14.5 Получение технологической щепы на агрегатном лесопильном оборудовании

В России на агрегатном лесопильном оборудовании (фрезерно-брусуюших, фрезерно-обрезных, фрезернопильных станках и линиях) вырабатывается до 15 % всей технологической щепы для целлюлозно-бумажной промышленности. Здесь щепа получается путем обработки бревен, брусьев или досок цилиндрическими или торцово-коническими фрезерами. В линиях агрегатной переработки бревен ЛАПБ, ЛАПБ - 2 и ЛАПБ - 3 применяются однорезцовые или двухрезцовые фрезы (рис. 14.10). Фрезы имеют диаметр 280 мм, 305 мм и 365 мм, ширину дуговых резцов – 35 мм. Резец 1 фрезы, представляющий собой полукольцо, размещается в кольцевой выточке корпуса 2 фрезы и крепится с помощью винта 3. Степень выдвижения резца регулируется винтом 4.

Рис.14.10 Цилиндрические фрезы первичного фрезерования линий афегатной переработки бревен: а - однорезцовая фреза; б - двухрезцовая фреза; 1 - дуговой резец; 2 - корпус; 3 - крепежный винт; 4 - регулировочный винт

Во фрезерно-брусующих (ФБС-750 и др.) и фрезерно-обрезных станках (Ц2Д-1Ф) используются малоножевые (четырехрезцовые) фрезерные головки. Станок ФБС-750 имеет фрезерную головку (рис. 14.11), состоящую из ступицы 1, фланца 2, четырех ножедержателей 3 обода 4 и пильного диска 7. Ножи 5 установлены на ножедержателях с нижней стороны и крепятся к ним прижимными планками 6 и болтами, ввертываемыми в них. Нож имеет угол заточки 36±3°. Прорезной пильный диск 7 состоит из стальной шайбы и пильного кольца с зубьями для продольного распиливания с ломаной задней поверхностью.

Рис. 14.11 Торцово-коническая головка фрезерно-брусующего станка: 1 - ступица; 2 - фланец;

3 - ножедержатель: 4 - обод; 5 - нож; 6 - прижимная планка; 7 - прорезной пильный диск

Торцово-коническая головка для фрезерно-обрезных станков (рис. 14.12) включает фланец 4 и корпус 1, на котором закреплены ножи 2 и кольцо 6 с пилой 3. Ножи 2 на корпусе 1 фрезы закреплены с помощью накладок 5 и шпилек 7 с гайками 8. Корпус крепится на фланце винтами 9. Фреза имеет левое (леворежущая) и правое (праворежущая) исполнения.

Рис. 14.12 Торцово-коническая головка фрезерно-обрезного станка: 1 - корпус; 2 - нож;

3 - мила; 4 - фланец; 5 - накладка; 6 - кольцо; 7 - шпилька; 8 - гайка; 9 - винт регулировочный

При цилиндрическом фрезеровании угол встречи ножа с древесиной является переменным (рис. 2.13). Лезвие ножа 1 в начале процесса внедрения в древесину 2 перерезает ее в торцово-поперечном направлении. Далее торцовое резание переходит в торцово-продольное. Передняя грань ножа скалывает частицы, отделяемые вдоль волокон. В зоне выхода ножа наблюдается смятие волокон, отщепы и вырывы древесины. Толщина получаемой щепы непостоянна и зависит от физико-механических свойств древесины. Длина l_щ, определяемая величиной подачи, постоянна.

При торцово-коническом фрезеровании сбеговая зона бревна или необрезных досок (рис. 14.14) измельчается в щепу ножами, расположенными на боковой конусной поверхности фрезы. На выходе ножа из зоны резания вследствие отсутствия у бревна (доски) жесткой опоры, происходит отщепление и скалывание древесины по кромке (рис. 14.15). Длина щепы определяется величиной подачи. Толщина щепы непостоянная и зависит от состояния сырья, физико-механических свойств древесины. Поверхность бруса или доски формируется скалыванием частиц, что создает на их поверхности характерные неровности. Поэтому в малоножевых торцово-конических фрезах для улучшения поверхности бруса дополнительно устанавливают зачистной пильный диск, который засоряет щепу опилками.

Рис.14.13 Схема образования элементов щепы при цилиндрическом фрезеровании:

1 – нож; 2 - бревно

Рис. 14.14 Схема фрезерования торцово-коническими фрезами: 1 - бревно или необрезная доска; 2- торцово-коническая фреза

Рис. 14.15 Схема образования элементов щепы малоножевыми фрезами

На практике получают распространение многорезцовые торцово-конические фрезы, которые позволяют вырабатывать щепу с заданной длиной и толщиной. Такие фрезы имеют Г-образные ножи. Образование элементов щепы здесь происходит следующим образом. Ножи, расположенные с превышением на толщину щепы, последовательно входят в древесину один за другим. Длинное лезвие движется параллельно пласти бруса и отрезает тонкий слой древесины, равный заданной толщине щепы (рис. 14.16, а). Короткое лезвие перерезает древесину поперек волокна и скалывает частицы заданной длины. Процесс измельчения древесины в щепу таким резцом представляет собой комбинацию лущения и торцово-поперечного резания. Высокая скорость фрезерования в сочетании с малой толщиной срезаемого слоя древесины улучшает чистоту обработки поверхности бруса. Однако качество щепы, которую называют параллельной, снижается. Условия резания благоприятны для получения трещиноватых частиц, а подрезающее лезвие скалывает тонкие игольчатые частицы - спички. Длинная кромка резца может перерезать волокна не точно по оси ствола, а поперек под некоторым углом к оси. Это не только укорачивает волокна, но и способствует легкому разрушению параллельной щепы.

Рис. 14.16 Схема образования элементов щепы (а) многорезцовой фрезой (б)

а б

Разработано много конструкций многорезцовых торцово-конических фрез, но все они имеют один общий принцип размещения резцов на поверхности фрезы - по восходящей спирали. Корпус одной из таких фрез (рис. 14.16, б) выполнен в форме ступенчатого усеченного конуса. На каждой ступени закрепляется один нож, перед которым имеется подножевая щель для прохода щепы на тыльную сторону фрезы. Высота ступеней равна заданной толщине щепы. Соседние ножи смещены по радиусу и в плоскости вращения расположены с постоянным угловым шагом. Установленные таким образом ножи образуют на поверхности фрезы ножевую спираль. За один оборот фреза срезает слой древесины толщиной, равной высоте подъема спирали по оси фрезы. Ножи могут располагаться по одной или двум спиралям.

Выход технологической щепы кондиционной фракции на агрегатном оборудовании на 30 % выше, чем при переработке горбылей и реек в рубительных машинах. Однако по качеству такая щепа несколько уступает качеству щепы от рубительных машин. Срезы частиц, сделанные при цилиндрическом фрезеровании под разными углами, часто имеют смятые и рваные торцы. Применение цилиндрических фрез большого диаметра, снижение скорости резания до 25 м/с и подача сырья со скоростью, синхронной скорости резания, позволяет улучшить качество щепы. К недостаткам щепы, получаемой от малоножевых торцово-конических фрез, следует отнести переменный угол среза и неоднородность частиц по толщине, так как каждой точке на лезвии ножа конической фрезы соответствует своя скорость. Наилучшие условия формирования элементов щепы можно получить на торцово-цилиндрических фрезах с Г-образным ножом. Многорезцовые торцово-конические фрезы образуют наиболее однородную по длине и толщине параллельную щепу. Толщина такой щепы, которая имеет серповидную форму, изменяется от 2,2 до 3,9 мм.