Як роблять дерев'яний шпон? Виготовлення шпону Склеювання шпону та основи
Способів виготовлення шпону, основних, існує три і кожен із них, теоретично, можна зробити в домашніх умовах.
Метод лущення
Для виробництва шпону даним способом, використовують м'які та тверді породи. Використовується спеціально підготовлена деревина, за допомогою спеціального верстата з деревини знімають. верхній шар, він зрізається спірально, внаслідок чого одержують великі листи шпону. Мінус полягає в тому, що малюнок у такого шпону не чіткий і не яскравий, тому його часто наклеюють на фанеру.
Метод стругання
Для виробництва шпону даним способом використовують тільки тверді породи. З деревини в поперечному або поздовжньому напрямкузрізають верхній шар, у результаті виходить досить щільний лист, а малюнок красивий і яскравий. Такий шпон використовують для меблів та дверей.
Метод пиляння
Для виробництва шпону даним способом використовують колоди від яких відпилюють листи мінімальної товщини. При виробництві шпону даним способом виходить багато відходів, тому він вважається найдорожчим, витратним.
Теоретично, в домашніх умовах можна зробити будь-який із цих видів шпону, ось тільки якої якості він вийде, залежить від Вашого досвіду та якості інструменту та деревини.
Сировиною для виготовлення шпону та фанери служать кряжі та їх відрізки (чураки), що відповідають певним розмірним та якісним вимогам.
Для клеєної фанери застосовуються цураки довжиною від 0,8 до 3,2 м, а для струганого шпону – від 1,5 м і вище.
Розміри поперечного перерізусировини важливого значення немає. Мінімально допустимий розмір визначається економічною доцільністюрозробки сировини, а максимально допустимий – розмірами устаткування. Прийнято використовувати сировину діаметром від 18 см і вище, для струганого шпону – 22...26 см та вище.
Якісні вимоги зводяться до обмеження як пороків деревини (сучків, ненормального забарвлення та гнил, тріщин, червоточин і т.д.), так і дефектів форми (насамперед кривизни).
Застосовують такі породи деревини:
- для виготовлення клеєної фанери – березу, вільху, бук, липу, осину, сосну, ялинку, кедр, ялицю, модрину;
- для виготовлення деревних шаруватих пластиків – березу;
- для виготовлення струганого шпону – дуб, бук, горіх, клен, ясен, карагач, каштан, чинар, оксамит, яблуню, грушу, тополю, черешню, білу акацію, березу, вільху.
Заготівля, доставка та зберігання сировини (кряжів) на фанерних підприємствах виробляються способами, аналогічними вже розглянутим. Підготовка сировини до виробництва шпону полягає в обробці кряжів на чураки, гідротермічній обробці та окорку.
1. Обробка кряжів на чураки
Існує три способи обробки:
- по найбільшій масі,
- по найбільшому якісному виходу
- комбінований.
Метою першого способу є одержання кожного кряжа чураків, що мають найбільшу кубатуру, незалежно від їх якості. При обробці по другому способу задаються метою отримати високосортні чураки, не зважаючи на об'ємний вихід. Обидва ці способи у чистому вигляді не застосовуються. Доцільним є комбінований спосіб, основою якого покладено отримання максимальної маси за збереження найбільшого якісного виходу.
Поперечне розпилювання сировини і двох, зазвичай поєднаних практично операцій – розмітки кряжів і розпилювання їх у чураки.
Розмітка полягає у визначенні на кряжі ліній пропилу з урахуванням вирізки дефектних місць, щоб отримати найбільшу кількість кращих за якістю чураків за найменших втрат деревини.
Розпил повинен проводитися за суворого дотримання перпендикулярності площини різу до осі стовбура і правильності довжини чурака.
Кряжі в залежності від розмірів розпилюють на круглопильних балансирних (ЦПС-710 (Росія) (рис. 1)) та маятникових верстатів(ЦМЗ, ЦМЕ-2, ЦМЕ-3К (Росія) (рис. 2)), поперечнопильних верстатах із зворотно-поступальним рухом пилок або ланцюговими пилками.
Мал. 1.
Мал. 2.
Існує верстат «лисий хвіст» зі зворотно-поступальним рухом пили, що використовується для обробки сировини діаметром від 70 до 150 см.
Загальні втрати деревини при обробці кряжів на чураки становлять 1-3% залежно від породи деревини.
Продуктивність круглопильних верстатів у чураках за зміну (А, цур./см) визначається за формулою:
(1)
де Т – тривалість зміни, хв; U – швидкість подачі пилки, м/хв; К M – коефіцієнт використання машинного часу; К Д – коефіцієнт використання робочого дня; Д Ч - Діаметр Чурака, м; n – середня кількість пропилів однією чурак.
Кряжі обробляються на цураки з припуском по довжині на обробку.
Для отримання фанери розміром 1525х1525 мм заготовляють чурак довжиною 1600 мм, тобто із припуском 75...80 мм.
2. Гідротермічна обробка деревини
У процесі лущення і стругання шпону в ньому виникають напруження, що розтягують поперек волокон, величина яких може визначатися за формулою σ , МПа):
(2)
де Е - модуль пружності шпону поперек волокон деревини; S – товщина шпону; R – радіус чураку.
Технологія різання розглядається як процес отримання тонкого шару деревини, який має бути щільним та гладким (не мати тріщин).
У процесі різання шар, що знімається, згинається, змінюючи початкову форму, в результаті чого на лівій розтягнутій стороні шпону можливі тріщини.
Щоб уникнути тріщин, штучно посилюють деформативність деревини. Для цього чураки та ванчеси піддають гідротермічній обробці (зволоження та нагрівання).
Чим більша вологість деревини, тим більша її пластичність. Суха деревина має значну крихкість.
Нагрівання деревини (до певної межі) надає волокнам гарних пластичних властивостей. Високі температури діють негативно на якість шпону, тому що внаслідок сильного розм'якшення волокон при різанні виникає «ворсистість» поверхні.
- Береза, бук, вільха – 20…30 о С,
- Липа, осика - 15 ... 20 про,
- Червоне дерево - 30 ... 40 про С,
- Ялина – 20 о С,
- Сосна - 40 про С,
- Модрина – 50 про С,
- Ясен – 50 про З.
Гідротермічну обробку можна проводити нагріванням у воді: проварюванням або пропарюванням.
Проварювання проводиться у гарячій чи теплій воді у спеціальних басейнах (відкритих та закритих), обладнаних механізмами для завантаження та вивантаження чураків (рис. 3). Цей спосіб простий і вимагає великих витрат з його організацію, застосовується головним чином лущення.
Пропарювання застосовується переважно при виготовленні струганого шпону, коли варіння неприпустиме через зміну кольору деревини. Пропарювання проводять у автоклавах, парильних камерах та ямах.
Гідротермічну обробку перед лущенням можна проводити за м'яким та жорстким режимами.
М'який - температура 35 ... 40 про З, тривалість нагріву 2 ... 3 діб, жорсткий - температур 70 ... 80 про З, тривалість нагріву 2 ... 15 годин.
Мал. 3. 1 – скидач; 2 – завантажувальний конвеєр; 3 – накопичувач кряжів; 4 – кришка; 5 – грейферне захоплення; 6 – розділова тумба; 7 – стіна; 8 – кран; 9 – пересувний перевантажувач; 10 - розвантажувальний конвеєр
Гідротермічну обробку перед струганням проводять протягом більш тривалого часу: температура насиченої пари 120…130 про З, тривалість обробки 4…10 годин.
Тривалість гідротермічної обробки взагалі залежить від діаметра чураку, породи деревини, температури нагрівального середовища, початкової та кінцевої температури деревини.
3. Окорювання
Обгортання– зняття кори з чураків перед лущенням оберігає різальний інструмент від затуплення та псування, зменшує його знос, а також підвищує продуктивність лущильного верстата.
Основними вимогами до процесу окорювання є чистота та збереження заболонної частини деревини чурака (зніматися повинна тільки кора та луб).
Сировину окорюють на верстатах обкорівок різного типу (ОК63-1Ф, ОК80-1, 2ОК63-1 (Росія), Valon Kone VK-26 (Фінляндія)) або на лущильних верстатах спрощеної конструкції.
Годинна продуктивність роторних окорочних верстатів (А, м 3 /год) визначається за формулою:
, (3)
де V - обсяг кряжа середнього d, м3; K з - Коефіцієнт завантаження верстата; L - Довжина кряжа, м.м.
Для окорки деревини твердих порід та великих розмірівнайбільш придатний ручний електрифікований фрезерний інструмент. Частота обертання його ножової головки 1500 хв -1. Максимальна товщина шару, що знімається 15 мм.
Окорювання на лущильних верстатах здійснюється при відведеній лінійці, тобто без обтиску. Воно проводиться на спеціально виділеному для цієї мети лущильному верстаті, і далі кряжі передають інші лущильні верстати для переробки.
За таким методом окаривание поєднують з обрізанням до циліндра. Неповноформатні листи шпону, що виходять, обробляються на гільйотинних ножицях безпосередньо біля верстата. Перевагами даного способує додатковий відбір сировини у вигляді шматків, менша зношування (затуплення) ножа, підвищення продуктивності лущильних верстатів. Недоліком – збільшений вихід шматків при вторинній вставці чурака в лущильний верстат.
Другий метод полягає в тому, що операцію окорювання поєднують безпосередньо з лущенням на цьому ж верстаті, тобто окорений чурак не виймають. Для попередження швидкого затуплення ножа чураки попередньо ретельно промивають.
4. Лущення шпону
Лущення шпону - Це процес різання деревини, коли чураку повідомляється обертальний рух, а ріжучому інструменту– поступальне у бік осі обертання чурака. Процес отримання тонкої стрічки подібний до розмотування рулону паперу (рис. 4). Швидкість різання є величиною змінної, оскільки кількість обертів чурака постійно, а діаметр чурака у процесі лущення зменшується. Чурак затискають між шпинделями верстата шляхом їхнього осьового переміщення. Обертальний рух шпинделі отримують від електродвигуна. Ніж кріпиться на супорті, рух якого здійснюється за допомогою механізму подачі. Максимальна довжинаоброблюваного чурака (ширина стрічки шпону) залежить від відстані між затискними кулачками. У сучасних верстатів воно не більше 500…5000 мм. Найбільший діаметроброблюваних чураків залежить від висоти центрів шпинделів над станиною. У сучасних верстатах воно становить 400...2000 мм.
Мал. 4.
Після розлущування чурака залишається відхід як циліндра, званий олівцем, діаметр якого залежить від діаметра затискних кулачків. Для зменшення діаметра олівця кулачки роблять телескопічними. На початку процесу лущення чурак затискають зовнішніми кулачками, що мають діаметр 100...110 мм, а потім наприкінці процесу затискач здійснюють внутрішніми кулачками діаметром 55...65 мм.
Товщина шпону є величиною подачі ножа на один оборот шпинделя. В останніх моделях верстатів діапазон товщини може бути в межах 0,05...5 мм.
При вільному різанні деревини на лівій стороні шпону, зверненої до цурака, виникають тріщини та нерівності.
Для їх ліквідації застосовують обтиск шпону за допомогою притискної лінійки, яка встановлюється так, щоб тиск, що їй створюється, був спрямований через ріжучу кромкуножа. При цьому зазор між ножем і лінійкою повинен бути не меншим за розрахункову товщину шпону. Ступінь обтиску (Δ, %) можна визначити за формулою:
, (4)
де S – розрахункова товщина шпону, мм; S 0 – відстань між ножем та притискною лінійкою, мм.
Для забезпечення необхідної якості шпону ступінь обтиску повинен бути витриманий у межах 10...30 % залежно від породи деревини, товщини шпону та температури чураку.
При розлущуванні чурака виділяють чотири зони (рис. 5):
Обсяг деревини у кожній зоні може бути охарактеризований такими цифрами: зона ірвані – 20…23 %; зона довгих шматків – 4…5 %; зона повноформатного шпону - 57 ... 59%; зона олівця - 15 ... 17%.
Мал. 5. 1 - зона ірваніни, що є наслідком неправильної форми чурака; 2 – зона довгих шматків, що є наслідком неправильної установкичурака між шпинделями верстатів; 3 – зона повноформатного шпону; 4 – зона олівця
У разі лущення чурака на верстаті, обладнаному центрувальним пристроєм, корисний вихід (q, м 3) може бути визначений за формулою:
(5)
де d год – діаметр чурака, м; d до – діаметр олівця, м; l год – довжина чурака, м; До - коефіцієнт виходу сирого шпону з чурака.
Об'єм чурака, що залишився після лущення (q год, м 3), визначається за формулою:
(6)
Об'єм ірвані з одного чурака (Q, м 3) визначається за формулою:
(7)
де q год - обсяг чурака, м3.
Вихід шпону виражається у % від обсягу чурака:
(8)
Шматковий шпон, що утворюється на початковій стадії лущення, використовується для виготовлення малоформатної фанери або серединок повноформатної. Мінімальна довжина шматків, що відбираються 0,8 м, мінімальна ширина – 0,13 м. Правильна організація відбору шматків збільшує вихід шпону на 4…4,5 %. В даний час найбільш широко застосовуються лущильні верстати марок ЛУ 17-4, ЛЛ 17-10, СЛ-800, СЛ-1600 (Росія) (рис. 6); SF 2350 (Італія); Токіо Плітвуд МК (Японія); MQW2314/35B2 (Китай).
Мал. 6.
Шпон, що отримується при розлущуванні чурака, має вигляд стрічки, ширина якої дорівнює довжині чурака, а довжина залежить від діаметра чурака та товщини шпону.
На виході з лущильного верстата стрічка шпону розрізається на окремі стрічки, ширина яких визначається з виразу:
(9)
де У ф - ширина готового листа фанери, мм; Δ 0 - припуск на обрізання (75 ... 80) мм; Δ у – припуск на усихання залежно від породи деревини та розміру листа, мм.
5. Розкрий стрічки шпону
Розкрий стрічки шпону здійснюється на ножицях різних типів(НФ-18; НФ-1803, СЛ-1700, APL фінської фірми «Raute»), з пристроєм для укладання листів шпону в стопу. Як правило, лущильний верстат і ножиці вбудовуються в напівавтоматичну потокову лінію: лущення – рубка – укладання шпону (ЛУР 17-3 складається з ЛУ 17-4 та НФ 18-3) (рис. 7).
Мал. 7.
6. Сушіння шпону
При склеюванні шпон повинен мати вологість 6...12%. Тому шпон піддають сушінню відразу після виходу з лущильного відділення.
У зв'язку з малою товщиною шпону, напруги, що виникають у ньому, незначні. Отже, сушіння можна здійснювати за жорсткішими режимами, ніж пиломатеріали.
Існують наступні способи підведення тепла до шпону, що висушується: кондуктивний, конвективний, кондуктивно-конвективний і радіаційний.
При кондуктивному способі тепло передається матеріалу, що висушується, в результаті його зіткнення з нагрітим тілом. Цей спосіб сушіння застосовується у про «дихальних» пресах. Вони періодично розмикаються для виходу пари й у час практично використовуються.
При конвективному способі передача тепла здійснюється за допомогою агента сушіння: гаряче повітряабо топковий газ. Цей спосіб використовується у стрічкових сушарках (камера, у якій циркулює повітря). Шпон переміщається дротовими стрічками спеціального плетіння, яким повідомляється рух від спеціального приводу. Температура агента сушіння 60...120 про З, швидкість руху повітря 0,9...1,1 м/с, тривалість сушіння 20...90 хв.
При кондуктивно-конвективному способі передача тепла здійснюється одразу двома способами. За цим принципом працюють роликові сушарки - камери, всередині яких у кілька рядів по висоті розміщуються ролики.
При радіаційному способі теплова енергіяпоширюється у середовищі як електромагнітних коливань в інфрачервоному діапазоні. ІK-промені здатні нагрівати поверхню деревини на 1-2 мм у глибину. На практиці використовують випромінювачі з температурою 130-250 С.
Найбільш поширеними сьогодні є агрегати комбінованого сушіння, де основний тип теплоперенесення – конвекційний з часткою контактного нагріву. Це роликові сушарки з паровим чи газовим обігрівом. Це сушарки безперервної дії, в яких листи шпону переміщуються від сирого до сухого кінця системою парних приводних роликів. За принципом циркуляції агента сушіння сушарки бувають з поздовжньою, поперечною циркуляцією і з сопловою дуванням перпендикулярно площині листів шпону.
Парові роликові сушарки типу СУР (СУР-4, СУР-5 (Росія) (рис. 9), «Raute» (Фінляндія)) складаються із завантажувальної етажерки з приводними роликами, восьми секцій сушіння, однієї секції охолодження та розвантажувальної етажерки з п'яти плоских полиць. Подачі шпону утворена за допомогою рядів парних роликів, що обертаються у протилежних напрямках (рис. 8).
Мал. 8. 1 – листи шпону; 2 – верхні ведені ролики; 3 – нижні приводні ролики; 4 – калорифери
Парові сушарки з сопловою дмухом (СУР-8 (Росія), VMS «Raute» (Фінляндія)) є різновидом парових сушарок. Вони відрізняються тим, що тепло шпону передається не лише від зовнішніх калориферів, а й від поверхні труб, вмонтованих у соплові короби. Інтенсивність сушіння в таких сушарках за інших рівних умов зростає в 2-3 рази в порівнянні з інтенсивністю сушіння в сушарках з поздовжньою та поперечною циркуляцією повітря.
Мал. 9.
Газові роликові сушарки (СРГ-25, СРГ-25М, СРГ-50 (Росія), YST-480 «Raute» (Фінляндія)) відрізняються від парових вищою температурою агента сушіння (250…300 про С) завдяки застосуванню суміші топкових газів з повітрям. Для цього сушарки забезпечуються топками, де спалюється тверде, рідке або газове паливо, а газові топки в суміші з атмосферним повітрям безпосередньо подаються в зону сушіння. Тому в газових сушарках відсутні калорифери, і при тому каркасі стає можливим зробити замість п'яти вісім поверхів.
Стрічкові (сітчасті) сушарки (парова роликова сушарка СуШЛ) використовуються в основному для сушіння шпону у вигляді безперервної стрічки і встановлюються в лінії лущення-сушіння-рубки-сортування шпону. Перевага цього у тому, що знижуються втрати шпону за його рубанні і транспортуванні в сухому вигляді на 3…5 %, а трудовитрати скорочуються в 2…2,5 разу.
Контактні сушарки засновані на принципі передачі тепла шпону з дотиком з нагрітими плитами. До сушарок такого типу відноситься, насамперед, дихальний прес (СУД-4, СУД-7 (Росія)).
Сушарка з шаховим розташуванням роликів займає меншу виробничу площу і дозволяє зберегти продуктивність при менших витратах праці.
Тривалість сушіння залежить від температури агента сушіння, швидкості циркуляції, товщини шпону, породи деревини, початкової та кінцевої вологості шпону. Зазвичай температура агента сушіння у парових сушарок 80...150, у газових - 160...300 про; швидкість руху повітря 1,7...2,5 м/с; тривалість сушіння 3...15 хв.
Продуктивність роликових та стрічкових сушарок (А, м 3 /зміну) визначається за формулою:
(10)
де m - Число листів шпону на 1 поверх; n – кількість поверхів; L - Повна робоча довжина сушарки, м; b – ширина сухого листа шпону; S – товщина шпону, мм; T – час роботи сушарки за хв; К п - коефіцієнт, що враховує перехід від сушіння шпону одного виду до іншого (К п = 0,9 - 1,0); К з - Коефіцієнт заповнення сушарки по довжині, (К з = 0,96 - 0,98); До - коефіцієнт використання робочого часу; Z 1 – тривалість проходження шпону через сушарку, хв.
Після сушіння шпон сортується.
7. Сортування шпону
Сортування шпону може здійснюватися безпосередньо біля сушарок, на транспортерах, що переміщують шпон до підстопних місць, а також спеціально відведених майданчиках. Для механізації операції розсортування стоп шпону, що надходять із сушарок, розроблений сортувальник сухого шпону СШ – 3. Застосовуються лінії сортування з автоматичною оцінкою якості шпону з використанням фотодатчиків та вбудованої ЕОМ. Система вловлює темні місця на листі шпону, визначає їх кількість, розміри, площу та порівнює результат з еталонами, що є в її пам'яті, на підставі чого виносить рішення про присвоєння того чи іншого сорту.
Сортність шпону може бути підвищена за рахунок ремонту. Операція виконується на шпонопочиночних верстатах марки ПШ, ПШ – 2А, ПШ-2АМ (рис. 10) та ін. Ремонт полягає у вирубці з листа дефектів та вставки на їх місце латка зі здорової деревини. Латка повинна входити з натягом 0,1...0,2 мм.
Мал. 10.
Шматки шпону, що утворюються на початку лущення, доцільно з'єднувати в повноформатні листи методом зрощування (гумованої стрічкою, клейовою ниткою). Для з'єднання смуг шпону використовуються ребросклеювальні верстати РС-5, РС-7, РС-9, РСП-2 (Росія) та ін.
Лущильний верстат був винайдений ще наприкінці ХІХ століття. Без цього обладнання сьогодні просто неможливо уявити виробництво фанери та виготовлення сірників. За минулі сто з лишком років було створено чимало конструкцій та модифікацій верстатів, але принцип залишився колишнім: зрізання з коротких колод тонучої стрічки деревини.
Але за багатьох переваг у традиційних лущильних верстатів є і серйозні недоліки конструкції, пов'язані з необхідністю використання кулачків, які встромляються в торці чураків і змушують їх обертатися. Нерідко чурак провертається в кулачках і подальше лущення стає неможливим. Як правило, це відбувається через серцевину гнилі, що особливо часто зустрічається в осинових чураках. В результаті виходять так звані провертиші – чураки великого діаметру, непридатні для подальшої обробки на лущильному верстаті.
Ще один недолік традиційної техніки лущення – втрати деревини у вигляді залишків від лущення, так званих олівців. Діаметр «олівця» залежить від діаметра внутрішніх кулачків верстата та довжини чурака. При довжині чурака 1,6 м діаметр «олівця» зазвичай 75 мм, а за довжини 2,5 м - до 100 мм. Втрати деревини становлять 10-12% обсягу чураку.
Мал. 1. Схема безшпиндельного лущильного верстата
Бажання позбавитися цих недоліків призвело конструкторів обладнання до ідеї безшпиндельного лущильного верстата. Вперше, ймовірно, ця ідея була реалізована фірмою Raute (Фінляндія) ще в 1990-і роки (рис. 1) у верстатах для лущення чураків максимальним діаметром 400 мм і завдовжки 1,7 і 2,8 м.
Обертання чураків у верстаті здійснювалося за рахунок приводних рифлених роликів, розташованих під кутом 120° один до одного. Верхній валець служив одночасно притискною лінійкою, а нижні переміщалися прямолінійно зі зменшенням діаметра чурака. Кожен валець оснащений індивідуальним гідроприводом. У процесі лущення ножовий супорт трохи повертався щодо цурака, що забезпечувало оптимальні параметри лущення цурака до діаметра олівця 50 мм. Положення валів, товщина шпону та кут різання регулювалися мікро-ЕОМ. Діаметр чурака вимірювався до його подачі до верстата для визначення просвіту між валами.
Технологія безшпиндельного лущення шпону в Європі з якоїсь причини не набула розвитку, але широко поширилася в азіатських країнах. У Південно-Східної Азіїна багатьох підприємствах застосовують безшпиндельне лущення тонкомірної сировини та долущування олівців. Зазвичай лущильна лінія складається з окорочно-оциліндрувального верстата безшпиндельного лущильного верстата з роторними ножицями.
Мал. 2. Лінія лущення шпону RD2800 Raute
В окорочно-оциліндровочному верстаті чурак затискається трьома приводними зубчастими роликами і приводиться в обертання. Ніж, аналогічний лущильному, видаляє кору та нерівності, надає чураку циліндричну форму. Початковий діаметр чураку – до 500 мм, після оциліндрування – не більше 360 мм.
Передавальний конвеєр вирівнює чураки та подає їх на безшпиндельний лущильний верстат, оснащений трьома приводними роликами з дрібною насічкою та лущильним ножем. Максимальний діаметр чураку – 360 мм. Діаметр олівця – 30-40 мм залежно від моделі верстата. Товщина шпону - від 1,0 до 3,0 мм. Лінійна швидкістьлущення - 40 м/хв. Після лущення шпон надходить на роторні ножиці, де в автоматичному режимі рубається на форматні листи.
Технологія лущення тонкомірних чураків буде цікавою російським підприємствам, яким доводиться працювати у наших непростих умовах. Китайські лущильні верстати працюють і в Росії, наприклад, на фанерному заводі «ІнвестФорест» у смт Суслонгер в Республіці Марій Ел, на Уфимському фанерно-плитному комбінаті, на заводі «Сатіс-Меблі» під Нижнім Новгородом.
Остання пропозиція фірми Weihai Hanvy з Китаю - лінія HVPL1326 з окорочно-оциліндровочним верстатом та безшпиндельним лущальним верстатом з ЧПУ Siemens HXQ2700 та електронікою від фірми Scheider. Новий верстатдля безшпиндельного лущення призначений для обробки чураків довжиною 2,6 м та максимальним діаметром 500 мм. Діаметр олівця - 40 мм, швидкість лущення - 40-100 м/хв. У верстаті передбачено зміну кута нахилу ножа в ході лущення, пневматичне кріплення інструменту та автоматичне регулюваннятовщина шпону.
Мал. 3. Безшпиндельний лущильний верстат D1700 G26 та схема його роботи
Фірма Raute не залишила ідею створення безшпиндельного лущильного верстата і розробила лінії RD1400, RD1700 (рис. 3) і RD2800, у складі кожної з яких чотири агрегати з необхідними транспортними зв'язками: окорочно-оциліндрувальний верстат, лущильний верстат, роторні рис.
Сировина (чураки заданої довжини) подається на поперечний конвеєр з дозуючими упорами. У процесі окорки і оциліндровування чураки набувають необхідної для лущення циліндричну форму і передаються на лущильний верстат за допомогою ще одного поперечного конвеєра.
Мал. 4. Схема зони лущення з притискним роликом
Кінематична схема верстата зазнала принципових змін порівняно з попередніми моделями. Чурак подається в верстат зверху, потім підтискається до двох приводних роликів з дрібним насіканням, які встановлені на єдиному супорті. В окорочно-оциліндрувальному верстаті подача роликового супорта гідравлічна, а в лущильному верстаті - електромеханічна. Третій ролик знаходиться на нерухомому супорті з лущильним ножем і відіграє роль притискної лінійки (рис. 4).
Чурак у верстаті самоцентрується за трьома точками. При подачі роликового супорта вперед чурак підтискається до ножового супорта, і виконується лущення шпону. Товщина шпону задається з пульта керування установкою зазору між ножем і притискним роликом, в ході лущення кут різання автоматично змінюється для забезпечення оптимальних параметрів лущення (рис. 5).
У ланцюжку за лущильним верстатом встановлені ножиці роторні для рубання шпону. Вони підрубують передній край стрічки шпону, розділяючи форматний шпон та відходи. Передня кромка шпону розпізнається за допомогою фотоелементів. Далі проходження шпону по ланцюжку контролюється за допомогою імпульсного пристрою, що кодує. Рубка виконується при обертанні ножа над нижнім гумовим роликом. На ножовому валі встановлені три ножі. Автономний датчик системи розпізнавання контролює пуск та зупинку рубки шпону.
Мал. 5. Зміна кута різання в ході лущення чурака
За ножицями розташований вихідний конвеєр з типпельним пристроєм для відсікання від потоку шматків та неформатного шпону. Розпізнавання здійснюється за допомогою фотоелементів. Далі проходження шпону по лінії контролюється за допомогою імпульсного пристрою, що кодує.
На ножовому валу встановлено три ножі. Рубка шпону виконується при обертанні ножа над нижнім гумовим роликом. Автономний датчик системи розпізнавання контролює пуск та зупинку процесу рубки шпону.
Після ножиць розташований вихідний конвеєр з типпельним пристроєм для відсікання шматків та неформатного шпону від потоку. Розпізнавання здійснюється за допомогою фотоелементів, встановлених перед типпелем. Форматні листи шпону укладаються стоукладальником на витяг (у базовій моделі можуть бути один або два витяги). Управління висотою укладання контролюється фотоелементом. Повна стопа шпону викочується зі стопоукладача за допомогою непривідного рольгангу. Під лінією знаходиться поперечний конвеєр необхідної довжинивидалення відходів.
Лінія RauteLite призначена для лущення чураків з м'яких та твердих порід деревини довжиною 3/4/5/6/8 футів (0,9-2,4 м) та діаметром 120-350 мм. Після оциліндрування діаметр чураку може бути 80-300 мм, діаметр олівця - 30-35 мм. На лінії можна отримувати якісний шпон завтовшки 1,2-2,2 мм з різнотовщиною ±0,1 міліметра.
Особливо слід зазначити, що до складу лінії лущення входить система OPG (Optimum Peeling Geometry), за допомогою якої за допомогою сервоконтролю досягається синхронізація швидкості подачі роликів, зміна зазору між ножем і притискним роликом, зміна заднього кута ножа в процесі лущення. Ця система здійснює тотальний контрольвсіх параметрів процесу - з початку лущення до видалення олівця, що дозволяє забезпечити високу стабільність товщини шпону.
Подібні лінії навряд чи повністю замінять традиційні лущильні верстати, але можуть зайняти свою нішу в лінійці обладнання для виробництва шпону лущеного з маломірної сировини і долущування олівців. За розрахунками автора, зменшення діаметра олівця з 75 до 35 мм дозволяє збільшити вихід шпону на 7,6% (при середньому діаметрі чураку 240 мм), тому подібна техніка має хороші перспективи при долущуванні олівців і вертушки.
При виконанні цього завдання в лінію вже не потрібно включати окорочно-лущильний верстат. Саме таку вкорочену лінію фірма Raute поставила на комбінат «СВЕЗА Кострома», наприкінці 2017 року пущена лінія.
Володимир ВОЛИНСЬКИЙ
Дорогі сорти лісоматеріалів є чудовою сировиною для створення предметів меблів, проте не всі люди можуть собі дозволити таку дорогу продукцію. З метою економії цінних порід деревини та зниження вартості кінцевого продукту і було придумано шпон. Цей матеріал сьогодні дуже популярний для облицювання меблів. Шпон на 100% повторює візерунок, текстуру та відтінок натуральної деревини.
Для створення шпону на виробництвах користуються спеціальними верстатами. Шпон буває:
Відповідно, і верстат для виробництва шпону буває трьох типів.
Лущильний верстат для виробництва шпону
Для реалізації лущення шпону сировину необхідно попередньо обробити парою для того, щоб збільшити пластичність. Після цього кряжі подаються на верстат верстата, де із заготівлі видаляється кора, а разом з нею бруд і пісок, які часто стають причиною швидкого затуплення лущильних ножів. За допомогою пилки кряжі розкроюють на чураки певної довжини. Чурак потрібно попередньо оциліндрувати, після чого можна приступати до лущення. Стрічка шпону, яка виходить із лущильного верстата, кладеться на конвеєр, що подає її до ножиць. Ножиці ріжуть шпон на аркуші необхідного формату. По конвеєру шпон укладається в пачку, яка виноситься з-під ножиць і за допомогою електричного навантажувача доставляється в сушарку. Сушать продукцію в роликовій сушарці, далі на конвеєрі його сортують і складають сортами в пачки. Дефектні листи можна склеїти. Якщо на листах є сучки, їх відправляють на верстат шпонування, де видаляють вади і декорують їх вставками зі шпону.
Такий верстат для шпону дозволяє отримати листовий матеріалтовщиною від 1,5 до 5 мм із різноманітних сортів лісоматеріалів. На більшості верстатів є система, яка дозволяє в автоматичному режимі встановлювати колоду для подальшої обробки.
Щоб підвищити продуктивність та зручність роботи оператора верстати обладнають гідравлічними підйомниками-центрошукачами, які самі визначають відповідну вісь обертання заготовки та поєднують її з віссю обертання центрувальних валів.
Лущення пропареної деревини використовується для соснових, вільхових, березових лісоматеріалів. З лущеного шпону виготовляють фанеру.
Верстат для стругання шпону
Насамперед кряжі піддають поперечному розкрою. Під час цієї процедури кряжі розпилюють на відрізки необхідної довжини. Усі відрізки розпилюють вздовж, унаслідок чого утворюється двокантний брус. Іноді його розпилюють навпіл. Після цього ванчеси піддають тепловій обробці в камері пропарювання або автоклаві.
Далі ванчеси потрібно острогати на шпонострогальному верстаті. Струганий шпон сушать у роликових сушарках, торцюють і пакують у пачки. У кожному наборі складається конкретний рисунок. Відтінок та візерунок деревини повинні збігатися у кожному наборі. Саме тому листи шпону, які виходять з кожного ванчеса під час стругання, складають, сушать і пакують у пачки точно в тому порядку, в якому вони виходили зі стругального верстата. Коли стругаються одночасно три ванчі, шпон з кожного з них складають у три різні пачки. Укомплектовану, висушену, запаковану та перетягнуту шпагатом пачку шпону називають кнолем.
Верстат для виготовлення шпону дозволяє створити з дорогих сортів лісоматеріалів, що відрізняються незвичайною текстурою, тонкі листи. Такий матеріал чудово підходить для фанерування. Методи створення шпону:
- радіальний
- тангенціальний
- радіально-тангенційний
- тангенційно-торцевий.
Найбільш привабливою сировиною для створення шпону є дубова деревина. Такий шпон використовують для облицювання рустикальних предметів меблів елітного сегмента.
Окрім дубового шпону у спеціалізованих магазинах можна зустріти кленовий, буковий, липовий матеріал, а також із червоного дерева.
Верстат для зшивання шпону
Шпон ріжуть спеціалізованими апаратами. Він відрізняється досить тонкою та тендітною структурою. Для того, щоб обробити поверхню шпоном, його необхідно з'єднати між собою для отримання полотна, що скочується в рулони. Шпон з'єднують двома способами:
Ці методи однаково популярні на меблевих виробництвах. Зшивання шпону здійснюють на верстаті або ручним способом. Для невеликих майстерень розроблено ручні пристроїдля склеювання або зшивання шпону. За допомогою особливого пристрою клейову або термоніт розігрівають, і у вигляді зигзагу наносять на основну сторону.
Сьогодні верстати для зшивання шпону є невеликими апаратами, що функціонують в автономному режимі. Управління такою машиною здійснює один спеціаліст. Вся робота на них проводиться чітко, якісно та досить швидко.
Ручна зшивка зустрічається все рідше, головним чином, в антикварних, реставраційних та авторських майстернях.
Ви можете вбудувати плеєр з даними відео на сайт. Для цього виберіть розмір плеєра та скопіюйте отриманий код.
Опис
Максимальна товщина шпону 8 мм. , Довжина до 900 мм, ширина від 30 до 105 мм.Продуктивність 20 куб.м. за зміну. Швидкість та товщину дощечок регулює комп'ютер.
- img="">
Одна зі стадій виробництва - подача колод у лущильний верстат.
Виробничий цикл
Він складається з кількох етапів:
На деяких етапах варто зупинитись трохи докладніше.
Підготовка колод
З чого робиться фанера за повного циклу виробництва?
- Зі стовбурів хвойних і листяних дерев;
- Зі сполучного - клеїв на основі штучних смол.
Найбільш типовий матеріал фанери - сосна та береза. Дещо рідше застосовуються ялиця, модрина, кедр, ялина, тополя, вільха, липа, осика і бук.
Зверніть увагу: хвойна та листяна фанера помітно відрізняється механічною міцністюта проводиться за різними ГОСТ - 3919.1-96 та 3919.2-96 відповідно.
Спиляні та позбавлені сучків колоди окоріваються (очищаються від кори) і нарізаються вручну або на торцювальному верстатіна відрізки однакової довжини. У зимовий часстовбури попередньо витримуються у ванні з теплою водою для надання замерзлої деревині необхідної пластичності.
Оциліндрування та лущення
Як правило, ці дві операції виконуються на одному верстаті. Спочатку заготівлі додається циліндрична форма; потім з неї по спіралі, що звужується, знімається шар деревини товщиною близько міліметра. Черенок, що залишився, у виробництві не використовується.
Нарізка на листи
Вона супроводжується сортуванням матеріалу. Дефектні ділянки аркушів вирізаються; смуги невеликої (менше 1,5 м) ширини можуть бути використані для склеювання в цілий лист.
Нарізка шпону на листи та первинне сортування.
Потім шпон проходить клеєвальці, де він промазується сполучною.
Довідка: у виробництві фанери ФК використовується карбамідоформальдегідна смола.
Так звана технічна фанера ФСФсклеюється фенолформальдегідними смолами, що дозволяє віднести це виробництво до категорії шкідливих.Сушіння в пресі
Для сушіння листів використовується гідравлічний пресз прогріванням плит перегрітою парою. Типова температура сушіння близько 200 градусів. Тривалість цієї частини циклу становить від 30 хвилин до 2 годин, залежно від товщини листа.
Сушіння здійснюється при інтенсивній примусовій вентиляції приміщення: як уже говорилося, формальдегіди аж ніяк не корисні для здоров'я.
Вивантаження із преса.
Обрізка
Просушений лист є неохайний сендвіч з нерівними кромками. Щоб перетворитися на готовий для продажу виріб, він проходить обрізку на верстаті розпилювання.
Зверніть увагу: згідно з вимогами ГОСТ, кромки листа повинні бути перпендикулярні один одному.
Косина може становити трохи більше 2 мм на погонний метр.Сортування
Якість фанери визначається візуально і, залежно від зовнішнього виглядуповерхні дозволяє віднести її до одного з сортів - від елітного до четвертого.
До основних дефектів відносяться:
- Живі та випадаючі сучки;
- Тріщини, що розійшлися і не розійшлися;
- Здорові та болючі зміни кольору.
Ціна листа в залежності від сорту може різнитися вдвічі і більше.
Особливо варто відзначити два факти:
- Для матеріалу сорту Е (Еліта) неприпустимі навіть різкі переходи кольору та суттєві зміни структури поверхневого шару шпону;
Фото дозволяє оцінити різницю між елітним та іншими сортами.
- Розшарування шпону відразу відправляє лист у шлюб незалежно від сорту.
Складування
Встановлена вертикально або під нахилом фанерна плита здатна деформуватися під власною вагою завдяки плинності смол, що зв'язують шари шпону.
Крім того, ферментація може змінити колір верхнього шару на яскравому сонячному світлі.
Саме тому інструкція зі складування листів, що міститься у вітчизняних стандартах, наказує зберігати їх строго певним чином:
- у закритому приміщенні з постійною вологістю;
- захищеними від прямого сонячного проміння;
- у горизонтальному положенні, покладеними на піддони або підкладки.
Особливий випадок
Щоб уникнути плутанини у термінології, варто пояснити одну тонкість. Попри назву, перфорована фанера не має до шаруватого матеріалу зі шпону жодного відношення.
Так називається лист ХДФ (деревноволокниста плита високої щільності, вона ж - пресований оргаліт) з виконаними в ньому через рівні проміжки отворами. Матеріал використовується при оформленні вітрин, як фільонки шафові і внутрішніх дверейі т.д.
очумілі ручки
Чи може звичайна фанера проводитися в умовах невеликої приватної майстерні? По повному циклу - навряд чи, занадто габаритне обладнання потрібне для розпарювання, окорки стволів і лущення шпону. А ось склеювати шпон у готові листи в домашніх умовах цілком можливо.
Навіщо це потрібно? Наприклад, для виробництва так званої інженерної паркетної дошки, що складається з фанери ФК із наклеєним на неї шаром шпону з деревини твердих порід.
Найочевидніший спосіб налагодити кустарне виробництво - купити клеювальці і прес, благо обладнання для виробництва фанери цілком доступне за вартістю. Однак якщо фанера своїми руками вироблятиметься не на продаж, а виключно заради ремонту в власному будинку, Воно просто не окупиться.
План «Б» полягає в холодному склеюванні шпону з готовим фанерним листом:
Обклеювання фанери шпоном благородних порід.
- І покладений на рівну основу лист, і тильна сторона шпону промазуються клеєм ПВА;
- Шпон укладається на поверхню листа та розгладжується;
- Заготівля придавлюється листом товстої (22 - 27 мм) фанери і привантажується вагою 300 - 400 кг максимально рівномірно розподіленим по всій поверхні.
Повне просушування клею займе близько доби. Після цього часу лист нарізається на дошки необхідного розміру на стандартній стаціонарній циркулярці. Потім фрезерний верстатабо ручний фрезер для дерева з напрямною використовується для зняття фаски завглибшки близько міліметра.
Зверніть увагу: зі зрозумілих причин виготовлений таким чином паркет можна укладати лише на клей.
У відсутність кликових замків про плаваючу укладання не йдеться.Висновок
Сподіваємося, що наш матеріал видасться шановному читачеві досить пізнавальним. Обговорити його можна у коментарях, а відео у цій статті запропонує додаткову тематичну інформацію. Успіхів!
При будівництві моделей часто доводиться застосовувати шпони різної товщини. Зазвичай потрібну товщину одержують шліфуванням за допомогою грибка з наклеєною на торці шкіркою, вставленого в патрон. свердлильного верстата. Такий спосіб найдоступніший, але має ряд недоліків: низька продуктивність, неможливість обробити шпон товщиною менше 0,5 мм, оскільки через обертання грибка шпон виривається з рук і ламається, і, нарешті, основний недолік - це велика забрудненість повітря деревним пилом . Обробити більше трьох-чотирьох пластин не вдається навіть у респіраторі.
Усіх цих недоліків позбавлений сконструйований мною шліфувальний верстат, що працює за принципом зустрічного фрезерування. Він був виготовлений (за винятком зварювальних робіт) в умовах авіамодельної лабораторії. У його конструкції відсутні дефіцитні деталі та матеріали.
Всі вузли верстата кріпляться на підставі, що є паралелепіпедом розмірами 200x265x340 мм, зварений зі сталевих куточків 40x40x4 мм. До основи приварюються, крім того, два кронштейни, виготовлені зі швелера № 8, для кріплення корпусів підшипників барабана.
Барабан (основний робочий орган) та його шків - литі. Як матеріал використаний алюмінієвий сплав АЛ-25, з якого виготовлені поршні автомобільних двигунів. Поршні розплавляються в печі муфельної, а потім відливаються в піщану форму. Отвори в барабані під поворотний болт-затискач шкурки та противаковий болт повинні бути просвердлені симетрично щодо його осі. До речі, маса у першого (разом із «собачкою» фіксатором) і маса другого мають бути рівними. В іншому випадку в результаті дисбалансу виникне вібрація, яка призведе до передчасного зношування підшипників і позначиться на працездатності верстата.
Корпуси підшипників виконані звареними. Остаточний розмір під підшипники у корпусах розточується після зварювання. Барабан приводиться в обертання за допомогою клиноременної передачі від електродвигуна потужністю не менше 300 Вт, з кількістю оборотів за хвилину від трьох до п'яти тисяч, з досить великим пусковим моментом, так як барабан має досить пристойну масу, незважаючи на те, що він виконаний із алюмінієвого сплаву. Цій вимогі відповідають колекторні електродвигуни. Я використовував на верстаті мотор від побутового електрополотера.
Принципово важливим у пропонованій мною конструкції шліфувального верстатає наявність системи відсмоктування забрудненого тирсою та деревним пилом повітря. Ця система робить верстат екологічно чистим і більш «комфортабельним» під час роботи, оскільки дозволяє обійтися без респіратора. Для відсмоктування тирси використаний відцентровий вентилятор-нагнітач системи опалення салону автомобіля, який встановлюється на різьбовому кінці осі барабана. Такий «пилосос» за продуктивністю не поступається побутовому агрегату.
Кожух вентилятора кріпиться до кронштейна підшипника за допомогою гвинтів-баранчиків, що дозволяють швидко знімати його, коли виникає необхідність замінити шкірку, що зносилася. На нагнітальний патрубок одягається мішечок із щільної тканини для збору тирси. Всмоктуючий отвір кожуха вентилятора з'єднується з порожниною кожуха барабана за допомогою патрубка. Патрубок виклеюється зі склотканини на пінопластовій болванці, яка потім виплавляється ацетоном. Порожнина кожуха барабана утворена двома концентричними оболонками, привареними до торцевих пластин-фланців. Внутрішня з них може бути приварена уривчастим швом, а зовнішня - обов'язково суцільною, щоб уникнути втрат тиску. Відстань між оболонками вибирається з умови рівності площі всмоктуючого отвору кожуха вентилятора площі двох щілин, що утворюються оболонками. У передню щілину всмоктується тирса, що викидається барабаном при шліфуванні, а в задню - тирсу, яка захоплюється шкіркою і викидається відцентровою силою барабана.
Кожухи барабана та ремінної передачі та обшивка основи верстата виготовлені з сталевого листазавтовшки 1,5 мм. Вісь барабана виточена зі сталі 30, інші деталі - зі сталі 10.
Операція із заправки шкурки проста і досить наочно показана малюнку. Натяжка шкурки здійснюється за допомогою важеля-«собачки», одягненого на квадратну частину поворотного болта-затиску шкурки і фіксується в одному з п'яти положень.
Стіл виготовляється із сталевого листа товщиною 10 мм та має розміри 180x350 мм. Його робоча поверхня має бути рівною, по можливості відшліфованою на плоскошліфувальному верстаті. Стіл, шарнірно закріплений на підставі, піднімається та опускається за допомогою регулювального болта, що дає можливість отримувати шпон завтовшки від 0,3 до 30 мм. Необхідний розмірвстановлюється за лінійкою, пригвинченою до основи. Лінійка градуюється за допомогою мірних брусків, що затискаються між барабаном та столом.
Про непогану продуктивність верстата красномовно свідчить той факт, що за один прохід можна знімати «стружку» завтовшки до 1,5 мм.
