Круглопильные станки: оптимальный выбор
Оборудование для средних и крупных лесопильных предприятий
В №8 (57) журнала «ЛесПромИнформ» за 2008 год мы начали цикл публикаций, посвященных эксплуатации круглопильных станков как основного оборудования на малых предприятиях лесопильной отрасли.
О том, какое применение находит такое оборудование в составе высокопроизводительных линий в качестве станков первого и/или второго ряда на средних и крупных деревообрабатывающих предприятиях, мы расскажем в этой статье. Здесь же будут даны характеристики фрезерно-пильного и фрезерно-профилирующего оборудования, которые следует учитывать при выборе станков.
Круглопильные станки приобрели широкое распространение благодаря высоким скоростям подачи и точности формы получаемых пиломатериалов и большому ресурсу работы инструмента. Их эксплуатация возможна на предприятиях различной производственной мощности.
Основными достоинствами круглопильных станков являются высокая точность формы и размеров получаемых пиломатериалов. На средних и крупных лесопильных предприятиях целесообразно использовать многопильное круглопильное оборудование проходного типа. При этом оно может эксплуатироваться и на первом, и на втором проходах, соответственно для распиловки бревен и брусьев.
В отличие от ленточнопильных бревнопильных станков и лесопильных рам, круглопильное оборудование обеспечивает большую ширину пропила, составляющую в среднем от 4 до 6 мм. Чем больше диаметр пилы, тем больше ширина пропила, и это негативно сказывается на объемном выходе пиломатериалов. Уменьшение толщины пильного полотна (а значит, и ширины пропила) требует специальной технологии изготовления пил, особого внимания к точности всех выполняемых операций при базировании и распиловке бревен, а также высокой квалификации работников, подготавливающих пилы к работе, что представляет определенные трудности на практике.
На средних и крупных предприятиях используют многопильные круглопильные станки − как одновальные, так и двухвальные. Выбор одно- или двухвального оборудования зависит от размерных характеристик бревен или брусьев, поступающих в распиловку.
Рис. 1. Двухвальный многопильный круглопильный станок
Одновальные круглопильные многопильные станки, как правило, имеют высоту пропила, не превышающую 380 мм, при диаметре пильного диска 900 мм. Наиболее распространены круглопильные станки с высотой пропила 280–300 мм, предназначенные для распиловки бревен малого и среднего диаметров, а также для раскроя бруса на втором проходе. Для бревен и брусьев большого диаметра, свыше 32–34 см, применяют двухвальные многопильные круглопильные станки проходного типа, позволяющие производить распиловку крупномерного сырья с суммарной высотой пропила 400–520 мм. Пильный механизм в этом случае состоит из двух валов: нижнего и верхнего, с расположенными на них в одной плоскости нижних и верхних пил. Использование двухвальной технологии позволяет уменьшить ширину пропила с 6 до 5 мм за счет использования более тонких пил. На рис. 1 представлен двухвальный круглопильный станок проходного типа производства компании Söderhamn Eriksson.
В современных условиях многопильные круглопильные станки получили широкое распространение в составе фрезерно-брусующих, фрезерно-пильных и фрезерно-профилирующих линий, позволяющих одновременно с производством высококачественных спецификационных пиломатериалов получать технологическую щепу при помощи фрезеровки боковых кромок пиломатериалов и сложно обрабатываемых горбыльных частей ствола. Под профилированием понимается обработка боковых поверхностей бревен специальными фрезами перед их распиловкой для получения технологической щепы.
Рис. 2. Фрезерно-брусующее оборудование
При распиловке бревен на первом проходе может быть использован только фрезерный модуль, фрезерующий две либо четыре стороны бревна, в результате чего получается двух- или четырехкантный брус. Такое оборудование правильнее называть фрезерно-брусующим, так как выпиловка боковых досок в данном случае не осуществляется. Оно представлено на рис. 2. Этот способ раскроя обуславливается спецификационными требованиями к пиломатериалам и может быть эффективен для удовлетворения нужд в технологической щепе использующих ее производств: целлюлозно-бумажных фабрик, предприятий, изготавливающих древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты. Необходимо отметить, что при производстве технологической щепы предъявляются повышенные требования к окорке пиловочного сырья.
Рис. 3. Схема работы фрезерно-пильного оборудования
Используя в качестве головного оборудования фрезерно-пильные станки для окончательного формирования сечения боковых досок и комплексной переработки бревен, необходимо применять обрезные станки и рубительные машины, перерабатывающие получаемые при обрезке рейки в технологическую щепу. При этом возможно использование на первом проходе фрезерно-брусующих станков, а на втором − фрезерно-пильных. Схематично работа фрезерно-пильного оборудования при распиловке двухкантного бруса на втором проходе представлена на рис. 3.
В процессе производства высококачественных пиломатериалов обрезка их кромок может также осуществляться не только фрезами, но и подрезными круглыми пилами.
История создания первых фрезерно-пильных линий в России относится к 1970‑м годам, когда Вологодский станкостроительный завод выпустил первую линию агрегатной переработки бревен для профилирования и полного раскроя на одном станке тонкомерного сырья диаметром 10-18 см.
Таблица 2. Размеры технологической щепы в зависимости от
назначения
Одновременное использование фрез и пил позволяет на одном агрегатном станке (состоящем из двух и более модулей) изготавливать за один проход и пиломатериалы, и технологическую щепу, которая занимает значительный объем в балансе древесины при производстве пиломатериалов, как видно из табл. 1.
Различные производства требуют использования щепы различных размеров. Размеры выпускаемой щепы зависят от скорости подачи и типа используемых фрез, что также необходимо учитывать при выборе бревнопильного оборудования. В табл. 2 приведены размеры технологической щепы в зависимости от назначения.
Фрезерные модули могут эксплуатироваться как в отдельно стоящих станках, так и в составе смешанных агрегатных станков, совмещенных с круглопильным или ленточнопильным оборудованием. В зависимости от требуемой высоты пропила многопильные круглопильные станки, оборудованные фрезерными устройствами, могут выпускаться в одно- и двухвальном исполнении. При использовании систем идентификации формы и размеров бревен перед распиловкой возможно также составление схем раскроя пиловочника с учетом размерно-качественных характеристик бревен для повышения качества изготавливаемых пиломатериалов и увеличения объема их выхода.
Использование в качестве головного оборудования фрезерно-профилирующих устройств позволяет один и тот же станок задействовать для получения технологической щепы, а также для выпиливания пиломатериалов, не требующих последующей дополнительной обработки.
Повышение уровня автоматизации и механизации производства, использование современных систем измерения и базирования бревен позволяют автоматически рассчитывать поставы пил и фрез при распиловке исходя из качественных характеристик пиловочного сырья, поступающего в обработку.
Рис. 4. Асимметричное профилирование бруса
Поставы могут быть оптимизированы с учетом качественных характеристик бревен, что позволяет достигать асиметричного профилирования бруса (рис. 4), обрабатываемого одновременно и пилами, и фрезами, и получать при последующей распиловке на многопильных станках только обрезные пиломатериалы. Как правило, фрезерно-профилирующие агрегаты являются основным и зачастую единственным оборудованием для раскроя бревен, которое установлено в лесопильном цехе. Большая единичная мощность, высокие скорости подачи (до 150–180 м/мин) позволяют эффективно обрабатывать пиловочные бревна диаметром до 42 см.
Одна из первых линий профилирования бревен с распиловкой их по кривой вдоль образующей была предложена компанией Link в конце 80‑х годов XX века. С того времени многие фирмы не прекращают совершенствования технологии распиловки. Повышения выхода продукции также можно достичь при распиловке с диагональным или параллельным смещением бруса относительно оси. Этот метод особенно эффективен при обработке короткомера.
Нарастающий интерес к такому виду техники обусловлен развитием технических средств вычисления и автоматизации технологического процесса, а также возможностью распиливать бревна по индивидуальным поставам в соответствии с их кривизной. При этом возможно использование при распиловке как специальных систем подачи криволинейных бревен, так и осуществление распиловки при помощи поворотных устройств самого станка.
Рис. 5. Схема криволинейной распиловки бруса
На рис. 5 представлена схема криволинейного пиления вдоль образующей бревна при распиловке криволинейных брусьев. В ходе выполнения технологических операций все данные предварительного сканирования и оптимизации постава последовательно учитываются. При этом в соответствии со спецификацией, радиусом распила и расположением пиломатериалов определяется максимально возможная ширина брусовой части.
Выбор конкретного типа станков в технологическом потоке обусловлен большим числом факторов. Каждый из представленных выше типов бревнопильных станков имеет определенные преимущества. Необходимо отметить, что максимальная эффективность их использования может быть достигнута только если будут учтены конкретные условия работы оборудования.
Технические характеристики некоторых бревнопильных станков приведены в табл. 3. Представленный ассортимент оборудования далеко не полон и служит лишь иллюстрацией разнообразия конструктивных особенностей станков. Для получения дополнительных характеристик и сведений о возможных вариантах исполнения станков необходимо обратиться к компаниям-изготовителям.
Современные фрезерно-профили-рующие линии, как правило состоящие из нескольких бревнопильных станков, обладают производительностью свыше 300 тыс. м3 бревен в год. Высокая производительность линии требует бесперебойной поставки сырья и большого портфеля заказов. Фрезерно-профилирующие линии и станки очень энергоемки, мощность всех приводов таких станков нередко достигает 600 кВт и выше. При больших объемах переработки сырья фрезерно-профилирующие линии являются рациональным выбором с точки зрения как комплексной переработки сырья, так и уровня концентрации производств.
бревнопильного оборудования
Высокие производительность и точность формы и размеров получаемых пиломатериалов позволяют сделать вывод о большом потенциале круглопильных станков при использовании их в составе фрезерно-пильных и фрезерно-профилирующих линий для распиловки бревен и брусьев. Комплексная переработка сырья способствует повышению рентабельности лесопильных предприятий.
Подводя итог вышесказанному, можно отметить, что проблема выбора головного оборудования на средних и крупных лесопильных предприятиях в каждом отдельном случае должна решаться индивидуально. Сделать правильный выбор, который зависит от месторасположения предприятия, размерно-качественных характеристик сырья, спецификационных требований к типоразмерам пиломатериалов и т.д., поможет метод расстановки приоритетов. Следует убедиться в экономической целесообразности производства технологической щепы, а также четко представлять возможный объем этого производства. Выбор специального оборудования, обладающего возможностями для криволинейной распиловки и учета качества бревен, позволит предприятию получить дополнительный доход. Большой модельный ряд, возможность варьировать типы станков в зависимости от производительности, модульный принцип производства − все это дает возможность подобрать лесопильную линию под конкретные условия, обеспечить высокий уровень производительности и добиться комплексного использования древесины.
Анатолий ЧУБИНСКИЙ,
Александр ТАМБИ,
Артур ФЕДЯЕВ
При подготовке статьи использованы материалы изданий и официальных сайтов компаний
HewSaw, Söderhamn Eriksson, EstererWD и Link
Статьи из цикла «Круглопильные станки: оптимальный выбор»:
Принципы выбора оборудования для лесопиления
Бревнопильное оборудование для малых предприятий
