Строганые доски

Строганые материалы. Строганые пиломатериалы требуются в значительном количестве для различных отраслей народного хозяйства; основными их потребителями являются строительная промышленность, вагоностроение и вагоноремонт, автостроение, где эти материалы идут на половые доски, обшивку и пр.

Кроме того, строганые материалы требуются в большом количестве на экспорт и на производство деревянной тары. Примерная потребность строганых материалов составляет 25% от общего количества пиломатериалов.

В зависимости от формы поперечного сечения строганые доски и бруски подразделяются на строганые с плоским профилем и строганые с фигурным профилем, как показано на этом рисунке. Шпунтованные материалы имеют на кромках шпунт или выемку, а с другой стороны соответствующий гребень, или выступ. Поперечный профиль шпунта и гребня может быть прямоугольным, трапецеидальным, сегментным и треугольным. Профиль, изображенный на рисунке в секции в, называют фальцованным.

Строганые пиломатериалы с фигурным профилем могут иметь на одной или обеих пластях фигурную прострожку, называемую калевкой. В зависимости от числа строганых сторон доски и бруски подразделяются на пиломатериалы с односторонней строжкой - при наличии одной простроганной пласти; двусторонней, когда обе пласти или обе кромки простроганы; трехсторонней, когда простроганы обе кромки и одна пласть; четырехсторонней, когда простроганы обе пласти и обе кромки.

По качеству древесины строганые доски и бруски подразделяются на три сорта: отборный, первый и второй. Качество пиломатериалов этих сортов должно удовлетворять требованиям, установленным для соответствующих нестроганых пиломатериалов.

Размерами строганых пиломатериалов считаются те стандартные размеры, которые имели эти пиломатериалы до строгания. Такие размеры называются номинальными. Разница между указанными размерами условно называется припуском на строгание.

Обычно припуск на строгание для деталей, чисто простроганных со всех сторон, при их толщине до 30 мм, составляет для хвойных пород 4 мм и для лиственных 5 мм, а при ширине, номинальной ширине деталей, от 95 до 200 мм - 7 мм. Для деталей с одной простроганной пластью, с частичной непрострожкой пласти и кромки припуски составляют по для хвойных пород 3 мм, для лиственных 3,5 мм, а по ширине 6 мм.

Строганые доски по качеству делятся на бессортные и четвертый сорт. Требования к качеству древесины для бессортных строганых досок ниже, чем для нестроганых. Это дает возможность использовать для бессортных строганых досок значительное количество пиломатериалов четвертого сорта. Однако к экспортным материалам предъявляются большие требования в отношении качества обработки, особенно лицевой пласти. Для достижения такой обработки требуется применение в строганых станках специальных гладильных ножей, а все непростроганные места должны быть тщательно зачищены, шпунт и гребень должны иметь точное совпадение и т. д.

Основное оборудование строгальных цехов. Основным оборудованием строгальных цехов при лесопильных заводах являются четырехсторонние строгальные станки. Для обработки доски с четырех сторон строгальный станок должен иметь не менее четырех ножевых валов; нижний и верхний горизонтальные и два вертикальных боковых. На больших станках дополнительно устанавливаются либо один нижний, либо нижний и верхний ножевые валы для получения на пластях досок различных калевок, а также неподвижные ножи для зачистки строганой поверхности путем снятия тончайшей непрерывной ленты стружки. Эти ножи поставлены неподвижно под углом к направлению движения доски и называются гладильными. Условия резания вращающимися резцами, их устройство, скорость подачи и мощность, необходимая для строгания, были рассмотрены ранее.

На данном рисунке изображен мощный четырехсторонний строгальный станок. Он может пропускать доски толщиной от 10 до 100 мм, шириной от 40 до 250 мм и наименьшей длиной 400 мм со скоростью подачи от 10 до 75 м/мин; ножевые головки имеют около 6000 об/мин, диаметр 180 мм, число ножей на цилиндрических головках; каждая ножевая головка приводится от отдельного мотора, общая мощность которых составляет 49 кет; кроме того, имеется отдельный электромотор для привода механизма подачи мощностью 3-6,5 кет. Для работы на больших скоростях подач станку придается специальный механизированный питательный стол, как на рисунке. Современные европейские мощные строгальные станки имеют скорость подачи до 150 м/мин, станки США до 300 м/мин. Скорость подачи в строгальном станке определяется необходимой чистотой обработки поверхности доски. Чистота строгания определяется глубиной и длиной волны. Обычно расчет ведут по длине волны, так как эти две величины связаны некоторой пропорциональной зависимостью.

Тогда

u = l * z' * n / 1000

• u - скорость подачи материала, м/мин;
• z' - количество ножей, принимающих равномерное участие в образовании строганой поверхности;
• n - число оборотов ножевого вала в минуту;
• l - длина волны, мм.

Если длина волны близка к крайнему большему значению, волны становятся заметными на глаз. При использовании гладильных ножей чистота обработки зависит от длины волны меньше. Как видно из формулы, длина волны может быть уменьшена увеличением количества ножей в ножевой головке и числа оборотов ножевого вала. Этим методом пользуются заводы, выпускающие станки с большими скоростями подачи. При увеличении числа ножей установка их должна производиться с большой точностью, так как глубина волны исчисляется в тысячных долях миллиметра. С такой же точностью должны быть поставлены и ножи, иначе часть их не будет снимать стружку на полную глубину, не будет принимать участия в образовании строганой поверхности, т. е. не окажет влияния на чистоту обработки.

Линейная производительность станка определяется по средней скорости подачи u_ср и коэффициенту использования станка К. Обозначив производительность станка в смену (пог. м) А и продолжительность смены (мин) Т, найдем

A = u_ср * T * K

Производительность по объему продукции А0 определится, если будет известно среднее сечение доски, проходящей через станок; обозначим его f (м2). Тогда

A = A0 * f = u_ср * T * K * f

Торцовочные станки используются в строгальном цехе для вырезки бракованных мест, зачистки торцов и придания доске соответствующей длины. Применяются преимущественно одиночные торцовки.

Строгание часто увязывается с полным или частичным делением толстых досок на тонкие, поэтому необходимой принадлежностью многих строгальных цехов являются делительные станки, из которых преимущественным распространением в современных цехах пользуются ребровые ленточнопильные.

Для заделки сучков служат специальные полуавтоматические станки, выполняющие следующие операции: изготовление пробок, высверливание сучков, обмазывание пробок клеем, забивку пробок в отверстие. Производительность подобного станка до пяти-шести пробок в минуту.

Условия работы на строгальном станке. Чистота обработки при больших скоростях подачи на строгальных, станках обеспечивается участием в образовании строганой поверхности всех ножей; при этом ножи должны быть хорошо отточены. Участие всех ножей в образовании строганой поверхности возможно только в том случае, если ножи и ножевые головки хорошо выбалансированы и лезвия ножей лежат точно на одной цилиндрической поверхности. Даже небольшая неуравновешенность в ножевой головке или в ножах при большом числе оборотов ножевого вала создает большие центробежные силы, которые вызовут вибрацию вала и не дадут чистой поверхности.

Механизация у строгального станка. При работе на больших скоростях ручная загрузка станка не может обеспечить непрерывного питания строгальных станков, поэтому следует применять механизацию, обеспечивающую бесперебойную подачу материала в станок. Необходимость дополнительных приспособлений возникает примерно со скорости подачи станка 50 м/мин.

Целесообразно применять следующий способ механизации. Пиломатериалы, доставляемые в строгальный цех автолесовозами, монорельсами или автопогрузчиками, укладываются на рольганг или на цепной транспортер, устроенный на уровне пола цеха. Транспортер подходит к столу строгального станка и заканчивается подъемником. Обычно применяется наклонный подъемник, обеспечивающий автоматическую подачу досок на стол станка или на поперечный цепной транспортер. Автоматическая подача с подъемника на стол достигается благодаря достаточному наклону подъемника  и последующему подъему пакета точно на толщину одного ряда досок. Для облегчения быстрой подачи досок в станок передний стол строгального станка имеет группу механизированных приспособлений. Оборудование стола состоит из поперечного цепного транспортера, винтовых роликов и двух дисков - верхнего и нижнего, сдвигающих доску к правой направляющей стенке стола и подающих ее в строгальный станок.

Дефекты строгания. К основным дефектам строгания относятся: нечистое строгание, характеризуемое мшистостью, ворсистостью, что получается при строгании сырого материала, работе тупыми ножами и строгании против волокон; заметная волнистость - результат неправильной установки ножей и неуравновешенности ножевой головки или ножей; ожоги поверхности доски, а иногда даже обугливание вследствие остановки доски при работающих ножах; вырванные волокна вследствие строгания затупленными ножами древесины с неправильным расположением волокон; сколы древесины на концах досок; борозды и выемки поперек изделия вследствие остановки доски в станке или из-за плохой балансировки ножей; несоответствие размеров гребня и шпунта в результате неточной установки вертикальных ножей или фрез либо от неправильной их заточки; недострожка лицевой пласти вследствие плохого качества распиловки (глубокие риски, волнистый распил), недостаточного или неравномерного прижима досок прижимными роликами и вальцами или непрямолинейности лезвия и неодинаковой установки ножей по длине.

Производственный процесс. Во многих случаях строгаются тонкие доски. Большое количество этих досок перегружает головные станки. Кроме того, тонкие доски при искусственной сушке больше коробятся. Поэтому строгание целесообразно организовать так, чтобы из лесопильного цеха выпускались толстые доски с последующей сушкой их и делением на тонкие перед строганием или после него. В качестве делительных станков применяются ребровые или ленточные делительные, дающие меньший пропил, чем головные пилы. Делительные станки дают хорошую поверхность распила, вследствие чего в последующем можно будет снимать на строгальном станке более тонкую стружку.

Производственный процесс после сушки (с учетом введения деления досок по толщине) в строгальном цехе состоит из следующих операций: предварительной торцовки; деления; строгания; браковки; заделки сучков; дополнительной торцовки; сортировки. При односторонней строжке целесообразнее делить доски после строгания. Предварительная торцовка необходима для отрезки бракованных кусков досок, которые нецелесообразно пропускать через все последующие станки. Дополнительной торцовке подвергаются доски, у которых расколоты торцы при строгании и имеются дефекты, не замеченные раньше. Для получения строганых с четырех сторон пиломатериалов можно использовать обзольные доски.

Производственный процесс цеха следующий. Сухие оторцованные доски в плотных пакетах подвозятся автолесовозом в цех и ставятся на поперечный цепной транспортер, расположенный на уровне пола. Этим транспортером пакеты передвигаются на наклонный лифт. При помощи лифта и короткого поперечного транспортера доски поступают на питательный стол и дальше в строгальный станок. Строганые доски посредством ленточного транспортера и сбрасывающих угольников поступают на поперечный сортировочный транспортер, где проходят браковку. Доски, нуждающиеся в заделке сучков и в перерезке по длине, снимаются на столы и проходят через автомат для заделки сучков или стол с торцовками.

После этого при помощи приводных роликов доски передаются на поперечный транспортер и ленточный транспортер, который передает их обратно на сортировочный транспортер. Готовые строганые доски укладываются в плотные пакеты с правой стороны и в конце сортировочного транспортера. В конце сортировки пакеты досок основного сорта укладываются на поперечный цепной транспортер, находящийся на уровне пола. По мере заполнения пакеты перемещаются этим транспортером; на освободившееся место укладывают следующий пакет. Уложенные пакеты отвозит автолесовоз. Короткие отрезки досок с торцовочных станков удаляют через люки.

Номинальный выход строганых досок может составлять: с заделкой сучков 95% и без заделки сучков 90% от фактического объема досок, поступивших в строгание.