Технология деревообработки. Глава х механизация и автоматизация деревообрабатывающих производств станочные линии

ГЛАВА Х МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

СТАНОЧНЫЕ ЛИНИИ

В семилетнем плане развития народного хозяйства Советского Союза предусматривается широкая механизация и автоматизация деревообрабатывающих производств. Механизация и автоматизация открывают большие возможности для улучшения качества и увеличения выпуска продукции, снижения ее себестоимости, повышения производительности труда, улучшения условий труда.
Механизация и автоматизация процессов производства является базой для создания непрерывного поточного производства в деревообрабатывающей промышленности. Поточные методы организации производственного процесса способствуют росту и совершенствованию производства на базе высшей техники.

Поточные полуавтоматические и автоматические линии внедряются как на отдельных технологических участках, так и на заводах в целом. В последнем случае речь идет уже о создании заводов-автоматов.

Автоматические линии состоят из станков или автоматов, выполняющих операции обработки и контроля; устройств, служащих для загрузки и разгрузки линии и транспортирования деталей от одного станка к другому без вмешательства со стороны рабочего; устройств, служащих для закрепления (фиксации) деталей во время их обработки, и единой системы управления линий.

Линия обслуживается одним оператором, находящимся у центрального пульта управления. Если загрузка заготовок и разгрузка изделий, а также промежуточный контроль и отбраковка их выполняется рабочими, то в этом случае линия называется полуавтоматической.

Автоматизация технологических процессов деревообработки в настоящее время развивается по трем направлениям. Автоматические линии создаются или на базе существующих универсальных станков общего назначения с частичной их реконструкцией, или на базе новых специально сконструированных специализированных стаков, или же на базе универсальных станков общего пользований и новых специализированных станков (комбинированное комплектование).

Одним из факторов, определяющих производительность автоматических линий, является конструктивная скорость подачи. Для максимального использования линий имеет значение исключение потерь времени, связанных с загрузкой бункера, уборкой продукции, подвозкой материала, а также ликвидация простоев, связанных со сменой режущего инструмента, наладкой линии, смазкой, проверкой состояния ответственных узлов и др.

Производительность автоматических линий значительно выше, чем обычных поточных линий. Количество обслуживающих рабочих сокращается, уменьшается площадь под станками. Работа на автоматических линиях безопасна и менее утомительна, она сводится к наблюдению за станками и к управлению линией, к укладке рабочими заготовок в загрузочные устройства в начале линии и к снятию обработанных изделий в конце линии. Одцако автоматизация процессов при наличии сложного автоматического оборудования требует более высокой квалификации рабочих для его обслуживания и хорошего знания многих конструкций дервообрабатывающих станков.

Производство готовой продукции из дерева сегодня можно существенно механизировать. Весь процесс обработки древесины характеризуется различной степенью сложности, которая зависит от размеров готового изделия и его конфигурации. Производство продукции из дерева состоит из ряда последовательных операций.

Порядок проведения технологического процесса производства

Самая первая стадия перед непосредственно производством — это подготовка сырья, которая заключается в просушке древесины.

Просушка может осуществляться как естественным способом, когда древесина укладывается в штабеля, так и в специальной сушильной камере. Плюсом последнего способа является существенное сокращение процесса придания древесине нужного процента влажности.

Сушильная камера для древесины – достаточно сложный механизм, состоящий из нескольких элементов оборудования, каждый из которых выполняет определенную функцию.

Типичный состав сушильной камеры:

— ограждение;

— тепловое оборудование;

— система циркуляции;

— система воздухообмена;

— система увлажнения;

— системы контроля за процессом сушки и автоматика.

Процесс сушки, как правило, включает в себя следующие технологические операции:

– начальный прогрев древесины,

– контроль за режимом сушки и влажностью древесины,

– влаго- и термообработку,

– кондиционирование и охлаждение.

Режим сушки выбирается исходя из текущей влажности древесины, размеров заготовок.

Его можно выполнить перед или после просушки древесного сырья.

Для раскроя применяются лесопильные рамы, круглопильные либо ленточно-пильные станки.

Оборудование для деревообработки — лесопильная рама

В зависимости от поставленных задач лесопильные рамы могут различаться по:

— типу реза (вертикальные и горизонтальны);

— этажности (одноэтажные и двухэтажные);

— одношатунные и двухшатунные,

— мобильности (стационарные и передвижные);

— мощности (большой, малой);

— скорости (быстроходные и тихоходные)

— назначению (обычные и специальные).

Горизонтальные применяются в случаях, когда необходимо осуществлять распил кряжей твердых пород для производства фанеры.

Двухэтажные отличаются большой производительностью. В них части мощного привода располагаются в нижнем этаже здания, рабочие части станка. включая посылочные вальцы – на верхнем этаже.

Типичный состав лесопильной рамы:

— станина;

— механизм резания;

— механизм подачи;

— органы управления;

— система смазки;

— устройство защиты.

Одной из важных характеристик механизма резания является просвет . Это расстояние между вертикальными стойками пильной рамки. Наиболее распространенные величины просветов – от 500 до 1000 мм. Просвет определяет наибольшую толщину бревна, которое может быть распилено.

Просвет лесопильной рамы выбирают по характерной спецификации планируемого к распилу сырья. Необходимо выбирать просвет исходя из толщины бревен, имеющих достаточный удельный вес в общем составе. Единичные бревна с максимальной толщиной в расчет не принимают, так как излишние размеры просвета вызывают снижение производительности рамы.

От величины просвета зависит наибольшее число пил, которые можно установить в раме. Данный показатель указывается в паспорте на оборудование и как правило составляет:

— для мощных рам – 12-20;

— для специальных – до 40;

— для маломощных – 6-10.

Ленточнопильный деревообрабатывающий станок LT40

Главным параметром ленточнопильного станка является диаметр пильного шкива (1,1 – 3 м).

Чем больше диаметр шкива, тем больше ширина и толщина пилы, в связи с чем пила более устойчива и может пилить на большей скорости подачи. Кроме того, станки с большим диаметром шкива могут распиливать бревна больших диаметров. При этом шкивы должны быть расположены как можно ближе друг к другу для уменьшения колебаний рабочей зоны пилы.

Типы станков различаются по скорости подачи материалов.

Показатели станка небольшой подачи:

— диаметр пильного шкива: 1,1 – 2,4 м;

— толщина пилы: 1,2 – 2,2 мм;

— ширина пилы: 120 – 300 мм;

— фактическая скорость подачи для мягких пород: 10 – 50 м/мин, для твердых пород 5 – 25 м/мин.

Показатели станка большой подачи:

— диаметр пильного шкива: 1,5 – 3,0 м;

— толщина пилы: 1,6 – 2,6 мм;

— ширина пилы: 150 – 450 мм;

— фактическая скорость подачи для мягких пород: 40 – 150 м/мин, для твердых пород 20 – 75 м/мин.

Следует отметить, что с ростом скорости подачи растет ширина пропила, снижается точность размеров заготовок, что требует их дополнительной обработки и увеличивается потребление электричества.

Круглопильный станок по дереву небольшой мощности

В промышленности используются круглые пилы диаметром до 1.5 метров, позволяющие распиливать дерево диаметром до 0,6 м. Производительность таких станков позволяет распиливать до 25 кубических метров сырья диаметром 25 см в час при потерях древесины от 1,5 до 4%.

Затем делаются так называемые черновые заготовки, которые представляют собой отрезки определенного размера. Их подвергают механической обработке в два этапа. На первом из них заготовка обрабатывается со всех сторон и потом производится ее оторцовывание в целях придания будущему изделию необходимых размеров и нужной геометрической формы. В результате такой обработки получается чистовая заготовка.

Торцовочный станок ТС-2 по дереву

Следующий этап предусматривает формирование готового изделия, которое заключается в шлифовании, сверлении и некоторых других способах обработки готового изделия. На этих двух стадиях обработки используются заготовки из сплошной древесины. Все составные детали готового изделия облицовывают или склеивают перед завершающей обработкой.

Типичный шлифовальный деревообрабатывающий станок

Окончательным этапом производства является сборка готового изделия, которая включает в себя также несколько этапов. Сначала все детали собираются в отдельные составляющие, потом производится проверка точности размеров. Самый последний этап — это общая и завершающая сборка готового изделия. Его отделку можно выполнять до конечной сборки или же после нее.

Технология деревообработки, процессы

В процессе изготовления деталей из дерева очень важно следить за сопряжением их между собой при сборке. Наличие такого параметра, как посадка, определяет плотность, прочность и движение деталей относительно друг друга.

Сегодня существует несколько видов посадок:

— напряженная;

— прессовая;

— скользящая;

— ходовая;

— легкоходовая;

— плотная.

При сопряжении поверхностей деталей допуск прямолинейности и плоскостности должен соответствовать 10-12 степени точности по ГОСТ 6449.3-82 при длине деталей 1-1,6 м. несопрягаемые поверхности должны соответствовать 13-15 степени точности.

Очень важен при деревообработке такой фактор, как дифференциация. Он представляет собой разделение всех операций на более мелкие, отдельные самостоятельные операции, тем самым повышая производительность труда.

На небольших предприятиях весь процесс сборки деталей может выполнить один рабочий или целая бригада, что будет считаться за одну операцию. От квалификации рабочего напрямую зависит возможность доверить ему сборку более сложных деталей и готовых изделий. Производство может быть как массовым, так и единичным, и в каждом из них необходимо выполнять деление операций, оборудования и приспособлений.

Одним из важнейших факторов, напрямую влияющих на качество готовой продукции, является надлежащее фиксирование заготовки на деревообрабатывающем станке. Самой большой сложностью отличается закрепление детали перед сверлением отверстий, поскольку здесь необходима максимальная точность фиксации.

Типовые сверлильные станки

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

Можно искать по нескольким полям одновременно:

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND .
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

Оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

Оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.
По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.
Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар":

$ исследование $ развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

" исследование и разработка"

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку "# " перед словом или перед выражением в скобках.
В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.
В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.
Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

# исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.
Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду "~ " в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как "бром", "ром", "пром" и т.д.
Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2. Например:

бром~1

По умолчанию допускается 2 правки.

Критерий близости

Для поиска по критерию близости, нужно поставить тильду "~ " в конце фразы. Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос:

" исследование разработка"~2

Релевантность выражений

Для изменения релевантности отдельных выражений в поиске используйте знак "^ " в конце выражения, после чего укажите уровень релевантности этого выражения по отношению к остальным.
Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение.
Например, в данном выражении слово "исследование" в четыре раза релевантнее слова "разработка":

исследование^4 разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения - положительное вещественное число.

Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO .
Будет произведена лексикографическая сортировка.

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.
Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.

Деревообработка является одной из стремительно развивающихся сфер в промышленности России. Современное деревообрабатывающее производство позволяет посредством обработки древесины получать пиломатериалы, срубы, мебель и многие другие продукты.

Как повысить эффективность?

Лесопиление - традиционное для нашей страны ремесло. Но, по сравнению с прошлым, современное оборудование позволяет выполнять раскрой, сушку и обработку древесины не только качественнее, но и быстрее. Деревообрабатывающее производство сегодня направлено на то, чтобы повысить эффективность лесопиления за счет введения новых технологий обработки и инновационного оборудования. Как следствие, многие процессы становятся механизированными, старые станки заменяются новыми моделями, внедряются линии автоматической обработки древесины с ее браковкой и сортировкой.

Особенности пиления

Изделия из дерева производятся из древесины и обрабатываются разными способами в зависимости от того, чем конкретно занимается деревообрабатывающее производство: лесозаготовкой, созданием мебели и древесной массы, изготовлением бумаги, картона и изделий из них и так далее. В целом этапы можно описать следующим образом:

Она ведется на специально отобранном участке для лесоповала.
Пиление древесины и распиловка поваленных деревьев на бревна.
Отбраковка с целью сортировки больших и маленьких бревен разного диаметра.
Уже на лесопильном предприятии обработка бревна в пиломатериал с использованием циркулярных или ленточных станков. Здесь нужно сказать, что производство деревообрабатывающего оборудования сегодня ведется активными темпами, поэтому и деревообработка происходит и быстрее, и лучше.

Рассмотрим вышеописанные технологические этапы чуть подробнее.

Раскрой и сушка

Эти два процесса тесно связаны, причем они могут следовать на предприятии в разной последовательности. Чаще всего древесина сушится непосредственно в досках, а пиломатериалы раскраиваются на заготовки уже в сухом виде. Как отмечают эксперты, если сушка выполняется в досках, то на выходе получается на 2-3% больше пиломатериала. К тому же раскрой уже высушенных досок позволяет своевременно заметить пороки и дефекты древесины и отбраковать неподходящие элементы.

Технология деревообрабатывающих производств предполагает сушку несколькими способами, но чаще всего - или атмосферную, или с использованием специальных камер. Атмосферная сушка - это длительный процесс, предполагающий хранение древесины на открытом воздухе. Использование сушильного оборудования позволяет ускорить процесс лесозаготовки. Стоит помнить, что от степени просушенности пиломатериала зависит качество конечной постройки.

Какие технологии?

Современное деревообрабатывающее производство предполагает обработку заготовленной древесины разными способами. Отметим, что любые механические процессы обработки дерева - это сложное резание. Но, в зависимости от технологических целей, процесс деревообработки можно свести к трем действиям:

Древесина и древесные материалы подвергаются делению.
Все элементы проходят поверхностную обработку, в рамках которой удаляются технологические припуски.
Материалы подвергаются глубинной обработке, в ходе которой чистовые заготовки превращаются в готовые детали изделий.

Деление древесины может происходить с образованием стружек-отходов или без них. При поверхностной обработке выполняются работы по фрезерованию, шлифованию и точению, при глубинной - по сверлению, глубинному фрезерованию и долблению. Каждый из этих процессов имеет свои особенности. Пиление, фрезерование, лущение, шлифование, точение, сверление - все это технологии, на основе которых работает любое деревообрабатывающее производство. кстати, - это первое изделие, которое создают школьники на уроке технологии в четвертом классе. Именно в этом возрасте дети знакомятся с процессом деревообработки.

Защитные мероприятия

Древесина - это материал, который не отличается стойкостью к воздействию внешних природных факторов. Именно поэтому на любом предприятии, которое работает с деревом, обязательно проводятся защитные мероприятия. Их задача - предотвратить разрушение древесины и защитить ее от огня, грибка, плесени. В рамках этих мероприятий проводится не только тщательная сушка материала, но и химическая обработка с использованием антисептиков. В большинстве случаев лесопильно-деревообрабатывающие производства в этих целях используют антисептики с маслянистой основой, лаки, которые не растворяются в воде. Обработка ведется древесным дегтем, креозотовым маслом, карболеумом.

Что производится?

Современные предприятия, ведущие обработку древесины, стремятся оптимизировать свои технологии, чтобы, используя меньший объем дерева, получать больший объем конечной продукции. Деревообрабатывающее производство позволяет получать самые разные конечные продукты:

Плиты МДФ. Д ля их производства используются отходы производства, которые перемалываются и обрабатываются паром под высоким давлением - масса протирается, затем сушится и склеивается.
Реечно-наборная древесина. Этот полуфабрикат получают склеиванием реек из уже высушенной древесины.
Плиты ДСП. Они представляют собой панели с однородной толщиной, в основе которых лежат стружки, смешанные со связующими материалами.
Фанера. Она представляет собой листы древесины разной толщины, которые специальными клеями склеиваются между собой.

Какие станки?

Деревообрабатывающие станки для производства представлены в огромном разнообразии и могут выполнять самые разные работы, связанные с обработкой материала. В числе популярного оборудования можно выделить:

Комбинированные станки - это многоцелевое оборудование, способное пилить, строгать, сверлить, резать шипы и так далее. Эти станки применяются при комплексной обработке заготовок из натурального дерева или его отходов.
Токарные станки обрабатывают заготовку резанием и точением, вырезают резьбу, обрабатывают торцы, сверлят отверстия.
Ленточные пилы дают возможность выполнить прямую или фигурную распиловку материалов. Лезвие в таком оборудовании - это непрерывная металлическая лента с зубьями.
Фрезерные станки выполняют работы по направляющим линейкам, при этом материал подводится вручную. Использование такого оборудования целесообразно в профильной, плоскостной и фасонной обработке древесной заготовки.
Сверлильный станок позволяет обрабатывать отверстия, снимая стружки;
Форматно-раскроечные станки позволяют штучно или серийно раскраиваться плитные материалы.
Циркулярные пилы представляют собой инструменты, которые имеют твердые зубья, способные обрабатывать древесину.

Это лишь малая часть станков, которые применяются в деревообработке. С их помощью можно создавать пиломатериалы, заготовки, полуфабрикаты, которые находят дальнейшее применение в строительной, мебельной и других сферах.

Выводы

Нужно отметить, что с каждым годом и технологии, и оборудование, которое применяется для обработки древесины, становятся все более совершенными. А это, в свою очередь, дает возможность создавать самую разную продукцию из этого природного материала. Отметим, что даже в школе, причем в начальной, изучается деревообрабатывающее производство. Изделие «Лесенка-опора для растений» - это первое, что может создать ребенок уже в четвертом классе. Это позволяет еще в детском возрасте учить детей бережно обращаться с древесиной и природой в целом и привлечь внимание к лесозаготовке и деревообработке как одним из активно развивающихся сфер в России.

К атегория:

Деревообрабатывающие станки

Механизация и автоматизация производства

Под механизацией технологических процессов понимают частичную замену ручного труда машиной. Участие человека здесь необходимо для загрузки и выгрузки деталей, контроля их точности и качества обработки.

Под автоматизацией технологических процессов понимают управление отдельными станками или группой станков и контроль за ними, исключающие непосредственное участие в этом человека. Автоматический станок или линия работают по программе, заранее составленной и отлаженной человеком. Применение автоматизации в деревообрабатывающей промышленности повышает качество выпускаемой продукции и производительность труда, а также значительно улучшает условия труда рабочих.

В мебельном производстве, несмотря на большую номенклатуру изделий, создается массовое поточное производство деталей из листовых и щитовых материалов с широким использованием полуавтоматов, автоматов и автоматических линий.

Полуавтоматы - это станки, работающие в автоматическом цикле, для повторения которого необходимо вмешательство рабочего. Обычно на полуавтоматах рабочий вручную устанавливает, закрепляет и открепляет заготовку, включает подачу для осуществления рабочего цикла.

Автоматы - это станки, на которых детали изготовляются без непосредственного участия рабочего. Оператор только периодически загружает магазины или питатели, замеряет и контролирует обработанные детали, подналаживает станок по мере его разрегулировки.

Автоматическая линия - комплекс основного, вспомогательного, транспортного оборудования и механизмов, обеспечивающий автоматическое базирование, закрепление, поворот и перемещение обрабатываемых деталей с целью выполнения технологических операций в требуемой последовательности и заданным ритмом без непосредственного участия человека. Функции рабочего заключаются в контроле за работой оборудования и его своевременной поднастройке, а также в обеспечении бесперебойной загрузки заготовок в начале линии и выгрузке готовых деталей в ее конце.

При комплексной автоматизации в одном непрерывном технологическом процессе объединяются различные технологические операции (например, раскрой, облицовывание, обрезка, шлифование).

В единую автоматическую систему может быть объединено несколько автоматических линий последовательного или параллельного действия. Такие системы автоматических линий называются автоматическими участками. Если основные производственные процессы осуществляются на автоматических линиях, то их совокупность образует автоматический цех или завод.

Автоматизция производства качественно изменяет содержание трудовых действий рабочего. Эти действия заключаются в наладке и настройке оборудования, выполнении мелкого ремонта и испытаний оборудования, наблюдении за ходом производственного процесса, контроле качества обработки готовых изделий и т. д. От умения и квалификации рабочего, выполняющего эти функции, зависит степень эффективности использования дорогостоящего оборудования.