В соответствии с классификацией EUMAIBOIS, к категории 00 отнесено оборудование для лесного хозяйства и лесной промышленности, к категории 01 — оборудование для первичной деревообработки (т. е. для производства древесных материалов), к категории 02 — оборудование для вторичной деревообработки (т. е. для получения деталей и изделий из древесины).
В категории 01 семь классов:
- 01.01 — Оборудование склада сырья
- 01.02 — Оборудование лесопильное
- 01.03 — Оборудование для гидротермической обработки пиломатериалов
- 01.04 — Оборудование для производства шпона
- 01.05 — Оборудование для производства облицовочных пленок на бумажной основе
- 01.06 — Оборудование для производства фанеры и фанерной продукции
- 01.07 — Оборудование для производства древесных плит
Рассмотрим структуру парка машин и технологического оборудования для складов сырья круглых лесоматериалов.
В классе 01.01 11 групп оборудования, предназначенного для подготовки сырья к последующей обработке:
- 01.01.01 — Транспортеры передвижные
- 01.01.02 — Краны нижнескладские
- 01.01.03 — Бревнотаски
- 01.01.04 — Вспомогательное оборудование складов сырья
- 01.01.05 — Линии сортировки круглых лесоматериалов
- 01.01.06 — Установки дождевальные
- 01.01.07 — Станки окорочные
- 01.01.08 — Станки для оцилиндровки комля
- 01.01.09 — Станки для раскряжевки бревен
- 01.01.10 — Оборудование для измерения бревен
- 01.01.11 — Металлоискатели для бревен
Рис. 1. Схема работы передвижного конвейера
(«Союзлесмонтаж», г. Вологда, РФ)
Передвижные транспортеры представляют собой ленточные конвейеры, смонтированные на колесной раме (рис. 1). Их назначение — подача бревен на переработку, в частности, маломерных лесоматериалов на сортировку или окорку, перемещение штучных грузов. Конвейеры легко перемещаются в любую часть склада сырья и особенно необходимы, например, для удаления кусковых отходов при раскряжевке хлыстов и неделовой древесины, для их перегрузки в транспортное средство. Аналогичные конвейеры могут применяться для транспортировки сыпучих материалов (коры, щепы, опилок).
Рис. 2. Схема установки кранов на складах пиловочного сырья лесозаводов:
1 – мостокабельный кран, 2 – козловые краны, 3 – портальные краны,
4 – перегрузочное устройство, 5 – гидролоток, 6 – штабели бревен
Для приемки леса с воды, с железнодорожных или автомобильных платформ и укладки сырья в штабели для временного хранения предназначены специальные нижнескладские краны. Для перемещения круглых лесоматериалов используют кабельные, козловые и портальные башенные краны (рис. 2).
При выборе кранового оборудования необходимо учитывать масштабы производства, способ доставки сырья (водный, железнодорожный, автомобильный), конструкцию штабелей и пр. Производительность мостокабельного крана может достигать грузоподъемности до 10 т, а его пролет — до 150 мм. Консоль над водой длиной 20-40 м позволяет выполнять выгрузку леса из воды и укладку его в штабели.
Козловые и портальные краны обслуживают склады с небольшими площадями. На лесных складах используют козловые краны грузоподъемностью 10-32 т и с пролетом от 20 до 100 м. Размер обслуживаемой площади зависит от длины подкрановых путей. На рис. 2б показана работа спаренных козловых кранов. Первый кран выгружает пучки бревен из воды и передает их в накопитель перегрузочного устройства, которое перемещает бревна в зону действия второго крана. После формирования штабелей в зоне второго крана формируются штабели в зоне первого крана. Для подачи сырья в производство используется гидролоток.
Линия сортировки бревен. ЗАО «Загрос»
Наиболее часто козловые краны применяют при железнодорожной поставке пиловочного сырья. При этом в зоне первой консоли происходит выгрузка сырья из вагонов и передача его в среднюю зону для штабелирования. Зона второй консоли используется для передачи лесоматериала в переработку.
Портальные краны предназначены для работы в морских портах. Благодаря возможности полного поворота стрелы крана достигается большая гибкость в организации работ. Однако эти краны значительно дороже кранов других типов. Недостатками портальных кранов являются длительность и трудоемкость их монтажа и демонтажа, сложность транспортирования с площадки на площадку и высокая стоимость путей. Все это значительно повышает стоимость эксплуатации крана и сокращает полезное время его работы.
В нашей стране крановое оборудование выпускают не менее десяти заводов. Наиболее крупными производителями являются «Голиаф-Кран» (Москва), «Евро-Пром» (г. Климовск, Московская обл.), «ВМ Техникс» (Москва), «Завод подъемно-транспортного оборудования им. С. М. Кирова», ГК «Технорос», (Санкт-Петербург), ПКФ «ТельферКран» (Москва), Всеволожский крановый завод (Ленинградская обл.), завод «Дормаш» (г. Уфалей, Челябинская обл.), Нязепетровский краностроительный завод (г. Нязепетровск, Челябинская обл.) и др.
Из зарубежных производителей следует назвать немецкую фирму Baljer & Zembrod. Краны этой фирмы могут устанавливаться стационарно или перемещаться на тележках. Вылет стрелы полноповоротного крана, который может перемещаться по порталу на 10 м, — до 20 м.
Разобщитель для поштучной подачи бревен.
«Лесозавод 25»
Эффективность складских работ в значительной мере зависит от дополнительного оборудования, в частности, от продольных и поперечных конвейеров, лесопогрузчиков, специальных захватов (грейферов) и пр.
Конвейеры для перемещения бревен могут быть продольными или поперечными, цепными или ленточными, горизонтальными или наклонными. Для подачи бревен на большие расстояния используют цепные продольные конвейеры (бревнотаски). Они состоят из приводной станции, собственно конвейера и натяжной станции. Приводная станция представляет собой узел, который соединяет электродвигатель, редуктор и приводное колесо (туер), обеспечивающее движение цепи с заданной скоростью.
К классу 01.01.04 относятся средства механизации и околостаночное оборудование, используемое на складах сырья, в частности:
- разобщители для поштучной подачи бревен;
- сбрасыватели бревен с конвейера к подающим механизмам;
- устройства для разворота бревен (обычно вершиной вперед).
Подача бревен в лесопильный цех
Сортировка круглых лесоматериалов по породам, диаметру и качественным характеристикам выполняется на линиях сортирования, которые обычно представляют собой продольный конвейер со сбрасывателями бревен в карманы. При размерном сортировании учитывают вершинный и комлевой диаметр, длину, кривизну, овальность и сбежистость бревен. Линии могут быть одно- или двустороннего действия. Современные линии оснащены измерителями бревен и металлоискателями. Сбрасыватели срабатывают по команде оператора или автоматически по результатам измерений бревен.
На складах пиловочного и фанерного сырья в летнее время применяют дождевальные установки (обычно собственного изготовления), которые помогают сохранять высокую влажность бревен и снижают опасность поражения древесины грибками и насекомыми.
Оборудование для окорки лесоматериалов подразделяется на окорочные станки и окорочные барабаны. Окорочные станки предназначены для окорки пиловочных бревен или фанерных кряжей среднего и большого диаметра с правильной формой ствола. Окорочные барабаны применяют главным образом на предприятиях ЦБП и в производстве древесных плит для снятия коры с коротко- и длинномерных лесоматериалов небольшого диаметра, в том числе со значительной кривизной ствола.
Окорочные станки могут быть роторного или фрезерного типа. В качестве режущего инструмента используются тупые коросниматели, установленные на роторе, внутри которого проходит бревно, подаваемое с помощью специального вальцового механизма. Окорочные cтанки могут быть одно- и двухроторные. Однороторные предназначены для окорки свежесрубленной древесины хвойных и лиственных пород, двухроторные — для окорки мерзлой древесины с зачисткой остатков сучьев.
В России окорочные станки выпускает петрозаводский завод «ДЕКО». Среди зарубежных производителей следует назвать финскую фирму Valon Kone, шведскую Soderhamn, немецкую Baljer & Zembrod, американские фирмы Morbark и USNR.
Кроме станков с окорочным ротором, выпускаются станки с фрезерной головкой, перемещаемой вдоль бревна, вращение которого обеспечивается с помощью зубчатых колес. Производительность фрезерных станков ниже, чем производительность роторных, но зато они обеспечивают лучшее качество окорки, в том числе лесоматериалов из твердолиственных деревьев с неправильной формой ствола.
Аналогичный принцип окорки реализован в станках американской фирмы Morbark. Бревно прокручивается вдоль режущей головки с карбидными зубьями. Продольная спиральная подача со скоростью до 29 м/мин. осуществляется задним валиком, число оборотов которого зависит от диаметра бревна.
К роторным станкам можно отнести и так называемые дебаркеры — устройства для местного снятия коры в зоне ее пиления ленточными пилами. Это позволяет снизить затупление зубьев пилы и повысить качество обработки поверхности распила.
Станки для оцилиндровки комля предназначены для снятия закомелистости (утолщения комля) бревен с целью повышения эффективности работы бревнопильного оборудования. Следует различать два типа станков: так называемые reducer для снижения утолщения комля пиловочных бревен и собственно оцилиндровочные станки. Первые применяют в лесопильном производстве и устанавливают в технологической цепочке перед бревнопильным оборудованием, вторые — на предприятиях, выпускающих детали деревянных домов. Станки для снятия закомелистости могут быть проходного или позиционного типа. Проходные станки работают по принципу роторного окорочного станка и могут функционировать в паре с окорочным станком.
В позиционных станках используют фрезерный инструмент, который совершает вращательное движение вокруг комля бревна, либо ножевой вал, который совершает движение по направлению к комлевой части бревна, вращающегося вокруг своей оси.
Станки для поперечного пиления бревен называют раскряжевочными, так как основное их назначение — пиление кряжей на мерные сортименты (пиловочник, фанерный кряж, рудстойку, балансы и пр.).
Эти операции обычно выполняют на нижнем складе лесозаготовительного предприятия, но и на складах сырья лесопильного завода таким станкам всегда находится работа, особенно при наличии некондиционной древесины в поставках. Аналогичные станки используют на складах сырья фанерного предприятия для получения чураков нужной длины из фанерного кряжа. В плитном производстве поперечное пиление круглых лесоматериалов выполняют для слепого раскроя технологического сырья на мерные чураки, на лесоперевалочных базах — для переработки дровяной древесины.
Оборудование этого класса можно подразделить:
- по принципу действия — станки позиционные и проходные;
- по типу рабочего органа — станки круглопильные и станки безопилочного резания.
- по числу пил — одно- и многопильные;
- по расположению пил — с верхним и нижним расположением.
В лесопильном производстве нашли применение однопильные позиционные станки, обычно встраиваемые в линии сортирования пиловочного сырья. На рынке сегодня широко представлены торцовочные станки для оцилиндрованных бревен и стенового бруса, применяемые в производстве деревянных домов.
Фирмой «Союзлесмонтаж» (г. Вологда) разработан агрегат для безопилочного резания древесины. Агрегат состоит из приемного стола, разобщителя, установки с неподвижными серповидными зубчатыми ножами и кабины оператора. За счет сдвига ножей экономится энергия и уменьшаются пиковые нагрузки на привод. Резание происходит с незначительным смятием волокон древесины в зоне касания ножа. При использовании этого способа опилок почти нет. Объемы отщепов древесины и коры меньше, чем выход опилок при традиционном распиле дисковыми пилами. Максимальный диаметр обрабатываемых сортиментов — 50 см.
Измерители бревен обычно представляют собой рамку с излучателями и приемниками света. Размеры бревен фиксируются по затемнению на приемной стороне рамки. Вся информация обрабатывается компьютером и используется для сортирования бревен и определения их параметров. Помимо световых (в том числе инфракрасных) приборов существуют комбинированные — свето-ультразвуковые устройства, а также приборы нового поколения: лазерные и рентгеновские сканеры для бревен.
Подобную технику выпускают, в частности, фирмы Baljer & Zembrod, Hecht Electronic AG (обе — Германия), Microtec (Австрия — Италия), RemaСontrol, Sawco (обе — Швеция), Visiometric (Финляндия), «Автоматика-Вектор» (Россия).
Эти приборы позволяют получать трехмерную картину пиловочного бревна и выполнять множество задач по оценке качества сырья и нахождению оптимального способа раскроя бревен, в частности:
- фиксировать с любым шагом текущий диаметр бревна по всей длине;
- обнаруживать сучки, вогнутости и выпуклости ствола, механические повреждения;
- видеть, как выглядит древесина под корой (используется различие в прохождении лазерного луча в коре и древесине);
- строить профиль плотности древесины по диаметру бревна, видеть червоточины, сердцевинную трубку, годовые слои и т. п.;
- контролировать расстояние между бревнами;
- распознавать положение комля для управления разворотным устройством;
- указывать положение и размер сучков, пустот, металлических включений и трещин и даже ширину годовых слоев;
- получать снимки вершинного и комлевого торцов бревна.
Все эти замеры при компьютерной обработке данных и соответствующем программном обеспечении дают возможность точно рассчитывать объем каждого бревна и давать статистику за любой промежуток времени, сортировать бревна по размеру и качеству, управлять исполнительными механизмами (например, сбрасывателями бревен), предлагать оптимальный вариант продольного раскроя каждого бревна. Современные системы позволяют делать тысячи измерений в секунду, работать в проходном режиме при скорости подачи до 300 м/мин. и измерять сырье диаметром до 40 см.
Металлоискатели для бревен являются более простой техникой. Ее назначение — обеспечение безопасности режущего инструмента путем обнаружения и удаления металлических включений в круглых лесоматериалах. Приборы устанавливаются в линиях сортировки круглых лесоматериалов, обычно перед окорочным или раскряжевочным станком. Они представляют собой рамку с выносным контуром генератора, параметры которого меняются при попадании в рамку металла. Это изменение преобразуется в звуковой или световой сигнал либо в команду для сбрасывателя бревен.
В качестве примера можно привести цифровой металлоискатель серии «Октагон» (с 8-угольным проходным отверстием). Он разработан специально для лесопильных предприятий и устанавливается на продольном конвейере. «Октагон» обнаруживает видимые и скрытые частички металла, такие как гвозди, осколки гранат, при этом формируется сигнал, который может быть передан в систему управления или маркировки бревен либо на торцовочную пилу.
