Совершенствование технологического процесса раскроя круглых лесоматериалов на базе исправительного учреждения уголовно-исполнительной системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья

на тему: Совершенствование технологического процесса раскроя круглых лесоматериалов на базе исправительного учреждения уголовно-исполнительной системы

Выполнил:

Гусев Евгений Павлович



В статье приведён анализ технологических процессов раскроя лесоматериалов на базе исправительного учреждения уголовно-исполнительной системы.

Экология, лесоматериалы, технология, природопользование



В настоящее время труд относится к числу основных средств исправления в системе обеспечения социальных прав и свобод осужденных. При этом мы говорим не только об исправлении с точки зрения уголовного кодекса, но и о более сложном явлении -- нравственном исправлении, когда общепринятые нормы и правила жизни в обществе осужденный соблюдает глубоко осознанно, а не из-за боязни угрозы нового наказания [1-7].

Общественно полезный труд необходим не только для погашения затрат на содержание осужденного, но и для привития ему способности обеспечивать свое существование за счет общественно полезной деятельности, а не противоправными поступками и действиями [8-13].

В соответствии с Концепцией развития уголовно-исполнительной системы Российской Федерации до 2020 г., утвержденной Постановлением Правительства Российской Федерации от 14 октября 2010 г. № 1772-р [14], особое внимание должно уделяться совершенствованию производственно-хозяйственной деятельности уголовно-исполнительной системы [15-20], созданию необходимых условий для трудовой занятости осужденных и повышению экономической эффективности их труда [21-26].

Основной частью права на благоприятную окружающую среду является понятие «экологическая безопасность», то есть состояние защищенности жизненно важных экологических интересов человека и прав на здоровую и благоприятную для жизни окружающую природную среду [6,27-33], в том числе и в рамках функционирующего технологического процесса в рамках системы УИС.

Любое деревообрабатывающее производство как один из элементов инновационной экономико-производственной деятельности [34-37] уголовно-исполнительной системы начинается с оборудования для лесопиления. Лесопильное оборудование -- это оборудование для первичной механической обработки круглого леса. Используется для раскроя брёвен и бруса на обрезные и необрезные пиломатериалы.

Пиломатериалы -- это материалы из древесины установленных размеров и качества, имеющие, как минимум, две плоско-параллельные пласти, полученные путём распиливания брёвен вдоль волокон [38].

Одним из факторов, влияющих на экономическую эффективность лесопильного производства, является рациональный раскрой круглых лесоматериалов по оптимальным поставам, который основывается на выборе необходимого способа распиловки для определенной размерно-качественной группы бревен, имеющейся на предприятии, и подборе оптимальных сечений пилопродукции с учетом специальных требований, предъявляемых к пиломатериалам, по расположению годичных слоев древесины на пласти доски.

По числу одновременно работающих в станке пил различают индивидуальный и групповой способы раскроя брёвен.

Индивидуальный раскрой осуществляется последовательно одной пилой. Всё бревно раскраивается за несколько проходов. Каждый рез независим от предыдущего и может быть в любой выбранной плоскости с учётом особенностей распиливаемого бревна.

Групповой раскрой осуществляется одновременно несколькими пилами, установленными в соответствии с размерами выпиливаемых пиломатериалов на одном станке или линии. При этом можно раскроить всё бревно на пилопродукцию за один проход. Данный вид раскроя имеет широкое применение и является более производительным, чем индивидуальный [39].

По направлению пропилов в бревне, а также числу проходов бревна через бревнопильные станки различают следующие способы раскроя бревен [39]: вразвал, с брусовкой, секторный, сегментный, развально-сегментный, брусово-сегментный, круговой.

Раскрой бревен вразвал характеризуется их делением по параллельным плоскостям одним или несколькими режущими инструментами. Этот способ используется для получения необрезных досок с различным расположением пластей относительно годичных слоев. Способ является рациональным при раскрое бревен диаметром до 18 см и для сырья,имеющего искривление стволов. Необрезные доски, полученные после развала бревна, могут быть переработаны в обрезные или переданы для раскроя на заготовки в необрезном виде.

Раскрой сырья с брусовкой применяется в том случае, когда преобладающее количество готовой продукции должно иметь определенные размеры поперечного сечения. Деление с брусовкой наиболее широко распространено для раскроя бревен крупных диаметров при получении пиломатериалов общего назначения со смешанной ориентацией пластей относительно годичных слоев. Распиловка осуществляется за два прохода на многопильном оборудовании. По этой схеме вначале из круглого леса получают один или несколько брусьев толщиной, равной ширине доски, которые потом делятся на доски требуемых толщин. Количество выпиливаемых брусьев зависит от диаметра бревна.При распиловке толстомерных бревен диаметром 36-40 см выпиливают два или три бруса.

Преимущества раскроя бревна с брусовкой перед раскроем бревна вразвал заключаются в том, что он увеличивает процент выхода спецификационных обрезных пиломатериалов, позволяет получать обрезные доски одной ширины и лучшего сорта за счет использования качественных зон бревна. Недостатком является необходимость двух лесопильных станков, что увеличивает площадь цеха [39].

Для выработки специальных видов пилопродукции радиальной или тангенциальной распиловки, требующих четкой ориентации пластей пиломатериалов относительно годичных слоев древесины, применяют секторный и сегментный способы раскроя. Разновидностью последнего являются развально-сегментный способ (для выработки пилопродукции преимущественно радиальной распиловки) и брусово-сегментный (для выработки тангенциальной пилопродукции).

Секторный способ раскроя бревен обеспечивает получение как радиальных, так и тангенциальных пиломатериалов. Сначала круглый лесоматериал распиливается на секторы, количество которых может быть от 4 до 8 в зависимости от диаметра. Затем каждый сектор распиливается на пиломатериалы с заданной ориентацией годичных колец. Этим способом целесообразно распиливать круглые лесоматериалы диаметром 32 см и более.Однако при секторном раскрое бревен получается большое количество отходов треугольного сечения. Этот вид раскроя бревен трудоемкий, так как выполняется индивидуальным способом, поэтому применяется редко.

Сегментный способ характеризуется тем, что круглый сортимент распиливается сначала на сегменты, а затем сегменты раскраиваются на доски. Данный способ раскроя применяют для распиловки крупных лесоматериалов диаметром 26 см и более.

Круговой способ раскроя бревен заключается в последовательном повороте бревна на 90° после отпиливания нескольких параллельных досок. Этот способ используется при индивидуальном раскрое круглых лесоматериалов диаметром 32 см и более, особенно пораженных ложным ядром или сердцевинной гнилью, поскольку при этом появляется возможность отделить качественные пиломатериалы от центральной низкокачественной зоны бревна [40].

Каждый способ раскроя бревна представляется в схему, носящую название постава, на которой показаны порядок и место пропилов, их толщина. А понятие «постав пил» подразумевает набор пил в станке при групповой распиловке. Расстояние между пилами определяется толщиной межпильных прокладок, которая дается с учетом толщины пиломатериала. По расположению пропилов относительно оси постава постав может быть симметричным и несимметричным. При симметричном поставе пропилы попарно симметричны относительно его оси, при несимметричном -- пропилы нессиметричны. По числу досок постав может быть четным или нечетным. В нечетных симметричных поставах сердцевина бревна попадает в среднюю доску -- сердцевинную, в четных симметричных поставах сердцевина попадает в центральный пропил между двумя центральными досками [40].

Таким образом, постав -- это план-схема раскроя однородных по размеру и качеству древесины бревен на пиленую продукцию заданных размеров и качества. От правильного составления поставов зависит возможность выработки пилопродукции заданных характеристик и степень рационального использования пиловочного сырья.

Бревнопильные станки являются головным оборудованием в лесопильном производстве. К ним относятся станки, служащие для выполнения основной технологической операции лесопильного производства -- продольной распиловки бревен на пиломатериалы. Производительность бревнопильного оборудования определяет производственную мощность предприятия, которая может выражаться двумя показателями: объёмом распиливаемого сырья, производством пиломатериалов в год.

Характерный классификационный признак технологической стороны бревнопильного оборудования -- вид пильного инструмента, в свою очередь определяющий тип станка, а вместе с ним и технологическую сторону распиловки. По этому признаку станки для продольной распиловки бревен можно разделить на три типа: лесопильные рамы, имеющие в качестве пильного инструмента прямое полотно пилы конечной длины с поступательно-возвратным движением; круглопильные станки, имеющие в качестве пильного инструмента пильные диски непрерывного вращения; ленточнопильные станки, имеющие в качестве пильного инструмента бесконечную пильную ленту непрерывного движения в одном, постоянном направлении. Так же к данному типу оборудования можно отнести агрегатные линии, объединяющие несколько узлов на одной станине, обеспечивающих переработку круглого леса сразу в обрезной материал. Каждый из указанных типов станков классифицируется по различным видам в зависимости от технологических и конструктивных признаков [40].

В настоящее время на рынке представлен очень большой выбор бревнопильных станков и агрегатов, что позволяет создавать лесопильное производство практически любой производственной мощности для сырья любой спецификации.

Анализ конкурентных преимуществ оборудования следует проводить исходя из следующих принципов:

1. Размера экономически доступной лесосырьевой базы (возможных объёмов заготовок леса, который будет перерабатываться на приобретаемом оборудовании в течение предполагаемого срока эксплуатации).

2. Размерно-качественных характеристик сырья, т.е. его среднего, минимального и максимального диаметра, необходимости сортирования по группам диаметров, породного состава сырья, его сбежистости, сорта и других показателей пиловочника.

3. Размерно-качественных характеристик пиломатериалов и их востребованности на рынке.

4. Возможности экономически эффективной утилизации побочной продукции, минимизации отходов производства.

5. Возможности синхронизации оборудования в потоке по производительности, обеспечения максимального съёма продукции с каждого станка, его равномерной загрузке в течение смены.

6. Степени механизации и автоматизации процессов, выполняемых на бревнопильном оборудовании, уровня интеллектуальной поддержки управления станком.

7. Уровня конкурентоспособности производителя оборудования и условий продажи, доставки и монтажа.

Выбор конкретной модели оборудования определяется назначением, размерами и требуемым качеством пиломатериалов, особенностями выбранного метода раскроя брёвен, экономически доступными объёмами, качеством и размерами распиливаемого сырья и экономической эффективностью применения того или иного оборудования при различных условиях [41].

Лесопильная рама относится к станкам с периодическим движением пил и имеет в качестве режущего инструмента рамные пилы, натянутые в пильной рамке, с поступательно-возвратным движением в вертикальном направлении.

Основные части лесопильной рамы: станина с фундаментной плитой, механизм привода, механизм движения пильной рамки с пилами, механизм подачи бревна и органы управления [40,41].

Лесопильные рамы можно классифицировать по нескольким признакам:

1. По стационарности установки -- стационарные, переносные и передвижные. Стационарные рамы предназначаются для постоянно действующих предприятий. Это тяжелые, мощные и быстроходные станки с механизированными вспомогательными устройствами. Устанавливают их на длительный срок, на прочных, обычно бетонных, фундаментах. У переносных рам размеры, вес, скорость движения пил и подачи и производительность меньше, чем у стационарных. Переносные рамы монтируют на легких фундаментах и перевозят без значительной разборки на автомашинах, платформах или другими транспортными средствами. Передвижные рамы отличаются от переносных еще меньшим весом и установкой на колесном или каком-либо ином ходу. Их передвигают без демонтажа различными тягачами (тракторами, автомашинами и т. п.).

2. По высоте -- двухэтажные, полутораэтажные и одноэтажные. Такое разделение рам определяется потребностью в соответственном помещении и зависит от соотношения высоты нижней части, обычно содержащей приводной механизм, и верхней части, в которой движется пильная рамка и происходит распиловка бревен.

3. По месту расположения привода -- с нижним и верхним приводом. Обычно рамы изготовляют с нижним приводом, как более удобным и надежным в эксплуатации. Верхний привод встречается редко и только в одноэтажных рамах, преимущественно легкого типа.

4. По числу шатунов -- одношатунные, имеющие один шатун, соединенный с серединой нижней поперечины пильной рамки, и двухшатунные, имеющие по обеим сторонам два шатуна. Одноэтажные и полутораэтажные рамы строятся двухшатунными, а двухэтажные -- обычно одношатунными.

5. По числу поставов -- однопоставные, позволяющие одновременно пилить только одно бревно, и двухпоставные, предназначенные для одновременной распиловки двух, обычно тонких, бревен.

6. По конструкции посылочного механизма -- с непрерывной, однотолчковой и двухтолчковой подачей бревен.

7. По количеству посылочных вальцов -- четырехвальцовые и восьмивальцовые. Последние предназначены для распиловки коротких бревен и кряжей длиной от 1 м и более [40-42].

К техническим показателям лесопильной рамы относятся: тип рамы, просвет и высота хода пильной рамки, частота вращения вала в минуту, мощность привода, система механизма подачи, наибольшая конструктивная величина подачи (посылка) за один оборот вала рамы, масса рамы и ее габаритные размеры.

Просвет пильной рамки -- внутреннее расстояние между вертикальными стойками пильной рамки. Просвет определяет наибольший диаметр бревен, которые можно распиливать на раме. По ширине просвета лесопильные рамы подразделяются на узкопросветные (до 500 мм), среднепросветные (до 800 мм) и широкопросветные (до 1100 мм).

Высота хода пильной рамки -- расстояние, проходимое пильной рамкой сверху вниз за полный оборот коренного вала. Одноэтажные рамы строятся высотой от 220 до 410 мм, двухэтажные -- до 700 мм.

Скорость вращения коленчатого (коренного) вала рамы, или число двойных ходов пильной рамки в минуту, колеблется от 210 до 450. Рамы с меньшим просветом имеют более легкую пильную рамку и соответственно большую частоту вращения.

Мощность привода определяет тип и потребную мощность электродвигателя и возможную производительность рамы.

Система механизмов подачи характеризует способ продвижения бревна в процессе распиловки. Есть два вида подачи и две системы механизмов подачи: непрерывная и толчковая. Толчковая подача делится на одно- и двухтолчковую. При непрерывной подаче бревно продвигается в раму непрерывно во время холостого и рабочего ходов пильной рамки; при однотолчковой подаче -- только за рабочий или только за холостой ход; при двухтолчковой -- один толчок происходит за рабочий, другой -- за холостой ход пильной рамки. Быстроходные лесопильные рамы снабжены механизмами непрерывной подачи бревен.

Большое значение для производительности рамы имеет посылка -- наибольшая возможная конструктивная величина подачи за один оборот вала рамы, которая определяется конструкцией механизма подачи [42].

Для подачи бревен в лесопильные рамы и транспортирования от них пиломатериалов используются впередирамные и позадирамные механизмы.

Впередирамная тележка выполняет центрирование бревна по поставу, закрепление его в нужном положении и подачу в лесопильную раму. Тележка представляет собой сварную раму на колесных скатах, перемещающихся по рельсовому пути по направлению подачи бревна.

Позадирамные механизмы расположены за рамами. К ним относятся направляющие аппараты, которые чаще всего монтируются на самой лесопильной раме, роликовые конвейеры для продольного и механизмы для поперечного перемещения бруса и досок, сбрасыватели досок [43].

Рамные пилы -- режущий инструмент лесопильных одно-, двухэтажных рам. Они предназначены для продольной распиловки бревен на брусья, бруски и доски.

Рамные пилы изготовляются двух типов. Пилы первого типа имеют на концах приклепанные планки, а у пил второго типа их нет. Рамные пилы первого типа крепятся в пильных рамках с помощью съемных захватов и применяются в лесопильных рамах с непрерывной подачей. В этих рамах в зависимости от величины подачи бревна требуется изменение уклона пил, а конструкция рамных пил с планками допускает необходимое изменение. Пилы второго типа крепятся в пильной рамке с помощью приклепанных захватов и применяются в основном в лесопильных рамах с толчковой подачей бревна за рабочий ход, в которых не требуется изменение уклона. Te и другие пилы могут работать с разведенными плющеными зубьями.

Рамная пила имеет два основных элемента: полотно и зубчатый венец, насеченный на одной из его кромок. Полотно пилы характеризуется его размерами: длиной, шириной и толщиной. Длина рамных пил зависит от высоты хода пильной рамки и максимального диаметра распиливаемого бревна.

По ширине пилы для вертикальных лесопильных рам выпускаются трех размеров: 160, 180, 200 мм. Минимальная ширина полотна, которая обеспечивает достаточную прочность и жесткость пил при работе, составляет приблизительно 75 мм.

В лесопилении применяются рамные пилы нескольких конструктивных вариантов.

Пилы со встречными подсечными зубьями могут срезать группы волокон, образующихся на нижней пласти распиливаемого бруса и связанных с ней одним из концов. Шаг подсечных зубьев 16 мм, нарезаются они с таким расчетом, чтобы при верхнем мертвом положении нижний подсечный зуб входил в пропил на 10--12 мм, развод на 0,1--0,2 мм больше принятого для режущих зубьев пилы.

Пилы со строгальными резцами используются для одновременного строгания пилопродукции с большой влажностью при невысоких требованиях к чистоте поверхности. Недостатком таких пил является сравнительно малый срок службы из-за наличия прорезей под строгальные резцы.

Пилы с зубьями, оснащенными пластинками из твердых сплавов -- наиболее эффективный вид режущего инструмента. Однако создание надежных работоспособных пил подобного рода требует широкого производственного экспериментирования [43].

Достоинства.

· Привычность. Пилорамы -- традиционный и наиболее распространенный в России тип оборудования. Имеются опытные кадры по эксплуатации пилорам и подготовке режущего инструмента, что для российских условий немаловажно.

· Высокая производительность. Пилорама -- станок проходного типа, т.е. брёвна распиливаются за один проход и могут подаваться торец в торец.

· Неприхотливость к условиям работы.

· Простота обслуживания.

Недостатки.

· Быстрый износ. Принцип действия пилорам основан на возвратно-поступательном движении пильной рамки, приводимой коленчатым валом, что приводит к быстрому износу механизма рамы, и, соответственно, к необходимости частой замены деталей и узлов.

· Низкое качество пиломатериала. В пилораме распиливаемое бревно находится в постоянном движении относительно основных базирующих элементов, что приводит к "гулянию" и "прыганью" бревна на сучках и других неровностях и, соответственно, к нарушениям геометрии и ухудшению чистоты поверхности пиломатериала.

· Жесткие требования к сырью. Для получения качественной продукции брёвна должны иметь кривизну до 1%, сучья спиленные заподлицо и т.д.

· Необходимость сортировки сырья. Пилорама требует сортированного по диаметрам сырья, что вынуждает содержать громоздкий и дорогостоящий сортировочный участок.

· Низкий выход продукции. Все бревна одного типоразмера распиливаются одинаково, невзирая на их индивидуальные особенности. Нарушения геометрии и чистоты поверхности вынуждает увеличивать припуски. Сортировка, как правило, производится грубо (через два четных диаметра), что также приводит к потере как общего выхода, так и доли выхода дорогой (толстой) доски.

· Сложный и длительный монтаж. Требуется специальный, тяжелый фундамент [39-41].

Таким образом, пилорамы хорошо приспособлены для промышленного лесопиления, но являются устаревшим оборудованием. В мире они практически не используются и не производятся. В условиях конкурентной борьбы предприятиям необходимо снижать затраты по потреблению электроэнергии, увеличивать объёмный выход пиломатериалов, а также повышать качество поверхности, точность размеров и формы выпиливаемых пиломатериалов. Однако, существуют схемы лесопильных потоков с применением современных станков второго ряда (многопильных круглопильных и ленточных делительных), которые позволяют минимизировать влияние недостатков пилорам и максимально использовать их достоинства.

Для распиловки главным образом толстых и фаутных бревен применяют ленточнопильные станки, которые можно использовать также для специальных видов индивидуальной распиловки, для окантовки на брусья толстых кряжей.

Ленточнопильный станок для распиловки бревен состоит из станины, двух пильных шкивов, огибаемых бесконечной пильной лентой, тележки, на которой укрепляют распиливаемое бревно, рельсового или роликового пути и привода, приводящего в движение как механизм резания, т. е. пилу со шкивами, так и механизм подачи тележки [43].

Имеются ленточнопильные станки двух типов: вертикальные и горизонтальные. В первых пильные шкивы расположены один над другим по вертикали, а во вторых -- по горизонтали. Наиболее употребляемыми являются вертикальные станки [40].

Ленточнопильные станки, используемые на лесопильных предприятиях малой производственной мощности, относятся к позиционному типу и разделяются на две группы:

· делительные станки с шириной ленты от 60 до 150 мм и диаметром шкивов от 800 до 1300 мм;

· однопильные бревнопильные станки с шириной ленты от 125 до 300 мм и диаметром шкивов от 1000 до 2400 мм.

Ленточнопильные станки, используемые на средних и крупных предприятиях, можно разделить по следующим признакам:

· по количеству пил: одно-, двух- и многопильные;

· по расположению пильных механизмов: с последовательным расположением пил (тандемом) и параллельным, симметричным относительно направления подачи;

· по максимально возможному распиливаемому диаметру бревен;

· по ширине пильной ленты [44].

Многопильные ленточнопильные агрегатные станки компонуются из однопильных станков и могут быть либо сдвоенными, либо счетверенными в зависимости от количества объединяемых однопильных узлов.

Последний вариант агрегирования (Roboquad) предусматривает использование пил с двухсторонней насечкой зубьев, что исключает из времени цикла распиловки холостой ход при подаче бревна и повышает производительность потока по сравнению с предыдущим вариантом, но всего лишь на 10…30 %, так как после каждого прохода требуется значительное поперечное перемещение модулей -- больше, чем на толщину отпиливаемой доски.

Большое распространение получила установка на первом проходе спаренных ленточнопильных станков с параллельным расположением пил. При этом производится отпиливание горбыльной части и выпиловка двухкантного бруса. Для раскроя двухкантного бруса на втором проходе также могут применяться несколько параллельно и последовательно расположенных ленточнопильных станков. При этом повышается объемный выход пиломатериалов, однако значительно увеличивается нагрузка на участок подготовки пил к работе за счет увеличения их количества, что не всегда обосновано и оправдано увеличением объемного выхода пиломатериалов [44].

Схема распиловки с использованием только ленточнопильного оборудования является наиболее актуальной при распиловке ценных пород древесины, так как позволяет увеличить объемный выход пилопродукции до 5% [42].

Особое внимание при выборе конкретной модели ленточнопильного оборудования следует уделить ширине пильного полотна. Производить групповую распиловку пиловочника узкими пилами неэффективно, так как при этом снижается точность формы пиломатериалов за счет меньшей жесткости ленточнопильных пил по сравнению с круглыми и рамными пилами [39,43].

Технические характеристики. Мощность главного привода у ленточнопильных станков относительно невелика и находится в пределах 50 -- 150 кВт, что выгодно отличает ленточнопильные станки от круглопильных станков и лесопильных рам.

Скорость подачи равно как и скорость пиления, в этих станках весьма значительна. В старых типах станков скорость подачи доходит до 10--15 м/мин, а в современных станках тяжелого типа скорость подачи доходит до 120 м/мин.

Скорость обратного холостого хода тележки доходит до 180 м/мин, а иногда и больше, скорость резания обычно около 50 м/сек.

Пильное полотно имеет ширину 20--300 мм и толщину 0,001--0,0007 диаметра пильных шкивов, которые достигают 2400 мм. Таким образом, толщина пропила получается около 1,6--4 мм в зависимости от ширины пильной ленты.

Ленточнопильные станки позволяют распиливать кряжи очень крупных диаметров (до 1,5--2 м), что невозможно сделать ни на лесопильных рамах, ни на круглопильных станках.

Более высокую производительность по сравнению с лесопильными рамами ленточнопильные станки дают в том случае, когда по характеру распиловки на бревно приходится малое число пропилов (распиловка на брусья, шпалы и т. п.) [43].

Рабочий инструмент. Рабочим инструментом ленточнопильных станков является стальная лента с одно- или двухсторонними зубьями, которая сварена в кольцо и крепится на два вращающихся барабана 0,5-1 м в диаметре.

Пильную ленту поставляют в рулонах длиной 4 и 6 м и шириной (с зубьями) 10-60 мм, толщина лент от 0,5 до 4 мм. Ленту размечают на отрезки необходимой длины и разрезают, после этого пилы спаивают, затачивают и разводят вручную или на специальных автоматах.

Различаются ленточные пилы двух видов: узкие пилы (до 50 мм) и широкие (от 80мм).

Ленточные пилы должны удовлетворять следующим требованиям: пильное полотно не должно иметь изгибов и трещин, количество зубьев пилы должно быть четным, последовательность развода -- правильной; место спайки должно быть зачищено и на 0,1-0,2 мм быть тоньше толщины полотна пилы; зубья должны быть остро заточены, без засинения, заворотов вершин; развод зубьев для древесины хвойных пород составляет 0,25-0,30 мм, для древесины твердых лиственных пород -- 0,20-0,25 мм.

Допускается использовать ленточные пилы после переточек, если их ширина не меньше половины первоначальной ширины.

При криволинейном пропиле ширина пилы должна быть такой, чтобы обеспечивался заданный радиус кривизны детали. Широкая пила при значительном закруглении может соскользнуть со шкивов. Для криволинейной распиловки используют пилы шириной 10-15 мм.

Существует три формы зубцов:

· стандартный -- используются на большинстве устройств. Отлично справляются с обработкой большинства видов материалов;

· загнутый -- режущие поверхности загнуты под острый угол, создавая положительный угол пиления. Хороши для работы с очень плотными породами древесины;

· редкий -- между зубцами большие расстояния, легче выводящие опилки. Форма зубцов не отличается от стандартной. Выполняют грубые спилы, используются для работы с цельными бревнами [38].

Достоинства.

· Высокая производительность. Производительность простейших станков несколько ниже, чем у круглопильных, а наиболее мощные модели превосходят в ряде случаев даже некоторые лесопильные рамы. Нагрев пилы отсутствует, ширина пильной ленты позволяет пилить на скоростях до 80 м/мин.

· Высокий выход продукции. Тонкий пропил, индивидуальный раскрой.

· Высокое качество продукции. Обеспечивается жестким базированием бревна и пренебрежимо малым усилием резания, а также возможностью предварительной оценки качества каждой доски.

· Низкий уровень текущих расходов. Обеспечивается высокой степенью механизации и автоматизацией производственного процесса,.

· Отсутствие необходимости предварительной сортировки брёвен как по качеству, так и по размерам, потому что индивидуальная распиловка дает возможность учитывать то и другое в самом процессе пиления.

· Возможность радиальной или иной специальной распиловки, требующейся при выпиливании специальных сортиментов.

· Отличная встраиваемость в лесопильные потоки.

· Не требует фундамента.

· Возможность распиливания бревен крупных диаметров, превышающих размером нормальные просветы лесопильных рам.

· Имеет высокую точность разреза и небольшую толщину.

Недостатки.

· Сложность эксплуатации. Требуется высокая квалификация производственного и обслуживающего персонала.

· Необходима частая замена пил. В среднем, одна хорошая пила, стоимостью в 800 руб. рассчитана на 10-12 м³ бревен, но после двух часов непрерывного пиления ее необходимо снимать для остывания. Для обеспечения двухсменной работы оборудования с узкой лентой потребуется не менее 100 пил в год [39].

Таким образом, ленточнопильная технология считается наиболее молодой и прогрессивной -- тонкий пропил и максимальные показатели коэффициента выхода годного выдвигают ленточные станки на первые позиции в рейтинге лесопильного оборудования. Наряду с этим их использование накладывает определенные требования к квалификации рабочих на участках пиления и подготовки инструмента, что может негативно сказаться на точности формы получаемых пиломатериалов.

В деревообрабатывающих производствах для продольного раскроя брёвен так же применяют круглопильные станки.

Круглопильные станки бывают однопильные и многопильные; одновальные и двухвальные; с механизированной подачей: вальцами и дисками, цепью и упорами, гусеничным конвейером, конвейером и вальцами [44]. раскрой лесоматериал бревно круговой

На средних и крупных лесопильных предприятиях целесообразно использовать многопильное круглопильное оборудование проходного типа. При этом оно может быть использовано и на первом, и на втором проходах, соответственно для распиловки бревен и брусьев.

Выбор одно- или двухвального оборудования зависит от размерных характеристик бревен или брусьев поступающих в распиловку.

Одновальные круглопильные многопильные станки имеют высоту пропила не превышающую 380 мм, при диаметре пильного диска 900 мм. Для бревен и брусьев больших диаметров, свыше 32-34 см, применяют двухвальные многопильные круглопильные станки проходного типа, позволяющие производить распиловку толстомерного сырья с суммарной высотой пропила в среднем 400 -- 520 мм. Пильный механизм в этом случае состоит из двух валов: нижнего и верхнего, с расположенными на них в одной вертикальной плоскости нижних и верхних пил. Использование двухвальной технологии позволяет уменьшить ширину пропила, с 6 до 5 мм, за счет использования более тонких пил [43].

Для уменьшения ширины пропила используется также устройство «плавающих» пил.

Плавающие пилы не зажимаются плотно шайбами на валу и имеют возможность самоустанавливаться в пропилах, перемещаясь вдоль оси вала в пределах долей миллиметра (0,1…0,2), а появляющаяся вибрация пил гасится с помощью специальных демпфирующих направляющих.

Устойчивость тонкой (1,8…2,2 мм) пилы в работе обеспечивается за счет того, что она удерживается от бокового смещения не в области посадочного отверстия (шайбами), а в зоне резания (демпфирующими прокладками). Благодаря отсутствию изгибающих напряжений и за счет охлаждения пил водовоздушной смесью повышается не только устойчивость пил в работе, но и период их стойкости между переточками [43].

Отдельно следует выделить технологию «углового пиления» круглопильными станками со взаимно перпендикулярными пилами. Использование этих станков повышает выход радиальных пиломатериалов на 15 -- 20 %, при некотором снижении производительности за счет сложной схемы раскроя бревна, что оправдывается их большей рыночной стоимостью. Также при использовании этого метода раскроя оператору легче визуально определять качество выпиливаемых пиломатериалов и, соответственно, появляется возможность внесения изменений в поставы пил в зависимости от качества пиловочных бревен [44].

Круглопильные станки дают высокую производительность, но вместе с тем и несколько большее количество опилок вследствие большой толщины пил. Обычно на этих станках устанавливают пилы толщиной 2,6--4 мм, что дает ширину каждого пропила 4,4--6 мм. Это уменьшает выход пиломатериалов примерно на 2--4% по сравнению с распиловкой на лесопильных рамах и увеличивает энергозатраты. Мощность, потребляемая тем или другим станком, составляет около 100 кВт [40-43].

Режущим инструментом круглопильных станков являются пильные диски (рис. 2.16). Основными конструктивными параметрами круглых пил являются: наружный диаметр, диаметр посадочного отверстия, толщина, число зубьев. Геометрия режущих зубьев круглых пил характеризуется линейными и угловыми параметрами. К линейным параметрам относятся: шаг и высота зубьев, радиус скругления впадины, длина задней грани.

Диаметр дисковых плоских пил может быть равным 125--1500 мм, а диаметр посадочного отверстия 27 мм для пил диаметром 125 мм, 32 мм для пил диаметром 160--250 мм, 50 мм для пил диаметром 320--1500 мм. Диаметр посадочного отверстия пил диаметром 400--500 мм при использовании их в многопильных станках для распиловки бруса равен 80 мм. Толщина пил 1--5,5 мм с градацией от 0,2 до 0,5 мм в зависимости от диаметра.Число зубьев может быть 24, 36, 48, 60,

72. Угловые параметры зубьев установлены с учетом условий работы режущих лезвий зубьев.

Нормальная устойчивая работа круглой пилы возможна только при правильном выборе диаметра и толщины диска, а также диаметра фланца, закрепляющего пилу на шпинделе станка [42].

Достоинства:

· У циркулярной технологии самая высокая скорость реза: бревно длиной в 6м пилится за 8-14секунд.

· На таких станках хороший показатель выхода годного для реза материалов радиальным способом.

· Высокое качество распила, строгое соблюдение геометрии пиломатериала (допуск ± 1 мм).

· Хорошая производительность: по обрезному материалу -- до 15 м3/смену. Хорошо справляются с твердой древесиной, грязными, смолянистыми бревнами, так как пилы имеют твердосплавные или стеллитированные зубья.

· Рез -- индивидуальный, подсортировка бревен не требуется.

· Низкие затраты на комплектацию: 3-4 пилы хватит на 2 года продуктивной работы.

Недостатки:

· Высокая стоимость не только самого оборудования, но и обслуживающих станков.

· Необходимы операторы высокой квалификации -- без опытного пилоправа круглопильный станок будет производить продукцию низкого качества с высоким количеством отходов.

· Высокая стоимость пил. Хотя она рассчитана на высокий КПД (до 3000 м³ обрезных материалов), раз в неделю требуется формирование зубьев и балансировка на специальном станке.

· Средняя толщина реза -- 5,5 мм (при толщине пилы в 4 мм), при этом коэффициент выхода годного -- около 52%. Более тонкие пилы толщиной 3,2-3,6 мм могут немного повысить этот показатель (до 58%), но их рекомендуется использовать, только при наличии хорошего пилоправа [43].

Таким образом, основными достоинствами круглопильных станков являются высокая точность формы и размеров получаемых пиломатериалов, наибольшая скоростью подачи среди всех видов бревнопильного оборудования и продолжительный ресурс работы инструмента, что в значительной степени компенсирует большую ширину пропила.

Проведя анализ различных типов бревнопильного оборудования, следует отметить, что наиболее рациональным будет использование горизонтальных ленточнопильных станков в качестве оборудования первого ряда для получения лафета, необрезных досок и горбыля, многопильного круглопильного станка в качестве оборудования второго ряда для раскроя лафета на обрезной и необрезной пиломатериал.

Обоснованность выбора горизонтальных ленточнопильных станков заключается в следующем:

· использование технологии ленточного пиления обеспечивает тонкий пропил, по сравнению с другими типами оборудования, что даёт минимум отходов и повышает процент выхода пилопродукции, высокое качество пиления, строгое соблюдение геометрии;

· при использовании ленточнопильных станков не требуется подсортировка брёвен как по размерам, так и по качеству;

· возможность раскроя сортиментов больших диаметров, что не осуществимо на станках других типов;

· технология индивидуального раскроя позволяет учесть особенности формы и пороков древесины, провести предварительную оценку каждой выпиливаемой доски;

· горизонтальные ленточнопильные станки просты в обращении и устройстве, а также в разы дешевле вертикальных ленточнопильных станков;

· низкое энергопотребление по сравнению с другими типами лесопильного оборудования.

Обоснованность выбора многопильного круглопильного станка заключается в следующем:

· высокая скорость подачи обрабатываемого материала;

· строгое соблюдение геометрии и размеров выпиливаемого пиломатериала;

· большой ресурс работы инструмента;

· высокая производительность.

Таким образом, в результате анализа оборудования для лесопильного потока, были выбрано то, которое повысит эффективность труда осуждённых в исправительном учреждении.



Список литературы

1. Мокрецов Ю.В., Титов Д.В., Крюкова Д.Ю. Социальные права осужденных: мотивация труда//В сборнике: Уголовно-исполнительная система на современном этапе: взаимодействие науки и практики материалы Международной научно-практической межведомственной конференции. Под общей редакцией А.А. Вотинова. 2016. С. 420

2. Титов Д.В. Вопросы применения современных генераторов теплоты на биотопливе в производственной деятельности исправительных учреждений//В сборнике: Актуальные проблемы производственного сектора УИС сборник материалов научно-практического семинара. 2016. С. 17-20

3. Мокрецов Ю.В. Проблемы стимулирования труда осужденных//В сборнике: Актуальные проблемы производственного сектора УИС сборник материалов научно-практического семинара. 2016. С. 24-25

4. Андронова М.М., Корчагов С.А., Стребков Н.Н. Вопросы участия исправительных учреждений в лесовосстановительных работах//В сборнике: Актуальные проблемы производственного сектора УИС сборник материалов научно-практического семинара. 2016. С. 8-12

5. Титов Д.В., Мокрецов Ю.В. Применение систем автоматизации в процессе подготовки инженеров в ВИПЭ ФСИН России//Ведомости уголовно-исполнительной системы. 2016. № 2 (165). С. 40-42

6. Мокрецов Ю.В., Кириловский О.В. Современные проблемы реализации третьего поколения прав человека в УИС//В сборнике: Уголовно-исполнительная система на современном этапе: взаимодействие науки и практики материалы Международной научно-практической межведомственной конференции. Под общей редакцией А.А. Вотинова. 2016. С. 418

7. Андронова М.М., Корчагов С.А., Стребков Н.Н. К вопросу участия пенитенциарных учреждений в лесовосстановительных работах//Ведомости уголовно-исполнительной системы. 2015. № 7 (158). С. 2-4

8. Титов Д.В., Васильева В.О. Практика применения технологий моделирования процессов в подготовке обучающихся инженерной специализации//В сборнике: Актуальные проблемы производственного сектора УИС сборник материалов научно-практического семинара. 2016. С. 13-16

9. Мокрецов Ю.В., Дербин С.В. Вопросы применения уголовных наказаний в сфере экологических преступлений//В сборнике: Уголовное наказание в России и за рубежом: проблемы назначения и исполнения сборник материалов международной научно-практической конференции (к 60-летию принятия ООН Минимальных стандартных правил обращения с заключенными). ФКОУ ВО «Вологодский институт права и экономики Федеральной службы исполнения наказаний». 2016. С. 90-93

10. Титов Д.В. Оценка потенциала энергосбережения в производственной деятельности исправительных учреждений//В сборнике: Уголовное наказание в России и за рубежом: проблемы назначения и исполнения сборник материалов международной научно-практической конференции (к 60-летию принятия ООН Минимальных стандартных правил обращения с заключенными). ФКОУ ВО «Вологодский институт права и экономики Федеральной службы исполнения наказаний». 2016. С. 365-369

11. Андронова М.М., Савельева В.А. Разработка показателей оценки природоохранной деятельности учреждений УИС//Вестник института: преступление, наказание, исправление. 2008. № 4. С. 68-70

12. Мокрецов Ю.В., Крюкова Д.Ю. Система поддержки принятия решений в автоматизированных инженерных комплексах учреждений УИС//В сборнике: Информационные технологии и математические методы в деятельности УИС и образовании материалы межвузовского круглого стола. 2014. С. 53-58

13. Титов Д.В. Практика применения технологий моделирования процессов в подготовке обучающихся инженерной специализации//В сборнике: Информационные технологии в управлении, обучении, правоохранительной деятельностисборник материалов IV международной электронной научной конференции. 2016. С. 96-98

14. Концепция развития уголовно-исполнительной системы Российской Федерации до 2020 г., утвержденная Постановлением Правительства Российской Федерации от 14 октября 2010 г. № 1772-р

15. Мокрецов Ю.В., Титов Д.В., Авдеев Ю.М. 3-D моделирование процессов получения высококачественной конкурентноспособной продукции в сфере деревобработки//В сборнике: Повышение эффективности лесного комплекса республики Карелия материалы четвертой республиканской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, докторантов. 2013. С. 22-24

16. Авдеев Ю.М., Титов Д.В., Мокрецов Ю.В. Моделирование процессов в деревообработке с целью получения конкурентно способной высококачественной продукции//В сборнике: Научное пространство Европы-2013 = Naukowa przestrzeс europy-2013 Материалы IX Международной научно-практической конференции = Materiaіy ix miкdzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji. 2013. С. 6-8

17. Шаратинов А.Д., Мокрецов Ю.В. Использование ale adaptive meshing при моделировании деталей со сложной геометрией//В сборнике: Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования X Международная научно-техническая конференция. 2015. С. 192-195

18. Шаратинов А.Д., Мокрецов Ю.В. Исследование влияния теплопроводности элементов рекуперативного теплообменника на эффективность его работы//В сборнике: Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования X Международная научно-техническая конференция. 2015. С. 195-199

19. Шкарин Б.А., Мокрецов Ю.В. Создание унифицированных трехмерных моделей деталей в системах автоматизированного управления жизненным циклом изделий//Информационные технологии в проектировании и производстве. 2009. № 3. С. 23-27

20. Мокрецов Ю.В. Совершенствование технической подготовки производства при выпуске инновационной продукции диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук / Вологодский государственный технический университет. Вологда, 2011

21. Торопов А.С., Швецов П.А., Титов Д.В., Стребков Н.Н., Андронова М.М., Глазов А.В. Установка для поперечной распиловки древесины патент на полезную модель RUS 102910 02.09.2010

22. Мокрецов Ю.В. Совершенствование технической подготовки производства при выпуске инновационной продукции автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук / Вологодский государственный технический университет. Вологда, 2011

23. Мокрецов Ю.В. Организация производства, обеспечивающая актуализацию жизненного цикла продукции//Экономический анализ: теория и практика. 2011. № 8. С. 28-33

24. Титов Д.В. Разработка методики построения нестационарной энтропийной модели элемента промышленной теплоэнергетической системы … автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Череповецкий государственный университет. Череповец, 2009

25. Титов Д.В. Разработка методики построения нестационарной энтропийной модели элемента промышленной теплоэнергетической системы … диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Череповецкий государственный университет. Вологда, 2009

26. Титов Д.В., Шахов О.А. Электроприводы производственного оборудования. учебное пособие / Д. В. Титов, О. А. Шахов; Федеральная служба исполн. наказаний, Вологодский ин-т права и экономики. Вологда, 2008

27. Авдеев Ю.М., Костин А.Е., Хамитова С.М., Мокрецов Ю.В. Экологическое состояние зелёных насаждений древесных фитоценозов//Успехи современной науки. 2017. Т. 5. № 2. С. 196-200

28. Белый А.В., Попов Ю.П. К вопросу обоснования системы обращения с твердыми бытовыми отходами на базе муниципальной ГИС//В сборнике: Вузовская наука - региону материалы Седьмой Всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Вологда, 2009. С. 252-254

29. Белый А.В., Попов Ю.П. Результаты комплексного исследования загрязнения окружающей среды от свалок ТБО сельских поселений вологодской области//В сборнике: Вузовская наука - региону Материалы Десятой Всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Вологда, 2012. С. 192-195

30. Попов Ю.П., Белый А.В. Оптимизация мест расположения площадок захоронения ТБО в Вологодской области//В сборнике: Вузовская наука - региону материалы Восьмой Всероссийской научно-технической конференции: в 2 томах. Вологда, 2010. С. 460-462

31. Тесаловский А.А. Особенности кадастрового обеспечения разработки схемы размещения объектов переработки и хранения отходов при планировании развития территорий//Евразийский юридический журнал. 2017. № 1 (104). С. 371-374

32. Тесаловский А.А., Горшкова Ю.С., Коновалова М.В., Сизова Л.А.Точность описания объектов кадастрового учета в трехмерном пространстве//В сборнике: Вузовская наука - региону материалы XIV Всероссийской научной конференции. Вологда, 2016. С. 183-185

33. Тесаловский А.А. Методика кадастровой оценки земель, резервируемых в целях строительства водохранилищ комплексного назначения//Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2011. № 23. С. 337-341

34. Заварин Д.А. Концепция активизации инновационной деятельности в строительстве//В сборнике: Проблемы и перспективы развития современной науки и образования сборник статей Международной научно-практической конференции. 2014. С. 105-110

35. Заварин Д.А. Направления инновационной деятельности субъектов регионального ИСК//Международный журнал экспериментального образования. 2014. № 8-3. С. 43-46

36. Заварин Д.А. Механизмы стимулирования инноваций в строительстве//Экономика строительства. 2014. № 6 (30). С. 22-31

37. Заварин Д.А. Инновационный путь развития региональных инвестиционно-строительных комплексов//Экономика и управление. 2014. № 7 (105). С. 18-25

38. Амалицкий, В.В. Деревообрабатывающие станки и инструменты: Учебник, В.В. Амалицкий. - 6-е издание, - М.: Издательский центр «Академия», 2011 г. - 400 с.

39. Голяков А.Д. Проектирование лесопильного производства: учебное пособие/ А.Д. Голяков. - 2-е изд., доп. - Архангельск: Северный (арктич.) Федеральный ун-т, 2015. - 130 с.

40. Калитеевский Р.Е. Лесопиление в XXI веке. Технология, оборудование, менеджмент. - М.: ПрофиКС, 2008. - 504 с.

41. Копейкин А.М. Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств: учебное пособие/ А.М. Копейкин, Р.В. Дерягин. - Вологда: ВоГТУ, 2013. - 95 с.

42. Леонтьев Л.Л. Пилопродукция: оценка качества и количества: учебное пособие. - СПБ.: Лань, 2010. - 328 с.

43. Рыкунин С. Н., Тюкина Ю. П., Шалаев В. С. Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств: Учебное пособие. - М.: МГУЛ, 2009. - 225 с.

44. Чубинский А.Н., Тамби А.А., Шагалова Т.А. Основы проектирования предприятий. Технологическое проектирование деревообрабатывающих производств: учебное пособие. - СПб, 2010. - 169 с.

Размещено на Allbest.ru

...