Деревообрабатывающее оборудование. Классификация Eumabois. Часть 14

Оборудование для сращивания на зубчатый шип

Зубчато-шиповое соединение предназначено для выполнения двух задач: сращивания по длине короткомерных пиломатериалов для получения полномерной качественной продукции и сращивания слоев строительных конструкций при изготовлении клееных строительных деталей длиной больше длины исходных досок.

Основные достоинства зубчатых соединений: минимальные потери древесины при изготовлении изделий, технологичность и простота формирования шипов, способность самозаклинивания при воздействии торцового давления. Прочность зубчатого клеевого соединения в зависимости от профиля шипов оценивается в 40-70% прочности цельной бездефектной древесины. Это выше прочности древесины с пороками (главным образом, с сучками), допускаемыми для производства большинства видов продукции.

Рис. 1. Расположение и примерные профили зубчатых вертикальных и горизонтальных шипов

Различают конструкционные соединения, используемые в нагруженных деталях, и неконструкционные, для которых расчет на прочность не выполняется. В конструкционных соединениях шипы зарезают по пласти заготовки (подобное соединение называют вертикальным, так как шипы ориентированы в вертикальной плоскости). В этом случае влияние крайних шипов (они несколько отгибаются при запрессовке соединения) на прочность при изгибе незначительно. Во втором случае рационально применять зарезание шипов по кромке заготовки, которое обеспечивает декоративное (горизонтальное) соединение (рис. 1).

Процесс сращивания на зубчатый шип включает операции формирования профиля шипов на обоих торцах заготовок (со сдвигом на полшага относительно друг друга), нанесения клея на шипы, запрессовки соединения и поперечного пиления для получения клееной заготовки нужной длины. Последние две операции могут выполняться на линиях сращивания.

Станки для зарезки зубчатых шипов рассмотрены в статье «Станки шипорезные» (см.: «ЛПИ», 2016, № 3(117)).

Устройства нанесения клея на зубчатые шипы могут быть встроены в шипорезный станок или представлять собой отдельное оборудование, которое устанавливают непосредственно перед прессом для сращивания. На малых предприятиях используют станки с ручным нанесением клея. Они оснащены пластмассовым профильным роликом, повторяющим профиль зубчатых шипов. При вращении ролика, который находится в клеевой ванне, клей равномерно распределяется по поверхности ролика и при контакте с заготовкой переносится на поверхность шипов.

Пример оборудования для нанесения клея на зубчатые шипы - станок КН-1 (производитель - компания «Простор», г. Кострома), оснащенный профилированным роликом с шагом шипов 3,8 мм.

Прессы для сращивания предназначены для сборки соединения, создания на короткий период усилия, необходимого для надежного самозаклинивания соединения, отпиливания клееной заготовки нужной длины и ее сброса на подстопное место. Технология сращивания предусматривает два варианта получения длинных заготовок.

Рис. 2. Схема сращивания длинных заготовок на зубчатый шип

Первый вариант - это запрессовка заготовок в бесконечную ленту, которая раскраивается на детали заданной длины. В этом случае давление запрессовки приходится прикладывать через пласти заготовок (рис. 2). Этот вариант используется при изготовлении крупногабаритных изделий, например деталей строительных конструкций.

Второй вариант - соединение (наживление) заготовок без приложения давления или с небольшой подпрессовкой до получения нужной длины заготовки, раскрой заготовок на отрезки необходимой длины и прессование с приложением торцового усилия к сращенной заготовке (двухстадийная запрессовка).

Широкий спектр оборудования для сращивания пиломатериалов
предлагает промышленная группа Weinig. Приведем несколько
примеров:

Прессы для выполнения работ по второму варианту представлены широкой гаммой устройств, в состав которых входят торцовая пила, верхний и боковой прижимы и торцовый пневматический или гидравлический прижим. Часто подобные устройства оснащаются и клеенаносящим узлом, что позволяет сократить продолжительность вспомогательных операций и уменьшить площадь, занимаемую производственным оборудованием. Цикл работы подобных прессов состоит из следующих операций: нанесения клея и сборки соединений с ручным продвижением материала до упора; верхнего прижима материала и выравнивания боковым прижимом для получения строгой прямолинейности заготовки; отпиливания в нужный размер с помощью встроенной нижней пилы и передачи заготовки в зону прессования; обжима заготовки торцовым давлением с выдержкой 2-5 с; открывания пресса и выталкивания клееной детали на подстопное место.

Для сращивания на зубчатый мини-шип короткомерных заготовок в полномерную продукцию предназначен пресс СПБ 005. В его конструкции есть клеенаносящее устройство и два канала: набора (наживления) заготовок и прессования. Пресс серийно выпускается в трех модификациях (в зависимости от максимальной длины сращиваемой ламели).

Формирование шипов на заготовках, нанесения клея, запрессовка соединения и торцовка клееных ламелей на заданную длину - все эти операции выполняются на линиях сращивания. Их можно подразделить на линии с гибкой связью (когда станки не связаны между собой) и линии с жесткой транспортной связью. В составе этих линий могут быть один или два шипорезных станка.

Рис. 3. Линия сращивания Ultra TT (производитель – компания Weinig GreCon, ФРГ)

На линии сращивания модели Ultra (рис. 3) от Weinig GreCon зарезание вертикальных шипов выполняется в пакете заготовок, поставленных на кромку.

После зарезания шипов автоматический стол разворачивает пачку, выравнивает ее по второму торцу, и выполняется зарезание с нанесением клея на шипы. Затем заготовки наживляются и продвигаются по рабочему столу вперед до упора. Автоматическая торцовая пила отпиливает заготовку требуемой длины (3-6 м) и сдвигает ее в зону прессования, где в течение нескольких секунд выполняется прессование под высоким торцовым давлением, после завершения этой операции клееная заготовка сталкивается на подстопное место. Производительность пресса Conti A - до 15 рабочих такта в минуту.

Для средних и крупных предприятий на рынке предлагаются линии сращивания с разной степенью механизации и автоматизации работ. По мере расширения ассортимента клееных конструкционных элементов возникла потребность в оборудовании, на котором можно обрабатывать пиломатериалы большого сечения. Сегодня производители оборудования предлагают компактные установки, на которых фрезерование, нанесение клея и прессование выполняются в одной зоне (Howial HVP-25/26, SMB FLP, Weinig Grecon CF/CF-H, Weinig GreСon PowerJoint 8 / 15, Ledinek Eurozink Compact); производительность подобного оборудования - 5-8-15 заготовок в минуту.

Рис. 4. Линия сращивания PowerJoint 8 с системой выравнивания заготовок и вертикальным прессом для формирования шипов, нанесения клея и сращивания заготовок (производитель – компания Weinig GreСon, ФРГ)

Конструктивные особенности линии PowerJoint (рис. 4) позволяют сократить цикл на несколько секунд: заготовки заходят в установку сбоку, выравниваются торцами по нулевой линии, относительно которой настроены все агрегаты установки. Время экономится на позиционировании заготовок. Мощные захваты-башмаки всех прессов линий тактового типа оказывают на место стыка давление с усилием прессования до 40 т, причем давление не тратится на преодоление трения, и можно сращивать на шипы заготовки сечением до 200 х 320 мм.

На линиях с шипорезными станками конвейерного типа шипы на пиломатериалах длиной до 6,1 м нарезаются при непрерывном перемещении заготовок по цепному конвейеру. Подобное оборудование разработали и производят, например, компании Weinig (Германия) и Ledinek (Словения). У линии сращивания на горизонтальные шипы серий Weinig HS2000-6000 производительность - до 150 заготовок в минуту, или до 200 пог. м/мин.

В состав линии, которую выпускает компания Ledinek, входят высокотехнологичные станки для предварительного и окончательного строгания заготовок типа Stratoplan со скоростью подачи 250 м/мин., установки сращивания на мини-шип (типа Kontizink), оборудование датского производителя System TM (линия оптимизации), компании Microtec, а также все необходимое вспомогательное оборудование. Производительность установки Kontizink M120 - до 120 шт./мин. Линия сконструирована для сращивания заготовок длиной от 300 до 3000 мм с вертикальными шипами. Для отрезания плети требуемой длины высокоскоростные линии оснащаются подвижными пильными узлами, которые сопровождают ленту, пока осуществляется рез.

Владимир ВОЛЫНСКИЙ