|
|
В последние годы в СССР и за
рубежом поставлена задача: превратить деревообрабатывающую промышленность,
включая фанерное и спичечное производство, в малоотходную отрасль. В связи с
этим возрос интерес исследователей к разработке способов, направленных на то,
чтобы с помощью специальных дополнительных устройств или специально
созданного оборудования переработать крупномерные отходы в товарный лущеный
или строганый шпон, пригодный для использования по своёму прямому назначению.
Первый, наиболее простой способ состоит в том, что
отбракованные чураки, имеющие ядровую гниль, дупло или загнивающее ложное
ядро, сначала, как и по обычной технологии, центруют в лущильном станке, а
затем зажимают с торцов специальными зажимными элементам^ (план-шайбами,
кулачками) , которые передают осевое усилие со шпинделей через этот элемент
не на центральную, а на периферийную зону поперечного сечения чурака, имеющую
здоровую древесину. Принципиальная схема переработки крупномерных отходов по
этому способу с применением план-шайб приведена на 6, а. Как видно из 6, я,
для надежного крепления и базирования чурака (без проворачивания во время
лущения и устойчивой передачи крутящего момента со шпинделей) диаметр
план-шай- бы должен быть не меньше диаметра чурака. Для обеспечения нормального
процесса лущения на суппорте станка установлена выносная траверса с лущильным
ножом, длина которого меньше длины чурака, а по концам траверсы и ножа
закреплены подрезающие ножи. При лущении эти ножи внедряются в древесину для
поперечного опережающего перерезания волокон. При этом на поверхности чурака
по концам лущильного ножа образуются канавки, глубина которых равна толщине
срезаемого слоя шпона. Это обеспечивает последующее лущение шпона заданной
толщины и ширины из периферийной зоны чурака хорошего качества. Лущение ведут
до такого диаметра карандаша, при котором на нем остается кольцо здоровой
древесины минимальной толщины. В конце лущения карандаш имеет вид катушки.
Исследования, проведенные в Кировском политехническом
институте, показали, что глубина зоны лущения, т.е. величина смещения лезвия
лущильного ножа и выносной траверсы от корпуса ножедержателя, в отечественных
лущильных станках должна составлять 140-150 мм, длина торцовых шайб для обеспечения безопасности и устойчивости процесса лущения 90—100 мм, а
наименьшая толщина кольца здоровой древесины карандаша 10—15 мм. Выход шпона
зависит от соотношения диаметра гнили и чурака.
В соответствии со способом переработки в товарный шпон
чураков с ослабленной центральной зоной специалистами этого института
разработан специальный защитный кулачок, который обеспечивает зажим и
базирование чураков без проворачивания и раскалывания в процессе лущения.
Схема кулачка показана на 6, в. Кулачок выполнен сборным и состоит из втулки
с резьбой для крепления на шпинделе, радиально расположенных пазов на торце
рабочей поверхности, кольцевых наружных, а также внутренних и сменных
радиальных зубьев, укрепленных с помощью винтов.
Работа кулачка сводится к следующему. При подводе его к
торцовому сечению чурака кольцевые секторные зубья внедряются по границам
годичных слоев, а съемные - в радиальных плоскостях. При этом сечение торца
чурака благодаря определенному взаимному расположению зубьев разделяется на
замкнутые кольцевые секторы (а, Ъ, сyd) , образуемые наклонными гранями двух
кольцевых секторных зубьев (наружного и внутреннего) , наклонной гранью
одного радиального зуба и рабочей (перпендикулярной) гранью другого. Этим
предотвращается проворачивание чурака. В замкнутых секторах древесина
подвергается всестороннему сжатию и уплотнению. При этом обеспечивается более
надежное и устойчивое базирование в осевом направлении, а также возможность
постоянного поджима чурака наклонными гранями зубьев кулачка. Одновременно
обеспечивается надежная передача вращательного движения чурака от шпинделей.
В ПО "Бобруйскдрев" для лущения отбракованных чураков
с ослабленной центральной зоной (ложное ядро гнилостного характера, гниль,
дупло) предложены специальные насадные кулачки к лущильному станку. Кулачки
имеют рабочий фланец диаметром 180 мм. Втулка насадного кулачка имеет
наружный диаметр 145 мм, внутренний — 114 мм, ширину - 30 мм. Во фланце под втулку расточено отверстие диаметром 114 мм. На кулачке диаметром 110 мм и во втулке выбраны шпоночные канавки длиной 40 мм. Шпонки в канавках закреплены так, чтобы насадные кулачки диаметром 180 мм можно было свободно надевать и снимать с кулачка диаметром 110 мм. Как показал опыт, с внедрением предложения
обеспечена возможность перерабатывать в товарный шпон чураки с гнилой и
ослабленной сердцевиной диаметром более 100 мм.
Основным недостатком рассмотренного способа переработки
чураков с ослабленной центральной зоной, сдерживающим его широкое внедрение,
является получение неполноформатного шпона, а также образование отходов в
виде оторцовок. В связи с этим представляют интерес разработанные в Японии два
новых способа крепления чураков в лущильном станке, сущность которых состоит
в том, что перед установкой в станок на торцы чурака, имеющего слабую
сердцевину, либо наклеивают пластины из древесной плиты, либо на этих торцах
прорезают диаметрально расположенные пазы, например, прямоугольного сечения,
в которые закладывают деревянные планки. Благодаря этому и в первом и во
втором случаях можно эффективно использовать бракованное сырье, так как при
этом достигается высокая точность вращения чураков в процессе лущения и
исключается неравномерность толщины получаемого шпона, вызываемая
проскальзыванием кулачков при других способах крепления. Недостатком этих
способов является значительная трудоемкость подготовки плавок и пластин, а
также торцов самого сырья и материальные затраты на специальные клеи.
Принципиально новый способ, разработанный в последнее
время с целью переработки чураков с ослабленной центральной зоной,
заключается в том, что вместо обычного осуществляется бесцентровое лущение, а
чурак вращается от фрикцйонного привода в виде специальных вальцов на всю его
длину.
Вместе с тем, как показал анализ, проведенный в ЦНИИФе,
разработанные ранее дня этой цели способы и оборудование имели недостатки,
связанные со значительным проскальзыванием вальцов относительно поверхности
чурака, неравномерным распределением нагрузок от сил резания и т.п., в
результате чего они не получили практического применения. Учитывая это, JITA
им. С.М. Кирова совместно с ЦНИИФом создали более совершенный лущильный
станок для переработки в шпон чураков с центральной гнилью. Принципиальная
схема станка приведена на 7.
Сущность предложенного способа решения задачи, имеющей
целью устранение недостатков станка и повышение качества получаемого шпона,
состоит в том, что механизм синхронного схождения выполнен в виде зубчатых
реек,-соединенных одним концом с прижимным элементом и приводными прижимными
роликами, которые связаны друг с другом посредством системы шестерен и
расположены под углом 120° друг к другу, а приводные прижимные ролики
снабжены натяжным устройством. Кроме того, поставленная цель достигается и
тем, что приводные ролики выполнены обрезииенными со спиральной канавкой и
снабжены ограничителями осевого перемещения чурака.
Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИФе,
подтвердили ёго преимущества перед аналогичными станками и показали его
достаточно высокую эффективность.
Практический интерес представляет собой способ производства
облицовочного шпона из ванчесов ценных пород древесины (бука, красного дерева
и др.), отбракованных из основного производственного потока вследствие
недопустимой величины торцовых и глубоких продольных трещин, возникающих при
хранении и гидротермической обработке сырья. Сущность такого способа
переработки отбракованных ванчесов в товарный шпон состоит в том, что сначала
такие ванчесы по предложенному способу разделывают вдоль трещин на заготовки
в форме секторов и закрепляют в шпинделях лущильного станка (верхний торец по
центру окружности, вписанной в его периметр, нижний — так, чтобы ось вращения
проходила через точку крепления верхнего торца параллельно образующей кряжа).
В процессе лущения секторов получают шпон в виде листов и непрерывной ленты,
который может быть использован для облицовки щитовых элементов мебельных
деталей.
По опытным данным, полученным в УкрНИИМОДе в
производственных условиях, при использовании такого способа переработки
отход&в выход товарного шпона толщиной 0,3- 0,5 мм составил 80-85 %, а путем строгания заготовок только 50-55 %.
* Несмотря на определенные трудности, связанные с
дополнительными расходами и дополнительной производственной площадью,
предприятия располагают также возможностью получения товарного шпона и из таких
крупномерных отходов производства, как карандаши и отструги.
Как показал опыт, значительные неиспользуемые резервы
товарного шпона связаны прежде всего с организацией долущи- вания карандашей
на лущильных станках легкого типа: ЛУ-5, ЛУ-9 и др. Перед долущиванием
карандаши распиливаются на две или три заготовки, в зависимости от длины
карандашей и расстояния между центрами согласно технической характеристике
лущильного станка. По данным ЦНИИФа, это позволяет уменьшить диаметр
карандашей, образующихся при лущении, с 80—110 до 45-70 мм и получить от долущивания дополнительное количество товарного шпона от 0,2 до 0,6 м3 на каждые 100 шт. карандашей длиной 0,8 м.
Для более полной переработки карандашей в товарный шпон в
последнее время зарубежные фирмы активно ищут принципиально новые способы. В
этой связи заслуживает, например, внимания способ, разработанный в Японии,
который состоит в том, что карандашам на специальном станке путем строгания
сначала придается форма шестигранных брусьев. Затем семь таких брусьев
склеивают по длине в блок, имеющий форму чурака, пригодного к лущению на
обычных лущильных станках. Для увеличения выхода шпона в виде непрерывной
ленты, повышения стойкости режущего инструмента и улучшения заполнения пустот
между склеиваемыми брусьями патентом предусмотрено применение специального
клеящего вещества.
Особенно пристальное внимание в последнее время вызывает
проблема переработки отстругов на строганый шпон. В результате проведенных
исследований разработано три способа решения поставленной задачи:
специального закрепления ван- чесов на столе станка крючком с утонченной
головкой, закрепления отстругов с помощью дополнительного устройства к
шпонострогальному станку и предварительной сборки отстругов в блоки с
последующим закреплением их на станке в комбинации с ванчесами или брусьями.
По первому из названных способов для крепления отстругов
используются крючки, головка которых имеет толщину 7—8 мм, что позволяет
обеспечить достружку отстругов с толщиной 60—70 мм до 15-20 мм и хем самым увеличить выход товарного строганого шпона на 0,05 м3 по сравнению с нормой. По данным ПДО "Апшеронск", внедрение этого мероприятия
позволило дострагивать на шпон до 70 % отстругов, образующихся из мягких
пород древзсины, и до 50 % отстругов, образующихся из твердых пород,
обеспечив годовую экономию сырья около 600 м3.
Второй способ более сложный, так как связан с
реконструкцией станка. Дополнительное устройство к шпонострогальному станку состоит
из металлической плиты, соответствующей по размеру столу станка, и системы
присосов с манжетами, соединенными с плитой болтами. Кольцевые
полости присосов в каждом поперечном ряду сообщаются между
собой отверстиями, вокруг которых в кольцевые канав- кц вставлены уплотнения.
Поперечные ряды присосов соединены с коллектором и через патрубок — с
вакуум-насосом. Для отключения присосов на патрубке, соединяющем их с
коллектором, установлен запорный кран. Устройство крепится к столу станка
зажимами.
Отструги ванчесов с помощью предлагаемого устройства
укрепляют следующим образом. При выключенном вакуум-на- сосе на присосы
вплотную к упорной доске укладывают отструги строганой плоскостью вниз. Если
длина отстругов меньше, чем устройства, то крайние ряды присосов отключают
краном, а присосы в продольных рядах, не закрытые отстругами, закрывают
листом (металлическим или фанерным). Включают вакуум-насос, который создает
вакуум в полостях присосов, а эластичные манжеты создают герметичность между
поверхностями отструга и полостями присоса. Вследствие разности давления
отструги плотно прижимаются к присосам с усилением 10-15 т.
Предварительная сборка отстругов в блоки может
производиться двумя способами/ с помощью деревянных нагелей и на специальном
клее. Последний, разработанный в ЦНИИФе, наиболее перспективен, так как по
сравнению с другими известными способами переработки отстругов на строганый
шпон имеет ряд технологических и экономических преимуществ: блок технологичен
в переработке; выход шпона выше, чем при сборке на нагелях; обеспечиваются
безопасные условия работы.
Технология переработки отстругов на строганый шпон состоит
из семи последовательных <?пераций: сортировки отстругов, приготовления
клея, нанесения клея и сборки блоков, склеивания блоков, гидротермической
обработки, обрезки и строгания. Каждая из операций технологически проста и не
требует специальной подготовки персонала. Соединение отстругов в блоки
осуществляется с помощью клея КМ-2 (на основе смолы СМ 60-08), обеспечивающего
склеивание древесины влажностью до 80-90 %. Перед использованием отструги
рассортировываются по породам и размерам. Клей наносят на обе склеиваемые
стороны отструга из расчета 200—250 г на 1 м2 намазываемой поверхности. Отструги в %блок укладывают с выравниванием в угол таким образом, чтобы строгание
каждого отструга производилось в одном направлении. Количество отстругов в
блоке определяется средней высотой ванчесов
или брусьев, перерабатываемых предприятием, или
возможностями установленного оборудования. Блоки склеивают в струбцинах при
совмещении операций склеивания и гидротермической обработки (удельное
давление не менее 0,17 МПа). Обрезка блоков после гидротермической обработки
ведется по четырем пластям из расчета образования достаточно ровной плоскости
прилегания блоков при их креплении на станке.
Обработка и проверка технологии переработки отстругов,
проведенная в производственных условиях предприятий НПО "Югмебель"
(ПМДО "Юг", ПМДО "Архыз", ПДО "Апше- ронск"),
Ленинградского мебельного комбината № 1 и Зеленодольского ПФО, показала
приемлемость разработанной технологии переработки отстругов на строганый
шпон. Выход строганого шпона из отстругов, склеенных в блоки, составил 50-56
%.
Таким образом, переработка крупномерных отходов фанерного
и спичечного производства в товарйый шпон по рассмотренным способам
достаточно эффективна. Поэтому, наряду с продолжением поисковых работ в этом
направлении, есть возможность для того, чтобы расширить объемы такого
использования отходов на предприятиях отрасли.
|