А она его пилит и пилит...

На этапе проектирования любого производства важнейшей задачей является выбор головного оборудования. На средних и крупных лесопильных заводах (производственная мощность - 80-500 тыс. м бревен в год) могут применяться как ленточнопильные и круглопильные станки, так и профилирующие агрегаты. Тем не менее сегодня в России наиболее распространенным типом бревнопильного оборудования являются лесопильные рамы, предназначенные для продольного распиливания бревен и брусьев на пиломатериалы. Рассмотрим их основные особенности, достоинства и недостатки.

Плюс на минус

Выбор типа головного оборудования зависит не только от количества и качества доступной лесосырьевой базы, размерно-качественных характеристик пиломатериалов и их востребованности на рынке и степени механизации и автоматизации производственных процессов, но и от квалификации рабочих. И к несомненным достоинствам лесопильных рам надо отнести простоту в эксплуатации: для их обслуживания не требуется большого количества высококвалифицированных рабочих.

Также к числу преимуществ этого типа оборудования обычно относят возможность распиловки бревен больших диаметров. Но оно в известной степени «условно»: при работе вертикальных лесопильных рам используется закрытый способ распиловки, когда раскрой производится за один проход и не учитывает качество полученных материалов. При этом бревна большого диаметра (от 50 см) достаточно часто имеют концентрированные пороки или внутренние гнили, поэтому получение качественных пиломатериалов в таких условиях возможно только на оборудовании позиционного и позиционно-проходного типа («Барс», «Кара», «Лаймет» и т. д.), производящем открытую распиловку с возможностью корректировки постава в зависимости от качества сырья.

Основной недостаток лесопильных рам - низкое качество пиления (шероховатость поверхности) и невысокая точность формы и размеров, что снижает стоимость полученных пиломатериалов. Кроме того, ширина пропила при использовании лесопильных рам достаточно велика и составляет 5-6 мм, что значительно уменьшает объем выхода пиломатериалов, особенно при распиловке бревен больших диаметров.

Суммарная потребляемая энергетическая мощность лесопильных рам составляет не менее 90-180 кВт. ч, что при низкой скорости распиловки бревен (и соответственно небольших объемах выхода продукции за единицу времени) может оказаться экономически невыгодным по сравнению, например, с многопильными круглопильными станками или профилирующими агрегатами.

Все они такие разные...

Лесопильные рамы можно классифицировать по множеству признаков. Так, по расположению пильной рамки различают рамы вертикальные и горизонтальные. Вертикальные лесопильные рамы относятся к оборудованию проходного типа и могут иметь в поставе до 20 пил. Горизонтальные рамы - позиционно-проходное оборудование, имеющее в поставе от одной до трех пил.

По высоте лесопильные рамы делятся на одно-, полутора- и двухэтажные. Наиболее популярными на территории России являются одноэтажные лесопильные рамы (около 90% всех используемых рам). Двухэтажные рамы, как правило, применяются на лесопильных предприятиях средней и большой производственной мощности.

Кроме того, лесопильные рамы могут классифицироваться по следующим признакам:

Распиловка: шаг за шагом

Последовательность выполнения операций при использовании в качестве головного оборудования лесопильных рам может быть следующей:

1. Распиловка бревен вразвал с последующей обрезкой необрезных досок на обрезных станках. В таком случае возможен только симметричный постав, в противном случае увеличивается эксцентричная нагрузка на пильные рамки, что значительно ухудшает качество поверхности и точность формы пиломатериалов. При распиловке вразвал понижается объем выхода и качество продукции, но уменьшение затрат на организацию производства за счет исключения из технологической цепочки бревнопильных станков второго ряда при большом выпуске продукции может с лихвой компенсировать эти потери.

При распиловке бревен вразвал необходимо оснащение лесопильного цеха высокопроизводительным участком обрезки (на лесопильных рамах в среднем распиливается 3 бревна в минуту, что вызывает необходимость обрезки до 24 досок за это же время). При оснащении обрезных станков автоматизированной системой измерения пиломатериалов можно добиться некоторого увеличения объемного выхода продукции за счет точности измерения размеров и, при возможности, выпиловки досок большей ширины (если они предусмотрены спецификацией на пиломатериалы). При этом при установке дополнительных пар пил нивелируются погрешности формы бревен, упрощается процесс их сортировки и снижается количество сортировочных групп бревен.

2. Распиловка бревен на лесопильных рамах на первом и втором проходах с использованием обрезных станков для снятия обзола у боковых досок. При использовании этого варианта организации потока и применении лесопильных рам одного и того же типа обеспечивается высокая степень синхронизации лесопильного оборудования и значительно снижаются межцикловые потери времени на простои бревнопильного оборудования. Типичным примером использования такой схемы является распиловка бревен больших диаметров, когда для повышения качества поверхности брусовых досок в качестве оборудования второго ряда невозможно установить одновальные многопильные круглопильные станки. Основной недостаток этой технологической схемы - высокое энергопотребление (без учета вспомогательного оборудования - от 170 кВт. ч).

3. Выпиловка на лесопильной раме на первом проходе двухкантного бруса, с его последующей распиловкой на круглопильных станках второго ряда и обрезкой необрезных досок. В этом случае в качестве оборудования второго ряда используются многопильные круглопильные станки, что, как уже отмечалось, повышает качество поверхности, точность размеров и формы пиломатериалов, а при условии использования относительно тонких пил также увеличивает объемный выход пиломатериалов.

Слагаемые высокой производительности

Производительность лесопильных рам зависит от выбранной схемы распиловки, среднего диаметра обрабатываемого сырья и уровня синхронизации лесопильного оборудования в потоке. Низкое качество поверхности, обязательная обрезка необрезных пиломатериалов, большое энергопотребление и так далее вносят дополнительные затраты в производственный процесс. Для повышения эффективности производства необходимо принимать все возможные меры для снижения финансовых, временных и материальных потерь.

Производительность двухрамного двухэтажного лесопильного потока составляет в среднем 40-60 тыс. м³ бревен в год. Для увеличения производительности участка в лесопильном цехе применяют параллельную установку двух, трех и более потоков, причем оборудование второго ряда может различаться в соответствии с распиливаемыми диаметрами сырья и требованиями к качеству пиломатериалов. Увеличение производительности за счет параллельной установки потоков неразрывно связано с увеличением производственных площадей для размещения нескольких рамных потоков. Следует отметить, что фундамент при установке лесопильной рамы должен быть сделан по специальным технологиям, а его объем может доходить до 100-120 м³. Применение таких массивных фундаментов вызвано высокими динамическими нагрузками, возникающими при распиловке бревен (чем больше длина хода пильной рамки, тем выше нагрузки).

Если годовая производительность бревнопильного оборудования выше 20-30 тыс. м³ бревен в год, то применение линии для сортировки бревен по размерным и качественным характеристикам становится обязательным. При использовании закрытого метода распиловки бревен раскрой низкокачественного сырья неэффективен: получаемые пиломатериалы будут иметь низкую стоимость либо отбраковываться, а затраты на их производство останутся неизменными.

При использовании в качестве головного оборудования лесопильных рам замена постава пил при переходе на следующий диаметр бревен занимает порядка 30-40 минут (за исключением рам с автоматической регулировкой пил по ширине постава). Поэтому при выполнении больших заказов оптимальным является накопление такого объема бревен одного диаметра, который обеспечит безостановочную работу цеха в оперативный период работы оборудования, равный, например, половине рабочей смены.

Еще один из способов повышения рентабельности лесопиления - увеличение объемного выхода пиломатериалов путем организации участка подготовки пиловочных бревен к обработке, где будет производиться сортировка пиловочника по группам четных диаметров, соответствующих поставам на распиловку. Если на предприятии работают несколько производственных линий с различными схемами организации технологического потока, то целесообразно осуществлять сортировку под нужды каждой линии, с учетом ограничений по диаметрам сырья и специфике потока. Расходы на увеличение числа сортировочных групп в таком случае компенсируются за счет увеличения объемного выхода пиломатериалов и повышения их качества.

Простота и качество - как совместить?

Повсеместное распространение, простота в обслуживании и эксплуатации, а также возможность раскроя бревен различных диаметров позволяют лесопильным рамам оставаться востребованными на лесопильных предприятиях России. В то же время проектирование новых лесопильных заводов, имеющих в качестве головного оборудования лесопильные рамы, маловостребовано: в условиях конкурентной борьбы предприятиям необходимо снижать затраты по потреблению электроэнергии, увеличивать объемный выход пиломатериалов, а также повышать качество поверхности, точность размеров и формы выпиливаемых пиломатериалов.

Однако широкая распространенность лесопильных рам не дает возможности оперативно обновить парк оборудования на всей территории России. Этому препятствует и необходимость вкладывать в новое оборудование достаточно большие средства, и нехватка квалифицированных работников. Поэтому у большинства предприятий имеется возможность лишь частичной модернизации технологического процесса либо запуска отдельных линий под конкретные нужды.

Тем не менее при выполнении всех условий синхронизации работы оборудования в потоке и варьируя варианты станков для раскроя бруса, можно обеспечить и высокое качество пиломатериалов, и планируемый уровень производительности лесопильного предприятия, причем финансовые вложения будут достаточно невысоки.

Применение лесопильных рам в качестве головного оборудования возможно при дополнительной обработке пиломатериалов либо установке по ходу технологического процесса круглопильного оборудования для раскроя бруса.

Анатолий ЧУБИНСКИЙ, профессор СПбГЛТА, Александр ТАМБИ, Артур ФЕДЯЕВ