Лесозаготовительная и лесоперерабатывающая промышленность

Введение

Надежность - один из наиболее важных показателей, опреде­ляющий безопасность, экономичность, ресурс работы тех­нических устройств и систем, их конкурентоспособность.

В настоящее время, когда Россия готовится к вступлению во Все­мирную торговую организацию, существенное внимание уделяется ка­честву, а, соответственно, надежности техники. Системы обеспечения надежности охватывают весь жизненный цикл изделия от его разработ­ки до эксплуатации. При этом методы достижения необходимого уров­ня надежности специфичны для каждого этапа жизненного цикла. Так, на этапе проектирования закладывается надежность выбором материа­лов, запасом прочности, резервировании и т.д.

Первостепенное значение надежности в технике связано с тем, что уровень надежности в значительной степени опреде­ляет развитие техники по основным направлениям: автоматизации про­изводства, интенсификации рабочих процессов и транспорта, экономии материалов и энергии.

Недостаточная надежность оборудования приводит к огромным за­тратам на ремонт простого оборудования, прекращению снабжения на­селения электроэнергией, водой, газом, транспортными средствами, не­выполнению ответственных задач, иногда, авариям, связанным с большими экономическими потерями, разрушениями крупных объектов и человеческими жертвами.

В теории надежности рассматриваются следующие обобщенные объекты.

Изделие - единица продукции, выпускаемая данным пред­приятием, цехом и т.д.

Элемент - простейшая составная часть изделия, в задачах на­дежности может состоять из многих деталей.

Система - совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Надежность - свойство объекта сохранять во времени и уста­новленных пределах значения всех параметров, характери­зующих способность выполнять требуемые функции в задан­ных режимах и условиях применения, технического обслужи­вания, хранения и транспортирования.

Безопасность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работо­способного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пре­делах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции в течение и после хра­нения и/или транспортирования.

Исправность (исправное состояние) - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно тех­нической и/или конструкторской (проектной) документации.

Лесопромышленный комплекс Иркутской области

Леса и лесное хозяйство Иркутской области

Иркутская область по запасам лесных ресурсом занимает третье место среди других областей России. Общая площадь лесов составляет 71,4 млн га, в том числе покрытая лесом 60,6 млн га. Лесосырьевые ресурсы оцениваются в 9,3 млрд м3, причем большая часть из них -5,3 млрд м3 приходится на спелые и перестойных насаждения, из них 4,7 млрд м3 хвойных пород.

По ведомственному принципу леса области разделены следующим образом:

- леса Минприроды России 96.3 %

- леса сельхозформирований 2,9 %

- леса администраций городов 0.02 %

- леса госзапаса и военных ведомств 0,66 %

Распределение лесного фонда по группам лесов выглядит следующим образом:

-леса первой группы 22,3 %

-леса второй группы 5,8 %

- леса третьей группы 71,9 % территории лесного фонда.

Использование лесною фонда

Освоение расчетной лесосеки за весь период наблюдения с 1970-1998 гг. не превышало 57%, в том числе по хвойному хозяйству - 73%. Наиболее интенсивно эксплуатируются сосновые древостой. Лесосырьевой потенциал остальных хвойных пород используется незначительно, а лиственных - неудовлетворительно, что ведет к накоплению в эксплуата­ционном фонде малоценных лиственных пород и увеличение их доли в размере действующей расчетной лесосеке.

В настоящее время расчетная лесосека области составляет 54,8 млн м3, в том числе по хвойному хозяйству 36,8 млн м3. Использование расчет­ной лесосеки 1998 -1999 гг. 15%.

Пользование лесным фондом области

Пользование лесным фондом на территории области осуществляется на основе: договоров аренды, безвозмездного пользования, концессии, а также лесорубочного или лесного билета.

Широкое распространение в лесопользовании получили арендные отношения. Заключено 187 договоров на аренду 12,0 млн га лесного фонда с ежегодным расчетным объемом заготовки 22,8 млн м3 . Арендаторами заготавливается свыше 80% древесины (10-11 млн м3) от общего объема заготовки. Передача участков лесного фонда в аренду осуществляется в соответствии с Лесным Кодексом на основании решений администрации об­ласти.

В краткосрочное пользование (один год) участки лесного фонда пе­редаются на местное потребление по решению администрации области или на основании торгов, которые проводят лесхозы совместно с администра­циями районов (городов).

Лесопромышленный комплекс Иркутской области в настоящее время представляет более 2600 лесопромышленных и 60 лесохозяйственных предприятий.

По объемам производства лесопромышленные предприятия делятся на 200 крупных и средних предприятий и 2400 зарегистрированных малых предприятий и физических лиц. Практически вес предприятия отрасли яв­ляются акционерными обществами с различной долей государственной собственности. В государственной собственности области находится только 4 предприятия, в государственной федеральной собственности 15 предприятий, 43 совместных предприятия с участием стран СНГ и стран дальнего зарубежья.

Лесохозяйственные организации представлены 58 лесхозами, одним районным Братским управлением лесами и Иркутским управлением леса­ми, объединяющим деятельность всей службы лесного хозяйства области.

Из числа крупных и средних предприятий лесозаготовками занима­ются 155 предприятий, деревопереработкой 35 предприятий и три предприятия целлюлозно-бумажной промышленности: ОАО"Братсккомплексхолдинг", ОАО "Усть-Илимский ЛПК", АО "Байкальский ЦБК". В состав ОАО "Братсккомплексхолдинг", ОАО "Усть-Илимский ЛПК" входят как лесозаготовительные, так и лесоперерабатывающие предприятия.

В настоящее время предприятиями лесного комплекса Иркутской области производится около 10% товарной продукции лесной отрасли России, 13.7 % деловой древесины, 12.7 % пиломатериалов, 30% шпал и 50-55 % товарной целлюлозы.

Доля товарной продукции лесного комплекса в товарной продукции промышленности области составляет 15-20%.

Большая часть заготавливаемой древесины 80% перерабатывается в области на лесоперерабатывающих предприятиях, около 10% древесины вывозится в круглом виде и около 10% используется в качестве дровяной. Производство основных видов продукции приведено в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Основные поставки лесопродукции осуществляются в регионы Рос­сии и дальнее зарубежье. На экспорт поставляется около 50% пиломате­риалов, 77% фанеры, 82% товарной целлюлозы. Доля лесопродукции в по­ставках промышленной продукции области на экспорт составляет 20% .

В отрасли работает около 75 тысяч рабочих и служащих или 25% от численности работников промышленности области.

Большинство предприятий лесопромышленного комплекса являются градообразующими предприятиями и финансово-экономическое положе­ние многих территорий целиком и полностью зависит от работы этих предприятий. В большинстве лесоизбыточных районов поступления в местный бюджет от лесопромышленных предприятий составляют 50-85%.

Лесозаготовительное производство

Лесозаготовительное предприятие

Лесозаготовками в нашей стране занимаются тысячи специализированных промышленных предприятий - леспромхозов, лесхозов, частных предпринимателей и промышленных организаций других отраслей.

Современные леспромхозы - это крупные высокомеханизированные предприятия с рядом служб и наличием численности работающих.

Наиболее распространенная производственная схема леспромхоз показана на рис.1

Рис. 1 Производственная схема лесозаготовительного предприятия:

1- границы сырьевой базы; 2 - квартальная сеть; 3 - леса I группы; 4 - магистраль лесовозной дороги; 5 - ветки лесовозной дороги; 6 - лесовозные усы; 7 - лесосеки текущего года; 8 - лесосеки следующего го­да; 9 - обслуживающие производства (РММ, гараж, подстанция, котельная, материальный склад и др.);

10 - деревообрабатывающие цехи (лесопильный, тарный, технологической щепы и др.); 11- нижний склад; 12- железная дорога МПС; 13 – поселок

От нижнего склада, расположенного у железной дороги широкой ко­леи или у сплавной реки, или водоема в лесонасаждения прокладывается магистральная автомобильная лесовозная дорога, от которой в разные части лесного массива отходят ветки, а от них усы. Дорога соединяет ниж­ний склад с лесосеками. Вблизи нижнего склада обычно размешается жилой поселок, вспомогательные службы и обрабатывающие цехи.

Леспромхозы различаются по ряду производственных, территориальных, административно-хозяйственных и других признаков. Основными из них являются: объем производства, срок действия, тип транспорт, вид примыкания, номенклатура выпускаемой продукции, количество дорог; и нижних складов.

Объем производства, т.е. количество древесины в кубических метрах, которое заготавливается и вывозится в леспромхозе за год. Леспромхозы чаше всего имеют объем производства в пределах 10-450 тыс м3 в год. В современных условиях наиболее целесообразно иметь предприятия с большими объемами производства. В крупных предприятиях с большей эффективностью можно механизировать и автоматизировать трудоемкие процессы, повышать культуру производства.

Срок действия предприятия составляет в среднем 30-50 лет. Очень важно, чтобы срок действия предприятия был значительным и в идеале лесозаготовительное предприятие должно быть постоянно действующим. Преимущества постоянно действующих предприятий очевидны: в них можно строить поселки городского типа, хорошие дороги круглогодичного действия, постоянные производственные сооружения и т.д.

Тип транспорта, т.е. тип лесовозной дороги, на базе которой работает леспромхоз, определяет многие стороны деятельности предприятия. Существуют два главных типа лесовозного транспорта - автомобильный узкоколейный. Наиболее распространенный и более совершенный – автомобильный транспорт и все новые леспромхозы строятся на базе автомобильного транспорта.

Лесовозные дороги примыкают к железной дороге нормальной колеи или к сплавной реке или водохранилищу для водной транспортировки древесины.

Основной продукцией леспромхоза являются лесоматериалы, главным образом в круглом виде.

В настоящее время в леспромхозах широко развивается также обработка лесоматериалов и выпуск других видов продукции: пиломатериалов, технологической щепы, шпал, тарной дощечки и т.д.

Лесосырьевая база предприятия

За леспромхозами закрепляется лесосырьевая база, т.е. определенная площадь с запасами леса, достаточными для нормальной работы предприятия в течение установленного времени. Размер и границы сырьевой базы определяются для вновь строящихся предприятий в проекте предприятия, а для действующего предприятия по существующему законодательству путем заключения договора аренды на определенный период.

Когда предприятие проектируется в новом, неосвоенном лесном массиве, имеющем значительные размеры, границы сырьевых баз определяются по оптимальному соотношению капитальных и эксплуатационных затрат, расстояния вывозки, пропускной способности дороги и нижнего склада, возможному размещению жилого поселка, сроков действия и др.

В пересеченной местности границы лесосырьевой базы могут делиться рельефом. При этом границы сырьевой базы определяются как правило, по водораздельным линиям, в этом случае лесотранспортные пути имеют преимущественные спуски в грузовом направлении.

На закрепленной за предприятием лесосырьевой базе ежегодно отводятся в рубку определенные участки леса с запасом древесины, необходимым для выполнения годового объема производства. Общая площадь участков и запасы древесины на них составляют годичный лесосечный фонд.

Годичный лесосечный фонд состоит не из сплошной площади, а нескольких разобщенных частей - лесосек. Размер лесосеки зависит от группы леса, его состояния, способа рубки и т.д.

По народнохозяйственному значению леса нашей страны делятся на три группы.

К 1 группе относятся водо-охрапные, почвозащитные, заповедные, курортные леса зеленых зон вокруг городов и рабочих поселков. В рубку отводятся деревья и площади только в целях ухода за лесом и его восстановления.

Ко II группе лесов относятся леса малолесной зоны, рубки в которых ограничиваются размером среднего прироста. Отпуск леса производи порядке рубок главного пользования и рубок ухода за лесом. В зависимости от типов лесов и условий лесовозобновления в этой зоне применяются сплошные, постепенные, группово-выборочные и добровольно-выборочные рубки. Площадь лесосеки при постепенных и выборочно рубках определяется величиной таксационного выдела.

К III группе относятся леса, расположенные в многолесных районах страны. В лесах этой группы применяется в основном сплошной способ рубки. Рубки должны производится с учетом лесовозобновления главными породами, с сохранением подроста, оставлением семенников или создани­ем лесных культур в течение 2-3 лет после разработки лесосеки.

Общая схема лесозаготовительного производства

Лесосечные работы

Лесосечные работы, это первая фаза лесозаготовительного производ­ства. Под лесосечными работами понимаются все работы, которые производятся на лесосеках и погрузочных пунктах. В состав лесосечных работ в зависимости от принятого в леспромхозе технологического процесса вхо­дит от трех до семи операций. Обязательным элементом лесосечных работ являются подготовительные работы - подготовка лесосек и погрузочных пунктов. Кроме того, сюда входят и вспомогательные работы - техниче­ское обслуживание машин, занятых в лесу, доставка горюче-смазочных и других материалов, перевозка рабочих и др. Лесосека является местом работы мастерского участка. На ней размещаются бригады, машины, средства технического обслуживания машин и бытового обслуживания рабочих. Основными собирающими артериями лесосеки являются лесовозные усы. Общая площадь лесосеки может достигать 200 га.

Лесосеки обычно развиваются на делянки. Делянка, это часть лесосеки, закрепляемая за одной бригадой или одной машиной, производящей валку. На делянках выполняется весь комплекс основных лесосечных операций - от валки деревьев до погрузки леса на лесовозные автомобили или подвижной состав узкоколейной дороги.

Делянка чаще всего имеет площадь 5-8 га.

На делянках в свою очередь выделяются пасеки, т.е. полосы шириной 25-45 м, вдоль трелевочного волока. На пасеках выполняются первичные лесозаготовительные операции - валка деревьев и обрезка сучьев. При машинной валке роль пасек выполняют ленты, т.е. узкие полосы параллельные волоку, которые разрабатываются при однократном проходе валочно-пакетирующей, валочной или валочно-трелевочной машины. При валке деревьев бензопилами ленты также имеют технологическое значение. На ленты в этом случае делится пасека для удобства валки и трелевки леса. Лента разрубается за один проход вальщика, с нее производите сбор деревьев при формировании пачек для трелевки.

Пасечный волок используется для трелевки леса только с одной пасеки, по средине которой он проходит. К магистральным волокам предъявляются несколько более высокие требования. Они должны быть несколько шире и хорошо подготовлены, так как на них трактор работает более продолжительное время, собирая лес с нескольких пасек.

За каждой бригадой или каждой валочной машиной закрепляется одна или несколько погрузочных площадок или один верхний склад. Как погрузочные площадки верхние склады также называются погрузочными пунктами.

Площадь лесосек в лесах промышленного значения может быть разной от 5 до 200 га. В соответствии с действующими правилами размеры лесосек при проведении сплошных рубок устанавливаются в зависимости от категорий лесов, лесорастительных условий и преобладающих пород. Для таежной зоны и зоны смешанных лесов правилами установлены четыре градации ширины лесосек: 1000, 500, 250, и 100л;.

Лесосеки шириной 1000 м предприятиям отводятся в хвойных мягколиственных насаждениях в таежной зоне лесов III группы, а также в мягколиственпых насаждениях зоны смешанных лесов III группы.

Лесосеки шириной 500 м отводят в хвойных насаждениях в сырьевых базах механизированных лесозаготовительных предприятий смешанных лесов III группы при условии выполнения ряда мероприятий по возобновлению леса, такая же ширина лесосек устанавливается и в лесах II группы.

Подготовительные работы

Подготовительные работы на лесосеке - это операции по создании необходимых условий для выполнения основных лесосечных работ. В состав подготовительных работ входит подготовка лесосек и погрузочный пунктов, обустройство мастерского участка, выбор трасс лесовозных усов, монтаж и демонтаж оборудования. К разряду подготовительных работ можно отнести и лесосырьевую подготовку.

Подготовка лесосек. В порядке подготовительных работ на лесосеке должны быть убраны опасные деревья и размечены волоки. К опасным де­ревьям относятся: гнилые, сухостойные, зависшие, ветровальные, буреломные и сломанные деревья, которые могут упасть от ветра, толчка или удара.

Зависшие деревья удаляют с соблюдением определенных правил, и частности не разрешается спиливать то дерево, на которое зависло другое, обрубать сучья, на которые опирается зависшее дерево, сбивать зависшее дерево валкой на него других деревьев, подрубать корни или ствол завис­шего дерева. Зависшие деревья, а также другие опасные деревья снимают, стягивая за комель, но лучше использовать для этого лебедку трактора, ко­торой можно снять зависшие деревья любого размера и при любом харак­тере зависания.

При машинной валке опасные деревья спиливают или приземляют машиной при разработке лесосеки.

Подготовка трелевочных волоков заключается в разметке и разрубке их со спиливанием деревьев на всей ширине волока, а также разделке и трелевке товарных валежных стволов. На сырых и заболоченных лесосе­ках требуется, кроме того, выстилка волоков сучьями или на очень слабых участках или переходах через ручьи иногда устраивают сплошные насти­лы - гати, а на зимних лесосеках - проминка снега. Разметку волоков наи­более удобно проводить непосредственно перед разработкой лесосеки. Ма­гистральные волоки размечает мастер, которому поручена разработка данной лесосеки, совместно с бригадирами. Основное направление воло­ков задастся технологической картой. Разметка волоков относится к раз­ряду подготовительных работ, что касается разрубки, то это по существу основная работа по заготовке леса. В процессе разрубки волоков получа­ются тс же лесоматериалы, что и при обычной заготовке. По этим причи­нам целесообразно, чтобы волоки разрубали основные бригады. Необхо­димо, что бы на лесосеке был резерв волоков.

Подготовка погрузочных пунктов. В зависимости от технологии ле­созаготовок, вида погрузочных средств и типа транспорта устраиваются погрузочные пункты нескольких типов. Простейшие погрузочные пункты (погрузочные площадки) делают комплексные бригады, начиная с этого разработку лесосеки.

Одновременно с разрубкой трассы уса мастер леса намечет в натуре места для погрузочных пунктов в соответствии с технологической картой.

Подклинка погрузочных пунктов заключается в выполнении дующих работ: разрубке площадки для установки оборудования, расчистки площадки от валежника, кустарника, валунов, спиливание пней заподлицо с землей, укладке подштабельных оснований, разрубке зоны безопасности. Расчистку площадок под погрузочные пункты наиболее эффективно производить бульдозером.

Зону безопасности разрубают комплексные бригады в первую очередь после начала основных работ на лесосеке с тем, чтобы заготовленная древесина на территории зоны могла быть отгружена или уложена в штабель вдоль уса. Это необходимо обязательно учитывать, так как при рубке зоны безопасности заготавливается 150-200 м3 леса. Если погрузочный пункт примыкает к стенке леса, не подлежащего рубке, то зону безопасности здесь не разрубают, но на расстоянии 50 м убирают все опасные деревья. При укладке хлыстов в запас зона вырубается полосой вдоль по всей лесосеке.

Выбор трасс лесовозных усов. Своевременно до прихода комплексной бригады на лесосеку должен быть подведен лесовозный ус. Направление, протяженность и очередность строительства сети усов на год намечаются после отвода лесосек. При отводе лесосек и трассировании усов учитывают возможность использования существующей сети усов.

Основными требованиями при разработке схемы размещения усов являются требования наименьших затрат труда и средств на их содержание и на последующую эксплуатацию с учетом расходов на трелевку. Трассирование уса должно быть всесторонне согласовано с технологией разработки лесосеки, что выражается в равномерном размещении погрузочных пунктов, сокращения расстояния трелевки, выборе удобного места пункта технического обслуживания, столовой т.д.

Предварительно трассу уса намечают по абрису, затем ее уточняют на местности и закрепляют в натуре вешками, затесками на деревьях.

Для прокладки уса разрубают дорожную полосу шириной 8 м. Лес который при этом заготавливается, используется для строительства уса. Оставшиеся хлысты укладывают для отгрузки на нижний склад. Все опасные деревья вдоль лесовозного уса на расстоянии 25 м в обе стороны должны быть убраны до начала строительства.

Валка леса

Валка леса бензопилами. В лесозаготовительной промышленности наряду с машинной валкой значительное распространение имеет валка леса бензомоторными цепными пилами .

Лесозаготовительные предприятия оснащаются главным образом бензомоторными пилами отечественного производства МП-5 "Урал-2", а _• пилами "Дружба-4" и "Тайга-214" . Во многих лесозаготовительных предприятиях используется также бензомоторные пилы нмпортного производства фирм "Штиль", «Хускварпа>> и др.

Техника валки деревьев бензомоторными пилами. Обязательным условием правильной разработки лесосек является валка деревьев в заданном направлении. Это направление устанавливается в технологической карте в зависимости от способа разработки лесосеки.

Для трелевки за вершину деревья валят в сторону, совпадающую с травлением грузового движения трактора, а для трелевки деревьев за комли - в сторону, обратную грузовому ходу трактора. Такой порядок валки деревьев облегчает чокеровку и сбор пачек, а при правильно вы­браной ширине ленты предупреждает завалы. Правильная валка деревьев имеет большое значение и для обеспечения безопасности занятых на лесосеке рабочих, а также сохранения подроста.

Валка деревьев диаметром до 36 см, имеющих наклон ствола, обратной направлению валки, менее 5°, осуществляется в заданном направлении без затруднений. Деревья диаметром более 36 см при наклоне до 5°, не совпадающем с направлением валки, валят с применением валки рычага или же гидроклина. Деревья диаметром более 60 см, если угол их наклона превышает 5°, валят в сторону наклона, применяя гидроклин.

Затруднения при валке создаст и встречный ветер, когда сила его превышает 5 баллов (скорость ветра 3,4-5,2 м/с), а также боковой ветер. В ветреные дни опытные вальщики для устранения этой помехи переходят обычно в пасеки, направление валки в которых совпадает с направлением ветра.

Трелевка леса

Трелевкой называется перемещение деревьев, хлыстов или сорти­ментов от места валки до лесопогрузочного пункта. Необходимость этой операции очевидна, так как лесовозными автомобилями или узкоколейным транспортом нельзя взять древесину непосредственно на лесосеке, ее предварительно необходимо собрать.

Трелевка является транспортной операцией, но она резко отличается от других видов транспортных операций. В связи с тем, что трелевочные средства перемещаются по обширной территории и работают на одной лесосеке в течение короткого времени, капитальные затраты на устройство пути не делаются. Трелевка производится в исключительно трудных усло­виях при полном бездорожье, на любых грунтах летом или по заснеженной целине зимой, с преодолением многочисленных препятствий в виде пней, валежника, валунов и т.д. Трелевочные машины работают на малых ско­ростях передвижения (1-1,5 м/с), но развивают значительные тяговые уси­лия. Трелевка ведется на сравнительно небольшие расстояния - обычно до 300 м, иногда 500-700 м и лишь в редких случаях до 1 км.

Благодаря трелевке достигается концентрация древесины в опреде­ленных местах у лесовозных дорог, что позволяет применить в лесу совре­менные технические средства: автомобили и узкоколейный железнодо­рожный транспорт на вывозке, челюстные погрузчики на погрузке, сучкорезные машины на обрезке сучьев.

Существуют различные средства и способы трелевки. Их можно классифицировать следующим образом:

- по виду перемещаемой древесины - трелевка деревьев, хлыстов, сортиментов;

- по способу трелевки - за комли, за вершины;

- по техническим средствам - гусеничные тракторы, колесные трак­торы, канатные установки, технически возможно трелевка вертолетами, в редких случаях трелевка производится лошадями;

- по способу формирования пачки - чокерная, бесчокерная;

- по характеру перемещения груза - волоком, в полупогруженном, полуподвешенном, погруженном и подвешенном положении.

Различие в видах трелевочных средств вызвано большим разнообра­зием производственных условий, в которых производятся лесозаготовки.

Основным трелевочным механизмом является трактор. В нашей стране применяются гусеничные тракторы, за рубежом - колесные. В соот­ветствии с правилами техники безопасности трелевочные тракторы можно применять на склонах крутизной до 25°, а зимой и в сырую погоду до 15°.

В горных условиях на крутых склонах или там, где применение трак­торов ограничивается лесохозяйственными требованиями, применяются канатные установки различных систем.

Наиболее распространенным способом трелевки является трелевка хлыстов за вершины. При машинной валке леса трелевку деревьев произ­водят за комли.

В большинстве случаев лес трелюют в полупогруженпом положении (полуволоком), т.е. один конец трелюемой пачки погружен на трелевочный механизм, а другой конец волочится по земле или по снегу. Этот способ применяют при работе специальных трелевочных тракторов. Тракторы, не имеющие специального оборудования, трелюют лес волоком.

В канатных системах, работающих с мачтой, лес трелюют в полу-гюдвешениом положении: передний конец трелюемой пачки несколько приподнимается за счет вертикальной составляющей от натяжения каната, что облегчает перемещение пачки. В полном подвешенном положении трелюемая древесина перемещается при работе подвесных канатных тре­левочных установок. Перемещение древесины в полностью погруженном положении возможно при использовании на трелевке транспортных средств (например, колесных тракторов) с прицепами.

Наиболее трудоемким приемом на трелевке является чокеровка. Чо-керовка хлыстов или деревьев и отцепка пачки при использовании обыч­ных трелевочных тракторов выполняется вручную, и трелевка леса в этом случае не является полностью механизированной операцией. Полное ис­ключение ручных приемов достигается при бесчокерпой трелевке, осно­ванной на применении тракторов с механизированными захватными уст­ройствами.

Приемы трелевки

Технологический цикл трелевки независимо от типа трактора, кон­струкции технологического оборудования и способа трелевки в общем виде складывается из одних и тех же операций. Это порожний ход тракто­ра, маневрирование и выбор позиции, погрузка или формирование пачки, грузовой ход, разгрузка.

Обрезка сучьев

Характеристика сучьев. Для выполнения операций обрезки или об­рубки сучьев необходимо знать характеристику сучьев различных пород деревьев. Наибольшее количество сучьев имеет ель (по 4-6 сучьев в мутов­ке).

Значительно меньше сучьев у сосны. Расположение сучьев также мутовчатое. Количество их мало зависит от возраста, так как сосна свето­любивая порода и при росте сбрасывает нижние сучья. В среднем у сосны растущей в насаждениях, бывает 10-18 сучьев, без учета сучьев удаляемых при обрезке части вершины. Такое же количество сучьев имеют и листвен­ные породы береза и осина, растущих в насаждениях.

Толщина сучьев для ели 2-3 см, сосны 5-6 см, иногда до 15 см. Оси­на 6-8 см, иногда до 20 см, березы 5-6 см, иногда до 20 см.

Очистка деревьев от сучьев, т.е. обрезка, обрубка или обламывание может выполняться на нижнем складе, погрузочном пункте, волоке и на лесосеке.

На нижнем складе можно организовать механизированную обрезку сучьев стационарными сучкорезными машинами. Здесь создаются наибо­лее благоприятные условия для механизации и автоматизации этой опера­ции, а также разделки и сортировки лесоматериалов. Однако такой способ обрезки сучьев сдерживается тем, что не найдены экономически выгодные способы использование лесосечных отходов. Наиболее часто сучья очи­щаются на лесосеке или на погрузочном пункте. При использовании тех­ники работают по методу узких пасек и обрезают или обрубают сучья на месте валки деревьев - вершины на волоках, а часть кроны — на пасеках. Трелевка осуществляется в хлыстах. Если трелюют деревья, а вывозят хлысты, то деревья очищают от сучьев на погрузочном пункте. Нередко сучья обрубают на волоках, чтобы повысить их несущую способность.

Механизация обрезки сучьев в условиях лесосеки осуществляется самоходными сучкорезными машинами, бензомоторными сучкорезками и бензопилами. Современное оборудование по заготовке древесины позво­ляет совмещать несколько операций на валочно-еучкорезно-пакетирующих, валочно-сучкорезно-раскряжовочных машинах.

Вывозка леса

Основное назначение лесопогрузоч­ных пунктов - перегрузка древесины с первичного (трелевочного) транс­порта на лесовозный. Вместе с тем на погрузочных пунктах часто выпол­няются не только погрузочные операции, но и другие. Количество и виды операций определяются способом трелевки и вывозки древесины.

На лесосеках могут устраиваться погрузочные пункты следующих типов: площадки для погрузки леса челюстными погрузчиками; площадки для создания запасов хлыстов с последующей их погрузкой челюстными погрузчиками; площадки для погрузки леса автомобилями, оборудован­ными погрузочными манипуляторами; площадки для крупнопакетной по­грузки леса; погрузочные пункты с сучкорезными машинами.

При выборе места под погрузочный пункт необходимо, чтобы рас­стояние трелевки было наименьшим. Площадь погрузочного пункта долж­на быть достаточной для размещения на ней необходимого запаса древе­сины.

Лесовозный транспорт в технологическом процессе лесозаготови­тельного предприятия играет основную роль. Он является связующим звеном между лесосекой и нижним складом. Ритмичность работы транс­порта обеспечивает стабильность всех работ на нижнем складе. Вся древе­сина, заготавливаемая в лесосеках, должна быть вывезена на нижний склад. В зависимости от условий древесина на нижний склад может дос­тавляться сухопутным транспортом или водными путями.

На лесозаготовках широко применяются сухопутный транспорт леса по лесовозным дорогам, которые могут быть железными узкоколейными и ширококолейными, автомобильными, снежно-ледяными. Наибольшее применение находят автомобильные и узкоколейные железные дороги, а также снежно-ледяные.

Одна из особенностей сухопутного транспорта леса - собирательный характер груза, определяемый рассредоточенностъю запасов древесины на большей площади. Это вызывает необходимость строительства целой сети транспортных путей, состоящих из основного пути и ответвлений. По мере освоения лесного массива часть ответвлений (усов) переносится с одного участка на другой.

Участок пути, строящийся на весь период работы предприятия, по которому проходит весь грузовой поток, называется магистралью. Ответвления, обслуживающие некоторую часть сырьевой базы (протяженность которых обычно превышает 3 км) и эксплуатируемые не менее 3-5 лет, на­зываются ветками. Для освоения отдельных лесосек устраиваются времен­ные пути - усы, протяженность которых не превышает 3 км и срок экс­плуатации до 1 года.

Автомобильные дороги в зависимости от годового объема вывозки древесины делятся на три категории: первая категория - дороги с годовым грузооборотом более 500 тыс м3; вторая - дороги с годовым грузооборо­том от 151 до 500 тыс м3; и третья - дороги с годовым грузооборотом до 150 тыс м3.

Дороги первой категории имеют гравийное покрытие с шириной по­лотна по верху 7-8 л/. По обе стороны дороги устанавливаются кюветы. Дороги этой категории рассчитаны на напряженное движение автомобилей круглый год.

Дороги второй категории с шириной полотна 4-4,5 м. Для движения открываются зимой после промерзания. С наступлением весны движение прекращается и производится планировка дороги. После образования па дороге колеи, ее засыпают песком или гравием. Это делается 3-4 раза за лето до тех пор, пока не будет достигнут требуемый механический состав грунта, не уплотнится и осядет полотно дороги. К концу лета дорога про­филируется и укатывается катками. На период весенней и осенней распу­тицы дорога закрывается.

Дороги третьей категории - дороги спрофилированные и шириной проезжей части 4-4,5 м.

В качестве тягового состава на лесовозных автомобильных дорогах применяются специальные лесовозные автомобили большой мощности МАЗ, КАМАЗ, КРАЗ, Урал, ЗИЛ и др. В качестве прицепного состава -колесные полуприцепы, роспуски, санные роспуски, прицепы, полуприце­пы.

Лесовозные полуприцепы имеют металлическую конструкцию, со­стоящую из рамы с седельно-сцепным устройством и опорными приспо­соблениями, поворотного коника с откидными стойками и ходовой частью. При вывозке леса в хлыстах или с кроной полуприцепы используются в сцепе с роспуском.

Практическое задание

Описание работы станка.

Предназначена для обработки крупномерных деревьев (хлыстов) со средним объемом свыше 0,5 м3 и диаметром пропила до 110 см и применяется в лесозаготовитель­ных предприятиях с крупномерными лесонасаждениями при годо­вом объеме производства до 200 тыс. мЛ

Составные части: шаговый конвейер, две пилы, пильные меха­низмы, манипулятор, сучкорезная головка, выносной транспортер, транспортер отходов, гидросистема, электрооборудование, опора, кран

Шаговый конвейер предназначен для перемещения деревьев под пилу и обмера выпиливаемого ассортимента. Состоит из свар­ной рамы, на которой смонтированы механизм перемещения и уст­ройство обмера длин.

Пила предназначена для раскряжевки хлыста на сортименты. Состоит из сварной балки с правым и левым маятниками, несущими параллельно расположенные пильные диски одинакового диаметра (1500 .1600 мм). Балка с рабочими органами перемещается гидро­цилиндрами одностороннего действия по двум направляющим.

Манипулятор служит для разборки пачки деревьев и поштуч­ной их подачи на раскряжевку.

Сучкорезная головка состоит из корпуса с рычагами, на сво­бодных концах которых установлены сучкорезные ножи силового резания.

На установке выполняют загрузку деревьев манипулятором с площадки или из питателя, обрезку сучьев навесной сучкорезной головкой в процессе подачи ствола на раскряжевку, раскряжевку ствола на сортименты заданной длины.

Установка позволяет осуществлять раскряжевку на сортимен­ты 12 различных длин, в автоматическом режиме по заданной про­грамме можно выпиливать 6 размеров сортиментов одновременно.

Сучкорезно-раскряжевочная установка ЛО-30

1 – Сучкорезная головка

2 – Манипулятор

3 – Шаговый конвейер

4 – Пильный механизм

5 – Выносной транспортер

6 – Транспортер отходов

7 – Разгрузочно-растаскивающее устройство

8 - Цилиндры гидравлические

9 – Электродвигатель манипулятора

10 – Электродвигатель пильных механизмов

Дерево отказов сучкорезно-раскряжевочной установки ЛО-30

Расчет сучкорезно-раскряжевочной установки ЛО-30 на надежность

0,99

Вывод: расчет узлов станка показал что вероятность отказа одной из деталей станка очень велика, расчетное время не является приемлемым для данных деталей.

I-катастрофический

II-Существенный

III-Промежуточный

IV-Несущественный

Матрица отказов

Лесоперерабатывающее производство

Общая технологическая схема лесоперерабатывающего производства:

Фансырьё

Характеристика сырья для производства фанеры

Сырьем для изготовления клееной фанеры являются отрезки кряжей определенного размера и качества. Предъявляемые к ним требования зави­сят от требований рынка на готовую продукцию, а также от принятой тех­нологии производства. Для изготовления клееной фанеры применяется: береза, бук, ольха, осина, тополь, липа, сосна, лиственница, кедр и др.

По длине размеры сырья должны соответствовать принятым разме­рам продукции или быть кратными им с необходимыми припусками. Чураки бывают длиной от 0,8 до 3,2 м. Минимально допустимый размер се­чения обуславливается экономической целесообразностью разработки сы­рья, а максимально допустимый - размерами оборудования, имеющеюся па данном предприятии. Для производства фанеры принято использовать сырье диаметром от 18 см и выше, а для строганой фанеры от 22-26 см и выше.

Требования к качеству сырья сводятся к ограничению пороков древесины и дефектов формы. Основные пороки древесины следующие:

· - сучки бывают наружные и заросшие, сучки снижают прочность фанеры и ухудшают ее вид.

· - кривизна чураков - дефект роста, она снижает выход наиболее вы­сококачественного шпона, а также приводит к увеличению процента перерезанных волокон, снижая в буду­щем прочность фанеры.

· - внутренняя гниль бывает ситовой и трухлявой. Этот порок допус­кается в центральной части сырья размером не выше 10 см, вне зоны лу­щения, которая должна быть не менее 4 см.

· - большинство наиболее распространенных грибов синевы древеси­ны не влияет на механические свойства древесины, но портит ее внешний вид. Допускается отдельные пятна синевы па торцах размером до 1/10 диаметра сырья.

· - наружная трухлявая гниль и мрамор в сырье не допускаются.

· - главными пороками, определяющими сортность сырья, являются сучки, ненормаль­ные окраски и гнили, червоточина, трещины, кривизна, косослой, свилева­тость, сухобокость, двойная сердцевина и др. Осо­бенно большое внимание уделяется ограничению сучков, ненормальных окрасок и гнили, ухудшающих вид строганой фанеры, которая использует­ся главным образом для декоративных целей.

На заводы, изготавливающие клееную фанеру, сырье может посту­пать в кряжах и в виде коротких отрезков - чураков. Раскрой кряжа на чураки включает в себя предварительную разметку и собственно распиловку. Разметка производится для получения из кряжа чураков, обладающих наибольшей массой и наивысшим качеством. Распиловка кряжей выпол­няется с помощью круглопильных балансировочных станков, поперечно-пильных станков или цепных пил.

Общие потери древесины при разделке кряжей на чураки составляют от 1 .5 до 4%, в зависимости от объема кряжа.Тонкий слой древесины, срезаемый при лущении с цилиндрического отрезка чурака. должен быть достаточно плотным, не иметь трещин и раз­рывов. Но вследствие того, что во время срезания он подвергается вы­прямлению, в нем возникают растягивающие напряжения поперек волокон древесины.

Изготовление шпона

Полуфабрикатом для изготовления большинства видов клееной фа­неры являются листы сухого шпона определенных размеров. Технологиче­ский процесс их получения состоит из следующих операций: лущение шпона, разрезки лепты шпона на листы заданного формата, сушки, сорти­ровки и починки шпона.

Лущениепредставляет собой поперечное резание древесины. Обра­батываемый материал совершает вращательное движение, а режущий ин­струмент - поступательное движение в направлении оси вращения мате­риалов. В результате этого цилиндрический отрезок древесины превраща­ется в топкий слой определенных размеров. При этом скорость резания оказывается величиной переменной, т.к. число оборотов шпинделей стан­ка постоянно, а диаметр чурака в процессе лущения уменьшается. Данная операция выполняется с помощью лущильного станка.

Режимы лущения. Лущение чураков преследует цель получения достаточно плотной и гладкой стружки. Образование трещин и разрывов на ней недопустимо, т.к. отрицательно сказывается на качестве фанеры.

Если инструмент совершает сво­бодное резание древесины, во время внедрения в неё перед режущей кром­кой образуется трещина, направление распространения ее произвольное, благодаря этому поверхность срезаемого слоя древесины и поверхность остающейся цилиндрической части имеют довольно большие неровности. Кроме того, на левой (т.е. обращенной к чураку) стороне срезаемого шпо­на из-за незначительной прочности последнего в поперечном направлении образуются дополнительные разрывы, вызываемые перегибом листа и мес­те внедрения инструмента в древесину.

Как уже отмечалось, при свободном резании древесины на левой стороне шпона появляются трещины и неровности. Для их ликвидации применяют обжим шпона, выполняемый с помощью прижимной линейки. Она должна быть расположена так, чтобы создаваемое ею давление на древесину проходило через режущую кромку инструмента и зазор между ножом и линейкой был меньше расчетной толщины шпона. Для обеспечения хорошего качества поверхности шпона и требуемой прочности степень обжима должна быть выдержана в пределах 10-30%, в зависимости от породы древесины, толщины шпона и температуры нагрева чурака.

Раскрой ленты шпона на листы.

Шпон, получаемый на лущильном станке, представляет собой ленту, ширина которой равна длине чурака. Длина ленты зависит от диаметра чу­рака и толщины шпона и может доходить до нескольких десятков метров. Для дальнейшего использования эта лента должна быть разрезана на от­дельные листы, размеры которых соответствовали бы размерам изготов­ляемой из шпона продукции. Лента шпона раскраивается ножницами, имеющими механический или пневматический привод. На некоторых предприятиях имеются автоматические и полуавтоматические ножницы, у которых включение рабочего движения ножа осуще­ствляется с помощью концевых электрических датчиков, фото элементов или датчиков с радиоактивными изотопами.

Подача лепты к ножу и уборка отрезанных листов шпона выполняет­ся с помощью системы транспортеров, с автоматизированной системой укладки листов в стопу.

Сушка шпона.

Шпон для изготовления клееной слоистой фанеры подвергается предварительной сушке для уменьшения количества содержащейся в нем влаги до необходимых пределов. Эта операция выполняется сразу же после изготовления шпона на лущильных станках. Для правильного ведения сушки необходимо знать начальную и конечную влажность шпона

Начальная влажность сырья зависит в основном от способа доставки его на завод. При доставке по железной дороге она составляет 50-90%, при доставке сплавом 90-130% Шпон с различной влажностью следует сушить при разных режимах. Конечная влажность шпона определяется требуемой влажностью готового продукта, родом применяемого клеевого материала и особенностями процесса склеивания. Практически она лежит в пределах

6-12%.

Существует три способа сушки шпона: контактный, контактно-

конвективный и конвективный.

При контактном способе тепло передается листу шпона в результате его соприкосновения с нагретым телом. Этот способ передачи тепла осу­ществлен в дыхательных прессах и контактных сушилках непрерывного действия. При контактно-конвективном способе тепло передается шпону нагретым воздухом или газом, циркулирующим вокруг него и в результа­те соприкосновения с нагретым телом. При конвективном спо­собе передача тепла шпону осуществляется только за счет обмывания его нагретым воздухом или газом.

Сушилка представляет собой камеру длиной 30 м, изготовленную из кирпича, железобетона, металла и др. По обеим сторонам ее расположены

коридоры, внутри которых находятся осевые вентиляторы и паровые калориферы. Для достижения необходимой равномерности сушки камера по длине разделена па две части, в каждой из которых воздух движется в противоположных направлениях. Для прохождения шпона через сушилку внутри нее размещены 4-5 горизонтальных рядов ленты, специального плетения, которым сообщается движение от привода, обеспечиваю­щего возможность регулирования времени прохождения шпона через су­шилку.

Режим сушки шпона сушилках следующий: температу­ра циркулирующего воздуха 60-120°С, относительная влажность воздуха 15-25%, скорость движения воздуха 0,9-1,1 м/с. Продолжительность сушки шпона в лих сушилках от 20 до 90мин.

Сортировка шпона

Шпон после охлаждения подвергается сорти­ровке, т.е. разделению на однородные группы с учетом качества древесины, обработки, размеров, породы древесины, направления волокон и т.д. Главная трудность сортировки заключается в правильном установлении качественной характеристики шпона. Весь шпон по качеству делится ус­ловно на пять сортов: А, АВ, В, ВВ и С. Для каждого сорта четко оговари­ваемся допустимость того или иного порока древесины или дефекта обра­ботки. Основными сортообразующими пороками для шпона являются: сучки (по этому признаку сортность устанавливается для 75-90% листов шпона); ложное ядро (0,02-15%) обесцвечивание и пятнистость (4-8%).

Сортировка шпона на предприятиях может быть организована по-разному. Ее можно проводить непосредственно у сушильных устройств, на специально отведенных площадках или на транспортерах перемещающих шпон от сушильных площадок к подстойным местам. В первом случае у сушильных агрегатов необходимо иметь достаточное количество подстой­ных мест, что увеличивает общую площадь, занятую данным участком. Положительной стороной такой организации работы является устранение излишних переносок шпона, отрицательно сказывающихся на его качестве. Во втором случае листы шпона у сушильных агрегатов укладываются в стопы, перевозят на участок сортировки и там сортируют по соответствующим местам. Наиболее совершенной является организация сортировки на транспортере, идущем непосредственно от сушилки и имеющем ряд карманов, открывающихся по заказу сортировщика. Находясь около переднего конца транспортера, сортировщик, оценивая качество подо­шедшего к нему листа шпона, нажатием кнопки дает команду исполни­тельному механизму открыть соответствующий карман.

При сортировке шпон укладывается на специальные столы, имею­щие деревянный настил. Это позволяет перевозить целые стопы шпона с помощью погрузчиков и сохранить качество листов шпона. Высота стопы не должна превышать 1,5 м.

Починка шпона

Починка шпона преследует цель повышения сорт­ности шпона. Она заключается в удалении из листов сучков, багорных пробоин, трещин и т.д. и помещение на их место заплаток (вставок) из здоровой древесины. Заплатки допускаются в листах всех сортов шпона, за исключением сорта А. Из общего количества шпона починке может под­вергаться от 10 до 30% сухого шнона. Для данной операции предъявляют­ся следующие требования: полное удаление дефекта, плотная вставка на его место заплатки здоровой древесины, совпадение направления волокон и заплатке и листе и совпадение цвета и толщины лист шпона и заплати. Плотность вхождения заплатки в отверстие достигается согласова­нием размеров просечек, применяемых для высечки дефектного места изготовления заплатки изполосы шпона. При этом в образующемся соединении дол­жен быть обеспечен натяг, за счет которого заплатка будет держаться в отвер­стии листа без клея.

Починка шпона может выполняться вручную на специальных станках полуав­томатах.

Обработка кусков шпона.

Сухие куски шпона, получающиеся из чурака, со­держат высококачественную древесину. Поэтому их можно использовать для изготовления не только серединок всех сортов фанеры, но и рубашек фанеры. Количество таких кусков составляет от 15 до 20% всего сухого шпона.

Куски шпона целесообразно соединять в полноформатные листы что позволяет повысить сортовые выходы фанеры и снизить затраты труда на сборку пакетов перед склеиванием фанеры.

Для соединения кусков по ширине кромки их должны быть прямо-ничейными. Обрабатываемые куски в виде пачки толщиной 80-90 мм закрепля­емся на горизонтальном столе станка, а суппорт с режущим ипструментомдвижется вдоль стола, производя опиловку и фрезерование одной кромки пачки.

Склейка кусков шпона

. Куски шпона могут соединяться друг с дру­гом по ширине с помощью бумажной ленты или клея. В первом случае бумажная лента, шириной 20 мм, покрытая с одной стороны мездровым клеем, наклеивается на место соединения двух кусков шпона или поперек их. Для плотного соединения куски должны быть надежно прижаты друг к другу. Эта операция выполняется на ребросклеиваюших станках с про­дольной или поперечной подачей кусков шпона.

В станках с продольной подачей кусков шпона стягивание осуществляется двумя коническими роликами, оси которых пересекаются под некоторым углом друг к другу.

Падежное приклеивание ленты к шпону обеспечивается предвари­тельным смачиванием водой ееклеевого слоя и прижатием валиком, на­гретым до 70-80°С. На таких станках можно склеивать шпон толщиной от 0.5 м и более.

Станки с поперечной подачей шпона обеспечивают соединение кус­ков за счет наклеивания на их поверхность в поперечном направлении трех-четырех полос гуммированной ленты.

Обрезка клееной фанеры

. Обрезка необходима для выравнивания кромок и придания листу требуемых размеров по длине и ширине. При этом должна быть обеспечена достаточно высокая чистота обработки кро­мок и их прямолинейность, параллельность противоположных сторон и взаимная перпендикулярность смежных сторон. Данная операция может выполняться с помощью круглопильпых станков, имеющих одну, две, три или четыре пилы.

Для обрезки фанеры предпочитают применять два сдвоенных двух-пильных станка, устанавливая их под углом 90° друг к другу. Это избавляет от излишних перекладок фанеры, повышая производитель­ность на данном участке.

Древесноволокнистые плиты

Технология производства древесноволокнистых плит

Широкое применение в различных отраслях народного хозяйства по­лучили древесноволокнистые плиты.

Древесноволокнистые плиты представляют собой строительный. конструктивный и поделочный материал, имеющий однородное строение, большие размеры при незначительном весе и необходимую прочность. Плиты легко поддаются ручной и механической обработке, а также раз­личной отделке.

Для получения древесноволокнистых плит древесина измельчается в щепы и разделяется на волокна. Из волокон путем добавки воды и химика­тов приготовляется волокнистая масса, которая формируется в плиты. Для производства плит можно использовать также кусковые отходы лесозаго­товок, лесопильного и деревообрабатывающего производства. В зависимо­сти от назначения плит отформироваиная волокнистая масса может быть высушена без уплотнения для получения изоляционных плит или уплотнена в горячем прессе для получения плит большой прочности.

Плиты древесноволокнистые выпускаются и применяются в соот­ветствии с государственными стандартами.

Изоляционные плиты состоят из переплетенных волокон древесины или других лигноцеллюлозных волокон, образующих войлокообразный ковер. Эти плиты имеют большую пористость и обладают малой тепло- и звукопроводностью. Обычные изоляционные плиты изготавливают толщиной 12,5; 16 и 25 ±1.0 мм с объемным весом от 150 до 250 кг/м3

Изоляционно-отделочные плиты изготавливают толщиной 8; 11.5 и 20 10,7 мм и имеют объемный вес от 250 до 350 кг/м3

Полутвердые плиты представляют собой листовой материал с объ­емным весом не менее 400 кг/м3 и толщиной 4,5.6 и 8 ±0.7 мм.

Твердые плиты имеют объемный вес не менее 850 кг/м3 и толщин 3.4.5. и 6 ±0,3 .мм.

Сверхтвердые плиты имеют объемный вес не менее 950 кг/м3 и тол­щину 3 и 4 ±0.3 мм. В процессе изготовления сверхтвердые плиты пропи­тываются синтетическими смолами или высыхающими маслами, а затем подвергаются термической обработке.

Плиты древесноволокнистые для покрытия полов в процессе произ­водства окрашиваются по всей толщине или грунтуются под окраску с ли­цевой стороны. Окраска плит сокращает лишнюю операцию по грунтовке плит при строительстве. Физико-механические показатели плит для по­крытия полов аналогичны показателям для сверхтвердых плит, только ве­личина набухания от первоначальной толщины после 24 часов пребывания в воде составляет не более 10%, а у сверхтвердых - 12%.

Плиты древесноволокнистые твердые с окрашенной поверхностью покрываются 'шалями или отделываются синтетической пленкой с под­слоем бумаги, имитирующей текстуру ценных пород древесины или дру­гих рисунков.

Для всех марок плит не допускается расслоение, прогары, бахрома на кромках, пятна от масла и парафина, а также посторонние включения. Ли­цевая сторона твердых плит должна быть гладкой, однородной окраски. Плиты должны изготавливаться из равномерно размолотой массы, не имеющей и своем составе посторонних включений и не размолотых час­тиц

Сырьем для производства древесноволокнистых плит служит техно­логическая щепа длиной 10-35 мм, толщиной не более 5 мм, содержание коры не более 15%. гнили не более 5% и минеральных примесей не более 1%, полученная из древесины любых пород.

Сырье в виде кондиционной щепы пневмотранспортом подается в бункер в хранения. Из бункеров щепа подается в ванны для мойки . Основное назначение гидромойки – смыв грязи, песка, металлической стружки., кроме того мойка удлиняет срок службы размольной гарнитуры.

Помытая щепа шпеком подается в бункер дефибраторов. Из расходного бункера щепа поступает в пропарочную камеру дефибратора V, где подвергаемся термообработке насыщенным паром температурой 195-205"С, затем щепа поступает в размольную камеру дефибратора.

Размолотая щепа в виде волокнистой массы поступает на вторичный размол в рафинеры. Масса покровного слоя из мельницы за счет напора, создаваемого насосом и мельницей, подается в ящик постоянного уровня. Избыток мас­сы, через перелив возвращается в бассейн на рециркуляцию. Из ящика по­стоянного уровня масса распределяется, по отливочным машинам.

Проклейки массы.

Из бассейнов рафинерной массы , масса насосом подается в ящик для

проклейки, куда одновременно поступает парафиновая эмульсия с массовой долей парафина 6-9%, в количестве не более 1% к весу абсолютно

сухого волокна. Количество дозируемых химикатов зависит от концентрации и

скорости отливочной машины.

После введения эмульсии в ящик непрерывной проклейки вводится осадитель - концентрированная серная кислота, которая подается по тру-

бопроводу в расходный бачок , установленный на ящике проклейки.

сюда же непрерывно поступает свежая вода для разбавления концентрированной серной кислоты.

Для увеличения прочности плиты вводится фенолформальдегидная смола в количестве 1,5% к массе абсолютно сухого волокна.

Отлив волокнистого ковра

Из ящика непрерывной проклейки масса самотеком поступает в напорный ящик отливочной машины. В массопроводе до поступления внапорный ящик волокнистая масса разбавляется водой. Из напорного ящика масса непрерывным потоком через поступает на непрерывно движущуюся сетку отливочной машины .

Основная часть воды из волокнистой массы удаляется путем свобод-

ной фильтрации из регистровой части сеточного стола. Для принудительного удаления воды установлены три отсасывающих ящика, снабженных вакуумной установкой.

В процессе формования волокнистого ковра на отливочной машине

наносится облагораживающий покровный слой. Покровный слой наноситсяпутемалива на обезвоженное полотно.

Прессование плит

Влажные плиты посредством ременных транспортеров подаются па секции наложения, где укладываются па транспортерные листы с сетками и поступают на этажерку. После загрузки этажерки под­доны с сетками и уложенными на них влажными плитами при помощи толкателя подаются в этажный горячий пресс. Давление в гидро­форе перед запрессовкой - 4,0-6,0 МПа, температура нагревательных плит пресса- 190-210°С.

Прессование проводится в две или три фазы.

1 фаза - отжим влажных плит;

2 фаза - сушка;

3 фаза - закалка.

В первой фазе под действием давления пластифицированные волок­на сближаются, и происходит удаление воды, находящейся между волок­нами. Удельное давление прессования составляет 26-30 МПа. Во второй фазе происходит испарение воды, находящейся в капиллярах и стенках клеток. Удаление воды способствует образованию водородных связей и смолоподобных связующих веществ, вследствие частичного температур­ного гидролиза. Удельное давление прессования в период сушки составляет 4,0-6,0 МПа. В третьей фазе происходит тепловая обработка плит при повышенидавления. Удельное давление прессования составляет 26-30 МПа. Продолжительность прессования по фазам:

1 фаза (отжим) -15 с;

2 фаза (сушка) - 210-330 с;

3 фаза (закалка) - 150 с.

После окончания прессования давление снижается, пресс распрессовывает и транспортные листы с плитами вытягиваются в разгрузочную этажерку.

Из разгрузочной этажерки плиты поступают в плитоотделитель, где отделяютсяот сетки и транспортного листа, и ременными транспортерами потея в 100- полочную этажерку.

Закала и увлажнение плит

Плиты загруженные в 100 - полочную этажерку подаются в камеры

закаливания при помощи механизированного передвижного устройства. Двери закрываются, включается вентилятор для циркуляции воздуха, который нагревается горячей водой до температуры 150-155°С. Время выдержки при указанной температуре 2 ч.

В результате закаливания увеличивается механическая прочность плит

уменьшается влагопоглощение и набухание, плиты приобретают болееровнй цвет,лучшается способность плит, подвергающихся дальнейшей•.обработки режущим инструментом.

Раскрой древесноволокнистых плит

После закаливания и увлажнения этажерки с плитами подаются на участок раскроя и при помощи разгрузочного устройства поступают на станок форматной обрезки. На станках форматной обрезки обрезаются продольные и поперечные кромки плит и раскраиваются на заданные раз­меры.

После этого плиты сортируются, укладываются на специальные под доны и электропогрузчиками отвозятся на склад готовой продукции.

Полученные при резке плит отходы разбавляются водой, разбивают ся мешалкой в гидроразбивателе и в виде массы перекачиваются для повторного использования.

Древесностружечные плиты

Древесностружечной плитой называют плиту, изготовленную путем горячего прессования древесных частиц, смешанных со связующим. Древесные частицы могут быть различной формы и размеров, как специально изготовленных для плит, так и полученных в виде отходов при обработке древесины на деревообрабатывающих станках. Те и другие называют стружкой. Связующее - это вещество или смесь веществ, обладающих особенностью взаимно связывать древесные частицы при получении из них плит в прессе для горячего прессования.

Технологический процесс производства древесностружечных плит - переработка древесных отходов и низкокачественной древесины с применением модифицирующих химических веществ, главным образом синтетических смол, в листовые материалы, которые заменяют на пиломатериалы в производстве мебели, строительстве, транспортном машиностроении и многих других отраслях народного хозяйства.

Древесные плиты имеют ряд преимуществ по сравнению с пиломатериалами, столярными плитами, фанерой и другими подобными материалами. Древесностружечные плиты (ДСП) имеют одинаковые физико-механические свойства в различных направлениях, сравнительно небольшие изменения в условиях переменной влажности, возможность получения плит со специальными свойствами, высокая степень механизации и автоматизации при их производстве и др.

Древесностружечные плиты изготавливают путем горячего прессо­вания древесных частиц толщиной 0.1-0.5 мм. длиной 5-40 мм и шириной 1-10 м.м. смешанных со связующим веществом. Древесные частицы в та­ких плитах могут располагаться различным образом, что и обуславливает их свойства.

Применение древесностружечных плит

Древесностружечные плиты в основном используются в мебельном производстве и строительстве (элементы конструкции полов, кровли, антресолей и другие несущие конструкции).

При изготовлении мебели применяются древесностружечные плиты

Плотностью50-750 кг/м толщиной 10-25 мм. Плиты облицовывают

шпоном, текстурной бумагой или полимерными пленками. Плиты могут быть окрашены или отделаны лакокрасочными материалами.

В настоящее время для изготовления мебели выпускаются древесностружечные плитыс мелкоструктурной поверхностью. Применение таких плит обеспечивает экономное расходование древесного сырья и связующих веществ и позволяет изготовлять облегченную мебель с высоким качеством отделки поверхностей. Однако широкому ис­пользованию древесностружечных плит в жилых помещениях препятству­ет способность плит в процессе эксплуатации выделять вредные токсиче­ские вещества (формальдегид, аммиак, оксид углерода) в результате раз­ложения древесины, карбамидных смол и связующих. Основной способ снижения токсичности плит - использование специальных карбамидных смол, а так же добавок, связывающих формальдегид (карбамид, аммиак, соли аммония).

Сырье для древесностружечных плит

В производстве древесных плит, изготавливаемых из измельченной древесины, используют низкосортную древесину в виде дров; технологи­ческую щепу из тонкомерных деревьев и сучьев, а также щепу, получен­ную из кусковых отходов лесопиления и деревообработки; стружку - от­ходы от деревообрабатывающих станков; опилки от лесопиления и дере­вообработки; отходы производства древесностружечных плит (опилки, шлифовальную пыль, отсев технологической щепы).

Для производства древесностружечных плит допускается древесина всех хвойных и лиственных пород, а соотношения хвойных и лиственных пород в смесях щепы согласовываются с потребителем.

Отходы лесопиления и деревообработки по качеству не нормируют­ся, поскольку они образуются из сортного сырья, поставляемого для соот­ветствующих производств.

Технологическое оборудование соединяется между собой различны­ми транспортными устройствами: ленточными, скребковыми и цепными конвейерами, транспортирующими бревна и мерные заготовки, а также пневмотранспортом, подающим технологическую стружку.

На заводах древесностружечных плит почти все оборудование работает в автоматическом режиме, для чего технологическое и транспортное оборудование объединяется в основном средствами автоматизации в автоматические линии.

Производство целлюлозы

В мире существует несколько способов производства целлюлозы, основными способами являются:

1. Натронный способ. При этом способе основным нарочным реагентом является едкий натрий или каустическая сода (ХаОН).

2. Сульфитный способ. При этом способе основным варочным реагентом является раствор кислой сернокислой соли кальция или магния (Cа(НS03)2).

3. Сульфатный способ. При этом способе основным варочным атеи­зм является едкий натрий и сернистый натрий (NаОН+Na2S).

Общая схема производства целлюлозы из древесины щелочными методами (по натронному и сульфатному способам) на современных предприятиях состоит из следующих производственных операций:

1. Приготовление щепы.

2. Варка щепы с белым (варочным) щелоком в закрытых котлах под давлением.

3. Отделение от сваренной целлюлозы черного (отработанного) ще­лока - промывка целлюлозы.

4. Очистка, отбелка, обезвоживание и сушка целлюлозы.

5. Выпаривание черного щелока до концентрации 55-62% сухого вещества.

6. Сжигание сгущенного черного щелока с получением минераль­ного остатка - плава.

7. Каустизация раствора плава (зеленого щелока) с известью с целью перевода карбоната натрия в едкий натрий.

Если в качестве сырья для получения сульфатной целлюлозы применятся хвойная древесина, то производится улавливание ценных побочных продуктов скипидара и сульфатного мыла. Для очистки и переработки побочных продуктов многие заводы имеют специальные цехи.

Щелочная варка накладывает свой специфический отпечаток на химические и физические свойства получаемой из древесины целлюлозы. При сульфатной варке выход целлюлозы из древесины меньше, по сравнению с сульфитной варкой на 3-4.

Беленую целлюлозу широко применяют при выработке беленых кар­тонов, применяемых для упаковки пищевых продуктов, для изготовления бумажных бутылок, стаканчиков, тарелок, в композиции мелованных пе­чатных бумаг и беленых впитывающих бумаг для производства бумажных полотенец, салфеток, бумажного белья, пеленок, носовых платков и др. бумажных изделий.

Основным сырьем для производства сульфатной целлюлозы являет­ся древесина в виде балансов хвойных и лиственных пород, которая по­ступает на целлюлозно-бумажные предприятия автомобильным, железно­дорожным или водным транспортом и сплавом. Выгрузка осуществляется с помощью мостовых, козловых, кабельных, портальных и др. видов кра­нов. После выгрузки древесина складируется на лесные биржи кучевого, штабельного или водного хранения балансов.

Подача древесины на дальнейшую переработку в древесноподготовительный цех осуществляется при помощи мостового крана.

Помывка целлюлозы

В процессе промывки целлюлозы происходит отделение отработан­ною черного щелока от сваренной целлюлозной массы, поэтому промывку следует считать первой стадией регенерации затраченных на варку химикатов, содержащихся в отработанном щелоке.

Целлюлозная масса после сульфатной варки содержит от 4,5 до 7,5 .; отработанного черного щелока на 1 кг воздушно-сухой целлюлозы. Из общего количества щелока небольшая часть, около 5%.содсржится во внут­ренних капиллярах клеточных стенок, 15-20% заключена во внутренних каналах и плоскостях волокон, остальное количество щелока 75-80% от общего количества составляет свободный щелок, окружающий отдельные волокна или пучки волокон.

Задача промывки состоит в том, чтобы возможно полинее, с наи­меньшими потерями, отделить весь отработанный щелок от целлюлозной массы, причем в виде концентрированного неразбавленного раствора.

Существующие методы промывки для отделения щелока от волокна используют механические процессы: отжим, фильтрацию, центрифугиро­вание: основным же приемом остается промывка водой. При промывке водой

часть щелока удаляется из целлюлозной массы путем вытеснения, часть неизбежно смешивается с промывной водой, что приводит к снижению исходной концентрации щелока. В соответствии с тем, какой из этих процессов превалирует, различают промывку по методу вытеснения и промывку по методу смешения.

При промывке по методу вытеснения основным процессом является фильтрация жидкости сквозь неподвижный слой массы. При этом щелок, находящийся между волокнами, без заметного разбавления вытесняется из массы и заменяется промывной жидкостью. Но извлечение щелока, заклю­ченного внутри волокон, может происходить только за счет диффузии рас- творенных веществ сквозь стенки волокон, в результате чего происходит разбавление. При промывке по методу смешения промывная жидкость смешивается с массой и щелоком. Основную роль при этом методе промывки играет процесс диффузии. Для уменьшения разбавления исполь­зуемого щелока промывку в обоих случаях ведут по принципу многосту­пенчатой противоточной экстракции, используя оборотные слабые щело­ки.

В сульфатном производстве основными методами промывки при­меняют промывку на непрерывнодействуюших барабанных фильтрах и диффузорах непрерывного действия.

Бумага

Бумагу вырабатывают в основном на длинносеточных. гак называе­мых столовых бумагоделательных машинах. Цилиндровые машины при­меняются для выработки картона и лишь ограниченного ассортимента бу­маги. Длинносеточные машины также широко применяются и в картонном производстве Не зависимо от типа бумагоделательной машины технологический процесс изготовления бумаги на машине в принципе один и тот же. Он включает в себя следующие опера­ции: подготовку и аккумулирование бумажной массы; подачу бумажной массы на машину: разбавление бумажной массы водой и установление не­обходимой концентрации, обеспечивающей нормальный процесс отлива: очистку бумажной массы от посторонних включений, узелков и воздуха выпуск массы на сетку; отлив бумаги на сетке бумагоделательной маши­ны: прессование мокрого листа бумаги и удаление избытка воды; сушку; машинную отделку и намотку бумаги.

Готовая бумажная масса, соответствующим образом размолотая и, если требуется, проклеенная, окрашенная и содержащая минеральные на­полнители, подается из массоподготовительного отдела фабрики в машин­ный бассейн, обеспечивающий бесперебойную работу бумагоделательной машины в течение более или менее длительного времени. Из бассейна при концентрации 2,5-3,5% насосом подается в регулирующее устройство, где смешивается с оборотной водой и разбавляется в зависимости от вида бу­маги до концентрации 0,1-1,3%.

Разбавленную бумажную массу очищают от посторонних включе­ний минерального и волокнистого происхождения, для чего ее пропускают через специальные аппараты. Очищенную бумажную массу по распреде­лительному желобу или трубопроводам направляют к напорному ящику, откуда она под определенным напором непрерывно вытекает па сетку бу­магоделательной машины.

Бесконечная сетка машины движется с большой скоростью, дости­гающей у современных машин 800-1000 и более м/мин. На сетку из раз­бавленной волокнистой суспензии формируется полотно бумаги и удаля­ется из него избыточная вода сначала за счет свободного отекания массы на регистровой части машины, усиливаемого отсасывающим действием регистровых валиков, затем под вакуумом на отсасывающих ящиках и, на­конец, под давлением (или при более высоком вакууме) в гауч-прессе.

Пройдя сеточную часть машины, бумажное полотно с содержанием сухого вещества 15-20% поступает в прессовую часть, где оно подвергает­ся дальнейшему уплотнению и обезвоживанию до сухости 30-40% мето­дом механического отжима влаги между прессовыми валами на упругой подкладке из шерстяной ткани. Затем бумага подвергается сушке.

Сушильная часть машины состоит из батарей цилиндров, обогревае­мых паром, через которые проходит бесконечное полотно бумаги, прижи Пройдя сушильные цилиндры, сухой бумажный лист охлаждается на хо­лодильном цилиндре и поступает в машинный каландр, где подвергаемся машинной отделке, приобретая необходимую степень гладкости и уплотнения.

После этого готовая бумаги наматывается в виде бесконечной ленты на накате. Здесь заканчивается процесс выработки бумаги па бумагодела­тельной машине. Дальнейшая отделка бумаги и разрезание ее на рулоны или листы производится в отделочном цехе.

Вода, освобождающаяся в сеточной и прессовой частях бумагодела­тельной машины, собирается и снова используется в производстве как оборотная для разбавления массы перед машиной и других стадиях произ­водства.

Равномерный отлив бумаги на машине достигается при условии по­стоянства количества и концентрации бумажной массы, подаваемой на машину в единицу времени при установившемся ее режиме работы.

Для того чтобы вес квадратного метра бумаги оставался неизмен­ным, необходимо постоянное соотношение между количеством подавае­мой в единицу времени массы и скоростью машины. Если подача массы будет изменяться, то при постоянной скорости машины изменится вес бу­маги. Наоборот, если при постоянной подаче массы на машину изменяют ее скорость, изменяется и вес бумаги.

Бумажная масса на бумагоделательную машину подается из машинного бассейна насосом через пере­ливной бачок, установленный на высоте 2-3 м над ее се­точным столом, обеспечивающий постоянный напор и, следовательно, равномерную подачу массы на машину независимо от работы насоса. Масса разбавляется далее оборотной водой, проходит через очистную аппаратуру и подводится к напорному ящику машины.

Напорный переливной бачок изготов­ляют емкостью 0,5-1,5 л из нержавеющей стали или железобетона. Внутри бачка устанавливают одну или две перегородки. Масса поступает в одно из отделений бачка снизу, переливается через более низкую перего­родку в другое отделение, из которого при постоянном напоре направляется по трубе через регулируемое за­движкой отверстие на машину.

Через другую, более высокую перегородку избыток массы переливается в другое отделение, откуда возвращается в машинный бассейн.

Операция очистки бумажной массы предшествует отливу бумаги на машине. От качества очистки массы зависит не только качество вырабатываемой бумаги, но и в значительной степени работа бумагоделательной машины: сокращаются обрывы бумажного полотна на сетках и прессах. Однако не следует считать, что очистка полностью устраняет весь сор из бумажной массы и что можно выработать чистую бумагу даже при исполь­зовании не вполне доброкачественных, сорных волокнистых материален. Чтобы получить чистую бумагу, прежде всего, необходимо иметь достаточно чистые волокнистые полуфабрикаты.

Переработка низкокачественной древесины и отходов

К низкокачественной древесине относятся хлысты и их отрезки не соответствующие требованиям стандартов на долевые сортименты. Качество низкокачественной древесины зависит от качественного состояния лесосырьевой базы предприятия. Среднее содержание низкокачественной древесины при сплошных рубках составляет в основном для хвойных пород 15-20%, лиственных (березы, осины) 45-80%, лиственницы 25%. Основными пороками, определяющими низкое качество древесины, считается внутренняя гниль, кривизна, сучковатость.

Низкокачественную древесину перерабатывают на деловую продук­цию, у которой гниль занимает 1/3-1/2 площади горна.

К отходам лесозаготовок относятся различные древесные остатки, образующиеся в процессе валки дерева, первичной обработки и частичной переработки на нижних складах. Значительное количество отходов полу­чается при выработке балансов и рудничной стойки, шпалопилении и ле­сопилении. Основными видами переработки низкокачественной древесины и отходов на лесных складах является: выработка колотых балансов, мел­ких пиломатериалов и технологической щепы.

Выработка колотых балансов. Дополнительным сырьем дли целлюлознобумажмой промышленности является низкокачественная древесина из которой можно получить так называемые колотые балансы Экономиче­ски выгодно их заготавливать, если из расколотого полепи можно полу­чить балансы толщиной не менее 5-6 см. Выход готовой продукции из низкокачественной древесины, отобранной для выработки колотых балан­сов, составляет 50-55%. Длина колотых балансов равна длине чурака и со­ставляет 1 м. Чураки диаметром до 36 см раскалывают на четыре части, а от 37 до 60 см - на шесть частей. Для получения чистой балансовой древе­сины необходимо удалить гниль в центральной части (вершине) полена.

Циркульный многопильный станок ЦМ-120

Предназначен для продольного распиливания досок и брусков на бруски меньших разме­ров и дощечку.

Составные части: станина, пильный вал с механизмом подъема и привода, подающие вальцы с механизмом подъема и привода, когтевая защита рабочих органов, циркульные пилы, редуктор, цепная и клиноременная передачи, патрубок с пневмопроводом, пульт управления, электрошкаф, боковое и верхнее ограждение с дверками, деревянная решетка, два электродвигателя.

На пильный вал устанавливают до семи дисковых пил на расстоя­нии друг от друга, равном толщине выпиливаемых заготовок. Пильный вал закреплён шарнирно, с помощью трубы гайки и винта производят подъем и опускание пильного механизма. Привод пильного вала и валь­цов подачи осуществляется от отдельных электродвигателей через клиноременные передачи.

Подъём верхних вальцов осуществляется вращением маховичка че­рез червячный механизм. Деревянная решетка закрепляется в проеме стола над пильными дисками. Она служит опорой для пиломатериалов, гасит звуковые колебания от вибрации пил, исключает заклинивание пил клино­видными обрезками.

Когтевая защита состоит из набора свободно висящих зубчатых пла­стин, расположенных в зоне подачи заготовок к пилам. Пульт управления смонтирован отдельно от станка и находится в зоне действия рабочего.

1- Электродвигатель подачи вальцов

2- Клиновый ремень

3- Редуктор

4- Втулочно-роликовая цепь

5- Корпус валов нижних вальцов

6- Корпус валов верхних вальцов

7- Шестерня

8- Звездочка

9- Шестерня

10- Пильный диск

11- Рычаг

12- Опорная решетка

13- Станина

14- Электродвигатель пильного механизма

15- Труба-гайка

Расчет циркульного многопильного станка ЦМ – 120 на надежность.

= 0,97

= 0,92

= 0,92

= 0,92

= 0,92

= 0,92

= 0,99

= 0,92

= 0,99

= 0,97

Вывод: рассмотренные детали установки ЦМ – 120 при взятом времени 1000 часов дают вероятность отказа очень большую, в течение этого времени каждая из деталей потребует замены или ремонта.

Дерево отказов циркульного многопильного станка ЦМ – 120

Матрица отказов