависти от влажности  и температуры коры и наружных слоев древесины. Бревна с влажной корой окараются лучше, а сухие или мерзлые  почти не подаются окорке .Роторные окорочные станки выпускаются различных размеров и нахначений. Окорочные станки ОК-35М, ОК-35К, ОК-40М, ОК-66М, ОК-40-1, ОК-63М, ОК-63-1, 2ОК-63, ОК-80-1, ОК-100-1, имеют диаметр просвета ротора соответствующий цыфре, стоящей за маркой,  т.е. 35,40,60 см и тд.  

На этих станках  можно окаривать как тонкомерные ,так и крупномерные лесоматериалы диаметром от 60 до 90 см. Конструкцию станков постоянно модернизируют, тем самым улучшая качество окариваемой поверхности. 

Станки моделей ОК-35М, ОК-40М, ОК-40-1 применяют для окорки балансов и рудничной стойки диаметром от 6 до 35см и длинной не менее 1,5см. Станок ОК-40М помимо короснимателей снабжен ножами для зачистки сучьев и предназначен для окорки балансов поставляемых на экспорт. Станки ОК-63-1, ОК-80-1, ОК-63М, ОК-66М, ОК-100-1 применяют для окорки бревен и круглых сортиментов. У всех окорчных станков типа ОК перед ротором устанавливают подающие, а за ротором –приемные транспортеры. Подающие служат для перемещения и предварительной центровки бревен во время подачи в вальцы и ротор станка. Для изменения скорости подачи бревна при окорке, станки снабжены механизмами перемены скоростей. Мощность приводов станков в зависимости от марки находится в приделах от 21 до 90 кВт. Производительность роторных санков (м3/смена) определяют по формуле: 



Тсм – время смены (480 мин.)

φ1 – коэффициент использования рабочего времени (0,75 – 0,8)

φ2 – коэффициент загрузки оборудования (0,78 – 0,8)

u – скорость

g – объем среднего кряжа (0,65) 

L – средняя длина кряжа (6м)

 





Имеем:



Количество роторных станков определяют по формуле:



Q – производительность цеха пиления

А – сменная производительность пильной рамы

252 – рабочих дня в году





Имеем:





Для подачи бревен к станку и удаления их после окорки окорочные роторные станки оборудуются роликовыми конвейерами. Выпускаются окорочные роторные станки следующих моделей: ОК40-1, ОК63-1, ОЩМ и OKI 00-1, диаметр просвета ротора у которых соответственно равен 400, 630, 800 и 1000 мм.

На станке ОК40-1 могут обрабатываться бревна диаметром от 60 до 350 мм, а на станке ОК63-1—от 100 до, 580 мм. Станки ОК80-1 и, OKI 00-1 предназначены для окорки крупномерных пиловочных бревен хвойных и мягких лиственных, пород.   

Станки указанных моделей имеют шесть короснимателей. Производительность их разная. У станка ОК63-1 (рис, -35), например, скорость вращения ротора 135 и 180 об/мин Механизм, подачи имеет шесть скоростей средняя производительность станка в смену 300 м3. Станки обслуживает один оператор. Станки, предназначены для окорки свежесрубленной, сплавной и мерзлой древесины.

Бревна в производственном процессе лесопиления можно окорять перед укладкой в штабеля на хранение, перед подачей в бассейн, после бассейна, перед подачей в лесопильный цех на распиловку или в самом цехе перед бревнопильным станком. Место окорки выбирается с учетом конкретных условий предприятия. На базе строящихся или реконструируемых предприятиях требующих организации окорки в потоках лесопильного цеха.

1 — станина,

 2 — механизм подачи,

 3 — коросниматели, 

4 — статор,

5  — ротор.     





Рис. 35. Окорочный станок ОК63-1;

Кроме роторных окорочных станков, иногда для чистой окорки применяют станки ОД – дисковые. Они предназначены для окорки балансовых кряжей и рудостойки длиной от 1м до 3,5м. Рабочим органом станка является вращающийся диск с ножами – их обычно 12. Диск и подающий механизм на металлической станине, представляющей собой четырехугольную раму со стойками. Бревно с одновременным вращением подается балансирной рамой с изменяемыми рамками. Вращение диска и балансирной рамы происходит от электродвигателя через ременную передачу и вертикальный вал. Станок может окаривать бревна диаметром от 10 до 25см.

Так же для окорки существуют корообдирочные барабаны (КБ-3; КБ-6) окорка происходит за счет трения и ударов поленьев дрг от друга, о стенки, о ножи барабана, которые вращаются с частотой 10 об/мин. Эти барабаны входят в состав поточных линий УПЩ-3А, УПЩ-6А. 

4.  Общая характеристика лесопильных рам.

По расположению и направлению движения  различают рамы горизонтальные и вертикальные. 

В горизонтальной лесопильной раме тонкое пильное полотна натянуто горизонтально и совершает поступательно-возвратное движение в горизонтальном направлении. Эти рамы применяют главным образом для распиловки кряжей твердых ценных пород древесины (дуба, бука, ореха). 

B вертикальной лесопильной раме рамные пилы натянуты в вертикальных плоскостях с тем или иным уклоном и совершают поступательно-возвратное движение в вертикальном направлении. Одновременно, в раму устанавливается несколько пил (постав) и осуществляется групповая распиловка сырья.

Вертикальные лесопильные рамы можно классифицировать по нескольким признакам. По способу установки рамы делятся на стационарные и передвижные. Стационарные рамы предназначался для постоянно действующих предприятий, устанавливаются на прочных бетонных фундаментах. Передвижные рамы устанавливают на колесном ходу, транспортируют без демонтажа транспортируются автомашинами. 

По высоте различают рамы двухэтажные, полутораэтажные и двухэтажные. По числу шатунов рамы бывают одношатунные и двухшатунные. Двухэтажные рамы строятся одношатунными, одно- и полутораэтажные—двухшатунными. Выпускают рамы с непрерывной, однотолчковой и двухтолчковой подачей бревна в раму, а по количеству подающих вальцов различают четырех- и врсьмивальцовые рамы. Первые распиливают бревна длиной от 3 м более, вторые от 1 м и более.

Продольная распиловка лесоматериалов производится с помощью лесопильных рам, ленточнопильных и круглопильных станков, а также фрезерно-пильных агрегатов. Ленточнопильные станки в нашей стране не получили широкого распространения. Относительно новыми являются фрезерно-пильные агрегаты, масштабы применения которых также невелики. Ни те, ни другие станки в лесозаготовительных предприятиях не применяются.  Круглопильные станки получили широкое распространение в шпалопилении. Практически все объемы лесопиления в лесозаготовительных предприятиях выполняются с помощью лесопильных рам. Наибольшее распространение в отечественной лесопильно-деревообрабатывающей промышленности на механизированных ,лесопильных, заводах имеют вертикальные; двухэтажные одношатунные лесопильные рамы с непрерывной подачей 2Р75-1, 2Р75-2 2Р63-1, 2Р63-2, 2Р 100-1, 2РЩ-2.    





Рис.3. Принципиальная схема

лесопильной рамы



Принципиальная схема лесопильной рамы показана на рис.3. Под действием кривошипно-шатунного механизма 2 с главным валом 1 пильная рамка 3, в который натянуты пилы 8, совершает возвратно-поступательное движение в направляющих 7. Поскольку рамка установлена с некоторым наклоном, то при движении вниз пилы врезаются в древесину, а при движении вверх зубья отводятся от дна пропила; Распиливаемое бревно 5 надвигается на пилы с помощью нижних 4 и верхних 6 вальцев. Нижние вальцы не меняют своего положения, а верхние являются «плавающими», высота их меняется в зависимости от изменения диаметра распиливаемого бревна или толщины бруса.

Лесопильные рамы характеризуются несколькими основными параметрами. Это прежде всего просвет пильной рамки. Просветом называется внутреннее расстояние В между вертикальными стойками пильной рамки. Просвет определяет наибольший диаметр бревен, которые можно распиливать на раме. Зависимость между величиной просвета рамы и наибольшим диаметром распиливаемого бревна имеет следующий вид:

B = d+S*l+2k,                         

где d – верхний диаметр наиболее толстого бревна, которое можно пропустить через данную раму, см; 

        S – величина сбега, которую можно принимать равной 1 см на каждый метр длины бревна; 

        l – длина бревна, м;

       k – запасное расстояние между стойками и комлем бревна, см. (расстояние k обычно принимается равным 5 см).

По ширине просвета лесопильные рамы подразделяются на широкопросветные (В = 80 см и более), среднепросветные (В = 60…75 см) и узкопросветные (В = 55 см и менее).

Второй конструктивной и технологической характеристикой лесопильной рамы является ход пильной рамки, т. Е. полная высота Н, на которую рамка опускается за половину оборота кривошипного механизма:

H=2R,                            

где R – радиус кривошипа (см. рис.3).

От хода рамки зависят условия работы зубьев пил, в том числе возможность выноса опилок, а также производительность рам, так как при одной и той же подаче на зуб производительность рамы прямопропорциональна величине хода. В этом состоит технологическое значение хода пильной рамки. Конструктивное значение хода заключается, в частности, в том, что от него зависит выбор длины пил L:

L = Н + d + Sl + k1                        

где  k1 – запас (k1 = 0,2 … 0,35 м).

В зависимости от класса выпускаемых промышленностью лесопильных рам и их назначения пильные рамки имеют ход от 220 до 700 мм.

Быстроходность лесопильной рамы характеризуется скоростью вращения главного вала. За время одного оборота вала пильная рамка совершает рабочий ход вниз и холостой ход вверх, т. Е. один двойной ход. От числа оборотов n, так же как и от величины хода пильной рамки H, зависит производительность лесопильных рам. Наиболее распространены лесопильные рамы со скоростью вращения вала 290 … 360 об/мин.

Подача, т. Е. расстояние, мм, на которое бревно или брус надвигается на пилы за один оборот главного вала, может быть непрерывной, однотолчковой и двухтолчковой. При непрерывной подаче бревно продвигается в раму непрерывно во время холостого и рабочего хода пильной рамки; при однотолчковой подаче – только за рабочий или только за холостой ход; при двухтолчковой один толчок происходит за рабочий, другой – за холостой ход пильной рамки. Подачу применительно к лесопильным рамам называют обычно посылкой.

Лесопильные рамы подразделяются на две большие группы:

● двухэтажные 

● одноэтажные.

Двухэтажные лесопильные рамы типа РД унифицированы, в них целый ряд одних и тех же по конструкции узлов и деталей. Базовой моделью унифицированного ряда является среднепросветная рама РД75-6, на которой вырабатывается основная часть получаемых в стране пиломатериалов. Эту раму устанавливают первой в лесопильном потоке (рама первого ряда). Она распиливает бревна на брусья, необрезные доски и горбыли при распиловке «с брусовкой» или на необрезные доски и горбыли при распиловке «вразвал».

Лесопильная рама РД75-7 устанавливается второй в лесопильном потоке (рама второго ряда) вслед за рамой РД75-6. Она предназначена, следовательно, для распиловки не бревен, а брусьев, которые выпиливаются на первой раме. Поэтому потребная высота пропила у рамы РД75-7 меньше, она составляет 38 см вместо 65 см у рамы РД75-6; уменьшен соответственно габарит рамы по высоте и длине; снижена масса. Поскольку рама второго ряда распиливает брус на доски, в ней устанавливается большее количество пил по сравнению с первой рамой. По этой причине рама РД75-7 оснащена более мощным двигателем, чем рама РД75-6.

Рама РД50-3 является узкопросветной. От базовой модели — рамы РД75-6 она отличается величиной просвета, повышенной быстроходностью, большей мощностью привода механизма резания и повышенной подачей.

Широкопросветная рама РД110-2М устанавливается на лесопильных предприятиях, перерабатывающих толстомерные лесоматериалы—в районах Восточной Сибири, Дальнего Востока, Кавказа. Она тоже унифицирована с рамой РД75-6, но отличается от нее рядом конструктивных узлов и некоторыми техническими характеристиками, что связано с необходимостью переработки крупномерного сырья.

    Для лесопильной промышленности разработана унифицированная гамма одноэтажных лесопильных рам типа 2Р: 2Р50-1 и 2Р50-2; 2Р63-1 и 2Р63-2; 2Р80-1 и 2Р80-2: 2Р100-1 и 2Р100-2. Цифры после буквы Р обозначают ширину просвета, цифра 1 показывает, что рама устанавливается первой в лесопильном потоке (рама первого ряда), цифра 2 — рама второго ряда(См. Приложение 2)

Сменная производительность лесопильной рамы вычисляется по формуле: 



I – фактическая подача (22-60 мм)

n – скорость вращения вала (360об/мин)

Т – продолжительность смены (480мин)

k – коэффициент использования оборудования (0,75-0,85)

К1 – коэффициент использования сменного времени (0.75-0,8)

g – средний объем бревна (м3)

L – длинна бревна (м)





        

Количество лесопильных рам определяют по формуле:



Q – производительность цеха пиления

А – сменная производительность пильной рамы

252 – рабочих дня в году





Процесс распиловки бревен на лесопильной раме протекает следующем образом. Включенная рама работает сначала в холостую. Затем вершинную часть бревна укладывают на нижний валец (рябуху), опускают верхние вальцы и зажимают бревно. После включения подачи бревно проходит через пилы и зажимается второй парой вальцов. Подачу устанавливают в зависимости от диаметра бревна, ее можно регулировать и в процессе распиловки. Тележку отсоединяют от бревна еще до окончания его распиловки, с таким расчетом , чтобы к моменту, когда предыдущее бревно будет распилено, к пилам было подано следующее. Работа в лесопильных цехах строится по принципу поточности, по этому же принципу устанавливается оборудование. Бревна в цех подают транспортером и укладывают на площадку, создавая необходимый запас. Затем бревна поступают в раму. Полученные после распиловки доски по роликовому столу направляют к обрезному станку. Часть досок , требующая оторцовку,  поступает к торцовочному станку. Готовые доски на вагонетках поступают к местам складирования. Горбыли рейки и опилки транспортируют в цехи переработки отходов.






ПИЛОРАМА С БРУСОВКОЙ. 

Сырьем для лесопильных цехов служат бревна длиной от 3 до 8 м и диаметром от 14см и более. К готовой продукции лесопиления относят обрезные и необрезные доски, брусья, горбыли. Основным оборудованием лесопильного цеха являются лесопильные рамы, которые могут работать в развал и с брусовкой.

При распиловке с брусовкой бревно распиливают  на лесопильной раме четным числом пил на двухкантный брус, подгорбыльные доски  и горбыли, после чего брус вторично пропускают через лесопильную раму (эту же или другую) и распиливают на обрезные доски одинаковой ширины и горбыли.

Если у цеха одна лесопильная рама, то при работе с брусовкой в первую половину смены выпиливают брусья, которые возвращаются обратно и накапливаются перед рамой, а во вторую половину смены (при изменении постава) брусья подают в ту же раму и распиливают на обрезные доски., причем из средней зоны выпиливают чистообрезной пиломатериал, а из крайних зон получают полуобрезные или обзольные доски и горбыли.

При распиловке бревен на лесопильных рамах применяют постава—т.е. группу пил, установленных в лесопильной раме на определенном расстоянии одна от другой. Постав определяет план раскроя бревна на пиломатериалы определенных размеров. В зависимости от постава по толщине и ширине, их качество и полезный выход пиломатериалов.

В поставе различают доски сердцевинные, центральные и боковые (см. рис. 3).

По количеству выпиливаемых из бревна досок постав бывает четным или нечетным. В четных поставах сердцевина попадает в центральный пропил, а в нечетных—в среднюю, сердцевинную доску. Постав записывают в порядке расположения досок, например,  16-22-35-40-35-22-16. Это означает, что в центре постава одна доска сердцевинная толщиной 40 мм, за ней с каждой стороны по одной доске по 35 мм, далее по 22 и 16 мм. 

Постав можно записать и так: 

Здесь числитель означает толщину досок, знаменатель — их количество. Указанный постав означает и то, что распиловка бревна должна быть произведена вразвал.

При раскрое с брусовкой запись постава ведется в две строки. Первая строчка означает постав при первом проходе бревна через лесопильную раму, вторая — при раскрое бруса. Например, первый проход бревна через лесопильную раму , второй проход .

В одном поставе недопустимы доски двух смежных толщин с разницей менее 5 мм, так как при сортировке эту разницу трудно заметить и доски могут попасть в несоответствующую группу.

Для лучшего использования формы бревна толстые доски устанавливают в середине постава, тонкие—по краям. Сердцевинная древесина (сердцевинная трубка), особенно в бревнах из перестойных деревьев, должна попасть в одну сердцевинную доску или в две центральные доски (табл. 13.1).

При расчете постава учитывают не только верхний диаметр бревна, но и средний сбег, принимаемый 1 см на 1 м длины бревна. Однако нужно учитывать, что тонкие бревна имеют меньший сбег, толстые—больший. Зона сбега дает низкий выход продукции, не более 15… 20% объема. Укорочение сильно-сбежистых бревен способствует лучшему использованию зоны сбега.



а) - вразвал:

 1- сердцевинная доска: 

2 – центральный: 

3 – боковые: 

б) - с брусовкой 

1 - первый проход, 

2 - второй проход.

                                                                                                                                                                                                    

Рис.3. Схема поставов при распиловке.



Производительность лесопильного цеха (м3/смены) при работе всех рам с брусовкой рассчитывается по формуле: 



Псмр – сменная производительность пильной рамы (м3/смена)

i – число пилорам

φ – коэффициент учитывающий влияние отдельных установок, входящих в линию (0,8-0,85)

Тогда:







(м3/смеу)

Количество линий работающих с брусовкой рассчитывается аналогично лесопильной рамы:




6. ОКОЛОРАМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. СТАНКИ ДЛЯ ЛЕСОПИЛЬНЫХ ПОТОКОВ. 

Механизация лесопильного производства не ограничивается только применением лесопильных рам на распиловке бревен и брусьев Процесс лесопиления связан с выполнением целого ряда других операции и приемов, для механизации которых применяется так называемое околорамное оборудование, а также станочное оборудование.

Для подачи бревен в цех применяют продольные цепные конвейеры. Принцип их действия тот же, как и у продольных транспортеров, изеняя емых на нижних складах. В небольших цехах с одноэтажными рамами бревна к раме подают на рельсовых вагонетках.

Для сталкивания бревен с конвейера применяются бревносбрасыватели. Подача бревна в лесопильную раму, его центрирование и поддержание во время распиловки осуществляются с помощью зажимной и поддерживающей впередирамных тележек. В комплекте с двухэтажными лесопильными рамами применяется несколько роликовых транспортеров для транспортирования брусьев, досок и горбылей.

В потоке, за лесопильными рамами, обычно устанавливают станки, которые необходимы для дополнительной обработки выпиленных на рамах пиломатериалов. На этих станках производят обрезку досок, а также раскрой пиломатериалов по ширине, длине и толщине.

Обрезные станки применяют для обрезки кромок необрезных досок, в результате чего получаются обрезные доски. Кроме того, на обрезных станках широкие доски распиливают на несколько узких Чаще всего изеняяются двухпильные обрезные станки, у которых одна пила, коренная, установлена неподвижно, а вторая имеет осевое перемещение. Ее можно сдвигать на такое расстояние от первой, чтобы из любой необрезной доски получить возможно более широкую обрезную доску ближайшего стандартного размера.

Торцовочные станки применяются для поперечной распиловки пиломатериалов. Торцуют, т. Е. отпиливают, концы досок и брусьев, если на них имеются трещины Торцовку делают также для того, чтобы привести длину пиломатериалов к ближайшей стандартной длине, для вырезки дефектов и т д. Торцовочные станки бывают 

 однопильными 

 многопильными (слешеры и триммеры).

Для раскроя пиломатериалов по толщине применяют делительные и ребровые станки В качестве режущего органа в делительных станках используются ленточные пилы, в ребровых — круглые.




7. Значение комплексной переработки древесины

Основными потребителями древесного сырья являются лесопиление, целлюлозно-бумажные, плитные и фанерные предприятия, а также горно-рудная и строительная отрасли страны. При переработке древесины образуется большое количество отходов; при торцовке хлыстов — откомлевки, которые достигают в среднем 2,5 %; при распиловке древесного сырья — горбыли, рейки, торцовые отрезки и вырезки досок, опилки (свыше 40 % отходов); отходы при производстве шпал (их выход составляет 50 % сырья); отходы тарного производства (от 55 до 80 %); при раскряжевке хлыстов — некондиционная (дровяная) древесина (15.. .25 %); сучья и ветви (от 6 до 18 % стволовой древесины), кора (8… 12 %).

Задача состоит в комплексной переработке древесины, получеиз продукции из перечисленных видов отходов, что сохранит ежегодно, десятки тысяч гектаров растущего леса.

Известны три способа переработки древесины и древесных отходов: механический, химико-механический и химический.

Механическая обработка заключается в изменении форм круглых лесоматериалов пилением, строганием, фрезерованием, точением, лущением, сверлением, раскалыванием и др. В результате механической обработки изделия из древесины сохраняют исходные физико-механические свойства, макро- и микроструктуру.

При химико-механическом способе переработки получают промежуточный продукт из древесины, однородный по составу и размерам, специально резаную стружку, дробленку, шпон. Промежуточный продукт, получаемый механическим способом, покрывают синтетическим связующим веществом. Под действием температуры и давления происходит реакция (полимеризация связующего) в результате чего промежуточный древесный продукт прочно склеивают. В качестве связующего вещества может быть использован цемент и другие минеральные вяжущие вещества. При химико-механической переработке получают фанеру, столярные, древесно-стружечные и цементно-стружечные плиты, арболит и фибролит. Химико-механический способ используют при получении волокнистых полуфабрикатов в целлюлозно-бумажной промышленности. Одно из направлений химико-механической переработки состоит в получении модифицированной древесины (прессование).

Химическая переработка осуществляется термическим разложением при воздействии на нее растворителей, щелочей, кислот, кислых солей сернистой кислоты. Термическое разложение, или пироиз, древесины осуществляется нагреванием древесины при высокой температуре без доступа воздуха. При пиролизе получают твердые (древесный уголь), жидкие и газообразные продукты. При помощи растворителей из древесины, предварительно измельченной в щепу, извлекают различные экстрактивные вещества.




Заключение.

Показатель

Ед. изм.

Значение

Годовой объем заготовки древесины

тыс. м3/год

75

Средний объем хлыста

м3

0,65

Средняя длина хлыста

м

23

Вход пиловочника из хлыста

%

65

Производительность 1 роторного станка

м3/смена

83,2

Необходимое количество роторных станков

шт.

3

Сменная производительность 1 рамы

м3/смена

336,96

Необходимое количество  линий работающих с брусовкой

шт.

2

Производительность цеха лесопиления

тыс. м3/год

50

Проведя необходимые расчеты имеем:


Приложение 1



Принципиальная технологическая схема лесопильного предприятия



Кора в отвал

Балансы без коры

Сжигание

Опилки

Кусковые отходы

Опилки

Сжигание

Первичный раскрой

Склад сырья

Разделка хлыста



Окорка

Сортировка

Сушка пиломатериалов

Сортировка

Пакетирование

Склад продукции

		Потребителю

Торцовка

Раскрой бруса

Дообработка

Опилки

Сжигание
Приложение 2

Технические характеристики рам





                        Двухэтажные



РД50 – 3

РД75 – 6

РД75 – 7

РД110 – 2М

Просвет пильной рамки, мм

   500

   750

   750

    1100

Ход пильной рамки, мм

   600

   600

   600

     600

Наибольший диаметр распил. Бревен в комле, см

   45

   65

     -

     100

Наибольший диаметр распилив. Бруса, см

     -

     -

   380

     650

Длина бревен, м

 3,2…9

 3,2…9

 3,2…9

   3,2…9

Наибольшее количество пил в поставе

   10

   12

    12

      20

Скорость вращения вала, об/мин

   360

   320

   320

      235

Максимальная подача, мм

   60

   50

    50

      22

Общая установл. Мощность, кВт

   117

    97

   117

     140

Габарит, мм:









                высота

  5125

  5400

  5050

    6350

                ширина

  2300

  2500

  2575

    3100

                длина

  2900

  2900

  2250

    3600

Масса, т

   15,6

  16,8

  15,9

    19,6













Приложение 2(продолжение)



                      Одноэтажные



Р65 – 4М

Р63 – 2

РП передв.

РК корот.

РТ – 2 тарная

Просвет пильной рамки, мм

  650

 630

  650

  650

    350

Ход пильной рамки, мм

  400

 410

  410

  410

    200

Наибольший диаметр распил. Бревен в комле, см

   53

  50

   55

   50

       -

Наибольший диаметр распилив. Бруса, см

    -

    -

     -

    -

    160

Длина бревен, м

3…7,5

3…7,5

3,5…8

1…7,5

     0,8

Наибольшее количество пил в поставе

   12

  12

    10

   10

     16

Скорость вращения вала, об/мин

  250

 215

   210

  215

    600

Максимальная подача, мм

   22

  22

    23

   22

    12,3

Общая установл. Мощность, кВт

   30

  58

    28

   63

     22

Габарит, мм:











                высота

 2000

2200

  2700

 2200

    1970

                ширина

 2100

2200

  2725

 2200

    1250

                длина

 2700

2310

  6700

 2310

    1695

Масса, т

  5,5

 6,0

   9,9

  6,6

     3,5


Список использованной литературы.



«Комплексные лесозаготовительные предприятия» Чиков Я.И.









2