Древмаш EUMABOIS
Head

ГРУППА КОМПАНИЙГК ЭКОДРЕВ

Статьи

 

Профессор Н.К.Якунин

Освоив выпуск "брусующего станка Arctant CLS-652D "Caterpillar", мы сочли необходимым поинтересоваться мнением о нем авторитетных специалистов. Для этого мы пригласили на испытание очередного экземпляра станка профессора, почетного академика РАЕН, автора в т.ч. серии книг о подготовке и эксплуатации пил Николая Якунина и попросили его отразить свое мнение в статье. Тематика статьи оказалась шире, чем мы ожидали. Представляем статью Н.К.Якунина "Прогрессивные станки для лесопильных производств".
Директор ООО "Экодрев-машинери" Кирилл Криваксин.

На фоне станка "Arctant CLS-652D "Caterpillar".

Слева-направо:

К.А.Криваксин
И.Н.Якунин
Н.К.Якунин

Прогрессивные станки для лесопильных производств.

Оглавление

Введение
Ширина пропила
О круглых пилах и разлучках
О производительности и эффективности
О станке "Арктант"

Введение

За последние годы появилось много желающих производить качественные пиломатериалы. Общение с многими из них выявляет удручающую картину. Некоторые представляют это производство слишком примитивно. Другие, не обращая внимания на убедительные объективные расчеты, завершая беседу, утверждают: «Тем не менее, я считаю, что наиболее эффективны лесопильные рамы». Один из таких "специалистов" утверждал, что, с его точки зрения, надо ориентироваться на шпалопильные станки. Они просты по конструкции и в эксплуатации. О том, что здесь большие трудности доставляет правка и натяжение пильного диска, он не имел ни малейшего представления, а потери древесины на увеличенной ширине пропила назвал чепухой. Подобные "специалисты" учитывают только свое мнение, ведут себя высокомерно, иногда грубо, надменно. В связи с этим полезно по некоторым вопросам этого производства дать соответствующие пояснения и рекомендации.

Лесопиление начинается с исходного древесного сырья — бревен разных пород, диаметров, разной влажности, с дефектами, остатками сучков, кривизной и т.д.

Любой производитель стремится получить из каждого бревна наибольшее количество качественных пиломатериалов нужных размеров. Для этого необходимо знать ряд положений, связанных с распиловкой бревен. Главное из них — это увеличение полезного выхода качественных пиломатериалов.

Ширина пропила

Пропилы 7 (рис.1) выполняются пилами на пильных станках последовательно (индивидуальный раскрой, станки круглопильные и ленточнопильные кареточного типа) или все пропилы выполняются одновременно ( лесопильные рамы, станки круглопильные проходного типа). Уширение зубчатой кромки у всех стальных пил создается методом развода зубьев в разные стороны, плющения их кончиков или наплавки на режущую часть зубьев износостойких материалов (напр. Стеллита марки ВЗКР по ГОСТ 21449-75). Уширение зубчатой кромки нужно для исключения трения между боковой поверхностью пилы и распиливаемой древесиной.

Рис.1 Брусоразвальная схема раскроя бревна на доски.

А
Б
В
Г
1laf-1 2laf-1 brus-1 tim-1

1- двухкантный брус, 2- необрезные доски, 3-горбыль, 4,5-чистообрезные доски, 6-обзольные рейки, 7-пропил.
А,Б — распиловка бревана с образованием бруса, необрезных досок, горбылей.
В — Распиловка бруса на чистообрезные доски с образованием горбыля.
Г — Обрезка необрезных досок на чистообрезные с образованием рейки.

Расчетная ширина попила «В» будет равна:

B= S+S1+S2(1)

S – толщина пилы, мм; S1, S2 – уширение зубчатой кромки влево и вправо (соответственно).

За счет колебания пил S3 и упругого восстановления волокон S4фактическая ширина пропила может быть больше расчетной.

Bф= S+S1+S2+2(S3-S4) (2)

Из рисунка 1. видно, что при увеличении ширины пропила (толщины) пил неизбежно уменьшается количество вырабатываемой пилопродукции. По данным ЦНИИМОД, на лесопильных предприятиях Р.Ф. от 12% до 19% объема распиленной древесины уходит в опилки. Это 15 — 16 млн. куб.м в год).

В связи с этим желание получить больше прибыли, требует четкого соблюдения технологии раскроя, подготовки пил к работе, нормального технического состояния пильного оборудования и сортировки сырья по диаметрам. Эти требования объективны, они не зависят ни от чьих мнений, суждений и должностных прав.

По данным Минлеспрома СССР увеличение ширины пропила на 0,1 мм уменьшает выход пиломатериалов на 0,21%, щепы — на 0,12%, увеличивает количество опилок на 0,33%. (Письмо Технического управления от 06.07.1987г. № 25-5-121/2813).

По данным шведских исследований 1989г. увеличение ширины пропила на 0,1 мм причиняет материальный ущерб в размере 10-20 коп. на 1,0 м3 распиленного сырья (в ценах тех лет).

В 1948-1960 гг. были проведены обстоятельные научно-исследовательские работы, связанные с поиском путей уменьшения толщины применяемых пил и ширины их режущей кромки, формирующей пропил. Была разработана технология и технические средства для плющения зубьев (1953-55 гг.), а позже — напайка пластинок твердого сплава и наварка стеллита (1965-70гг.) на кончики зубьев, существенно повышающие их износостойкость.

Однако уширение зубчатой кромки (на сторону) при распиловке сырой хвойной древесины менее 0,7 мм и твердой лиственной древесины менее 0,4 мм снизить не удалось. При уменьшении ширины зубчатой кромки менее указанных величин пилы всех типов работали нестабильно, быстро нагревались, давали брак, выходили из строя. К сожалению, общепринятых методик для точного определения влияния инструмента на эффективность производства у нас нет. Известно емкое утверждение Форда: "Доход фирмы находится на кончике резца".

В реальной жизни все значительно сложнее, здесь накладывается действие хозяйственных, коммерческих, финансовых, природных условий и т.д. Они оказывают большое влияние на эффективность производства и особенно на прибыль.

Комплексные исследования шведских специалистов выявили раскладку затрат на лесопильных предприятиях. В лесопильно-деревообрабатывающих производствах в объеме производственых затрат, сырье составляет 70%, людские ресурсы — 15%, основные фонды — 10%, прочие расходы — 4%, затраты на инструмент — 1%. Если учесть активное одновременное влияние инструмента на расход сырья, электроэнергии, производительность при обработке каждой доски, заготовки, детали, то его влияние на эффективность производства можно поставить на первое место.

В реальной жизни возможно сочетание разных, в том числе и коммерческих ситуаций. Истории известен случай из деятельности крупной фирмы Форд (США). В период жестокого кризиса 30-х годов ХХ века, она неожиданно снизила цены на свою продукцию. Это привело к увеличению спроса на его машины. Он увеличил объем производства, создал новые рабочие места и достойно вышел из всеобщего кризиса.

В 50-е годы ХХ века проводилась большая разноплановая работа по уменьшению ширины пропила. Крупных результатов она не дала. После этого основное внимание было обращено на увеличение производительности. Появились фрезерно-пильные и фрезерно-брусующие станки. На них можно производить пилопродукцию и технологическую щепу. Выход пиломатериалов уменьшился с 64,4% в 1950г. до 48-50-58% в 1970. Разносторонний поиск путей увеличения полезного выхода и производительности продолжались. Появились станки с двумя пильными валами, расположенными параллельно в горизонтальной и вертикальной плоскостях (рис. 2). Это позволило уменьшить диаметр и толщину применяемых круглых пил. Их вращение может быть в одном (рис 2а) или в разных направлениях (рис. 2б). В первом случае, верхняя пила совершает попутное пиление относительно направления подачи, а нижняя пила - встречное. Если бревна неокоренные, то зубья верхней пилы сперва врезаются в неокоренную поверхность, а затем — в его центральную зону. В результате верхняя пила (пилы) тупятся быстрее и для их замены станок требуется остановить. В коре всегда находятся природные и абразивные включения, которые тупят режущую часть кончиков зубьев. В связи с этим предпочтение следует отдать пилению на рис. 2б. Здесь у обеих пил пиление начинается в средней зоне бревен, а при выходе из пропила, загрязненный участок коры уходит в опилки почти не соприкасаясь с режущими элементами зубьев. Но здесь выявился серьезный недостаток, на который многие ранее не обращали внимания, и все усилия направлялись на отработку конструкции станков.

Рис. 2. Расположение пильных валов и направление резания.

А
Б
cs cc

Согласно действующему ГОСТ8486-66 "Пиломатериалы хвойных пород", отклонение от размеров по толщине до 32 мм должно быть ±1,0 мм, а для обрезных толщиной 32-100мм ±2,0мм, на пластях досок и брусьев не должно быть никаких дефектов в виде уступов или ступенек по всей длине, превышающих размеры, указанные в этом ГОСТе. Это возможно только тогда, когда кончики обеих пил будут находиться строго в одной плоскости, с высокой точностью должны быть изготовлены и смонтированы коренные опорные фланцы 3,5,6 (рис. 3). А если на каждом валу установлено по нескольку пил, то необходимо обеспечить высокую точность у всех межпильных прокладок (фланцев). Для этого требуется специальная технология их изготовления, оснастка и профессиональное мастерство специалистов сборщиков. Оси обоих пильных валов должны быть строго параллельны между собой в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Из сказанного видно, что для исключения условий образования уступа необходимо: точное изготовление и монтаж опорных и промежуточных фланцев для крепления круглых пил, строгое соблюдение параллельности осей пильных валов и тщательная, квалифицированная подготовка к работе круглых пил. На неподготовленных пилах всегда есть дефектные участки и зубья, у которых одна из кромок выступает на сторону больше, чем у других. Она и будет формировать выступ по всей длине досок или бруса (рис. 3; 4).

Рис 3. Схема расположения пил и пильных валов.

ss

а- подшипники;
1,2 - верхняя и- верхняя и нижняя круглые пилы;
3 - коренные (базовые) зажимные фланцы;
5,6 - съемные зажимные фланцы;
n - направление вращения пил;
u - направление подачи;
X - зона "перекрытия" пил ;
Y - величина уступа от несовпадения плоскостей пил во время их работы;
Y1 - уступ вследствие неправильной подготовки пил;
Y2 - уступ вследствие несовпадения размеров зажимных фланцев 5 и 6.

Рис. 4. Схема после распиловки бревен на станке с верхним и нижним расположением пил.

log

Y -уступ на брусе от плохо подготовленных пил, некачественного коренного зажимного фланца или промежуточных фланцев у многопильных станков.

В связи с этим, наличие продольных уступов по всей длине пиломатериалов и их величина не должны превышать требований ГОСТ 8486-66 п. 1.7. по всей длине брусьев и досок.

На рис.3 позиция «х» всегда находится в средней зоне бревна. При увеличении диаметра бревен, диаметр пил и зажимных фланцев между пилами необходимо увеличить, сохранив позицию «х» в середине бревна. Это должна предусматривать конструкция станка.

В 50-е годы ХХ века ЦНИИМОД углубленно занимался изучением продольного пиления древесины (разных пород) круглыми пилами. Было выявлено, что при скоростях резания 40-60 м/с удельная работа резания имеет наименьшие значения, сама скорость резания при сопоставимых, равных условиях, не влияет на шероховатость поверхностей* распила (качество поверхностей). Устойчивость пил в работе ухудшается с увеличением скорости резания, улучшается с уменьшением кинематического угла встречи, скорости резания и количества зубьев на пиле. Величина шероховатости поверхностей распила зависит только от толщины срезаемой стружки, а при постоянном кинематическом угле встречи — только от величины подачи на зуб Uz. С ее увеличением шероховатость поверхностей распила ухудшается. При продольном пилении хвойных пород подача на зуб не должна превышать 1,2 мм. Распространена uz =0,7-0,8 мм.

Результаты и выводы этих работ многократно придирчиво проверялись специалистами и аспирантами в разных регионах страны. Они всюду были подтверждены и использованы в многих круглопильных станках отечественного производства.

* - см. "Круглые пилы и их Эксплуатация." Н.К.Якунин 2000г. стр.394.

 

(495) 580-37-79 многоканальный
(495) 972-31-16
Москва, Нижняя Сыромятническая 11.