Особенности распиловки древесины хвойных пород малогабаритным ленточнопильным станком

ОСОБЕННОСТИ РАСПИЛОВКИ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД МАЛОГАБАРИТНЫМ ЛЕНТОЧНОПИЛЬНЫМ СТАНКОМ

Максименков А.И. (ВГЛТА, г.Воронеж, РФ)

Features of a wood sawing of a conifer are revealed by a small-sized band mill by the example of a pine. Technological operating modes proceeding from conditions of maintenance of required rate of quality characteristics of a sawn wood are proved. Passages of an intensification of process of a sawing are offered.

В последние годы на лесохозяйственных предприятиях Центрально-Черноземного региона и юга России созданы участки и цеха по переработке низкокачественной древесины, использующие достаточно крупные и дорогостоящие ленточнопильные станки различных зарубежных фирм и отечественного производства. Первые из них малодоступны для лесхозов по причине их низкой покупательной способности, а станки отечественного производства не эффективны, так как они предназначены для больших объемов переработки и как следствие, имеют высокую энергоемкость технологического процесса пиления древесины, что увеличивает себестоимость выпускаемой пилопродукции.

Исходя из этого, назрела необходимость создания малогабаритного, энергосберегающего ленточнопильного станка имеющего: простое конструктивное исполнение; малую массу и габаритные размеры; малую энергоемкость технологического процесса; стабильную и надежную работу; простоту технического обслуживания и ремонта; быстрый срок окупаемости. Станок данного типа весьма перспективен для широкого использования на малых деревообрабатывающих предприятиях различных форм собственности. Применение оборудования данного класса позволит производить индивидуальный раскрой маломерной древесины с учетом ее изъянов (кривизна, фаутность, сбежистость и т.д.).

В Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) проводятся исследования, направленные на разработку малогабаритного ресурсосберегающего ленточнопильного станка с обоснованными конструктивно-технологическими параметрами и режимами работы. В настоящее время разработан опытный образец (патенты РФ на полезную модель № 26475, № 32425 и №47800) [1, 2, 3], проведены экспериментальные исследования, уточнены расчетные зависимости для определения скорости подачи, исходя из обеспечения требуемого качества получаемой пилопродукции.

Для выявления условий производительной и качественной распиловки лесоматериалов первый этап опытов был проведен на сырой (свежесрубленной) древесине сосны. Предварительными исследованиями процесса распиловки лесоматериала на малогабаритном ленточнопильном станке было установлено что наиболее важными факторами, влияющими на качество получаемых пиломатериалов, являются следующие параметры: скорость подачи U, м/мин; ширина пропила В, мм и температура окружающей среды t, ⁰С. Скорость пиления v_резбыла постоянной и составляла 30 м/с. В качестве критериальных оценок были приняты: разнотолщинность пиломатериалов , мм и шероховатость поверхности R_mmax, мкм.

На основании результатов замеров толщины досок и шероховатости поверхности, полученных при различных скоростях подачи и ширине пропила, построены графики, иллюстрирующие качественные показатели процесса пиления (рис.1 а, б) [4].

Рисунок 1 – Зависимость шероховатости (а) и разнотолщинности (б) пилопродукции из бревен сосны от скорости подачи и ширины пропила * – опытные значения при t = 10^oC

Для изучаемых условий пиления древесины сосны при требованиях, ограничивающих максимальную шероховатость пилопродукции значениями R_mmax= 800, 900, 1000 мкм, можно рекомендовать скорость подачи U=1,7; 2; 2,3 м/мин соответственно, а при требованиях, ограничивающих разнотолщинность пилопродукции значениями l = 2, 2,5 и 3мм, можно рекомендовать скорость подачи U=2,5; 3,2 и 4,1 м/мин соответственно.

При этом следует заметить, что в случае, если заданы менее строгие требования по разнотолщинности пиломатериалов сосны (например, l=3 мм), то допустимо существенное увеличение скорости подачи при уменьшении ширины пропила. Учет этого эффекта может дать увеличение производительности процесса пиления бревен сосны.

Отметим также, что требования по шероховатости оказываются доминирующими при выборе режима скорости подачи по сравнению с ограничениями на разнотолщинность пилопродукции из древесины сосны, что обусловлено особенностью микроструктуры хвойных пород. Важно отметить, что имеет место корреляция максимальной шероховатости и разнотолщинности пилопродукции из древесины сосны (рис.2).

Из рис.2 видно, что для практически всего диапазона значений шероховатости (600<R_m_max<1600 мкм) величина максимального значения разнотолщинности пропорциональна максимальной шероховатости. Точки на графике – экспериментальные данные, а непрерывная кривая –теоретические значения.

Рисунок 2 – Зависимость разнотолщинности пилопродукции из древесины сосны от шероховатости

Таким образом, для лесоматериалов из древесины хвойных (сосна) пород, исходя из регламентированных значений разнотолщинности можно рекомендовать следующие режимы распиловки: при В = 200 – 300 мм, U= 3,5 – 4,5 м/мин; при В = 300 – 400 мм, U =3,0– 3,5 м/мин; при В = 400 – 500 мм U = 2,5 – 3,0м/мин; по шероховатости: при В = 200 – 300 мм, U = 2,5 – 4,3 м/мин; при В = 300 – 400 мм, U =2 – 3,5 м/мин; при В = 400 – 500 мм U = 1,8 – 3 м/мин.

Величина шероховатости пилопродукции из древесины сосны практически пропорциональна ширине пропила. При этом коэффициент пропорциональности тем выше, чем больше величина скорости подачи. При U < 2 м/мин ширина пропила почти не влияет на максимальную шероховатость доски из сосны, при U > 4 м/мин это влияние наиболее заметно. Величина разнотолщинности нелинейно возрастает с увеличением значения скорости подачи. Для большей ширины пропила наблюдается более интенсивный рост значений l с увеличением скорости подачи. Величина l практически линейно зависит от ширины пропила при различных подачах, но скорость роста разнотолщинности от ширины пропила более высокая при больших значениях скорости подачи.

Литература

1. Пат. 26475 РФ, МПК⁷ В 27 В 13/08. Ленточнопильный станок [Текст]/ Л.Т. Свиридов, А.И. Максименков, С.Н. Черных, В.И. Саломахин; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. – №2002108407/20; заявл. 04.04.2002; опубл. 10.12.2002, Бюл. №34.

2. Пат. 32425 РФ, МПК⁷ В 27 В 15/02. Ленточнопильный станок [Текст] / Л.Т. Свиридов, А.И. Максименков, С.Н. Черных, В.И. Саломахин; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. – №2003103563; заявл. 11.02.2003; опубл. 20.09.2003, Бюл. №26.

3. Пат. на полезную модель 47800 РФ, МПК⁷ В 27 В 15/02. Горизонтальный ленточнопильный станок [Текст] / Л.Т. Свиридов, А.И. Максименков, С.Н. Черных, В.И. Саломахин; заявитель и патентообладатель ВГЛТА.– №2003133065; Заяв. 11.11.2003; Опубл. 10.09.2005, Бюл. №25.

4. . Свиридов Л.Т. Ленточнопильное оборудование для лесоматериалов [Текст]: моногр. / Л.Т. Свиридов, А.И. Максименков; ВГЛТА. – Воронеж: 2004. – 239 с.