Обработка и упаковывание фанеры

Выгруженную из клеильного пресса фанеру охлаждают, обрезают, сортируют, чинят, шлифуют или циклюют, маркируют и упаковывают, после чего направляют на склад готовой продукции.
Охлаждение фанеры. Эта операция нужна для снижения температуры и влажности. Фанеру обдувают воздухом комнатной температуры. Использовать для этого холодный влажный воздух нельзя, так как это приведет к конденсации влаги на поверхности листов и, как следствие, к повышению влажности фанеры.
Охлаждают фанеру, склеенную главным образом белковыми клеями, содержащими в своем составе значительное количество воды. Если толщина такой фанеры менее 6 мм, при охлаждении се влажность снижается с 23—24 % до 13—14 %. При большей толщине фанеру необходимо досушивать, ибо после выгрузки из пресса она имеет влажность более установленных техническими условиями 15 %.
Фанеру, склеенную карбамидными клеями, охлаждают для удаления из нее свободного формальдегида. Выполняют эту операцию в веерных или конвейерных охладителях. Частота вращения веерных охладителей 1/8 мин. Конвейерные охладители при длине 6,5 м имеют скорость подачи до 1 м/мин. При этих условиях время охлаждения в зависимости от толщины фанеры 4—7 мин.
Обрезка кромок фанеры. Она необходима для выравнивания кромок, которые должны быть прямолинейными, без бахромы. Должны быть также обеспечены прямоугольность углов и правильные размеры сторон листов с отклонением не более ± (4—5) мм. Данную операцию можно выполнять на круглопильных станках, имеющих от одной до четырех пил.
Однопильные станки, часовая производительность которых 1,9—2,1) м3 фанеры, применяют в основном для переобреза листов на меньшие форматы для повышения их сортности, а также для раскроя листов фанеры сортов В/ВВ, ВВ/С и С/С на прирезные тарные заготовки. Обслуживают станок 2 чел.
Двухпильные станки имеют по две круглые пилы, расположенные параллельно друг другу. Расстояние между ними соответствует размеру обрезаемых листов фанеры. Обрабатываемый материал перемещается кареткой, цепным конвейером или вальцами. Если станок имеет каретку, на нее укладывают пачку фанеры толщиной около 100 мм. Скорость подачи в этом случае 4—12 м/мин. При непрерывной подаче (цепной или вальцовой) обрезают по одному или несколько листов, что позволяет увеличить скорость подачи до 30 м/мин. Скорость подачи выбирается в зависимости от толщины листа фанеры, требуемой чистоты реза и организации рабочего места.
Производительность двухпильного станка, листов/ч, при условии обрезки фанеры со всех сторон определяется по формуле

Для обрезки фанеры применяют два двухпильных станка, устанавливая их под углом 90° друг к другу (рис. 75), что избавляет от излишних перекладок фанеры. Производительность такого агрегата доходит до 13,6 м3/ч. Агрегат обслуживают 2 чел. При установке вакуумного питателя низкого разрежения, о котором было сказано ранее, работу станка можно автоматизировать.
Для обрезки крупногабаритного материала, особенно толстого, применяют 3- и 4-пильные станки с кареткой. При этом обрабатываемый материал на каретке станка не перемещается. Обслуживают станки 2—3 чел. Технические характеристики основных типов станков даны в табл. 38.

Для массового раскроя большеформатной фанеры на заготовки целесообразно применять много пильные станки с программным управлением.
В качестве режущего инструмента целесообразно применять круглые пилы, оснащенные пластинками из твердых сплавов ВК-15, ВК-11 и др. Это позволяет, несмотря на сильное абразивное действие отвержденного клея, эксплуатировать инструмент без заточки в течение 400 ч. Для измельчения срезок, образующихся при обрезке листов фанеры, станки современной конструкции оснащены специальными фрезерными головками. Излом шпона (образование бахромы) на нижней стороне листа фанеры при обрезке его торцовых кромок предотвращается применением специальных подрезных ножей.
Чтобы не менять положения подающих цепей двухпильного обрезного станка при необходимости перехода к обработке листов фанеры другого формата, созданы станки, у которых перемещаются оба суппорта. При этом используется механизм предварительной настройки станка на четыре - пять возможных размеров обработки, благодаря чему перенастройка может быть осуществлена очень быстро простым нажатием соответствующей кнопки.
В станках для обрезки фанеры и плит крупных форматов материал на столе (каретке) станка крепится вакуумным прижимом. Количество отходов, образующихся при обрезке фанеры, — 4—6 % от сырья, или 10—12 % объема чистообрезной фанеры. Количество отходов при переобрезе листов — 1—4 % объема фанеры.
На многих предприятиях имеются полуавтоматические поточные линии по обработке фанеры. В состав их обычно входят веерный охладитель фанеры, подъемный стол — накопитель листов, два двухпильных обрезных станка, устанавливаемых под углом 90° друг к другу, и сортировочный конвейер. Это позволяет повысить производительность труда на данном участке в 1,5—2 раза.
Кроме круглопильных станков для обрезки фанеры применяют ножевые станки, отличительная черта которых — высокая чистота обрезки. Однако в настоящее время их используют довольно редко из-за низкой производительности, ограничения толщины обрабатываемого материала (не более 6 мм) и трудности поворота обрезаемой пачки.
Сортирование фанеры. Фанеру общего назначения сортируют по породам, форматам, толщинам, направлению волокон наружных слоев (продольная и поперечная фанера), маркам, сортам, виду обработки (шлифованная и нешлифованная).
Учитывая качество наружных слоев, фанеру общего назначения делят на пять основных сортов: А/АВ; АВ/В; В/ВВ; ВВ/С и С/С. При этом нормы допускаемых пороков древесины берут те же, что и для шпона. Дефекты обработки, влияющие на сортность листов фанеры, — валики от накладов, вмятины, обзол, оттиски от плит пресса, царапины, просачивание клея, коробление и багорные наколы.
Технические условия па фанеру предусматривают также ряд других требований, предъявляемых к отдельным сортам: заделку мест от выпавших сучков, изготовление наружных и внутренних слоев составными по длине и ширине, заделку разошедшихся трещин специальными вставками и т. д. Сортирование фанеры — весьма ответственная операция, от качества выполнения которой в значительной степени зависят показатели работы всего предприятия, поэтому ее поручают только высококвалифицированным рабочим, хорошо знающим требования, предъявляемые к сортам фанеры, и пути устранения обнаруженных дефектов. Для достижения максимальной однородности сортирование желательно поручать минимальному количеству лиц.
Выполняют сортирование бригады, состоящие из двух рабочих — сортировщика и подсобного. Последовательность их работы такова: оценив одну сторону листа и устранив с помощью цикли и шлифовальной шкурки мелкие дефекты, переворачивают лист и повторяют эту работу на другой его стороне, проверяют также прочность склеивания фанеры и наличие в ней пустот (пузырей). Если в краевых зонах имеются трещины, обзол, слабое склеивание и т. д., фанеру переобрезают на меньшие форматы, что повышает ее сортность. Однако лучше такую фанеру чинить. На основании визуальной оценки на одной из сторон листа ставят штамп, указывающий сорт фанеры и номер сортировщика, после чего подручный переносит лист в стопу.
Сортирование фанеры — очень трудоемкая и тяжелая операция, особенно если листы имеют большой формат и толщину. Поэтому созданы сортировочные линии, работающие по такому же принципу, как и линии для сортирования шпона. Внешний вид одной из таких линий показан на рис. 76. Линией управляет один оператор, визуально оценивающий качество листа фанеры с двух сторон, при попадании на контрольный стол 2 с механизмом подъема лист специальным рычажным механизмом ставится в наклонное положение, что позволяет оператору видеть нижнюю его сторону, при нажатии оператором на соответствующую кнопку пульта управления 4 лист маркируется на маркировочном устройстве 3 и направляется на сортировочный конвейер 6. Благодаря наличию барабана заказа 5 лист направляется в соответствующий карман и укладывается на подъемный стол, располагаемый под конвейером 6. Для контроля толщины фанеры перед столом 2 установлен толщиномер 1.
Несколько слов о сортовом выходе продукции и методе его оценки. Под сортовым выходом понимают количество изготовленной предприятием продукции каждого сорта, выраженное в кубических, метрах или процентах. Величина сортового выхода зависит от качества перерабатываемого сырья, размеров изготовляемой продукции, применяемой технологии и степени ее совершенства, а также от общей культуры производства. Чем больше продукции высших сортов (при данном количественном выходе), тем большую прибыль получает предприятие.

При сортировании фанеры наблюдаются перепады сортности, т. е. переход части листов из высших сортов в низшие (до 20%) или из экспортной фанеры в рядовую (до 35%)).
Основные причины перепадов — наличие в фанере трещин, слабых углов, низкое качество поверхности, коробление, нахлестки, плохая починка и т. д., а также недостаточная четкость сортирования. Вследствие этого фактический выход фанеры высших сортов меньше возможного, в то время как количество фанеры сорта С/С составляет в ряде случаев 15—21 % (при потребности не более 12 %)).
Для оценки качества партии изготовленной фанеры введено понятие среднего коэффициента сортности. Он исчисляется исходя из коэффициентов сортности, присвоенных фанере каждого сорта, толщины и количества такой фанеры:

Коэффициент сортности фанеры данного сорта и толщины представляет собой отношение стоимости 1 м3 такой фанеры к стоимости 1 м3 фанеры сорта ВВ/С толщиной 3—4 мм.
Средний коэффициент сортности планируется предприятию вышестоящей организацией (обычно в пределах 1,2—1,5). Средний коэффициент сортности — не универсальный критерий качества работы предприятия, изготавливающего различную по размерам, слойности и видам продукцию. В связи с этим ЦНИИФом предложена методика определения Кср, исходя из коэффициентов сортности шпона, сортового состава продукции и расхода шпона на единицу продукции данного вида. При этом шпону каждого сорта присвоены следующие коэффициенты: сорту А — 4,1; АВ — 2,4; В — 1,7; ВВ — 1,1; С — 0,9; средним слоям сорта I — 1,1; сорта II — 1,0 и сорта III — 0,55.
К числу мероприятий, проведение которых может способствовать увеличению среднего коэффициента сортности фанеры, относятся следующие: применение эффективных методов хранения сырья; повышение качества гидротермической обработки сырья; повышение качества сушки шпона для уменьшения числа трещин; увеличение объема починки шпона до 30—35 %, что должно привести к повышению коэффициента сортности фанеры не менее чем на 4—5%; увеличение объема работ по ребросклеиванию шпона, что дает возможность повысить коэффициент сортности на 3—4%; максимальная механизация производственных операций для уменьшения числа перекладок шпона, приводящих к образованию трещин; увеличение объема работ по починке фанеры, для чего необходимо внедрять новые методы и средства починки; организация выпуска фанеры из низкосортного шпона, облицованной бумагой, пластмассами и синтетическими пленками; организация выпуска фанеры высших сортов с низкосортными оборотными слоями; организация выпуска неравнослойной фанеры с тонкими наружными слоями из высококачественного шпона (0,8 мм) и толстого внутреннего слоя из менее качественного шпона.

Починка фанеры. Обнаруженные в фанере дефекты устраняют для повышения ее сортности. К числу таких дефектов относятся трещины, слабые углы, пузыри, отверстия от выпавших сучков, обзол. Трещины заделывают вставками клиновидной или овальной формы, если канавка для нее выбирается торцовой фрезой. Для заделки трещин можно использовать замазку, мае. ч.: смола карбамидная 50, раствор казеина в мочевине 50, древесная мука 5, щавелевая кислота (10 %-ный водный раствор) 3, тальк 100, охра — в зависимости от желаемого цвета.
Раствор казеина в мочевине можно заменить поливинилацетатной дисперсией — 20 мае. ч. на 100 мае. ч. смолы. Рецепт безусадочной шпатлевки следующий, %: эпоксидная смола ЭД-16—25,7, дибутилфталат 25,7, молотый тальк 25,7 аминопласт А-2 — 19,2, полиэтиленполиамин (отвердитель) 3,7. Отверждение слоя шпатлевки ведут при 100—150°С в течение соответственно 15— 3 мин при давлении 0,025 МПа. Слабые углы, обнаруженные при сортировании фанеры, исправляют разделением слоев, введением между ними клея и запрессовкой в винтовом прессе. Аналогично исправляют пузыри. Починка фанеры экономически весьма эффективна, в связи с чем для этой цели создаются поточные линии, на которых электрифицированным инструментом удаляются дефектные места в фанере, заполняемые затем быстроотверждающейся безусадочной шпатлевкой. Производительность труда на данной операции 65 листов/ч.
Шлифование. Представляет собой процесс резания древесины, в котором участвует большое количество элементарных резцов в виде отдельных зерен шлифовальной шкурки. Качество шлифования зависит от размеров зерен шлифовальной шкурки, давления шкурки на обрабатываемую поверхность, физических свойств древесины и скорости резания.
Шлифование выполняется на цилиндровых станках преимущественно с вальцовой подачей, а также на широколенточных станках. В первом случае шкурка навивается на покрытые фетром цилиндры, которых в станке может быть три, четыре, шесть и восемь (табл. 40). На отечественных заводах чаще всего применяют трехцилиндровые станки с вальцовой подачей (рис. 77, а).
Скорость резания при шлифовании 18—20 м/с, скорость подачи 6—21 м/мин. Качество шлифованной поверхности и производительность этой операции зависят от размещения шлифовальной шкурки на цилиндрах станка. Удачный вариант следующий: на первом цилиндре — шкурка № 80, 50 или 40, на втором — № 40 или 25, на третьем —№ 25, 16 или 25. Улучшению качества шлифования способствует осевое качание барабанов. Более совершенное оборудование для выполнения шлифования фанеры — широколенточные станки с одной, двумя, тремя лентами, расположенными по обе стороны обрабатываемого материала. Они отличаются высокой производительностью и точностью работы.

На рис. 77, б дана схема станка с одной лентой. Лента надевается на два цилиндра, один из которых имеет резиновое покрытие со спиральной нарезкой. Второй цилиндр без резинового покрытия и может перемещаться по вертикали, чем регулируется натяжение ленты. Регулирование может быть и автоматическим от пневматической следящей системы. Рабочий цилиндр станка оснащен дисковым тормозом, срабатывающим при разрыве ленты. Для подрезания ворса лента имеет осциллирующее движение, управление которым осуществляется бесконтактной пневматической следящей системой, с двух сторон цилиндра находятся специальные башмаки, надежно прижимающие обрабатываемый материал к опорному столу. Подающие вальцы станка имеют резиновые рубашки для компенсации разнотолщинности обрабатываемого материала. Частота вращения их регулируется бесступенчато. Мощность электродвигателя ленты зависит от ее ширины и назначения станка и может доходить до 90 кВт. Использование станка с тем или иным числом лент и различным их расположением зависит от масштаба производства, назначения фанеры, предъявляемых к ней требований и т. д.

Для одностороннего шлифования фанеры достаточно иметь станки с двумя лентами, а для двустороннего — с четырьмя. Качество шлифованной поверхности фанеры будет зависеть от номеров применяемой шкурки. Если станок имеет две или четыре ленты, то на первую ленту или пару лент устанавливают шкурку № 40—32, а на вторую — № 25—16. В случае большой разнотолщинности листов фанеры на первый цилиндр можно устанавливать шкурку № 50. Точность обработки на широколенточных станках близка к 0,1 мм. Толщина снимаемого слоя 0,2—0,25 мм.
Производительность шлифовальных станков (листов/ч) определяется по формуле

Упаковывание фанеры. Может осуществляться вручную или упаковочными автоматами. В первом случае масса пачки около 80 кг. Ее можно перевязывать металлической лентой (сечением 20x0,7 мм), проволокой или веревкой. Если пачка составляется из фанеры высших сортов, с двух сторон ее закрывают обложками из фанеры или шпона. Боковые стороны пачки при перевязке ее стальной лентой или проволокой закрывают деревянными сухими планками. Двое рабочих при использовании стальной ленты за 1 ч могут упаковать 4—5 м3, а при использовании веревки — до 10 м3.
Для уменьшения расхода упаковочных материалов, улучшения хранения фанеры и снижения трудозатрат созданы автоматы, упаковывающие фанеру в пачки массой до 1 т. После укладки реек размером 50x100 мм на стол машины из стопы механически подаются листы фанеры до тех пор, пока масса их не достигнет запрограммированной величины. Затем формируемый пакет сжимается и перевязывается стальной (сечением 16х0,5 мм) или полипропиленовой лентой посредством двух обвязочных головок. Для предотвращения смятия ребер пачки под ленты подкладывают металлические угольники. Производительность упаковочной машины до 40 м3 фанеры/ч. Обслуживает машину один оператор. Каждую пачку маркируют: указывают предприятие, размеры фанеры, ее марку, сорт, породу древесины, вид обработки, количество листов в пачке и номер стандарта. Маркировку наносят несмываемой краской на боковые планки, а при их отсутствии — на обложку пачки или на один из верхних листов.
В связи с увеличением объемов строительства возрос спрос на большеформатную фанеру как внутри страны, так и на внешних рынках. Для ее производства организуют специальные цехи, оснащенные соответствующим оборудованием, в том числе клеильными прессами, имеющими плиты большого размера. Есть и другой путь — соединение друг с другом листов фанеры, изготовляемых на действующих предприятиях. В частности, относительно тонкую, фанеру (до 12 мм) рационально соединять на ус при соотношении 1/S = 1/6...1/8, где S — толщина фанеры, 1 — длина уса.
Для формирования уса целесообразно использовать узкоспециальные станки, в которых фрезерная головка соответствующей длины устанавливается на валу косо поставленного двигателя с частотой вращения не менее 3000 мин. Двигатель установлен на суппорте станка, перемещающемся вдоль торцовой кромки листа фанеры. Соединяются два листа фенолоформальдегидным клеем в узкоплитном прессе при 200°С в течение 0,3—0,4 мин/мм. В момент склеивания листы должны быть сжаты при Р = 1...1,2 МПа. Соединение на ус отличается высокой прочностью, но неизбежно уменьшает полезный объем получаемого материала на длину уса (одного или нескольких).
При необходимости соединения листов фанеры толщиной свыше 12 мм прибегают к зубчатым шипам. По отношению к пласти листа фанеры они могут быть горизонтальными, прорезанными вдоль всей торцовой кромки листа, или вертикальными, расположенными перпендикулярно его пласти. Первые из них просты в изготовлении (можно использовать вертикальные фрезерные станки), менее заметны со стороны пласти листа, но надежность соединения ими не всегда высокая из-за тенденции к расслоению фанеры при торцовом сжатии листов. Они требуют также сжатия места соединения в направлении, перпендикулярном пласти листа.
Горизонтальные зубчатые шипы можно изготовлять длиной 1=8...15 мм (в зависимости от толщины соединяемых листов) при отношении t/21 = 1/8...1/10, где t — шаг зубчатого соединения. Ориентировочные параметры фрезы и режим работы следующие: диаметр 80—120 мм, передний угол 8—10°, задний — 18—22°, частота вращения фрезы не менее 6000 мин, скорость подачи — до 10 м/мин. Вертикальные зубчатые шипы изготовляют длиной 10—20 мм при шаге 4—7 мм. Затупление концов шипа при этом желательно иметь в пределах 0,5 — 1 мм.
Соединение отличается достаточно высокой прочностью. Потери полезного объема фанеры значительно меньше по сравнению со случаем соединения на ус. Но нарезать такие шипы на кромках листов фанеры несколько сложнее, так как для этого требуется узкоспециальное оборудование. Кроме того, они более заметны на пласти листа. Заметим, что усилие торцового сжатия соединяемых листов обратно пропорционально длине шипов. При склеивании зубчатого соединения такого вида сжатия в направлении, перпендикулярном пласти листа фанеры, не требуется. Склеивать можно не только горячим, но и холодным способом, для чего нужна выдержка не менее 12 ч.