|
Для того чтобы лучше понять
условия резания при рубке древесного сырья на щепу, рассмотрим основные
понятия о резании древесины.
Процесс резания древесины состоит в перерезании волокон и
разделении их вдоль как по самим волокнам, так и по промежуточным слоям.
Резание осуществляется режущим инструментом с клиновидным лезвием. В
зависимости от направления движения резца по отношению к ориентации волокон
различают резание: вдоль волокон, параллельно волокнам и перпендикулярно их
длине, поперек волокон.
При резании вдоль волокон резец разрезает слои между ними
и частично разрезает волокна. При использовании резца с большим углом между
гранями происходит раскалывание древесины. Резание поперек волокон требует
меньших усилий, чем при резании вдоль волокон. Наибольшие усилия затрачиваются
на резание в торец. При резании древесины на станках преобладают смешанные
(переходные) виды резания: поперечно-торцовое продольно-торцовое,
продольно-поперечное.
В резце, снимающим слой в у обрабатываемого материала,
различают переднюю грань (плоскость АБВГ) и заднюю грань (плоскость АБЕД).
Угол р между передней гранью резца и задней гранью называют углом заострения
резца. Угол а, образованный плоскостью резания и задней гранью, называют
задним углом резания. Угол у между передней гранью резца и плоскостью,
перпендикулярной плоскости резания по линии АБ, называют передним углом. Угол
б между передней гранью и плоскостью резания называют углом резания.
Качество технологической щепы определяется породой и анатомическим
строением древесины, геометрическими размерами щепы и степенью ее разрушения
при рубке. Разрушение щепы или
повреждение ее в процессе измельчения древесины отражается
на качестве изготовляемых в последующем волокон. Различают видимое и внутреннее
повреждение древесины. Первый вид повреждений— результат перерезания
древесных волокон ножом рубитель-
ной машины. При этом проВ исходит изгиб и
расщепление конца щепы ножом (образование щетинок) при рубке. Второй вид
повреждений представляет собой нарушение структуры клеточных стенок древесины
волокон. Считают, что видимые повреждения щепы меньше влияют на качество
изготовляемых волокон по сравнению с внутренними повреждениями. Сжатие вдоль
волокон нарушает целостность клетки и снижает длину получаемых волокон при
размоле.
Круглое древесное сырье и различные древесные отходы
измельчают на щепу в рубительных машинах, которые по конструкции
подразделяются на дисковые и барабанные.
В барабанных рубительных машинах режущие ножи размещены на
поверхности вращающегося барабана, который может быть полым или с подножевыми
пазухами. Совершая кругообразное движение, ножи врезаются в древесину под
разными, углами наклона. В результате получается щепа, имеющая неодинаковое
направление среза и неоднородный фракционный состав.
Дисковые рубитель- ные машины, широко распространенные, в
зависимости от расположения патрона 3 бывают с наклонной или горизонтальной
подачей материала. Ножевой диск машины, вращающийся в вертикальной или
наклонной плоскости, крепится в подшипниковых опорах 4. Ножи имеют постоянный
угол наклона к направлению подачи 2 древесного сырья. Постоянный режим
резания позволяет получить более однородную ПО фракционному составу щепу, чем
на барабанных машинах.
Рубительные машины с наклонной подачей оборудованы
питающим патроном, расположенным под углом 45... 52° к горизонту и развернутым
от продольной оси вала машины на угол 10 ... 30°. На таких машинах резание
осуществляется под углом к оси бревна. Бревна длиной обычно до 3 м могут подаваться свободно (гравитационно) или принудительно. Механизмы принудительной подачи не
только обеспечивают равномерную подачу древесины к механизмам резания, но и
поддерживают ее во время резания.
Машины с горизонтальной подачей снабжены специальным
конвейером, который подает древесину к ножевому диску под углом 45...38°. При
горизонтальной подаче длина лесоматериалов может быть увеличена до 6 м и более.
Дисковые рубительные машины бывают с прерывистым и
непрерывным процессом резания.
У машин с непрерывным процессом резания, у которых ножи 2
постоянно находятся в контакте с древесиной 1, более благоприятный режим
резания; щепа на таких машинах получается хорошего качества. Непрерывность
процесса обеспечивается большим числом режущих ножей на диске. Для толстых
бревен непрерывное резание может быть обеспечено и при четырех—шести ножах.
По форме рабочей поверхности диска многоножевые машины
бывают с плоским ( 26, а) или геликоидальным диском. Геликоидальная
поверхность характеризуется скошенными участками, что позволяет создать более
благоприятные условия резания.
Рубительные машины изготовляют с верхним или нижним
выбросом щепы. Верхний выброс осуществляется за счет напора воздуха, который
создается лопатками, закрепленными по окружности ножевого диска. При этом
щепа направляется по трубопроводу в циклон. Чтобы уменьшить выброс пыли в
атмосферу, у современных рубительных машин предусмотрен возврат воздуха из
циклона по специальному воздуховоду, примыкающему к кожуху машины. В этом
случайся система циркуляции воздуха работает по замкнутому циклу. При нижнем
выбросе щепа попадает на расположенный под машиной ленточный или скребковый
конвейер.
Дисковую рубительную машину МРН-100 с наклонной подачей
сырья широко применяют на предприятиях древесноволокнистых плит. Основной
рабочий орган машины — ножевой диск 7, расположенный в кожухе 6 и
закрепленный на валу, который вращается в подшипниках 3. На ножевом диске
крепятся режущие ножи 11 и лопатки 5 для выброса щепы. Прижим ножей
обеспечивается держателями, привинченными к диску с помощью болтов. Сквозные
окна в диске предназначены для выхода щепы в процессе рубки.
На валу ножевого диска размещены маховик 8 и тормозное
устройство, уменьшающее продолжительность вращения диска после остановки
машины. Вал посредством муфты 9 соединяется с электродвигателем 10, от
которого он приводится во вращение.
Подшипники 3 вмонтированы в стальные стаканы, которые с
помощью винтового устройства 2 могут перемещаться с валом, диском и маховиком
8 вдоль чугунных корпусов подшипников.
Уплотнения предохраняют подшипники от попадания пыли и
вытекания смазочного материала.
Бревно к ножевому диску подается через загрузочный патрон
4, смонтированный с лицевой стороны машины. Внутренняя часть патрона
футерована съемными защитными листами. Внизу патрона установлены контрножи.
Схема рубки бревна на щепу и параметры резания древесины
представлены на 28. Бревно попадает под вращающиеся ножи диска. Каждый нож
отрезает (отрубает) кусок древесины толщиной h, равной выпуску режущих ножей
за плоскость диска. Отрубаемая древесина распадается на отдельные элементы
(щепу), которые сквозь поднбжевую щель проходят на приводную сторону диска, а
затем удаляются из машины.
Для правильной работы машины необходимо, чтобы режущие
йожи 14 диска 22 проходили как можно ближе к неподвижным контрножам 21, 23
патрона. Размер кондиционной щепы будет оптимальным при расстоянии между
ножами диска и контрножами патрона 0,5 ... 1,5 мм. Для этого предусматривается очень точное регулирование выпуска как вертикального 23, так и
горизонтального 21 контрножей патрона регулировочными винтами. Металлические
обшивки 1, 9 питающего патрона 10 должны Содержаться в исправном состоянии.
Особенно важно это при рубке твердой и мерзлой древесины 11, так как при
чрезмерном износе обшивки патрона древесина подпрыгивает, получается большое
количество мелкой щепы и снижается производительность машины. Нижние и
боковые контрножи 21, 23 можно демонтировать для ремонта (заострения) граней.
Контрпланки 19, установленные на диске 22, предохраняют
грани прорези от изнашивания. Размер прорези должен быть около 20 мм, что при определенном выступе ножей 14 обеспечит необходимую толщину щепы.
На предприятиях древесноволокнистых плит применяют машины
с наклонной подачей МРН-150 и МРН-50 (табл. 8), с горизонтальной подачей
RR-150 (ПНР) и отечественные МРР8-50Г, МРГ-40, предназначенные для рубки
круглой древесины, а также машину МРГ-18-20 для приготовления щепы из отходов
лесопиления.
Благодаря круговым движениям короба с ситами, совершаемым
с помощью эксцентрикового привода 7, щепа рассыпается ровным слоем по
верхнему ситу и проваливается вниз на следующее сито. Крупная щепа, не
прошедшая сквозь сито, сползает под уклон и направляется в приемное
устройство дезинтегратора для измельчения. Щепа, провалившаяся на среднее
сито, подвергается аналогичным образом фракционированию на сите с ячейками
14X14 мм.
Для окончательного отбора мелочи установлено третье сито с
ячейками 6X6 мм. Мелочь, просыпавшаяся на дно короба (поддон), удаляется из
цеха для утилизации. Кондиционная щепа транспортируется в производство. По
пути транспортирования, на уча
стке передачи щепы ленточным конвейером устанавливается
над потоком щепы подвесной электромагнитный сепаратор. Под воздействием
электромагнитного поля металлические частицы притягиваются к полюсным
наконечникам. Толщина слоя щепы на конвейере 130... 150 мм, масса извлекаемых предметов до 15 кг.
Измельчение щепы. Для измельчения крупной щепы применяют
молотковые или ножевые дезинтеграторы.
Молотковый (биловый) дезинтегратор состоит из корпуса 1,
который оснащен четырьмя рядами стальных неподвижных
ножей. Внутри корпуса вращается вал 3 ротора с шестью
рядами качающихся бил, которые разбивают щепу вдоль волокна, уменьшая ширину
щепы. Это особенно эффективно при донзмельчении крупной широкой и короткой
щепы, получаемой из бревен.
Доизмельчение длинной щепы — хвостов, получаемых после
рубки отходов лесопиления и деревообработки, выполняют на ножевых
дезинтеграторах, представляющих собой небольшого размера рубитель- ные
дисковые или барабанные машины.
Ножевой дезинтегратор снабжен острыми плоскими ножами 7,
которыми щепа большой длины измельчается поперек волокон на требуемые размеры.
Барабан дезинтегратора 3 полый конусного типа; в специальные его прорези вставляются
плоские ножи. Перед барабаном установлен вибролоток 5 с контрножом 8.
Измельченная щепа возвращается обратно на сортировку.
Дезинтеграторы применяют в случае, если доизмельчение
нельзя осуществить на рубительной машине. Конструкции рубитель- ных машин
последних моделей приспособлены для доизмельчения крупной щепы. С этой целью
в машине предусматривается специальное впускное устройство для щепы.
Мойка щепы. Щепа часто содержит значительное количество
минеральных примесей. Поэтому перед подачей щепы в производство ее промывают.
Гидромойку щепы можно производить до бункера хранения щепы или
непосредственно перед участком размола. Важно, чтобы вся щепа очищалась от
минеральных примесей. Это значительно удлиняет сроки работы размольных дисков
и повышает качество изготовляемой щепы.
Установка для промывки щепы водой представляет собой ванну
1 с вращающимся гребенчатым валиком 3, в которую непрерывно подается щепа 2.
С помощью валика 3 щепа погружается в воду. Ванна сообщается с наклонным
открытым лотком, над
которым расположены спрыски 5 для обмыва щепы. Внутри
лотка вращается винтовой конвейер 4, выгружающий очищенную щепу из ванны,
после чего она поступает в производство. Загрязнения направляют в отстойники,
из которых их регулярно удаляют. Вода проходит очистку и возвращается для рециркуляции.
Хранение щепы. Для обеспечения бесперебойной работы
предприятий древесноволокнистых плит предусматриваются бункера запаса щепы.
По горизонтальному сечению бункера бывают прямоугольные и круглые.
Прямоугольные бункера, получившие наибольшее
распространение, представляют собой емкость, выполненную из металла или
монолитного железобетона. Под бункером 4 располагается разгрузочный винтовой
конвейер 3. Длина бункера определяется требуемым запасом щепы. Для цехов
производительностью 110 т в сутки запас составляет 20 ... 35 ч работы
технологической линии или примерно 400 м3 щепы.
Вертикальные круглые бункера ДБО-ЗОО выпускают
вместимостью 300 м3 щепы. Средний диаметр бункера около 3 м, общая высота с основанием 23,3 м. В основании бункера, в донной части, установлен вращающийся
выгрузочный винтовой конвейер производительностью до 40 м3/ч щепы.
|