ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕСОПИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Сырье лесопильного производства для выработки пиломатериалов –

это бревна разных пород, очищенные от сучьев.

Учет сырья лесопильного производства ведут по объему, породам, размерам, форме и качеству.

Для выработки пиломатериалов в основном используют хвойные породы как наиболее распространенные и обладающие высокими тех- нологическими свойствами.

Продукцией лесопильного производства являются пиленые лесома- териалы, полученные в простейшем случае посредством продольной распиловки бревен, в дальнейшем большинство пиломатериалов обра- батывается на пильных станках.

Пиломатериалы после обрезки кромок и перерезки по длине попе- речными пилами имеют форму параллелепипедов, примером чего могут служить четырехбитный брус и чисто обрезная оторцованная доска.

Широкие стороны (грани) пиломатериалов называются пластями, узкие боковые – кромками.

Грани, ограничивающие пиломатериалы на концах, называются торцами. В пиломатериалах, предназначенных для внутрироссийско- го потребления (в том числе и строганых), различают пласть лицевую,

отличающуюся лучшим качеством древесины, и оборотную, противо- положную лицевой. По относительному расположению годовых слоев различают пласть внутреннюю, обращенную к сердцевине, и наруж- ную, обращенную к заболони.

Линии пересечения пластей с кромками называются ребрами. Пластины получают от продольной разрезки бревна на две части.

Пиломатериалы, имеющие ширину не более двойной толщины, имену- ются брусками.

Пиломатериалы толщиной и шириной более 100 мм называются брусьями, при этом в двухкантных брусьях пропилены две стороны, а в четырехкантных – все четыре стороны.

Доски подразделяются на необрезные, у которых кромки не про- пилены, и на обрезные, у которых пласти и кромки либо пропилены полностью по всей длине пиломатериалов (чистообрезные), либо име- ют непропиленную поверхность на части длины доски; такую непро- пиленную поверхность, захватывающую пласть и кромку, называют обзолом.

Различают тупой и острый обзол. У тупого обзола часть кромки до- ски обрезана, при остром обзоле кромки не пропилены совсем.

Клепкой называют лесоматериал, предназначенный для бочек. При этом клепка может быть с плоской или цилиндрической поверхностью, получаемой на специальных пилах.

Пиломатериалы с прямоугольным сечением малых размеров имену- ются дощечками и планками.

Шпалами называют либо двухкантные брусья с неодинаковыми по- стелями, либо четырехбитные специальных размеров. К пиломатериа- лам можно отнести также горбыли и рейки.

Горбыли имеют одну сторону, пропиленную по всей длине, а вторую

– сохраняющую частично или полностью форму наружной части брев- на. Рейки, срезаемые с боковых сторон необрезных досок, имеют одну сторону непропиленную, а три стороны пропиленные.

Если одна или несколько сторон досок, брусков или брусьев подвер- гались строганию, такие пиломатериалы называются строгаными.

Доски и бруски, прирезанные применительно к габаритным разме- рам деталей с соответствующими припусками на усушку и обработку, называются черновыми заготовками.

К пиломатериалам предъявляются весьма разнообразные требова- ния, которые можно классифицировать по признакам:

– порода древесины;

– место потребления;

– назначение;

– качество древесины;

– форма поперечного сечения;

– размеры;

– положение в отношении зон поперечного сечения бревна;

– характер и степень обработки;

– направление кромок и пластей досок относительно годичных слоев.

Для производства пиломатериалов расходуется большое количество хвойных и лиственных деревьев.

Например, в нашей стране и других европейских странах использу- ются хвойные породы – сосна, ель, пихта, кедр, лиственница и листвен- ные – дуб, бук, береза, клен, граб, вяз, ильм, ольха, осина, липа, тополь и др. На американском континенте к деловым хвойным породам отно- сятся различные виды сосен, елей, пихты, кедра, туя, секвойя.

В странах Азии, Африки и Америки, особенно в тропической зоне, имеется много лиственных пород, которые могут дать деловую древеси- ну. К ним относятся, например, эвкалипт, махагони, лимба и др.

По месту потребления или реализации различают пиломатериалы для внутреннего потребления и экспортные.

В зависимости от качества древесины пиломатериалы подразделяют на сорта. Это разделение весьма условно, и требования к сортам одной и той же нумерации в различных странах разные.

По положению в отношении зон поперечного сечения бревна сле- дует различать пиломатериалы из спелой (ядровой), заболонной древе- сины и пиломатериалы, содержащие частично ядровую, частично забо- лонную древесину.

По характеру и степени обработки различают пиломатериалы:

– обработанные только пилами – нестроганые,

– обработанные пилами и ножами – строганые.

Строганые пиломатериалы могут иметь в поперечном сечении вид прямоугольников; можно также придавать им различные фигурные про- фили.

Параллельность волокон по отношению к кромкам и пластям тре- буется обычно только в некоторых специальных материалах (лыжных заготовках, резонансовых пиломатериалах) и достигается специальной распиловкой.

Различают материалы с тангенциальным и радиальным расположе- нием пластей досок относительно годичных слоев.

В первом случае пласти досок касательны к годичным слоям, во вто- ром идут по направлению их радиусов.

При распиловке то или иное расположение пластей образуется на- правлением плоскостей пропила относительно годичных слоев. Эти пи- ломатериалы именуются соответственно тангенциальными и радиаль- ными.

Массовое получение радиальных пиломатериалов требует примене- ния специальных способов распиловки. Обычный способ рамной рас- пиловки, применяемый в нашей стране и во всех европейских странах, дает преимущественно тангенциальные доски и небольшое количество радиальных (Щелгунов, 1981).

Радиальным распилом в большей части стандартов признается та- кой, при котором пласть материала располагается к годичным слоям под углом не менее 60°. Особенностями радиальных пиломатериалов явля- ются: расположение трещин и сучьев параллельно пластям; отсутствие коробления при сушке; меньшая склонность к растрескиванию и сжа- тию при сушке, что ведет к меньшей продолжительности искусственной сушки; значительно меньший износ пластей досок от истирания, что важно, например, для половых досок; красивая и единообразная тексту- ра, что особенно важно для хвойных пород.

Таким образом, изменение плоскостей пропила может служить средством повышения качества пиломатериалов.

Принадлежность к тому или иному сорту определяется совокупно- стью допускаемых пороков, основными из которых являются: сучки, гнили, синева, прочие грибные окраски, червоточины, трещины, смоля- ные кармашки.

У нас и в большинстве стран Европы для пиломатериалов вну- треннего потребления устанавливается обычно четыре-пять сортов. Европейские экспортные хвойные пиломатериалы подразделяются так- же на четыре-пять сортов, из них первый, второй и третий, а иногда и четвертый объединяются в одном качественном подразделении, назы- ваемом бессортными пиломатериалами, а последний сорт выделяется в отдельную качественную категорию.

В США хвойные пиломатериалы общего назначения делятся на две качественные группы – отборные и обычные, каждая из которых содер- жит четыре-пять сортов. Отборные пиломатериалы содержат минималь- ное количество пороков.

Размеры пиломатериалов устанавливают в стандартах исходя из потребностей народного хозяйства и задач наилучшего использования древесины. Наименьшая толщина досок в большинстве случаев состав- ляет 16 мм. Толщина дощечек для тары 6 – 13 мм. Ширина обрезных досок 80 мм и более.

Объем пиломатериалов измеряется чаще всего в кубических метрах, а европейских экспортных – в специальных единицах, ленинградских стандартах.

Пиломатериалы и заготовки заказываются потребителями по опре- деленным спецификациям, в которых указываются качество, размеры по толщине, ширине и длине и объем пиломатериалов различных раз- меров и качества.

Во многих случаях в спецификациях имеется большое количество размеров пиломатериалов. Для краткой характеристики спецификаций или их частей по размерам применяют понятие о средних линейных раз- мерах пиломатериалов – толщине, ширине и длине, вычисляемых сле- дующим образом.

Объемы и линейные размеры берутся в тех мерах, в которых они даны в спецификациях, например, толщина в миллиметрах или в дюй- мах, объем в кубометрах или в стандартах и т. д. Формулы этого типа наиболее правильно отражают представление о средних линейных ве- личинах, связанных с объемом. В знаменателе формулы получается сумма соответствующих площадей: например, при определении сред- ней толщины это будет сумма площадей пластей досок.

Таким образом, средняя толщина находится делением общего объ- ема досок на сумму площадей пластей досок и т. д.

Обычно учитываются размеры сухих пиломатериалов для опреде- ленной влажности (например, 15%).

Такие размеры называются номинальными. Пиломатериалы, вы- пиливаемые из сырых кряжей (с влажностью выше 30 – 35%), должны иметь соответствующий припуск на усушку.

В процессе обработки на станках неизбежны некоторые отклонения в размерах, правильности формы и чистоты поверхности пиломатериа- лов. Во избежание значительных потерь при дальнейшем использова- нии пиломатериалов эти неточности должны быть возможно меньшими. Допускаемые пределы неточностей носят название допускаемых откло- нений.

При распиловке на лесопильных рамах получаются неточности в размерах толщины досок в пределах 1 – 2 мм, которые и включаются в большинство технических условий на европейские пиломатериалы в ка- честве допускаемого отклонения.

При распиловке на тяжелых ленточно-пильных станках с больши- ми скоростями, характерными для распиловки мягких пород в странах Северной Америки, неточности в толщине могут составлять 4 – 6 мм. В таких случаях для приведения к одной толщине (в товарный вид) тре-

буется калибровка пиломатериалов на специальных строгальных кали- бровочных станках, что и производится на большинстве американских предприятий. Несколько большая неточность допускается на размер ширины.

По длине оторцованных досок многие технические условия допу- скают отклонения от –25 до +50 мм.

Пилы оставляют на поверхности пиломатериалов следы, неровно- сти в виде бороздок и ступенчатых образований – риски. Глубина рисок и других неровностей при распиловке на лесопильных рамах допуска- ется в размере 0,8 – 1,25 мм, что соответствует второму классу чистоты поверхности.

В процессе обработки вследствие временной разладки оборудова- ния и пил или неправильных приемов работы станочников могут по- лучаться отклонения от правильной формы в виде кривизны по пластям или кромкам, винтообразной поверхности досок (крыловатости) и др.

Небольшие отклонения могут устраняться в процессе дальнейшей обработки, вследствие чего они допускаются в стандартах на пилома- териалы.

Контроль и учет пиломатериалов в процессе производства связан с определением их размеров (толщины, ширины и длины), а также сорт- ности. Определение размеров на большинстве предприятий произво- дится визуально, однако разработаны и начинают внедряться автомати- ческие приспособления (применяющиеся в основном на сортировочных устройствах для пиломатериалов).

Качество пиломатериалов определяется на основе визуального осмотра каждой доски с учетом большого количества пороков древе- сины и недостатков в обработке: осматривают обе пласти и обе кромки. Эта операция очень трудоемка.

На определение сорта хвойных обрезных досок, предназначенных для экспорта на западноевропейские рынки, необходимо затратить опытному бракеру 4 – 5 сек для каждой доски при удобном положении ее на столе на высоте не менее 0,8 м над уровнем пола.

Делаются попытки автоматизировать эту операцию путем применения фотоэлементов, излучений радиоактивных элементов (гамма-излучений). Однако до сих пор попытки не дали практических результатов, что мож- но частично объяснить множественностью показателей, определяющих в действующих технических условиях сорт пиломатериалов.

В некоторых странах имеется категория конструкционных пило- материалов, к которым в основном предъявляется требование на проч- ность.

Для подобных материалов начали применять автоматический про- ходной способ определения прочности, сущность которого заключается в изгибании брусков и других пиломатериалов при непрерывном про- хождении их в специальных станках; показатели изгибающих усилий и, следовательно, прочности легко регистрируются приборами.

Пиловочным сырьем являются пиловочные бревна и кряжи, которые представляют собой отрезки деловых стволов различных пород дере- вьев, соответствующие по размерам и качеству определенным требова- ниям, тесно связанным с требованиями на продукцию (пиломатериалы), вырабатываемую из пиловочного сырья.

При составлении качественных требований на сырье и на продук- цию учитывают биологические особенности древесных стволов, ис- пользуемых в качестве пиловочного сырья.

Пиловочное сырье заготовляется из древесины хвойных и листвен- ных пород в соответствии с породами деревьев, которые могут быть ис- пользованы для производства пиломатериалов. Как известно, наиболь- шее хозяйственное значение имеют хвойные породы, что объясняется их широкой территориальной распространенностью, высокими техни- ческими свойствами и хорошей обрабатываемостью режущими инстру- ментами.

К размерам бревен относятся диаметр (толщина) и длина. Диаметр бревен измеряется в верхнем торце без коры. Если торец не представ- ляет правильного круга, за учетный принимается диаметр, равный по- лусумме наименьшего и наибольшего диаметров.

Учетными являются диаметры через 2 см. К размеру длины бревен или кряжей делается припуск на оторцовку пиломатериалов, который не входит в обмер бревен и, следовательно, в учет объема. Учетные длины имеют градацию через 0,5 м.

Как известно, от комлевого торца до вершинного все бревна имеют уменьшение диаметра по их длине, называемое сбегом и учитываемое в виде средней величины в сантиметрах на 1 м длины бревна. Часто в расчетах для хвойного сырья принимается условный сбег в размере 1 см на 1 м длины. На самом деле сбег бревен имеет различные значения. Можно установить некоторые средние значения сбега, относящиеся к определенным ступеням толщины бревен.

Форма бревен приближается либо к усеченному конусу, либо к усе- ченному параболоиду вращения.

При сравнении табличного объема с действительным по отношению к одному бревну или малому их количеству можно установить значи- тельную разницу, доходящую для тонких бревен до 15 – 20%. При из-

мерении большой партии бревен одного размера отклонение табличного объема от действительного не превышает 1 – 2%.

В ряде случаев объемное содержание древесины в бревнах учи- тывается по объему цилиндра с диаметром в вершинном конце (в Скандинавских странах).

В США содержание древесины на основании вершинного диаме- тра и длины определяется по возможному выходу обрезных досок из бревна в бордфутах. Составлены специальные таблицы, указывающие этот выход, из которых наибольшим признанием пользуются таблицы Скрибнера. Обычно получается несколько больший выход; превышение выхода относится к табличному значению, учитывается в процентах и носит название оверан (overrun).

Большое значение имеет наименьший диаметр пиловочных бревен. Он определяется исходя из ряда экономических соображений. В стра- нах, располагающих в основном тонкомерным сырьем (со средними диаметрами пиловочных бревен 18 – 24 см), целесообразно для увеличе- ния сырьевых ресурсов использовать стволы и их отрезки с предельно малыми диаметрами, которые определяют исходя из возможности по- лучения пиломатериалов наименьшего допустимого сечения. В част- ности, на европейском севере такой наименьшей шириной считается 80 – 100 мм, что определило наименьший допустимый к распиловке диа- метр пиловочного сырья – 12 – 14 см.

В странах тропического пояса, где производится выборочная рубка деревьев большого диаметра в труднодоступных районах, считается не- целесообразным и неэкономичным заготавливать сравнительно тонко- мерный лес.

Так, во многих странах Африки ведется заготовка пиловочного сы- рья диаметром не менее 60 см.

Тонкомерное сырье по сравнению с толстомерным в общем случае ведет к снижению основных технико-экономических показателей пред- приятия (производительности основного оборудования, коэффициента полезного выхода основной продукции, т. е. крупных пиломатериалов, стоимости распиловки сырья, себестоимости продукции).

Производительность на лесопильных заводах вследствие недоста- точного использования производственной мощности лесопильных стан- ков на малых диаметрах бревен с уменьшением среднего диаметра не- сколько уменьшается.

Однако соответствующим подбором оборудования, применяя, на- пример, круглопильные станки с непрерывной подачей для тонкомер- ных бревен или узкопросветные рамы с большим числом оборотов,

можно значительно снизить влияние бревен малых диаметров (при на- личии их в большом количестве) на производительность предприятий.

Так, при распиловке на лесопильных рамах уменьшение полезного выхода пиломатериалов с уменьшением диаметра характеризуется сле- дующим (для сырья одинакового качества, в частности без гнили): если принять полезный выход при диаметре 30 см за 100%, то он будет при диаметре 26 см 97%, при диаметре 22 см 95% и при диаметре 16 см 89%.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: