Фрезерно-профилирующее оборудование

Требование увеличения комплексного использования древесины вследствие развития целлюлозно-бумажных производств (ЦБП) привело к созданию новых типов бревнепильного оборудования с одновременным получением не только пиломатериалов, но и технологической щепы (рис. 4.8). Это оборудование более правильно называть бревноперерабатывающим. Как правило, оно имеет в несколько раз большую производительность, чем двухэтажные лесопильные рамы, лучшее использование энергии, увеличенные на несколько процентов объемы технологической щепы по сравнению с использованием для ее получения рубительных машин в рамных потоках.
Под профилированием понимается чистовая обработка боковых поверхностей двух- или четырехкантных брусьев до их распиловки круглыми пилами.
Для обеспечения высокого качества всех четырех поверхностей боковых пиломатериалов их обработка осуществляется не только фрезами, но и подрезными круглыми пилами. В результате получается такое же качество пропила, как после распиловки круглыми пилами, исключается вырывание сучков при фрезеровании. Фрезерное профилирование позволяет не использовать в производственном процессе обрезные станки (см. рис. 4.8 и 4.9).

В мировой практике оборудование для одновременного получения пиломатериалов и технологической щепы называется фрезерно-профилирующим.
Оно может перерабатывать бревна по развальному способу (рис. 4.10 а) или с брусовкой (рис. 4.10 б).
В первом случае применительно к потоку с двухэтажными лесопильными рамами не требуются лесопильная рама первого ряда, обрезной станок и рубительная машина. Во втором случае не требуются рамы первого и второго ряда, обрезные станки и рубительные машины.
Фрезерно-профилирующие станки имеют как одновальную, так и двухвальную технологию распиловки круглыми пилами, с вертикально и горизонтально бесступенчато перемещающими: суппортами.

Сначала это оборудование применялось в основном для переработки по развальному способу тонкомерных бревен с диаметром в вершине до 14...18 см и практически с жесткими поставами. С развитием объемов выработки технологической: щепы, совершенствованием оборудования этого вида и применением электроники началась переработка бревен на пиломатериалы и технологическую щепу на фрезерно-профилирующих станках бревен с вершинным диаметром до 40 см и более с гибкими поставами.
Первое отечественное оборудование для переработки бревен на пиломатериалы и технологическую щепу было выпущено Вологодским станкостроительным заводом под названием «Линии агрегатной переработки бревен» (ЛАПБ). По материалам исследований, проведенных в ЦНИИМОДе в 1970-х годах под руководством профессора Л.3. Лурье, ЛАПБ-1 предназначались для переработки окоренных пиловочных бревен диаметром в вершине 14...18 см и в комле до 28 см. Длина бревен 3,9...7,5 см; наибольшая высота пропила 135 см; скорость подачи 24; 30; 36 м/мин:; масса 35 т.
Обработка бревна до формы ступенчатого бруса с последующим распиливанием его на доски происходит автоматически на заданной оператором скорости подачи.
Фрезерно-пильный агрегат состоит из узлов первичного и вторичного фрезерования и круглопильного распиловочного узла, а также механизмов подачи и управления.
Механизм первичного фрезерования предназначен для предварительного формирования сечения бруса путем фрезерования верхней и нижней поверхностей бревна.
Рабочие органы — фрезерные головки — образуют с начала процесса обработанные направляющие поверхности, которые обеспечивают надежное базирование бревна при прохождении через всю линию.
Механизм вторичного фрезерования предназначен для фрезерования на технологическую щепу боковых поверхностей бревна и зачистки горизонтальных поверхностей, сформированных фрезами механизма первичного фрезерования. Затем ступенчатый брус распиливается на доски круглыми пилами, находящимися на валу с нижним расположением. Пилы одновременно зачищают наружные пласти досок.
Механизм подачи относится к вальцовому типу и состоит из пяти нар подающих горизонтальных и двух вертикальных вытяжных вальцов. В стандартной конструкции линии предусмотрены три: скорости подачи. Регулировка постава происходит путем изменения набора фрезерных головок, а также с помощью промежуточных втулок круглых пил. На линии осуществляется также скоростная поднастройка верхних фрезерных головок и подающих вальцов на три различные высоты.
Линию обслуживает один оператор. Он оценивает каждое бревно с точки зрения технологичности распиловки, поворачивает его вдоль продольной оси и направляет в агрегат.
Устройство регулировки высоты бревна действует автоматически. Оно устанавливает бревно так, чтобы его ось совпала с осью постава агрегата. Таким образом, бревно распиливается симметрично.
Устройство для транспортировки пиломатериала от линии представляет собой специальный транспортер, на котором центральные доски отделяются от боковых для последующей сортировки по размерам.
Щепа и опилки выводятся из машины с помощью ленточных и пневматических транспортеров.
Агрегатные линии являются однопроходными, работают по развальной схеме и позволяют значительно сократить длину технологического потока в лесопильном цехе. Последнее практически использовалось при установке ЛАПБ не в отдельных зданиях или пристройках, а вместо рамного потока при реконструкции лесопильных цехов.
На ЛАПБ поперечное сечение пиломатериалов — не только толщина, но и ширина — формируется фрезами. Возможность поднастройки фрезерных головок на три различные высоты позволяет расширить диапазон границ сортировочных групп бревен, обрабатываемых на линии, без значительных потерь объемного выхода пиломатериалов. Однако наибольший уровень последнего достижим только при весьма дробной сортировке бревен по диаметрам.
Для переработки бревен со скоростью подачи до 60 м/мин изготавливается ЛАПБ-2. Диаметр бревен в вершине 10...18 см, в комле до 28 см; наибольшая простая кривизна 1 %; скорость подачи 40; 50; 60 м/мин; наибольшее количество пил 5 шт.; толщина пил 3 мм; наибольшая высота пропила 155 мм; мощность 462 кВт; масса 44,5 т.
Была попытка проектирования ЛАПБ-3 со сложной ориентацией бревен и гибкими поставами, но она не была, доведена до выпуска таких линий.
Линия агрегатной переработки бревен ЛАПБ-4 предназначена для переработки окоренного пиловочника вершинным диаметром от 10 до 34 см и наибольшим диаметром в комле 40 см, т. е. бревен тонких и средних размеров. Она перерабатывает бревна на пиломатериалы, фигурные строительные брусья для домостроения и технологическую щепу: тонкие бревна по развальной схеме раскроя, бревна средних диаметров по брусовой схеме раскроя с использованием в комплекте многопильного круглопильного станка типа Ц8Д-8М.
Наибольший диаметр условного цилиндра, внутри которого может пройти бревно, 42 см; толщина боковых досок 16 и 19 мм; ширина боковых досок 75; 100 и 150 мм; толщина центральных досок 32; 40; 44; 50; 60; 100; 125 и 150 мм, т. е. требуется специализация линий под заданные поперечные размеры пиломатериалов.
Наибольшая высота пропила при работе верхнего пильного вала 155 мм и при работе верхнего и нижнего пильных валов 200 мм (т. е, применена двухвальная технология); скорость подачи 50 м/мин; установленная мощность 525 кВт.
В последнее время фирма «Экодрев» спроектировала высокопроизводительный фрезерно-пильный станок для переработки тонкомера с непрерывной подачей сырья модели ФПТ-1. Станки этого типа иногда в отечественной практике называют фрезерно-брусующими многопильными станками, но почти никогда фрезерно-шильными . Под фрезернопильным оборудованием обычно понимаются линии, состоящие из автономных фрезерно-брусующих и сдвоенных или счетверенных вертикальных ленточнопильных или многопильных круглопильных станков.
Станок ФПТ-1 предназначен для переработки тонкомерных бревен за две операции в одном агрегате: торцово-коническими фрезами и круглыми пилами. Он состоит из подающего конвейера, фрезерного и круглопильного механизмов и приемного рольганга. Конструкция подающего конвейера обеспечивает ориентацию в станке пиловочника кривизной до 1 %. Вальцовый механизм подачи имеет пружинное устройство прижима верхних вальцов. Наименьший диаметр бревен в вершине 7,5 см, наибольший в комле — 18 см; наибольшая длина бревен 5 м, наименьшая — 1,75 м; высота пропила 125 мм; скорость подачи 20 м/мин. Поскольку разница в диаметрах обрабатываемых бревен сравнительно невелика, скорость подачи неизменная. Haибольший диаметр пил 450 мм; толщина пил 2,8 мм; количество пил 5 шт.; суммарная мощность 70 кВт; масса 4,5 т.
По желанию потребителя станок может быть поставлен без пильного узла.
К рассматриваемому типу оборудования относятся, например, фрезерно-профилирующие станки R200 и R250, устанавливаемые в линиях «HewSaw SL200» для тонкомера и «HewSaw SL250» для крупных бревен (см. п. 6.1) концерна «Viesto Group», а также фрезерно-профилирующие станки FR15 и FR16 фирмы «Эстерер ВД».
Механическое устройство подачи «HewSaw R200» оснащено системой самоцентровки бревна.
Четыре ножевые головки дробят на щепу боковые поверхности бревна. Блоки циркульных пил, установленные на вертикальном валу, распиливают брус максимум на шесть досок. Боковые доски обрезаются обрезными фрезами, находящимися на валах циркульных пил, или фрезерным блоком после распиловки бруса вразвал. При выполнении обрезки обоими способами получаются две пары боковых досок разной ширины.
Благодаря близкому расположению различных операций обработки возможно криволинейное пиление по центровой линии бревна, что позволяет увеличить объемный выход пиломатериалов.
Кроме стандартной, имеются также версии, предназначенные для нерассортированных и коротких бревен.
Вершинный диаметр бревен 10...23/25 см, максимальный в комле 35 см; ширина обработки фрезерно-брусующего агрегата 60...225 мм; ширина обработки для распиловки вразвал 60... 200 мм; высота обработки 75...225 мм; пропил 3,6 мм; диаметр циркульных пил 400/350 мм (двухвальная технология); стандартная скорость подачи 75 м/мин, при регулировке с помощью преобразователя частоты — 60...100 м/мин; потребляемая мощность примерно 600 кВт.
Станок «HewSaw R250» перерабатывает бревна с минимальным и максимальным диаметром в вершине 10...35/40 см (см. переработку бревен с брусовкой на рис. 2.5); максимальный диаметр комля 50 см; ширина обработки 75...250 мм; высота обработки 75...320 мм; пропил 4,2 мм; стандартная скорость подачи 50 м/мин, при регулировке с помощью преобразователя частоты — 30...90 м/мин; потребляемая мощность примерно 900 кВт.
Фрезерно-профилирующий станок FR15 фирмы «Эстерер ВД» имеет вертикально и горизонтально бесступенчато перемещающиеся суппорты с мощностью каждой фрезерной головки до 132 кВт для получения одной боковой доски.
В зависимости от скорости подачи применяются двухножевые (до скорости 100 м/мин) или четырехножевые фрезерные головки.
Фрезерно-профилирующий станок с круглопильным агрегатом FR16 имеет дополнительно (по отношению к FR15) двухвальный круглопильный агрегат на каждом суппорте для выпиловки до четырех боковых досок за один проход с мощностью 4 х 80 кВт,
Основные технические данные FR15/FR16: ширина прохода минимальная 70 мм; максимальная толщина боковых досок 50 мм; высота пропила 48...370 мм; скорость подачи до 200 м/мин; масса FR15 около 21 т, FR16 около 26 т. Это оборудование может осуществлять переработку бревен вершинным диаметром до 50 см по развальной и брусовой схемам раскроя.