Наладка сверлильно-фрезерных (пазовальных) станков

В узколенточных станках в качестве инструмента используется бесконечная шлифовальная лента небольшой ширины (80…300 мм), натянутая на шкивах.

Классификация станков в зависимости от того, какая часть ленты используется в работе, и от характера контакта между древесиной и шлифовальной лентой представлена на рис. 121.

Станки с неподвижным столом (рис. 121, а) предназна­чены для шлифования плоских деталей. Наиболее распространены станки с горизонтально расположенной рабочей ветвью ленты 1, под которой расположен стол 2. Имеются станки и с вертикально расположенной лентой.

Станки со свободной лентой (рис. 121, б) применяют­ся для шлифования криволинейных деталей.

Станки с контактным прижимом классифицируются, в свою очередь, на две группы — с прижимом утюжком и с при­жимом шкивной частью. Из числа первых можно выделить станки, в которых используется узкий утюжок размером меньше обрабаты­ваемой детали, устанавливаемый на каретке, и станки, в которых длина утюжка больше детали, подаваемой на конвейере (рис. 121, г).

В станках с узким утюжком (рис. 121, в) шлифовальная лента 1, натянутая на два шкива 6 и 2 (шкив 6 приводной от электродви­гателя), расположена горизонтально. Под нижней частью находится каретка 3, перемещаемая вручную (рукояткой) по направляющим 5 поперек ленты. Заготовка укладывается на каретку, а лента к ее поверхности прижимается с помощью рукоятки утюжком 4. Утю­жок закрепляется шарнирно и вручную перемещается вдоль ленты по стрелкам А. Работа на этих станках малопроизводительна и уто­мительна, поэтому делаются попытки механизировать рабочие пе­ремещения. Для этого каретка перемещается пневмоцилиндром. Рычаг управления цилиндром смонтирован на месте прежней ру­коятки ручного перемещения. Нажатие рычага вниз и вверх соот­ветствует подаче каретки вперед и назад, причем чем больше пе­редвинут рычаг, тем быстрее движется каретка.

Более совершенен и производителен станок с протяженным утюжком и конвейерной подачей (рис. 122, а; см. рис. 121, г). Станок имеет две узкие шлифовальные ленты 10 и 11, движущиеся на­встречу друг другу со скоростями 12 и 24 м/с. Вращение на шкивы 2 подается от индивидуальных электродвигателей 9 через клино­ременные передачи 8 (на рисунке показан один двигатель). Между утюжком и шлифовальной лентой на двух шкивах 1 натянута риф­леная (протекторная) лента. Ее назначение — уменьшить износ утюжка и улучшить отвод шлифовальной пыли и тепла из зоны резания. Подача материала, обычно щитов, осуществляется смон­тированным на столе 6 ленточным конвейером 5, имеющим ин­дивидуальный привод от мотора-редуктора 12. Стол имеет устано­вочное механическое перемещение по высоте. Деталь к столу при­жимается роликами 7.

Контакт между шлифовальной лентой и обрабатываемым щи­том обеспечивается с помощью удлиненного секционного утюж­ка 3 (рис. 122, б). Каждая секция имеет свой пневмопривод (пнев­мокамеру или пневмоцилиндр), который производит опускание и подъем нижней опорной поверхности утюжка. Базирование обра­батываемого щита происходит на верхние ролики, расположен­ные по обе стороны от утюжка. За счет давления в пневмокамерах опорная поверхность утюжка выступает ниже линии базирования на 0,2 мм и благодаря фетровой подложке облегает поверхность щита. В зависимости от выполняемой операции давление в пнев­мокамере регулируется для создания наилучших условий прижима. Между опорной поверхностью утюжка и шлифовальной лентой для предотвращения нагрева и износа последней устанавливается войлочная антифрикционная лента с приклеенным слоем мелких стеклянных шариков, снижающих коэффициент трения.

Перед утюжком поперек конвейера 5 (см. рис. 122, а) по числу секций устанавливается ряд контактных роликов 4, связанных с электронным реле времени, управляющим опусканием и подъе­мом каждой секции утюжка. Щит, проходя под роликами, подни­мает часть из них, подавая сигнал на опускание только тех секций утюжка, которые соответствуют его ширине. Это позволяет избе­жать прошлифовки продольных ребер щита, особенно при обра­ботке деталей переменной ширины и рамочных конструкций.

Чтобы предотвратить прошлифовку поперечных ребер обрабаты­ваемого щита, утюжок должен быть опущен только после того, как передняя по ходу подачи кромка щита пройдет две трети, а задняя при выходе щита из-под утюжка — одну треть его ширины. Это осуществляется с помощью тех же контактных роликов 4. Деталь, подходя к ленте, нажимает на контактный ролик, который подает сигнал на электронное реле времени, по команде которого через определенный промежуток времени утюжок опускается в рабочее положение. После прохода щита контактный ролик опускается, по­дается сигнал на второе реле времени, которое дает команду на подъем утюжка до полного ухода щита из-под шлифовальной лен­ты. Высококачественное шлифование желательно в раде случаев выполнять в два этапа: предварительное шлифование поперек воло­кон, затем окончательное вдоль волокон. В этом случае два станка объединяют в линию. На первом, с более узким столом, осуществ­ляют предварительное шлифование, затем щит поворачивается ав­томатически на 90° и производится окончательное шлифование.

Рассмотренный узколенточный станок оборудован устройства­ми, упрощающими его эксплуатацию: пневматическим натяжени­ем шлифовальной ленты, воздушными форсунками для очистки лент, цепным поперечным щеточным конвейером для очистки отшлифованных поверхностей и др. Станок легко может быть встро­ен в автоматическую линию.

В станках с контактным прижимом шкивной частью ленты (см. рис. 121, д) шлифовальная лента 1располагается вертикально и прижимается к заготовке рабочим шкивом 2. Жесткость контакта зависит от твердости обкладочного резинового слоя, а также от его профиля. Толщина резинового покрытия h — 20 мм, твер­дость — 25…70 ед. При диаметре вала 0,25…0,35 м жесткость по­крытия j = ah⁰‘³⁵, где коэффициент а = 20…30. Для резины модуль упругости Е = 1 МПа, j = 10…35 Н/мм, что обеспечивает макси­мальное давление 0,03…0,2 МПа. При столь значительном давле­нии глубина шлифования может составлять 0,5… 1 мм, т.е. можно осуществлять операции выравнивания и калибрования.

По данной схеме созданы даже четырехсторонние шлифоваль­ные станки для окончательной обработки пиломатериалов вместо традиционных четырехсторонних продольно-фрезерных. К их ос­новным преимуществам относятся: повышение качества получае­мой поверхности и возможность снимать очень тонкий слой древе­сины, к недостаткам — высокое потребление энергии (общая мощ­ность станка с восемью головками — 880 кВт), необходимость тщательного контроля размеров заготовок и высокая стоимость шлифовальной шкурки. Несмотря на это, использование станков оправданно при выпуске высококачественных пиломатериалов, особенно лиственных пород.

В этих станках ширина ленты больше максимальной ширины обрабатываемой детали. За пос­ледние годы получили распространение станки с лентой шириной 600 … 2000 мм.

Широколенточные станки обладают рядом преимуществ по срав­нению с другими типами шлифовального оборудования: более вы­сокая производительность, лучшая очистка ленты от отходов обра­ботки и повышенная удельная мощность привода главного движе­ния (до 0,65 кВт/см). При ширине обработки 600…900 мм их произ­водительность в 2…3 раза выше производительности цилиндровых шлифовальных станков и в 10 раз больше производительности уз­коленточных шлифовальных станков. Значительная длина широких лент (2,6…3,8 м) обеспечивает их высокую стойкость, работоспо­собность и точность обработки. К недостаткам этих станков можно отнести высокую стоимость ленты, трудность ее подготовки к рабо­те, осуществляемой, как правило, централизованно, и необходи­мость высокой квалификации обслуживающего персонала, особен­но при использовании тонких лент малой зернистости.

Широколенточные шлифовальные станки по расположению лент делятся на станки с верхним, нижним и двусторонним рас­положением, по виду контакта ленты и детали — с вальцовым или утюжковым контактом и комбинированные, по числу лент — на одно-, двух- и трехленточные. Станки с вальцовым контактом предназначены для выравнивания поверхности и калибрования щитовых деталей из столярных плит ДСтП, утюжковые — для выглаживания облицованной или отделанной поверхности щи­товых деталей с частичным ее выравниванием, комбинирован­ные сочетают в себе обе технологии, т.е. выравнивание, калибро­вание и выглаживание. На рис. 123 приведены наиболее распрост­раненные схемы широколенточных станков для выравнивания и чистовой обработки.

На станках с вальцовым контактом (рис. 123, а, б) производят одностороннюю обработку верхней или нижней пластей. Станок по первой схеме состоит из ленточного конвейера 6 и одного вер­хнего шлифовального агрегата — контрролика 1 с контактным валь­цом 2. Детали 5 базируют обрабатываемой пластью по верхним же­стко установленным опорным балкам 3 и роликам 4. Для компенси­рования разнотолщинности предусмотрен подпружиненный стол 7 конвейера. Станок по второй схеме снабжен одним нижним шли­фовальным агрегатом с контактным вальцом. Базирование на этом станке производится нижней обрабатываемой пластью по опор­ным балкам 3 и роликам 4. Подаются детали вальцами 2 и контр­роликом 1.

На рассмотренных станках достигается удовлетворительное вы­равнивание поверхности детали, но не обеспечивается чистовая обработка высокого качества. Для получения нужной шероховатос­ти необходимо снятие равномерного и незначительного по толщине слоя. Для этого нужно обеспечить одинаковое давление по всей пло­щади контакта шлифовальной ленты. Это достигается применением шлифовальных агрегатов с эластичным утюжком (рис. 123, в, г).

Односторонний станок (см. рис. 123, в) аналогичен станку, по­казанному на рис. 123, а, за исключением ленточно-шлифоваль­ного агрегата, где для прижима ленты к обрабатываемой поверх­ности используется утюжковая контактная балка 1.

Станки для чистовой двусторонней обработки, выполненные по второй схеме, изготавливают сравнительно редко. Они обору­дованы одним верхним и одним нижним разнесенными по на­правлению подачи шлифовальными агрегатами с утюжковыми прижимами. На этих станках выполняют чистовое выглаживание мелкозернистыми шлифовальными лентами с одновременным выравниванием. Снятие повышенного припуска с целью частич­ного удаления макронеровностей на поверхности приводит к зна­чительному снижению производительности обработки и повышен­ному расходу шлифовальных лент.

Требуемое качество выравнивания и чистового шлифования достигается при обработке на комбинированных станках с вальцо­вым утюжковым контактом (рис. 123, д, e). Шлифовальный агрегат 2 с обрезиненным рифленым вальцом служит для выравнивания детали, а шлифовальный агрегат 1 с утюжком, имеющим высоко­эластичное упругое покрытие, — для выглаживания. Такие станки делают с верхним и нижним расположением шлифовальных агре­гатов, что позволяет встраивать их в линию. Пласть каждой детали обрабатывается за один проход шлифовальными лентами различ­ной зернистости, что позволяет наиболее экономично получать требуемые результаты шлифования.

На станках последних конструкций операция выравнивания выполняется в несколько этапов. В связи с этим каждый агрегат сошлифовывает меньший слой материала, что позволяет увели­чить производительность станка, повысить качество обрабатывае­мой поверхности и стойкость шлифовальной ленты. Некоторые станки (рис. 123, ж) имеют два шлифовальных агрегата, первый из которых 1 оснащен контактным вальцом, а второй 2 — комби­нированным двухконтактным прижимом. В станке операция вы­равнивания выполняется двумя последовательно расположенными шлифовальными агрегатами с вальцовым прижимом (рис. 123, з).

Все широколенточные станки имеют осциллирующее движе­ние ленты поперек направления подачи. Это достигается следую­щим образом. Верхние барабаны выполнены поворотными в гори­зонтальной плоскости. Поворот барабана пневмоцилиндром в одну сторону вызывает боковое движение ленты по их поверхности, а поворот в другую — движение ленты в противоположную сторону. Ход штока пневмоцилиндра переключается пневмоструйным дат­чиком, расположенным возле ленты. Воздух из сети поступает в сопло, перед которым находится планка, управляющая датчиком с пневмоусилителем. Как только край ленты отходит в сторону, струя воздуха попадает на планку, пневмоусилитель срабатывает и переключает подачу сжатого воздуха через дроссель в соответству­ющую полость цилиндра, управляющего поворотом барабана. Ба­рабан поворачивается, и лента сбегает в противоположную сторону. Струя воздуха перекрывается — и дроссель возвращается в ис­ходное положение.

На рис. 124 изображен широколенточный шлифовальный ста­нок, работающий по схеме рис. 123, д, дополненный узколенточ­ным агрегатом для предварительного шлифования грубых или ра­нее отделанных поверхностей щитов.

Число шлифовальных лент, шт………………….. 1 …3

Скорость резания, м/с………………………………… 25

Скорость подачи, м/мин……………………………. 6…24

Частота осцилляций, мин^-1………………………… 20…35

Мощность электродвигателей, кВт……………. 35…60

Широколенточные калибровальные станки предназначены для обработки по толщине древесно-стружечных, столярных и древес­но-волокнистых плит, а также фанеры на заданный размер с точ­ностью ±0,1…0,2 мм. Плиты калибруют непосредственно на заводе-изготовителе до их раскроя на заготовки или уже после раскроя в щитах.

Такие шлифовальные станки могут обрабатывать плиты шири­ной до 2,57 м со скоростью подачи около 52 м/мин. Как правило, припуск снимается с обеих пластей за один проход. Часто на этих же станках помимо калибрования выполняют выравнивание и чи­стовую обработку. На рис. 125 приведены наиболее распространен­ные схемы шлифовальных станков для обработки ДСтП.

Интересна схема с расположенными друг против друга в одной вертикальной плоскости двумя шлифовальными агрегатами 1 и 4 (см. рис. 125, а). При обработке на таких станках происходит само­центрирование калибруемых деталей за счет уравновешивания сил отжима, возникающих при шлифовании и являющихся вертикаль­ными составляющими сил резания.

Обрабатываемая плита проходит через станок, прижатая верх­ними 2 и нижними 3 подпружиненными столами. Снятие одина­кового припуска с каждой стороны плиты достигается подвиж­ным (плавающим) креплением подпружиненных столов. При уве­личении снимаемого припуска с одной из сторон плиты силы ре­зания возрастают и действуют на противоположный стол. Он опус­кается — и силы уравновешиваются. На переднем верхнем столе смонтирован контрольный неприводной подпружиненный ролик, прекращающий через конечный выключатель подачу при проходе плиты с припуском больше допустимого.

В станках, выпускаемых по схеме 125, б, поочередно обрабаты­вают сначала нижнюю, а затем верхнюю пласти. При этом плита опирается на базирующие элементы, точность обработки обеспе­чивается постоянством рабочего просвета между базирующими 6 и шлифовальными 5 органами.

Современные высокоскоростные многошпиндельные станки имеют от двух до шести шлифовальных агрегатов (см. рис. 125, в). Во всех случаях два первых агрегата 9 калибруют плиту. Головки 8 окончательно обрабатывают плиту по толщине и снимают неров­ности, оставшиеся от первичного шлифования. Обычно вторич­ные агрегаты выполняют комбинированными, с использованием утюжков и контактных роликов с гладкой поверхностью или спи­ральными пазами. Эти агрегаты могут располагаться один против другого или против базирующих элементов. Финишные шлифо­вальные агрегаты 7 с мягким утюжком удаляют все предшествую­щие дефекты.

Имеются модели станков, где роль калибрующего выполняет ножевой вал, в котором по спирали устанавливаются перетачива­емые пластины, либо алмазные резцы (рис. 126), стойкость кото­рых исчисляется годами.

В последние годы успешно применен метод калибрования ДСтП с помощью цилиндровых станков (см. рис. 125, г). В них в каче­стве режущего инструмента применены абразивные цилиндры 10 с нормальной структурой из карбида кремния 55с, 54с, 53с зер­нистостью № 63, 80, 100, 125 и 160. Связкой инструмента служит эпоксидная смола ЭД-20. Этот метод калибрования обеспечивает точность ±0,07…0,10 мм и рост производительности в 2 раза. Ос­новным его достоинством является высокая стойкость шлифоваль­ного инструмента.

В небольших деревообраба­тывающих производствах и в быту, как правило, применяют ком­бинированные и универсальные станки, а также ручной электри­фицированный инструмент.

Комбинированные станки предназначены для выпол­нения различных операций: фугования, продольного и попереч­ного пиления, фрезерования поверхностей, шлифования и свер- лильно-пазовальных работ (табл. 53). Применяются в модельных цехах машиностроительных производств, столярных мастерских и на ремонтных площадках. Сверху на станине станка крепится но­жевой вал, передний и задний фуговальные столы, пильный стол с поперечной кареткой, салазки и стол сверлильный. В лучших моделях, обладающих широкими технологическими возможнос­тями, под ножевым валом имеется настраиваемый по высоте рей­смусовый стол. Для механизации подачи заготовок станок снабжен шестироликовым автоподатчиком.

Таблица 53 Технические характеристики комбинированных станков

Широкое распространение получили универсальные бытовые станки, многочисленные модели которых отличаются друг от друга набором выполняемых операций, напольным или настоль­ным исполнением, регулировкой фуговальных и пильных столов, технологическими параметрами. На них в различных сочетаниях можно выполнять продольное, поперечное и под углом распили­вание, сверление, фрезерование пласти и кромки заготовки, фре­зерование пазов, шпунтов, шиповых соединений, шлифование, точение, заточку режущего инструмента.

Всеобщее признание получили многопозиционные обрабаты­вающие центры с ЧПУ для обработки различных деталей из мас­сивной древесины, ДСтП, МДФ и др.

В набор выполняемых на них операций входит форматная об­работка и профилирование, сверление, выборка пазов, пиление во всех вариантах, облицовывание кромок с полной последую­щей обработкой. Высокая производительность и гибкость в выбо­ре технологий обработки является причиной широкого исполь­зования центров как в малых производствах, так и на крупных предприятиях. В основу станков этого типа (рис. 129) заложен принцип трехко­ординатного перемещения суппорта 9 с набором инструмента над столом с закрепленной на нем заготовкой. Тем самым происходит ее обработка с пяти сторон. Продольное перемещение всего суп­порта происходит по упрочненным направляющим зубчато-реечным механизмом 7 с геликообразными зубьями, обеспечивающи­ми высокую скорость подачи без вибраций. Поперечную подачу осу­ществляет система с реверсивным роликовым винтом 5, самоцен- трирующимся по отношению к движущимся массам, обеспечивая устойчивое и быстрое позиционирование режущих головок. Подачу непосредственно режущего инструмента (вертикальную или для не­которых инструментов 6 горизонтальную) обеспечивают подающие устройства 4 самих режущих головок. На суппорте смонтированы рабочие головки 1 с инструментом различного назначения: цилинд­рические и концевые фрезы, сверла, дисковые пилы, абразивные диски. Помимо этого имеется инструментальный магазин 8 (до 35 инструментов на тяжелых станках), с помощью которого происхо­дит автоматическая смена инструмента в зависимости от вида работ.

На рис. 129, а показан тарельчатый магазин, который соверша­ет попутное перемещение вместе с суппортом. Он рассчитан на 12.. 18 инструментов диаметром от 100 до 160 мм. Требуемое каче­ство обработки обеспечивается высокой частотой вращения инстру­мента (4000 мин^-1 для обычных и 1000… 24000 мин^-1 для электро­шпинделей) и регулируемой с помощью ЧПУ скоростью подачи.

Рабочий стол 2 оборудован универсальными бесшланговыми вакуумными опорами 3, которые легко перемешаются на нужный размер и фиксируются пневматическими зажимами, причем за­крепление в нужном положении опоры и фиксация детали на опорах происходит от одной и той же вакуумной пневмосети. Достаточно нажать на расположенный на опоре клапан и передвинуть ее на нужное место. Имеются также пневматические зажимы для узких деталей и заготовок с выступающими краями.

Система ЧПУ базируется на персональном компьютере и ис­пользует возможности многозадачной операционной системы в реальном масштабе времени, что позволяет контролировать не­сколько процессов одновременно.

Графический интерфейс позволяет использовать функции, до­ступные с помощью функциональных изображений. Система кон­троля позволяет показывать на дисплее все движения инструмен­тов и автоматически указывает на экране происходящие ошибки, давая возможность обратиться к соответствующей странице руко­водства по эксплуатации через систему помощи.

Глава 43. ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОПИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Оборудование для подготовки сырья к переработке

На совре­менном лесопильном производстве поставляемые хлысты или брев­на перерабатываются на пиломатериалы (доски, брусья, заготов­ки) и технологическую щепу. Технологический процесс лесопиль­ного производства включает следующие основные операции: рас­крой хлыстов; сортировку и складирование бревен; гидротерми­ческую обработку и окаривание бревен; продольное распиливание пиломатериалов; сушку пиломатериалов; сортирование и попереч­ный раскрой пиломатериалов; фрезерную обработку пиломатери­алов; упаковку пиломатериалов; переработку кусковых отходов производства в технологическую щепу.

Подготовка сырья к обработке включает операции раскроя ли­стов, сортирования и окаривания бревен.

Поперечное распиливание хлыстов и бревен производится на балансирных однопильных торцовочных станках с полуавтомати­ческим циклом работы и в автоматических многопильных торцо­вочных установках.

В однопильном торцовочном станке (рис. 131, а) базирование хлыста 1 производится по двум направляющим седлообразных ро­ликов 3, используемых также для его перемещения. Пильный вал с пилой 4 диаметром 1000… 1500 мм смонтирован на качающейся раме 5 в верхней части станины. Хлыст вначале прижимается к роли­кам 3 прижимом, а затем распиливается опускающейся с помощью гидроцилиндра 6 пилой. После подъема пилы и прижима бревно сбра­сывается с конвейера, а хлыст перемещается в продольном направ­лении. Число двойных ходов пилы — 15… 25 в минуту.

Когда торец хлыста нажимает на упор 2, срабатывает конечный выключатель — и цикл работы станка повторяется. Управление стан­ком — дистанционное с пульта. Дистанционно управляемые выд­вижные упоры определяют длину отпиливаемой части. Привод роликов конвейера — электромеханический, всех цикловых дви­жений — гидравлический. Мощность станков 10…20 кВт.

Существует два основных вида многопильных линий — слешеры и триммеры. Пильные валы в слешерах закреплены в не­подвижных опорах, в триммерах — в опорах с возможностью вертикального перемещения, что позволяет вводить в работу по команде оператора или устройства автоматического управления только те пилы, которые необходимы для оптимального раскроя. В тех и других хлыст движется в поперечном направлении на пилы с помощью крюков цепного конвейера, расположенного с углом подъема 10… 15°. Это обеспечивает лучшую фиксацию хлыстов у подающих упоров, предотвращает перекосы и самопроизвольное накатывание хлыстов на пилы. Применение слешеров рациональ­но только в случае необходимости раскроя хлыстов на бревна од­ной заданной длины. В остальных случаях целесообразно использо­вать триммеры, позволяющие производить индивидуальный рас­крой хлыстов.

Схема триммера приведена на рис. 131,б. Хлысты с накопителя 1 поштучно выдаются с помощью отсекателя 2 на роликовый кон­вейер 3, который перемещает их в продольном направлении до упора, определяющего положение хлыста в соответствии с при­нимаемой схемой раскроя. Крюки 4 поперечного конвейера 5 сни­мают очередной хлыст с конвейера 3 и подают к пилам 6. Подъем пил производится с помощью индивидуальных гидроприводов 7. Отпиленные отрезки поступают на конвейер 8 и далее в накопи­тель 9, откуда отсекателем 10 поштучно выдаются на продольный конвейер 11 участка сортирования бревен. При необходимости брев­на могут непосредственно с конвейера 5 поступать в бункер 12.

Оценка размеров и качества древесины хлыста и выбор програм­мы его раскроя на современных триммерах производятся автоматически с помощью компьютерных систем со сканирующими устрой­ствами.

Системы сортирования пиловочных бревен применяют перед лесопильными рамами. На современных автоматизированных сис­темах бревна подъемно-транспортным механизмом доставляются на площадку, оборудованную поперечными цепными конвейера­ми. На них бревна разделяются и по одному подаются на продоль­ный цепной конвейер. Оператор определяет их породу и оценивает качество. Затем бревна проходят через измерительное устройство (светодиодное, лазерное и т.п.), которое выдает информацию о значениях их диаметра, длины и сбежистости. Вся информация по­ступает в компьютер, который в соответствии с заложенной про­граммой определяет один из 36 сортировочных карманов накопи­телей, расположенных вдоль продольного конвейера подачи бре­вен. При подходе к нужному карману бревно сбрасывается в него. Перед продольным распиливанием рассортированные бревна под­вергаются окариванию.

Окорочные станки по принципу действия делятся на четыре груп­пы: роторные с тупыми короснимателями, суппортные с фрезеру­ющими головками, барабанные и гидравлические струйные.

Толстые бревна диаметром свыше 80 см рекомендуется окаривать на станках с фрезерующими головками и в гидроустановках. Барабанные окорочные станки применяются в основном в произ­водстве целлюлозы и плит.

В лесопилении наибольшее распространение получили роторные станки. Принцип действия роторного станка показан на рис. 132, а. Несколько тупых короснимателей 1 шарнирно закреплены на вра­щающемся роторе, через них подается бревно 3. Коросниматели (8 шт.) с помощью пружин, пневмо- или гидроцилиндров при­жимаются к поверхности бревна, прорезают и отделяют кору 2 по камбиальному слою. Самораскрывание короснимателей при встре­че с торцом бревна обеспечивается заточкой их серповидных кро­мок. Бревна подаются во вращающийся ротор вальцовым или кон­вейерным механизмом подачи. Имеются одно- и двухроторные стан­ки этого типа.

В роторном станке ОК63-1 (рис. 132, б) окорочная головка со­стоит из неподвижного статора, вращающегося в нем ротора и механизма окаривания, включающего коросниматели и механизм их прижима к бревну. Ротор 3 представляет собой массивное сталь­ное кольцо, устанавливаемое в статоре в двух радиально-упорных шарикоподшипниках. К ротору шарнирно крепятся шесть подпру­жиненных короснимателей 4. Коросниматели прижимаются к ока- риваемому бревну 9 индивидуальными пружинами растяжения 5, связанными между собой втулочно-роликовой цепью. Вращение ротора осуществляется от электродвигателя 1 клиновыми ремня­ми 2, надетыми на плоский шкив.

Механизм центрирования и подачи окариваемых бревен состо­ит из двух групп вальцов: передней и задней. Каждая группа валь­цов состоит из двух больших приводных седлообразных вальцов 13 и 12, укрепленных на качающихся рычагах 14 и 11, двух малых неприводных вальцов 6, зубчатых секторов и пружин. Седлообраз­ные вальцы приводятся во вращение от трехскоростного электро­двигателя 18 через двухступенчатую коробку подач, понижающий редуктор 17 и общий распределительный вал 20. С распределитель­ного вала вращение на каждую группу вальцов передается с помо­щью пары конических шестерен 19 и цепной передачи 16. Прижим подающих вальцов к бревну осуществляется пружинами растяже­ния 15. Симметричный относительно оси ротора развод верхних и нижних подающих вальцов осуществляется с помощью зубчатых секторов 8, что обеспечивает надежное центрирование бревен. Для безударного сближения верхних и нижних вальцов после прохода бревна рычаги верхних вальцов соединены со штоками гидравли­ческих амортизаторов 10 и 7.

В двухроторных окорочных станках одновременно с окоркой бревен происходит зачистка сучьев. Станок имеет две головки (око­рочную и зачистную), вращающиеся в противоположенных на­правлениях и имеющие аналогичную конструкцию. Производитель­ность таких станков на 40 % выше производительности одноротор­ных, а удельная металлоемкость меньше.

К рассматриваемой группе станков следует отнести и оцилиндровочные станки, предназначенные для калибрования комле­вой части бревен хвойных пород, имеющих чрезмерную толщину или кривизну. Эти станки устанавливаются перед окорочными станками.

В зависимости от назначения ленточнопиль­ные станки в лесопильном производстве подразделяют на бревно­пильные и делительные. Бревнопильные станки, в свою очередь, делятся на вертикальные и горизонтальные.

Вертикальный бревнопильный ленточнопиль­ный станок с кареткой (рис. 133, а) предназначен для про­дольного распиливания крупномерной фаутной древесины хвой­ных пород и раскроя древесины ценных твердолиственных пород. Он состоит из механизма резания, механизированной тележки, передвигаемой по рельсовому пути, загрузочного и разгрузочного конвейеров и пульта управления.

Нижний приводной 4 и верхний натяжной 1 шкивы смонтиро­ваны на плите 3 и стойке станины 2. Бревно с загрузочного кон­вейера поступает на тележку 5 механизма подачи и фиксируется в нужном положении зажимами, расположенными на стойках 7 те­лежки. После этого тележка перемещается по рельсам 6 — и про­исходит продольный рез. По окончании реза тележка возвращается в исходное положение, а бревно подается на пилу на величину, соответствующую толщине отпиливаемой доски. Управление ра­ботой станка осуществляется с пульта.

Кинематическая схема механизма резания дана на рис. 134. Пильная лента 1 шириной 175…280 мм натянута на приводном 26 и натяжном 11 шкивах и приводится в движение от электродвига­теля 20 через ременную передачу 21. Вал 25 нижнего приводного шкива закреплен стационарно в двух сферических роликоподшипниках. Нижний шкив изготавливается более массивным и служит маховиком, не давая ослабиться натяжению ленты в верхней зоне в случае ее затормаживания при пилении.

Верхний шкив — ведомый, облегченный. Его вал 10 также смон­тирован в двух сферических роликоподшипниках, но их корпусы могут вертикально перемещаться с помощью винтов 7 и 15. Это перемещение осуществляется специальным механизмом, состоя­щим из электродвигателя 18, цепной передачи 19, вала 3 с двумя червяками 17 и 6, двухчервячных гаек-шестерен 24 и 8, взаимо­действующих с винтами 7 и 15.

Механизм наклона верхнего шкива, служащего для обеспече­ния правильного набегания ленты, состоит из маховичка 9 и зуб­чатой муфты 2, установленной на валу 3. Когда зубчатая муфта выведена из зацепления, вращением маховичка поворачивают ле­вую гайку-шестерню 8, что приводит к изменению положения подшипников вала 10.

Устройство для натяжения пильной ленты представляет собой систему рычагов 13, на одном конце которой находится верхний шкив, а на другом груз 14 (пружина или пневмоцилиндр). Груз обеспечивает постоянное натяжение ленты (1,2…1,5 МПа), ком­пенсируя ее удлинение в результате нагревания и мгновенных пе­регрузок. При смене ленты верхний шкив опускают, в результате чего рычаг с грузом поворачивается вниз и достигает упора 16.

Для увеличения поперечной жесткости пилы под бревном и над ним предусмотрены направляющие, уменьшающие свобод­ную длину рабочего участка пилы. Верхняя направляющая 5 вы­полнена подвижной и устанавливается в зависимости от высоты пропила путем перемещения от электродвигателя 12через винт 4.

Нижний шкив при отключении электродвигателя 20останав­ливается ленточным тормозом 23, приводимым в действие цилин­дром 22.

Тележка механизма подачи перемещается по рельсам от канат­но-барабанного привода. Бревно крепится на тележке стойками с захватами, срабатывающими от гидроцилиндров. Для придания бревну нужного положения на одной из стоек имеется кантова­тель. Стойки могут перемещаться все вместе на одну и ту же вели­чину или индивидуально каждая на свой размер. В первом случае перемещение производится от электродвигателя постоянного тока через цепную, конические и винтовые передачи.

Управление двигателем осуществляется счетно-импульсной по­зиционной системой. С пульта дистанционного управления опера­тор задает необходимые положения стоек для выпиливания бруса или доски определенной толщины. Последние модели станков име­ют компьютерные системы управления движением стоек. Данные от сканирующего устройства, определяющего геометрию бревна до его погрузки на тележку, поступают в запрограммированный компью­тер и на мониторы перед оператором. Оператор выбирает наиболее выгодный из 20 вариантов и поставов, которые предлагает компью­тер. Данная система автоматически обеспечивает распиливание (по­ворот бревна, перемещение стоек и т.д.) с учетом данных о породе и требований спецификации выпиливаемых пиломатериалов.

Диаметр пильных шкивов, мм……………….. 1250…3000

Наибольшая ширина пильной ленты, мм.. 175…280

Мощность главного двигателя, кВт……….. 55… 125

Наибольшая скорость подачи, м/мин:

при рабочем ходе……………….. 80… 100

при холостом ходе……………… 125… 160

Со значительным эффектом возможности ленточнопильного стан­ка реализуются в сдвоенных ленточнопильных линиях при раскрое бревен средних и малых диаметров. Они представляют собой два вертикальных ленточнопильных станка 2, 3 (рис. 133, б), установ­ленные на подвижных каретках симметрично относительно про­дольной оси общего конвейера или каретки с возвратно-поступа­тельным движением. Расстояние между станками изменяется по командам оператора с пульта управления или автоматически от измерительной компьютерной системы с помощью гидравличес­ких (или электромеханических) позиционеров.

Механизм подачи представляет собой каретку, которая пере­мещается по рельсовому пути над бревном. Каретка имеет две опу­щенные вниз штанги с торцевыми упорами, одна из которых не­подвижна, вторая перемещается пневмоцилиндрами. По команде оператора очередное бревно подается на кантователь, где оно раз­ворачивается кривизной вниз и центрируется. После этого вклю­чается пневмоцилиндр перемещения подвижной штанги — и бревно зажимается торцевыми упорами. Каретка с зажатым бревном дви­жется по рельсовому пути от электродвигателя постоянного тока, управляемого тиристорным приводом через редуктор, приводной барабан и канатную передачу.

На базе сдвоенных ленточнопильных станков созданы линии автоматизированного раскроя бревен. Они состоят из конвейерно­го подающего механизма с торцовым зажимом распиливаемых бре­вен и четырех сдвоенных ленточнопильных станков. Окоренные бревна поступают на поворотное устройство. Оператор, вращая бревно, осматривает его из отгороженной кабины и поворачивает так, чтобы оно расположилось выпуклостью вниз, после чего со­риентированное бревно фиксируется рычагами торцевых зажимов и подается через электронное сканирующее устройство. Здесь с помощью импульсных светодиодных датчиков измеряются диаметр и длина бревна. Полученная информация автоматически запраши­вается и принимается электронной системой. Информация о диа­метре, длине и качестве используется компьютером для определе­ния наилучшего варианта автоматической установки пил. Выбран­ный вариант сохраняется в памяти компьютера до тех пор, пока бревно не пройдет все пильные агрегаты.

Перед первым сдвоенным станком (рис. 135) фрезерные го­ловки 2 измельчают в щепу горбыли с двух противоположных сторон бревна 3. Затем две ленточные пилы 1 отпиливают край­ние доски. Расстояние между пилами устанавливается по команде с пульта управления. Пильные суппорты 6 перемещаются по на­правляющим 7 с помощью гидроцилиндров 5. Устойчивость в зоне резания пильным лентам обеспечивают односторонние отжимаю­щие направляющие 4. Затем брус проходит через два-три последо­вательно расположенных ленточнопильных станка, где выпилива­ются боковые доски, размер которых выбран компьютером. Про­изводительность такой линии в среднем шесть бревен в минуту.

Горизонтальные бревнопильные ленточно­пильные станки имеют горизонтально расположенные вет­ви пилы (см. рис. 133, в). Тележка этих станков не имеет стоек и механизма бокового перемещения бревна. После каждого реза оба пильных шкива 1 опускаются по колонкам 2 станины на толщину отпиливаемой доски. Бревно 3 на тележке 4 крепится торцовыми зажимами вдоль продольной оси и может быть повернуто необхо­димой стороной во время остановки между проходами. Эти станки применяют для раскроя бревен диаметром свыше 1,5 м на кряжи.

Горизонтальные ленточнопильные станки со шкивами неболь­шого диаметра (500… 750 мм) и тонкой пильной лентой (толщи­ной 1,1…2 мм) позволяют распиливать бревна диаметром до 90 см на необрезные пиломатериалы заданной толщины со скоростью подачи до 30 м/мин. Основу такого станка (рис. 136) составляет подвижный ленточнопильный механизм 1 с двумя шкивами, рас­положенными в горизонтальной плоскости. Ленточнопильный ме­ханизм может перемещаться на толщину отпиливаемой доски. Ре­гулируемый механизм подачи обеспечивает перемещение пильно­го механизма вместе с креслом оператора и пультом управления 2 (или без них) относительно распиливаемого бревна, которое за­крепляется на неподвижной раме 3 сварной конструкции. Произ­водительность до 8 м³ в смену.

Делительные (ребровые) ленточнопильные станки предназначены для распиливания постав­ленных на ребро брусьев, толстых досок, горбылей и т.п. Меха­низм резания у них незначительно отличается от механизма реза­ния бревнопильного станка, но меньше по размерам (диаметр шки­вов 1250 мм).

Механизм подачи станка выполнен с вертикальным располо­жением исполнительного механизма (рис. 137), который смонти­рован на столе станка и состоит из базового суппорта 1, механиз­ма установки на размер и прижимного суппорта 2. Базовый суп­порт представляет собой пластинчатый конвейер, приводимый в действие от гидромотора через редуктор и зубчатую передачу. Ско­рость подачи в диапазоне 5… 90 м/мин регулируется бесступенчато. Базовый суппорт перемещается на размер обработки по направ­ляющим 6, получая движение от гидроцилиндра 5. Прижимной суппорт обеспечивает надежный прижим распиливаемого матери­ала 10 к базовой поверхности конвейера и состоит из одного при­водного рифленого вальца 8 и трех сдвоенных гладких прижимных вальцов 9. Приводной валец получает вращение от того же приво­да, что и базовый конвейер. Перемещается прижимной суппорт по направляющим от гидроцилиндра 7. В случае симметричного рас­пила оба суппорта разводятся на одинаковое расстояние от пилы 3 с помощью специального настроечного механизма с согласующим зубчато-реечным устройством.

Лесопильные рамы

Лесопильными рамами называются маши­ны, распиливающие бревна и брусья с помощью полосовых пил, натянутых в пильной рамке, совершающей возвратно-поступатель­ное движение. В зависимости от расположения пильной рамки ле­сопильные рамы бывают вертикальные и горизонтальные. Наиболее распространены вертикальные лесопильные рамы, которые под­разделяются на рамы общего и специального назначения.

Лесопильные рамы общего назначения предназначены для мно­гопильного распиливания бревен и брусьев длиной 3,5… 7 м и ди­аметром 14… 70 см. Они подразделяются на двухэтажные и одно­этажные.

На рис. 138, а,б, в даны схемы крепления шатуна к пильной рамке (при сохранении постоянства r и l). Двухэтажные рамы высо­той 4… 5 м имеют один шатун, закрепленный в центре нижней попе­речины пильной рамки (рис. 138, а). Одноэтажные лесопильные рамы высотой 2… 3 м имеют два шатуна. При нижнем расположении при­вода (рис. 138, б) шатуны крепятся к верхней поперечине. Раму раз­мещают на одном этаже с некоторым заглублением нижней части. Здесь имеется несомненный выигрыш в площади, занимаемой обо­рудованием. Однако двухшатунные рамы имеют следующие недостатки: неизбежная неточность при изготовлении шатунов приводит к пере­косу всей системы, что вызывает ускоренный износ при высокой частоте вращения кривошипного вала; низкая виброустойчивость. Поэтому быстроходные рамы (300 мин^-1 и более) строятся только одношатунными. При верхнем расположении привода (рис. 138, в) двухшатунная рама становится одноэтажной.

Двухэтажные лесопильные рамы (рис. 138, г) характеризу­ются быстроходностью, непрерывностью подачи и высокой про­изводительностью (до 100 м³ сырья в смену). Они используются на современных механизированных лесопильных заводах, поэтому полностью механизированы. Пильная рамка 11 с укрепленным в ней поставом (набором) пил 7 двигается возвратно-поступательно по направляющим 12 от кривошипно-шатунного механизма 10. Распиливаемое бревно 2 находится вначале на двух впередирамных тележках 1 и 8. Клещевой зажим основной тележки 1 фиксиру­ет комлевую часть бревна. Вспомогательная тележка 8 поддержива­ет вершинную часть. Тележки по рельсовому пути 9 подают бревно к раме, где его передний конец снимается с тележки 8 и захваты­вается вальцовым механизмом подачи 3. Подъем и прижим верх­них вальцов осуществляются гидроцилиндром 4. Распиливаемое бревно на выходе из лесопильной рамы подхватывается задними подающими вальцами и удерживается от поворота направляющи­ми базирующими ножами 5. Бревно и пиломатериалы перемеща­ются по роликовому конвейеру 6.

Основные показатели лесопильной рамы: ширина просвета В, величина хода S и число ходов пильной рамки или частота враще­ния кривошипного вала п. Просветом пильной рамки называется размер между внутренними стенками ее стоек. Он определяет наи­больший диаметр бревен, которые можно распилить на данной ма­шине. В зависимости от просвета рамы делятся на узкопросветные (до 600 мм), среднепросветные (600…750 мм), широкопросветные (750… 1000 мм) и особо широкопросветные (свыше 1000 мм). Ход S и частота вращения п обуславливают производительность рамы или эквивалентную ей скорость подачи v_s. Чем больше S и п, тем выше производительность рамы. Однако существенным препятствием по­вышения S и п являются инерционные силы от массы неравномер­но возвратно-поступательно движущихся частей станка. В современ­ных рамах S = 650…700 мм, п = 250…320 мин^-1. Подача на один двойной ход пильной рамки 4…80 мм. Наибольшее число пил в поставе 14… 20 шт. Установленная мощность 140… 180 кВт.

На рис. 139 приведен общий вид двухэтажной рамы с ходом 700 мм. В приливах фундаментной плиты размещены опоры 21 коленчато­го вала 20 с приводным шкивом 22. На фундаментной плите мон­тируется станина 3, состоящая из стоек 1 боковины 7, верхней связи 16 и нижних поперечных связей 11. Внутри станины распо­ложен механизм резания, состоящий из пильной рамки 17, связан­ной шатуном 4 с коленчатым валом. Пильная рамка с пилами рас­положена под углом к вертикали, величина которого изменяется при изменении скорости подачи бревна. Уклон пильной рамки из­меняется смещением верхних направляющих вместе с плитой от электродвигателя через червячный редуктор, зубчатый сектор и рычаги. Механизм 15 изменения уклона пильной рамки смонтиро­ван на верхней части боковины. Автоматическая смазка направляю­щих пильной рамки осуществляется лубрикатором 13. На станине закреплен также вальцовый механизм подачи 6. Верхние вальцы 18 смонтированы в открывающихся воротах 14. Передний нижний валец установлен в открывающихся воротах 12, что облегчает дос­туп к пилам при их смене. Подающие вальцы приводятся в дей­ствие от индивидуального электродвигателя 9 установленного на шарнирно укрепленной плите. Коленчатый вал останавливается лен­точным тормозом 19 с ручным управлением от рукоятки 5 или дистанционным управлением с помощью гидроцилиндра 10. Сза­ди к станине крепится направляющий аппарат 8 из двух жестких пластин, базирующих брус. Наклонный лоток 2 служит для отвода опилок.

Конструкция пильной рамки и коленчатого вала дана на рис. 74. Кривошипный вал помимо передачи движения привода к пильной рамке осуществляет выравнивание и перераспределение рабочих и инерционных нагрузок. Для этого он снабжается маховиками, про­тивовесами и приводными шкивами.

Лесопильные рамы обладают рядом недостатков: большой вес возвратно-поступательно движущихся частей, необходимость урав­новешивать силы в механизме резания, массивные фундаменты, необходимость сортировки бревен по диаметрам и др. Серьезный недостаток лесопильных рам — это невозможность индивидуаль­ного раскроя каждого бревна, поскольку для изменения размера выпиливаемого пиломатериала надо переставлять пилы в поставе, что является довольно длительной и трудоемкой операцией. Этого недостатка лишены лесопильные рамы, в которых крайние пилы постава могут перемещаться перед каждым бревном с помощью позиционеров, как в ленточнопильных сдвоенных станках. Но это усложняет конструкцию, снижает надежность лесопильной рамы и только частично решает задачу индивидуального раскроя.

Одноэтажные лесопильные рамы сравнительно тихоходны (200…250 мин^-1), имеют невысокую производительность (до 20 м³ бревен в смену) и предназначены для работы на небольших лесо­пильных заводах или вспомогательных предприятиях. Особенность этих рам — уменьшенная высота хода (200…400 мм) и наличие двухшатунного механизма главного движения с верхним крепле­нием шатунов. Они оборудуются механизмом толчковой или не­прерывной подачи. При толчковой подаче посылка бревна может производиться за рабочий или холостой ход пильной рамки.

Коротышевые лесопильные рамы РК предназначены для распиливания коротких бревен и брусьев длиной от 1 м. Особенно­стью этих рам является восьмивальцовый механизм подачи. Увели­чение числа подающих вальцов необходимо для более надежной фиксации положения бревна.

Тарные лесопильные рамы РТ предназначены для распили­вания небольших брусьев на тарную дощечку. Особенностями та­ких рам является малый ход и небольшая высота пильной рамки. Благодаря уменьшению длины пил появляется возможность ис­пользовать самые тонкие пилы (толщиной 1 мм). Тарные рамы имеют восьмивальцовый механизм подачи и позволяют выпили­вать дощечки толщиной до 6 мм.

Для подачи бревен в лесопильные рамы и транспортирования от них пиломатериалов используются впередирамные и позади- рамные механизмы.

Впередирамная тележка выполняет центрирование бревна по поставу, закрепление его в нужном положении и подачу в лесо­пильнуюраму. Тележка представляет собой сварную раму на колес­ных скатах, перемещающихся по рельсовому пути по направлению подачи бревна. Привод колес — от двухскоростного электродвигате­ля через зубчатую передачу и редуктор. В передней части рамы рас­положена головка с зажимными клещами, управляемая тремя гид­роцилиндрами с независимым управлением. Питание гидросисте­мы — от лопастного насоса. Бревно зажимается клещами, переме­щение торца бревна по высоте и поворот бревна в поперечном на­правлении производятся гидроцилиндрами. Все механизмы тележки управляются непосредственно с рабочего места, расположенного на тележке позади головки, с помощью гидрораспределителей или с дистанционного пульта.

Позадирамные механизмы расположены за рамами. К ним относятся направляющие аппараты, которые чаще всего монтиру­ются на самой лесопильной раме, роликовые конвейеры для про­дольного и механизмы для поперечного перемещения бруса и до­сок, сбрасыватели досок.

Для продольного распиливания бревен применяют одно- и многопильные станки с подачей кареткой или конвейерно-цепным механизмом. Преимущества станков в этом случае перед лесопильными рамами и ленточнопильными станка­ми круглопильных заключаются в простоте конструкции, высокой производитель­ности и несложной эксплуатации. Однако на них получается про­пил большей ширины (6… 10 мм), что снижает объемный выход пиломатериалов, особенно при распиливании тонких бревен. (Ши­рина пропила на лесопильных рамах составляет 3…4 мм, на лен­точнопильных станках до 3 мм.) Кроме того, точность распилива­ния на этих станках невысокая.

На рис. 140 дана схема однопильного станка. Бревно из накопи­тельного устройства укладывается на механизированную тележку 8, которая перемещается по рельсовому пути 3. На тележке установле­ны поперечные направляющие 7, на которых смонтированы стой­ки 6 с захватами для крепления распиливаемого материала. Совме­стное синхронное перемещение стоек на размер отпиливаемой дос­ки осуществляется от одного цилиндра. Кроме того, крайние стой­ки имеют относительное индивидуальное перемещение в пределах 75 мм, что позволяет распиливать бревно по сбегу. При обратном ходе тележки рама со стойками отводится от пилы двумя гидроци­линдрами.

Механизм перемещения тележки состоит из регулируемого гид­ропривода (насоса 10 и гидромотора 11), цилиндрического зубча­того редуктора 12, приводного 1 и натяжного 9 барабанов, связан­ных с тележкой 8 стальными тросами 2. При вращении барабана 1 один трос наматывается на него и тянет тележку, а другой сматыва­ется с барабана. Скорость рабочего хода тележки (до 80 м/мин) регу­лируется оператором бесступенчато с помощью рукоятки управле­ния. Скорость холостого хода постоянная — 120 м/мин.

Пильный механизм включает в себя верхний 5 и нижний 4 пиль­ные валы с индивидуальными приводами и пилами, установленны­ми в одной вертикальной плоскости. Нижняя пила (D = 1250 мм) смонтирована на неподвижной раме, а верхняя (D = 1000 мм) уста­новлена на подвижной раме и может опускаться, компенсируя износ пил.

Круглопильные многопильные станки для продольного раскроя брусьев толщиной до 200 мм на доски могут заменять лесопиль­ные рамы 2-го ряда. В зависимости от толщины распиливаемого бруса пилы закрепляются на одном или двух (верхнем и нижнем) валах. В последнем случае устанавливают пилы меньшего диаметра, а следовательно, и меньшей толщины, что позволяет уменьшить ширину пропила и увеличить объемный выход пиломатериалов.

В восьмипильном станке (рис. 141) механизм резания включа­ет в себя двухопорный консольный вал 2, смонтированный в подшипниках качения на станине 1 в расточке шарнирно закреп­ленной опоры, положение которой по высоте можно регулировать с помощью винтов. На консольной части пильного вала на двух направляющих шпонках установлены плавающие пилы 6. Они не имеют фланцевого фиксированного закрепления вдоль вала. Такой метод крепления пил облегчает их настройку на толщину отпили­ваемых досок и снижает напряжение в полотне пилы. Расстояние между пилами фиксируется с помощью блока направляющих 7 с текстолитовыми накладками. В регулируемый зазор между направля­ющими и накладками для охлаждения последних подается под дав­лением водовоздушная смесь. При смене пил направляющие отво­дят. За крайними пилами устанавливаются разделительные ножи 5. Пильный вал приводится во вращение от асинхронного электро­двигателя через клиноременную передачу.

Механизм подачи состоит из двух опорных 12, четырех нижних 13 и двух верхних 8 приводных рифленых вальцов. Брус базируется на нижние подающие вальцы и прижимается к ним под действием массы верхних вальцов и усилия, создаваемого пружинами 9. Регу­лирование верхних вальцов на толщину распиливаемого бруса про­изводится вручную с помощью винтов 10 и рычагов 3 и 4. Пода­ющие вальцы приводятся от бесступенчатого регулируемого элек­тродвигателя постоянного тока через цилиндрические редукторы и цепную передачу. Двухрядная когтевая завеса 11 предотвращает выброс бруса и срезков из станка.

Уве­личение полезного выхода пилопродукции и снижение количе­ства отходов в опилки обеспечивается при использовании обору­дования, построенного по агрегатному методу и позволяющего наряду с пиломатериалами вырабатывать технологическую щепу или стружки для производства ДСтП. Можно заменить традицион­ную поточную линию в лесопилении одним агрегатом, произво­дящим весь комплекс технологических операций по получению из бревен пиломатериалов и технологической щепы. В качестве режу­щего инструмента могут быть использованы фрезы (цилиндричес­кие, конические, торцово-конические), пилы (круглые, ленточ­ные) и их комбинации. Механизмы резания оформляются в виде конструктивных модулей.

На рис. 142 приведена схема фрезерно-пильного агрегата для переработки тонкомерных бревен, оснащенного торцово-кониче­скими фрезами. Агрегат состоит из подающего цепного конвейера 1 с упорами, первого фрезерного узла с горизонтально располо­женными торцевыми коническими фрезами 2, второго фрезерно­го узла с двумя вертикально установленными коническими фреза­ми 3, механизма вальцовой подачи 4, пильного механизма 5 с на­бором пил, распускающих брус на доски, и вытяжных вальцов 6 ступенчатой формы, удаляющих пиломатериалы из агрегата.

Линию обслуживает один оператор, который находится за пуль­том управления в звукоизолированной кабине, оснащенной ус­тановкой промышленного телевидения. В зависимости от диаметра подаваемых бревен оператор настраивает на необходимую позицию конвейер и все механизмы агрегата. По его команде происходит сброс первого бревна с накопителя и последующая ориентация его на конвейере загрузки. Дальнейший захват, зажим и центрирование бревна по оси постава агрегата происходят автоматически.

Круглопильные станки для обрезки кромок и продольного рас­кроя пиломатериалов

В качестве оборудования, предназначенного для выработки из необрезных досок чистообрезных пиломатериа­лов прямоугольного сечения за счет двусторонней параллельной обрезки кромок, а также для раскроя широких досок на узкие, в лесопилении применяют круглопильные обрезные станки. По чис­лу пил, установленных на валу, различают двух-, трех- и много

пильные обрезные станки. Крайние пилы обрезают кромки, а цен­тральные выполняют продольное распиливание широких досок.

В последнее время все большее распространение получили фре­зерно-обрезные станки, в которых отпиливаемая от доски рейка сразу же перерабатывается в щепу. Неподвижные и подвижные бло­ки механизма резания этих станков имеют кроме пил цилиндричес­кую или коническую фрезу. При этом повышается полезный выход пилопродукции и уменьшается число технологических операций, отпадает необходимость в рейкоотделительном устройстве, руби- тельной машине, системе конвейеров для отвода реек. Установлен­ными после фрезерных головок специальными пилами производится зачистка отфрезерованной поверхности, за счет чего обеспечивает­ся высокое качество вырабатываемых пиломатериалов. Основной целью операции раскроя на обрезных станках является выпилива­ние из необрезной доски 1 обрезных досок 2 максимально возмож­ной ширины В, но с допустимой стандартами максимальной вели­чиной обзола (рис. 143, а). Чтобы выполнить это условие, в обрез­ных станках (рис. 143, б)одна пила (3) делается неподвижной, а другая 5 может перемещаться вдоль пильного вала, меняя тем са­мым расстояние между пилами. Подача осуществляется двумя пара­ми рифленых подающих вальцов 4.

Традиционный метод работы на обрезном станке включает та­кие операции, как ручное, приблизительное центрование доски и установку пил в зависимости от ширины доски на такой размер, чтобы был удален только обзол. Этот метод малопроизводителен и дает невысокий полезный выход материалов.

Эффективность операций повышается при использовании ис­точника света 6 (или лазера), перемещающегося синхронно с пи­лой 7 (рис. 143, в). В этом случае рабочий центрирует доску или пилу по световой полосе. Повышаются производительность и по­лезный выход. Современные оптимизирующие обрезные установ­ки состоят из механизма поштучной выдачи досок, поперечного конвейера с зоной измерения, механизма подачи и самого обрез­ного станка.

Электронное оборудование включает измерительное (сканиру­ющее) устройство, компьютер, пульт оператора и программиру­ющий терминал.

Измерительное устройство 10 (рис. 143, д) находится над попе­речным конвейером и при прохождении доски определяет ее гео­метрическую форму, толщину и длину. Эти данные поступают в компьютер, где уже имеются сведения о цене на пиломатериалы и щепу, приоритетные значения размеров пиломатериалов. Опера­тор имеет возможность выбора в пределах сорта, породы, специ­фикации на размеры пиломатериалов.

После измерения доски двигаются в поперечном направлении по стрелке А и останавливаются после нажатия на конечные выключатели. Сигнал, поступающий от них в компьютер, подтверж­дает, что доска с помощью центрирующего устройства 8 заняла нужное положение. После позиционирования включается подающее устройство и посылает доску в станок по стрелке Б (рис. 143, г) со скоростью 45… 150 м/мин. В последних моделях обрезных станков вальцовые механизмы подачи заменены на конвейерные узкие цепи с острыми гребнями, на которые поступает доска. Прижатые сверху доски проходят обработку без боковых отклонений.

Установка режущих инструментов 9 на нужную ширину проис­ходит автоматически по команде компьютера, кромка обрезается пилой и измельчается в щепу конической фрезой.

Размеры заготовок, мм:

длина……………………………………………. 150… 1200

ширина…………………………………………. 30… 160

Максимальные размеры склеиваемой доски, мм:

длина……………………………………………. до 6 м

толщина……………………………………….. до 60 мм

Скорость подачи пресса, м/мин……………… до 80

Давление при сборке, кг/см²………………….. 10… 15

Общая мощность, кВт……………………………….. 14…20

Оборудование для сращивания по толщине и ширине

Это обору­дование используется при изготовлении панелей, брусьев и заго­товок из кусковых отходов, низкосортных пиломатериалов и ма­ломерных отрезков древесины, для склеивания щитов, приклеи­вания брусков из массива к кромкам щитовых деталей.

Наиболее простыми являются вертикальные электропневматические и электрогидравлические прессы (рис. 145, а). На располо­женной рядом с прессом установке 3 на кусковые заготовки нано­сится клей, и они одна за другой укладываются в пресс. На сварной раме пресса смонтированы верхние прижимные цилиндры 5 (от 3 до 6 шт.). Внизу имеются базовые перемещаемые на размер щита ниж­ние упоры 4. Когда все заготовки уложены на цилиндры, подается давление и начинается прессование. Чуть раньше срабатывают гори­зонтальные цилиндры 2, прижимающие к склеиваемому щиту две балки 1, которые предотвращают выпучивание щита.

В целях увеличения производительности и экономии производ­ственных площадей выпускаются так называемые веерные прессы, в которых щит набирается описанным выше способом в рамочных кон­струкциях, расположенных по радиусу к общему валу (рис. 145, б).Когда один щит набран и запрессован, вал поворачивается на один шаг, готовый щит удаляется, а на его место набирается следу­ющий. В это время происходит склеивание уже собранных щитов.

На рис. 145, в приведена высокопроизводительная (до 300 м² в смену) автоматическая линия склеивания щитов. Делянки 1 щита конвейером 2 доставляются на подающее устройство. Во время движения на них устройством 3 наносится клей. Загрузочное уст­ройство 4 сталкивает бруски в пресс, где происходит их сжатие и склеивание. Выпучивание склеиваемой полосы предотвращается плитой пресса. Усилие прессования создается за счет сил сопро­тивленияподаче, возникающих при трении щитов о стол и пли­ту пресса.

Общие технические параметры оборудования для склеивания по толщине и ширине

Давление склеивания, МПа……………………… 0,4…0,5

Усилие прессования, Н … 2000

Ширина делянок на входе, мм.. до 180

Толщина щитов, мм… 5…80

Оборудование для изготовления гнуто-клееных деталей

Это обору­дование реализует метод гнутья в пресс-формах с одновременным склеиванием и обогревом клеевых слоев, для чего используются прессы с усилием около 0,5 МН. Детали с незамкнутым открытым профилем часто запрессовывают в пресс-формах, состоящих из двух основных деталей — матрицы и пуансона. Для изготовления деталей с П-образным профилем и изделий с замкнутым профилем приме­няют специальные многоплунжерные прессы. Заготовки собирают из нескольких слоев шпона, предварительно намазанных клеем, и закладывают между пуансоном и нагревательной лентой.

Обогрев клеевых слоев деталей небольшой толщины (до 25 мм) в прессах проводят контактным методом, паром или электричес­кими нагревателями сопротивления. Склеивать детали больших се­чений целесообразно методом высокочастотного нагрева. Сочета­ние высокочастотного нагрева с контактным дает значительную экономию электроэнергии.

Обли­цовывание пластей может производиться пленочными материала­ми и шпоном. В последнем случае шпон проходит до облицовыва­ния несколько подготовительных операций: разметку, раскрой на делянки, при необходимости фугование кромок, набор и соеди­нение делянок в листы нужных размеров.

Для возможного сращивания в полноформатные листы куски шпона обрабатывают по кромкам на кромкофуговальных станках и гильотинных ножницах.

В кромкофуговальных станках пачку шпона укладывают на стол, выравнивают по линейке и зажимают прижимной балкой. Суппорт с двумя ножевыми головками или пилой и одной ножевой голов­кой по направляющим перемещается вдоль кромок шпона и обра­батывает их. Первой головкой производится предварительное фу­гование, второй — окончательная обработка. На суппорте может быть установлен клеенаносящий валец, который намазывает кле­ем обработанные кромки.

На гильотинных ножницах обрезка шпона производится пря­молинейным ножом, закрепленным в перемещающейся вертикаль­но траверсе. По сравнению с кромкофуговальными станками нож­ницы имеют ряд преимуществ: обработанные куски шпона имеют строго параллельные кромки, улучшаются условия и повышается производительность труда на этом участке.

В станке НГ-30 (рис. 147) пакет шпона укладывается на стол. Отрезаемую кромку располагают относительно линии ножа, со­впадающей со световой ориентирующей полоской. Затем подается команда на опускание прижимной траверсы 1, привод которой осуществляется от гидроцилиндра 30 через систему рычагов 9. Концы траверсы связаны тягой для равномерного прижима пакета и пре­дотвращения перекоса. По достижении необходимого давления при­жима срабатывает ножевая траверса 31, подвешенная на системе рычагов 10 таким образом, что нож в верхнем положении нахо­дится под углом 45° к плоскости стола, а по мере резания выравнивается. Последние модели станков этого типа имеют два синх­ронно работающих ножа: первый производит черновой рез, вто­рой — окончательную обработку.

Привод ножевой траверсы осуществляется от электродвигателя 23 через ременную передачу 22, фрикционную многодисковую муф­ту 21, три пары зубчатых колес (12, 13, 14, 18, 19, 20), кривошип 11 и шатун. Для удержания траверсы в крайнем верхнем положении вход­ной вал редуктора тормозится фрикционной муфтой 17.

Управление муфтами (включение одной и выключение дру­гой) осуществляется штоком 16 гидроцилиндра 15. После каждо­го двойного хода ножевая траверса автоматически останавлива­ется в верхнем положении, после чего поднимается прижимная траверса. Пакет шпона на столе перемещается под нож на тре­буемую величину кареткой 6 с упорами 2. Привод каретки — от электродвигателя 5 через ременную 4, червячную 3 и цепные 8 передачи. Ширина обрезаемого пакета контролируется с помо­щью механизма отсчета 29. Ручное перемещение каретки — с по­мощью маховичка 28.

Упоры 2 при пропуске обрезанного пакета шпона на проходе или развороте пакета больших размеров могут опускаться с помо­щью гидроцилиндра 7. Питание гидросистемы станка осуществля­ется насосами 26 и 24, приводимыми в движение через клиноре­менную передачу 27 и 25 от электродвигателя 23. В ряде гильо­тинных ножниц смонтирован дополнительный суппорт с клеена­носящим вальцом. После окончания реза он перемещается вдоль пакета шпона, нанося клей на обработанные кромки.

Торцевые кромки шпона обрабатываются на усовочных станках. Куски шпона по одному подаются поперек волокон на установ­ленную под небольшим углом фрезу. Направляющие устройства регулируют длину уса в зависимости от толщины шпона.

Ребросклеивающее оборудование предназначено для склеивания кусков шпона по их кромкам (ребрам) в полнофор­матные листы. В ленточных ребросклеивающих станках PC-6, РС-7, РС-9 (рис. 148, а) куски шпона соединяются гумированной лен­той 3 шириной 20… 25 мм, одна сторона которой покрыта мездро­вым клеем. Лента из рулона 4 проходит через ванночку с водой 5, а затем пропускается через электронагреваемый ролик 2, под ко­торый одновременно поступают подаваемые рифлеными ролика­ми 6 плотно прижатые кромками два куска шпона 1. В результате нагрева бумага склеивается со шпоном и подсушивается.

Более совершенны безленточные ребросклеивающие стан­ки PC-5, РС-8 и РСП-2. Клей здесь наносится на кромки шпона на гильотинных ножницах или в кромкофуговальных станках, а затем куски склеивают, пропуская под обогреваемым прижимом. Различают станки с продольной и поперечной подачей.

Безленточный ребросклеивающий станок с продольной пода­чей (рис. 148, б) имеет стол, в котором смонтирован пластин­чатый конвейер 3 и два нижних подогревателя. Над столом рас­полагается регулируемая по высоте траверса с верхними подо­гревателями 2 и стягивающие конусные ролики 4. Куски шпона 1 подаются в станок вручную и захватываются роликами 4. При их движении происходит смачивание кромок, прогревание клеевой прослойки и плотное прижатие.

В безленточном ребросклеивающем станке с поперечной по­дачей (рис. 148, в) после склеивания кусков образуется непре­рывная лента, которую можно разрезать на листы необходимых размеров. В отличие от станков с продольной подачей здесь кон­такт кромок шпона обеспечивается за счет разности скоростей подающих роликов 1 и конвейера 4 в зоне нагрева плитами 2 и 3.

Наиболее прогрессивны и экономичны станки для склеивания нитью с термопластичным клеем (рис. 148, г). Нить из стекловолок­на, покрытая термопластичным клеем, с катушки 3 подается в элек­тронагреваемый укладчик 2, совершающий колебательное движе­ние по дуге окружности. Расплавленная в укладчике нить укладыва­ется волнообразно на оба соединяемых листа шпона 4 и прижима­ется роликами 1. Куски шпона подаются вращающимися дисками 5, а затем ускоренно выбрасываются роликами 6.

Для склеивания усованного шпона применяются узколенточ­ные прессы (рис. 148, д). Склеиваемые куски 1 укладываются на подающую каретку и подаются под нагреваемые плиты 3 и 4. Дав­ление создается цилиндрами 2.

PC-6 PC-7 PC-9 PC-5 РС-8 РСП-2

Размеры склеиваемых полос, мм:

ширина. от 80 от 80 от 60 от 80 от 80 от 80

толщина 0,5…4 0,5…4 0,5…4 0,5…5 0,4…3 1,15…3

Скорость подачи,

м/мин………….. 5…40 5…40 14…40 7…21 4…40 3…15

Установленная мощ­ность

электродвига­телей, кВт 0,65 0,6 1,32 1,7 1,1 4,5

Для облицовывания пластей щитов, т. е. приклеивания шпона или других листовых материалов, применяются гидравлические прессы с обогреваемыми плитами: одно- и многопролетные.

В многопролетных прессах с числом пролетов 10… 20 сформи­рованные пакеты (щит с нанесенным на него клеем и облицовоч­ным материалом) загрузочными этажерками подаются в пресс. После одновременного смыкания плит происходит прессование. Затем загрузочная этажерка удаляет готовые детали из пресса. При­менение многопролетных прессов целесообразно при использова­нии клеевых материалов, продолжительность схватывания кото­рых 20…30 мин.

При склеивании с использованием синтетических клеев горя­чего отверждения продолжительность выдержки в прессе сокра­щается до 20…40 с. Многопролетные прессы целесообразно заме­нять однопролетными. Обычно для таких прессов не требуются фундаменты глубокого заложения, не требуется использование поддонов и специальных устройств для охлаждения и транспорти­рования, можно автоматизировать большинство операций.

На рис. 149, а приведена схема линии на базе однопролетного пресса. Стопа щитов 2 помещается на подъемную платформу 1 за­грузчика. Верхний щит сдвигается упором питателя и поступает в щеточный станок 3, где пласти очищаются от пыли. Чистый щит поступает в клеенаносящий станок 4, где на пласти наносится тон­кий слой клея. Покрытые клеем щиты подаются дисковым конвей­ером 5 к месту формирования пакета. На сборочном конвейере 6 вручную формируют пакет: укладывают на ленту неподвижного кон­вейера нижнюю облицовку, на нее кладут основу, а на основу — верхнюю облицовку. Набранный пакет по команде оператора кон­вейера перемещается на некоторое расстояние, освобождая место для очередного пакета. По заполнении сборочного конвейера пакеты подаются в пресс 7, где выдерживаются под давлением при заданной температуре. Облицованные щиты выгружаются из прес­са конвейером 8 и укладываются в стопу с помощью конвейера-укладчика 9.

Накатывание на поверхность щитов рулонных пленочных матери­алов с последующим отверждением клеевого слоя называют каши­рованием. Щитовые детали 1 (рис. 149, б) загружаются в линию ав­томатическим загрузчиком, аналогичным показанному на рис. 84, а. Вначале они поступают в щеточную машину 2, где с них удаляется пыль, а затем в зоне 3 нагреваются до заданной температуры. Клей наносят на щиты вальцами 4, ас помощью инфракрасного излучате­ля 5 удаляют лишнее количество растворителей из клея для достиже­ния оптимальной концентрации. Пленка 8 подается системой роли­ков из рулона 6 на щиты и попадает под прессовые валки 7. Между щитами пленку разрезает нож 9. Далее пленку прикатывают другими кашировальными валками 10 и складывают в штабель.

По принципу кэширования создано оборудование для облицовывания погонажных профильных изделий. В качестве основы профильных деталей используют ДСтП и ДВП. Рейки из плит обрабатывают фасонными фрезами для получения требуемого профиля, затем шлифуют, очищают от пыли, нагрева­ют до нужной температуры и наносят на них клей. Прикатка обли­цовочного материала производится последовательно расположен­ными роликами, ось каждого из которых перпендикулярна оси того участка, на котором проводится обработка.

Облицовывание профильных деталей (например, крышек сто­лов, филенок дверей и др.) производится в мембранных прес­сах. Пресс состоит из рамы с нижней и верхней плитами. Нижняя плита 6 (рис. 150) пресса неподвижна. Верхняя плита 2 перемещает­ся с помощью гидроцилиндров и нагревается электросопротивле­нием или под действием ИК-лучей. Деталь 4, лежащая на опорах 5, и облицовочная пленка 1 помещаются между плитами, которые по периметру имеют бортики 3. При смыкании плит верхний бортик ложится на нижний, образуя замкнутое пространство. Перед закры­тием пресса через отверстия 7 в нижней плите подается горячий воздух. Под его действием облицовочная пленка прижимается к вер­хней нагретой плите и происходит активация связующего, нане­сенного на пленку. После этого воздух из замкнутого пространства между плитами откачивается по каналу 8 вакуумной системы. Затем в полость поверх облицовочной пленки подается сжатый воздух, со­здающий заданное давление. Полезный формат пресса 3600 х 1800 мм, температура прессования 90…110°С, длительность рабочего цикла 120…. 150 с, ресурс мембраны в среднем 1,5 мес.

Оборудование для облицовывания кромок щи- то в по сложности и степени автоматизации можно разделить на три группы: простейшие станки с ручной и механизированной подачей, односторонние механизированные и полуавтоматичес­кие станки и автоматические линии.

Автоматическая линия облицовывания кромок состоит из за­грузчика, станка для облицовывания продольных кромок, разво­ротного устройства, станка для облицовывания поперечных кро­мок и разгрузчика-накопителя. Станки для облицовывания имеют идентичную конструкцию, поэтому ограничимся рассмотрением первого из них.

На общем основании (рис. 151) смонтированы неподвижная и подвижная 12 балки, на которых располагаются агрегатные го­ловки и конвейер механизма подачи 7. Правая подвижная балка имеет настроечное перемещение поперек направления подачи, что позволяет обрабатывать щиты различной ширины. Перемеще­ние балки 12 происходит по направляющим основания с помо­щью ходовых винтов и гайки 8. Вращение на винты передается от электродвигателя 11 через цепные передачи 10. Более тонкая на­стройка осуществляется вручную с помощью маховика.

Механизм подачи состоит из подающего 7 и прижимного 1 кон­вейеров, расположенных на подвижной и неподвижной балках. На неподвижной стойке установлена базирующая линейка. Конвейер подачи состоит из двух шарнирно-роликовых цепей, к звеньям ко­торых прикреплены пластинки с прокладками из резины, на кото­рые укладывают щиты. Цепи скользят по направляющим. Привод­ной туер 24 конвейера получает движение от электродвигателя 6 через планетарный вариатор 5, червячный редуктор 4 и муфту проскальзывания 3. Скорость подачи может регулироваться бесступенчато в диапазоне 6…35 м/мин.

Прижимной конвейер состоит из двух ремней, скользящих по роликам 2. Вращение на ведущие звездочки передается через цеп­ные передачи от привода подающего конвейера, что обеспечивает синхронность их перемещений.

Первой операцией, которой подвергается обрабатываемый щит 9, является форматная обрезка. Вначале подрезной пилой 13 снизу производится предварительный пропил, после чего пила 14 отре­зает кромку щита. Фрезерный агрегат 15 с правым и левым враще­нием производит окончательную обработку кромки перед облицо­выванием.

Клей на кромку щита наносится приводным роликом 17, смон­тированным в клеевом бачке. Литой из алюминиевого сплава ба­чок состоит из двух секций. В первой секции находится электронаг­реватель, с помощью которого расплавляют гранулированное тер­мопластичное связующее. Во второй секции находится клеевой ролик, который при вращении наносит клей, нагретый до темпе­ратуры 200… 250 °С, из бачка на кромку щита. Вращение ролика синхронизировано с подачей щитов.

На станке можно облицовывать кромки натуральным полосо­вым или рулонным синтетическим шпоном. Магазин 16 крепится на кронштейне. Здесь же смонтированы пневматические ножницы для разрезания рулонного облицовочного материала. При подходе щита к магазину облицовочная кромка автоматически подается к ней накатывающим роликом 18. Три ролика 19 обеспечивают плот­ное прилегание облицовки к кромке щита.

Далее по ходу подачи на суппортах сопровождения, выполнен­ных в виде пантографов, расположены две пильные головки 20. Пилы вращаются на электрошпинделях с частотой 12 000 мин^-1. Щит передней кромкой нажимает на упор, и пилы, двигаясь вме­сте со щитом, производят поперечный рез, отпиливая свисающую впереди и позади щита облицовочную кромку.

Верхние и нижние свесы снимаются фрезерными головками 21, которые могут отклоняться на угол до 45°. Каждый электрошпин­дель с фрезой установлен на рычагах, к которым крепятся копирные ролики большого диаметра. Ролики катятся по плоскости щита, копируя все его неровности, что обеспечивает снятие фаски за­данной величины. Шлифовальная осциллирующая головка 22 ра­ботает по схеме ленточного станка с контактным прижимом, в качестве которого использован пневматический утюжок. Устрой­ство 23 для шлифования фасок на кромках состоит из двух двига­телей со щетками из полосок шлифовальной шкурки или другого материала.

На односторонних станках выполняются те же операции, что и на двусторонних (за исключением форматной обработки), только на одной кромке щитовых деталей. Порядок расположения агре­гатных головок такой же. Подача щитов осуществляется одной це­пью и одним прижимным ремнем. При большой ширине щита выдвигаются неприводные ролики, поддерживающие свободный край деталей.

Простейшие станки с ручной и механизированной подачей применяются для облицовывания малогабаритных деталей и на небольших предприятиях. Лучшие образцы этих станков снабжены электронным регулятором температуры клея-расплава, верхними и нижними плавающими высокооборотными фрезерными голов­ками для снятия продольных свесов, подающим устройством с приводом. Для снятия свесов по длине щита применяется ручной торцовочный аппарат.

Классификация методов нанесения лакокрасочных материалов и схем применяемого для этого оборудования приведена на рис. 152.

Оборудование для нанесения лакокрасочных материалов пнев­матическим распылением.Отделка этим методом производится в распылительных камерах тупикового и проходного типа. В камере тупикового типа (рис. 152, а) изделие 1 устанавливается на по­воротном столе 3 и отделывается с помощью пневмораспределите­ля 2, основной рабочей частью которого является форсунка. По кон­струкции различаются форсунки внешнего и внутреннего смеше­ния воздушного потока и лакокрасочного материала. В распылите­лях с внешним смешением форсунка имеет два сопла: материаль­ное, из которого с небольшой скоростью вытекает отделочный материал, и охватывающее его кольцевое сопло, из которого под давлением 0,3…0,5 МПа со скоростью 450 м/с вытекает сжатый воздух. При высокой относительной скорости возникает трение между струями воздуха и распыляемым материалом, вследствие чего происходит дробление лакокрасочного материала с образова­нием множества полидисперсных капель (аэрозоли), формирую­щих факел. В распылителях внутреннего смешения лакокрасочный материал под давлением 0,1…0,2 МПа и воздушный поток сме­шиваются перед материальным соплом. Под напором воздуха смесь выходит из сопла и дробится на мелкие капли, образуя факел. Сте­пень дробления частиц материала в этих распылителях невелика, что затрудняет нанесение равномерного по толщине покрытия.

Образуемые в процессе распыления летучие элементы лако­красочных материалов взрывоопасны, однако, соединяясь с во­дой, они образуют безопасную смесь, которую затем легко уда­лить из камеры. Поэтому в камерах создается вытяжная вентиляция с помощью вентилятора 7 (скорость воздуха 1 м/с) и водяная за­веса. Уносимые вместе с воздухом летучие элементы проходят в гидрофильтре через водяную завесу, создаваемую форсунками 5, и оседают в водяную ванну 4. Воздух, частично насыщенный эти­ми элементами, проходит через сепараторы 6, где происходит окон­чательное их отделение, и выбрасывается в атмосферу.

Оборудование для нанесения лакокрасочных материалов гидрав­лическим распылением

Гидравлическое распыление лакокрасочных материалов проводят с помощью специальных форсунок (рис. 152, б), в которые они подаются под значительным давлением (10…20 МПа) и выбрасываются с большой скоростью. Когда силы сопротивле­ния воздуха движению жидкости начинают превышать силы коге­зии самой жидкости, происходит ее дробление на части и распы­ление. Несмотря на ряд преимуществ, в первую очередь высокие производительность и коэффициент использования материала, этот метод имеет ограниченное применение — в основном для распы­ления низковязких отделочных материалов при окраске больших поверхностей 1 (вагонов, кузовов автомобилей и т.п.). Существен­ный недостаток механического распыления — невозможность ре­гулирования степени распыления без изменения расхода краски или лака. Качество покрытий, получаемое при механическом рас­пылении, уступает качеству покрытий, достигаемому при пнев­матическом распылении.

Нанесение лакокрасочных материалов в электрическом поле вы­сокого напряжения основано на использовании электрических сил для дробления, перемещения и осаждения заряженных частиц ла­кокрасочного материала на отделываемой поверхности. Обычно оно применяется для отделки решетчатых конструкций, таких как сту­лья, оконные блоки и т.п., для сокращения (до 5… 10%) потерь лакокрасочного материала в сравнении с обычным пневматичес­ким распылением (40… 70 % потерь). Кроме того, этот метод по­зволяет автоматизировать процесс отделки и улучшить санитарно-гигиенические условия.

Принципиальная схема установки для отделки изделий в элект­рическом поле высокого напряжения приведена на рис. 152, в. К рас­пылителю (катоду) подводится отрицательный электрический за­ряд напряжением 65…130 кВ, а к отрицательному изделию (ано­ду) — положительный. Мелкие частицы лакокрасочного материа­ла адсорбируют на всей поверхности отрицательного электрода, ионы получают заряд и движение в направлении к изделию, обра­зуя на его поверхности лакокрасочное покрытие.

В качестве источника питания установок применяют роторные электрические генераторы и высоковольтно-выпрямительное уст­ройство, которое может работать по одно- и двухполупериодным схемам выпрямления тока с заземлением положительного полюса. Преобразованный ток поступает на распылитель 3. Лакокрасочный материал, подаваемый из бака насосом в распылитель, подается последним в зону распыления автоматически в момент прохожде­ния изделия 2 на конвейере 1 со скоростью 1,4… 2,5 м/мин.

Применяются распылители двух видов: электромеханические и электростатические. Более распространены электромеханиче­ские, представляющие собой диск, вращающийся с частотой 900…1500 мин^-1, чашу или грибок, в который подается различ­ный отделочный материал условной вязкостью 18…30 с.

Вследствие чрезвычайно низкой электропроводности древеси­ны необходимо перед отделкой обработать ее специальными то­копроводящими грунтовками или растворами. К недостаткам рас­смотренного метода, связанного с необходимостью введения до­полнительных операций нанесения и сушки токопроводящих грун­товок, можно отнести также ограниченную область применения.

В зависимости от вида и агрегатного состояния нанесенного на поверхность лакок­расочного материала превращение его в покрытие может быть ре­зультатом испарения летучих растворителей, химических превраще­ний пленкообразователей и совместного протекания этих процессов.

Конвективные сушильные установки. Покрытия су­шат нагретым воздухом, омывающим деталь (изделие). Воздух на­гревается калориферами, теплоносителями в которых являются вода, пар, электричество или термомасло. Для сокращения длины сушильных камер их выполняют П-образными, что позволяет за­гружать и выгружать детали с одного места. Многоярусное распо­ложение деталей позволяет увеличить емкость камер. Со стороны загрузки и выгрузки туннели закрыты раздвижными дверями. Четырехколесные этажерки с уложенными на них деталями пере­мещаются внутри камеры с помощью цепного замкнутого кон­вейера, расположенного на потолке секции камеры.

Терморадиационные установки для нагревания покрытия (или подложки) И К-излучение м. Для по­догрева подложек ИК-излучением используют темные излучатели — трубчатые электронагреватели (ТЭНы) и напольные нагреватели, обо­греваемые газом, электричеством, термомаслом или другими тепло­носителями. Температура на оболочке ТЭНов достигает 450…700 °С, на поверхности панелей — 400 °С. Эти установки используют как для прямой сушки лака, так и для накопления (аккумуляции) тепла под­ложкой перед нанесением лака с последующей его сушкой на­копленным теплом. Для сушки толстых покрытий, когда тепла, акку­мулированного подложкой, недостаточно для окончательного отвер­ждения, используют камеры конвективной сушки.

Термоконтактные установки. В термоконтактных уста­новках отверждение лака осуществляется непосредственно от нагре­той плиты плоского пресса или цилиндрического каландра. Основ­ные требования при сушке этим способом: отсутствие адгезии к го­рячим металлическим поверхностям и способность отверждаться под действием давления и тепла. К моменту контактирования на­гревательных элементов из лаковой пленки должна быть удалена вода.

Установки фотохимического отверждения по­крытий УФ-излучением. Установка фотохимического отвер­ждения покрытий УФ-излучением наиболее эффективно применя­ется для сушки прозрачных полиэфирных лакокрасочных материа­лов: лаков, грунтовок, шпатлевок. Метод основан на способности пленкообразователей, входящих в состав полиэфирного лакокрасоч­ного материала, вступать в химическую реакцию полимеризации под воздействием УФ-лучей с длиной волны 0,3…0,4 мкм. Скорость от­верждения увеличивается при введении в состав материала светочув­ствительной добавки — фотосенсибилизатора. Отделку можно вести как специальными лаками УФ-отверждения (ПЭ-2106, ПЭ-2116 и др.), так и любыми серийными лаками (ПЭ-246, ПЭ-265) с добав­лением фотосенсибилизатора.

Источниками УФ-излучения служат трубчатые ртутно-кварцевые лампы высокого давления ДРТ мощностью 1… 10 кВт, а также лю­минесцентные ртутные лампы низкого давления ЛЭР-30, ЛЭР-40 и ЛУФ-80-4 мощностью 30; 40 и 80 Вт.

УФ-сушильные камеры оборудованы облучателями, состоящими из соответствующих ламп, зеркальных отражателей, защитных квар­цевых колб и пускорегулирующей аппаратуры. Корпус камеры пред­ставляет собой туннель длиной 4 м. Над корпусом смонтирована приточно-вытяжная вентиляция, внизу располагается пластинча­тый конвейер для перемещения деталей. Над конвейером установ­лены облучатели.

Установки радиационно-химического от­верждения покрытий ускоренными электронами. Этот способ наиболее пригоден для отверждения полиэфирных ла­кокрасочных материалов, которое длится несколько секунд. Поток ускоренных электронов получают в специальных установках — ус­корителях электронов, которые состоят из источника энергии по­стоянного тока (высоковольтного трансформатора), генератора электронов (катода), вакуумной системы, ускорительной трубки и пульта управления.

Пучок электронов, выходящий из ускорителя, имеет следую­щие технические характеристики: сила тока — 10 мА; энергия — 700 кВт; длина развертки — 1200 мм; ширина развертки — 20 мм. Применяется ускоритель «Электрон-Ш». Установка представляет собой непрерывную поточную линию, состоящую из подающего роликового и конвейеров с защитными экранами, приемного ро­ликового конвейера и ускорителя электронов с выходным окном. Детали в камеру подаются и удаляются через специальные окна, закрываемые защитными экранами.

Преимущества рассмотренного способа: практически мгновенное (за несколько секунд) отверждение покрытий и возможность пол­ной автоматизации. Недостаток — высокие капитальные вложения. Поэтому он экономически эффективен только на предприятиях с большим объемом выпускаемой продукции.

Установки с обогреванием покрытия токами высокой частоты (ТВЧ). Избирательная способность нагрева с помощью ТВЧ позволяет отверждать покрытие без нагрева под­ложки. Наиболее эффективен способ сушки ТВЧ для водоразбав­ляемых покрытий. Этот метод сушки пока не применяется в оте­чественной промышленности из-за отсутствия необходимого обо­рудования и материалов.

Выравнивание и полирование являются основными операциями облагораживания лакокрасочных покрытий. Оборудование для вы­равнивания в зависимости от используемого инструмента подраз­деляется на станки, разглаживающие поверхность тампоном, и шлифовальные станки.

В станках для разглаживания (рис. 155, а) покрытия обра­батывают тампоном, представляющим собой шерстяную шайбу 7, вставленную в алюминиевый стакан и обтянутую трикотажным материалом. Тампон установлен на выходном валу планетарного механизма 6, одновременно вращающегося вокруг своей оси и оси шпинделя электродвигателя 5. Механизм тампона смонтирован над обрабатываемой деталью 8 на суппорте 1. В поперечном направле­нии по стрелкам А тампон перемещается по направляющим 4 ка­ретки 3. Перемещение в продольном направлении по стрелкам Б осуществляется кареткой 3 по направляющим станины 2.

Для сухого и влажного шлифования лакокрасочных покры­тий на пластях деталей применяются специальные узколенточные и широколенточные шлифовальные станки с контактным прижи­мом (рис. 155, б, в, г, д, е). Часто с этой целью используются шлифовальные станки общего назначения (см. гл. 41).

Для полирования покрытий пастами применяют узколенточ­ные шлифовальные и барабанные полировальные станки. Если на станке со шлифовальными агрегатами шлифовальные ленты заме­нить фетровыми, его можно использовать как полировальный.

Барабанные полировальные станки получили более широкое распространение благодаря компактности конструкции и повы­шенной стойкости полировальных инструментов, возможности при­дания им осциллирующего движения и использования для их изго­товления сравнительно дешевых хлопчатобумажных тканей. Глав­ный рабочий орган таких станков — полировальный барабан — на­бирается из тканых дисков, состоящих из трех гофрированных тка­ных шайб, насаженных на фибровое кольцо. Диски надеваются на специальные крыльчатки вала барабана, обеспечивающие обдув (охлаждение) полируемой поверхности.

В однобарабанном станке (рис. 156, а) полировальный барабан 6 смонтирован в суппорте, расположенном в центральной части стан­ка. На одном валу с ним установлен червяк 4, который входит в зацепление с червячной шестерней 5, сидящей на эксцентрико­вом валу. Шейки эксцентрикового вала связаны с корпусом суппор­та шатунами 3. Таким образом, от электродвигателя 1 через клино­ременную передачу 2 при вращении вал барабана одновременно совершает осциллирующее движение. Деталь 7, закрепленная на каретке 8, совершает вместе с ней возвратно-поступательное дви­жение под полировальным барабаном. Привод каретки — гидрав­лический.

Многобарабанные полировальные станки (рис. 156, б) обору­дуются конвейерной подачей, они значительно производительнее и могут быть встроены в станочные линии. Ленточный конвейер 1 подает щиты 2 под шестью осциллирующими барабанами 3. Во время обработки щит прижимается к конвейеру прижимными ро­ликами. К верхней поверхности каждого барабана прижимается брусок полировальной пасты.

Недостатком многобарабанных станков является возможность недополировки поверхности щита за один проход, даже несмотря на наличие шести барабанов.

Автоматические линии для полирования состоят из набора раз­личных станков. В зависимости от условий производства и име­ющихся площадей такие линии имеют переменные состав обору­дования и компоновки. В одной из таких линий вакуумный пита­тель подает щиты на роликовый конвейер, по которому они по­ступают к двум узколенточным станкам. Затем следуют обработка на двух шестибарабанных полировальных станках, выдержка в ка­мере нормализации и обработка еще на двух полировальных стан­ках и на глянцевальном устройстве. Готовые щиты укладываются в стопу вакуум-укладчиком.

Контрольные вопросы и задания

1. Приведите классификацию и принципиальные схемы оборудова­ния для нанесения лакокрасочных материалов.

2. Объясните принцип действия машины для отделки древесины плен­ками.

3. Приведите классификацию и дайте краткое описание методов от­верждения (сушки) лакокрасочных покрытий.

4. Нарисуйте принципиальную схему узколенточного станка для вы­равнивания лакокрасочных покрытий.

5. Приведите классификацию и схемы полировальных станков.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Амалицкий В. В. Станки и инструменты лесопильного и деревообра­батывающего производства. — М.: Лесн. пром-сть, 1985. — 287 с.

2. Амалицкий В. В., Амалицкий В. В., Санев В. И. Оборудование и инстру­мент деревообрабатывающих предприятий. — М.: Лесн. пром-сть, 1990. — 450 с.

3. Вандерер Н. М., Зотов Г. А. Специальный дереворежущий инструмент. — М.: Лесн. пром-сть, 1983. — 207 с.

4. Зотов Г. А., Швырев Ф.А. Подготовка и эксплуатация дереворежуще­го инструмента. — М.: Лесн. пром-сть, 1986. — 237 с.

5. Любченко В. И. Резание древесины и древесных материалов. — М.: Лесн. пром-сть, 1986. — 292 с.

6. Любченко В. И., Дружков Г.Ф. Станки и инструменты мебельного производства. — М.: Лесн. пром-сть, 1990. — 359 с.

7. Манжос Ф. М. Дереворежущие станки. — М.: Лесн. пром-сть, 1974. — 453 с.

8. Морозов В. Г. Дереворежущий инструмент: Справочник. — М.: Лесн. пром-сть, 1988. — 344 с.

9. Теория и конструкции деревообрабатывающих машин / Н. В. Маков­ский, В. В.Амалицкий, В. М. Кузнецов, Г.А. Комаров. — М.: Лесн. пром-сть, 1990.- 525 с.

[1] Определяется по отношению его длины к ширине (3…5 кВт/м²):

Отношение длины нагревателя к его ширине 1… 1,5 1,6…2,5 2,6…3 3,1…4,0 4,1 и более

Удельная мощность, кВт/м²… 3,0 3,5 3,7 3,9 4,0…5,0

[2] Рефлектоскоп — оптический прибор для определения степени блеска поверх­ности.

[3] Если окрашивание проводят водными растворами красителей, то предвари­тельно удаляют ворс — кончики перерезанных волокон, выходящие на поверх­ность. Поверхность смачивают 3… 5 %-ным водным раствором клея. После высыхания клей придает поднявшимся ворсинкам жесткость, и они легко отшлифовываются.

[4] Продолжительность рабочего и холостого хода механизмов резания и перио­дической подачи одинакова (они имеют общий коренной вал, вращающийся с постоянной частотой), но по фазе (времени начала) они могут быть смещены путем закрепления кривошипа механизма подачи на коренном валу под разными углами по отношению к кривошипу механизма резания.