3.4.9Производство потребительских и производственных товаров из нкд и древесных отходов

К изделиям производственного назначения относятся строительные изделия, столярные и обозные изделия, древесная стружка и др. К потребительским товарам относятся в основном такие бытовые изделия: кухонные доски, скалки, топорища, корыта, совки, детские санки, лопаты, вешалки, сувениры и т.д.

Строительные изделия включают в себя столярные изделия (двери, окна, оконные коробки и др.), плинтусы, наличники, перекрытия (балки, подшивки), части сборных деревянных домов, строительный инвентарь.

Для изготовления указанного сортимента строительных изделий используются детали и заготовки, полученные в процессе основной и дополнительной обработки древесины, которые подвергают дальнейшей обработке. Для этого лесоматериалы подвергают раскрою, машинной обработке и другим операциям переработки. Завершают процесс изготовления изделий сборкой из отдельных элементов в блоки с последующей отделкой.

На лесных складах объемы древесного сырья, перерабатываемого на производственные и потребительские товары, сравнительно невелики – обычно не более 15 тыс.м³ в год. В качестве сырья используют низкокачественные лесоматериалы, не находящие сбыта, дрова, тонкомерные сортименты, отходы лесопильно-шпалорезных цехов. Производство товаров народного потребления по объему перерабатываемого сырья не является ведущим в комплексном использовании древесины. Но значение его велико для решения социально-экономических проблем. Оно способствует выпуску дополнительной товарной продукции из 1 м³ заготовляемой древесины, укреплению экономики предприятий, обеспечивает занятость трудоспособного населения лесных поселков и рабочих, которые освобождаются при внедрении процессов механизации и автоматизации основного производства.

Производство товаров потребительских и производственных на лесозаготовительных предприятиях осуществляют деревообрабатывающие мастерские и специализированные цехи. Небольшие мастерские с объемом переработки до 2,0…2,2 тыс.м³ сырья в год производят обычно столярно-строительные изделия для собственных нужд. В некоторых случаях мастерские выпускают несложные товары и изделия промышленного назначения, которые не требуют квалифицированного труда: штакетник, щиты для снегозадержания, дощатую тару, крепежные клинья, различные прокладки для транспортировки и складирования строительных материалов, металлоизделий, полуфабрикатов. Применение простой технологии позволяет использовать рабочих, не занятых на лесозаготовительном производстве в периоды распутицы.

Выбор технологии и оборудования для выпуска изделий производственного назначения и товаров народного потребления зависит от их видов, сложности обработки, сборки и отделки. При этом необходимо учитывать возможность быстрой перенастройки производства в соответствии с конъюнктурой рынка и условиями сбыта.

В цехах и участках по производству указанных изделий и товаров могут использоваться станки и установки те же, что и в цехах шпалопиления и тарного производства и добавляться оборудование для дополнительной деревообработки и отделки.

Технология производства рассматриваемых товаров зависит также от их назначения, конструкции и качества отделки поверхности. Большинство изделий требует искусственной сушки древесины и отделки. Одни товары, изготовляемые механической обработкой древесины, в окончательном виде поставляют и используют без отделки. Другие собирают из отдельных деталей, соединяя их различным способом в готовые изделия. В производстве сувениров часто используют художественную роспись, выжигание, резьбу по дереву. Технологический процесс производства товаров включает обычно пять операций: распиловку низкокачественной древесины на пиломатериалы, сушку пиломатериалов, механическую обработку древесины, сборку и отделку изделий.

3.4.9.1Технология производства товаров. Технология производства товаров народного потребления и производственного назначения зависит от их конструкции и качества отделки поверхности. Большинство изделий требует искусственной сушки древесины и отделки. Одни товары, изготовляемые механической обработкой древесины, в окончательном виде поставляют и используют без отделки. Другие собирают из отдельных деталей, соединяя их различным способом в готовые изделия. В производстве сувениров используют художественную роспись, выжигание, резьбу по дереву.

Разнообразие выпускаемой продукции требует различных технологических процессов, поэтому необходимо учитывать возможность быстрой его перенастройки.

На рис. 135 приведена технологическая схема цеха товаров народного потребления и производственного назначения мощностью 10 тыс.м³ сырья в год, разработанная Гипролестрансом. Круглые подсортированные лесоматериалы длиной до 2 м лесотранспортером 1 подаются в цех и сбрасывателем сталкиваются на поперечный транспортер 2, с которого поштучно подаются на коротышевую раму 3 (РК63-1) лесопильно-раскроечного отделения цеха. Полученные при распиловке пластины, брусья или доски (заготовки в зависимости от выпускаемой продукции) поступают к тарной раме 4 (РТ-36) для распиловки по соответствующим размерам по сечению заготовки, которые затем на торцовочном станке 5 (ЦКБ-40-1) распиливают на отрезки соответствующей длины. Доски и заготовки подают к месту формирования сушильных штабелей.

Из штабелей заготовки формируют в полупакеты высотой 1...1,2 м и подвесным однобалочным краном укладывают в штабеля на сушильные треки и загружают в сушильные камеры 6. После сушки и соответствующей выдержки по времени заготовки направляют для механической обработки в деревообрабатывающее отделение цеха, где станки образуют два потока. В первом потоке, предназначенном для обработки брусковых деталей, установлены торцовочные 7 (ЦКБ-40-1), круглопнльный 10 (Ц2Д-5А, ЦА-2), фуговальный 12 (СФ4-1 или СФА-4), рейсмусовый 14 (СР8, СР6-8), ленточнопильный 16 (ЛД 125-1) и фрезерный 18 (С262-2М или С16-4А) станки. Во втором потоке, предназначенном для обработки токарных изделий, установлены станки: круглопнльный 8 (ЦКБ-40-1, ЦА-2), круглопалочный 9 (КПА-20или КПА-50), группа токарных и 13 (ТП-40, ТВ-63, ТС-40), сверлильно-пазовальный 15 (СВП-2, СВА-2) и шлифовальный 17 (ШлНС-2, ШлЗЦВ-3). Выбор станочного оборудования зависит от вида операций, выполняемых при изготовлении основной продукции. Заготовки, обработанные на станках, подают в отделение склейки 19, а затем на отделку в отделение 20. После отделки (лаком или краской) и просушки в камере готовую продукцию отправляют на склад. В отдельном помещении 21 оборудован цех сувениров, в составе которого имеются лаборатория и пилоножеточная мастерская, а также отделение для приготовления клея, лаков и красок. Все перевозки по цеху осуществляются специальными тележками. Опилки и стружки удаляют из цеха пневмотранспортом, рейки и отрезки – ленточным транспортером.

3.4.9.2Производство строительных изделий. К строительным деталям относятся столярные изделия (двери, оконные рамы, дверные и оконные коробки, встроенные шкафы и др.), плинтусы, наличники, поручни, перегородки, перекрытия (балки, накаты, полы, подшивки), части сборных деревянных домов и строительный инвентарь (стремянки, деревянный инструмент).

Столярные изделия состоят из большого количества деталей. Детали соединяют в узлы. Основные узлы – щиты, рамки и коробки (ящики). Детали соединяют вязкой, для чего на одной детали делают вырезы (гнезда), на другой выступы (шипы) (рис. 136). Вставленные в гнезда шипы закрепляют клеем, а иногда добавляют и нагель (деревянный гвоздь, забитый в отверстие в месте соединения для усиления крепления). Соединение деталей вдоль волокон называется сращиванием, в ширину по кромкам – сплачиванием, под углом – вязкой. У шипа (рис. 136, А) различают боковые грани, заплечики и вершину.

Длинные бруски называются долевыми, короткие – поперечными, внутренние – средниками. Соединения брусков под углом могут быть концевыми или серединными.

Существует много разновидностей соединений: в виде рамы (если пласти брусков в одной плоскости) или в виде ящика (если пласти под углом). Рама называется простой, если просвет не заполнен. Рама, у которой просвет заполнен щитом или фанерой, называется филенчатой. Если толщина рамы больше толщины филенки, то она называется обвязкой, если бруски рамы поставлены на уровне с филенкой (заподлицо) – фризом.

Правильность соединения деталей в раме и ящике проверяют по диагонали с угла на угол. Шпунты и четверти на кромках детали можно нарезать на круглопильном станке, а ящичные шипы при помощи направляющей линейки. Строгание производят на фуговочном и рейсмусовых станках. На фуговочном станке щиты выверяют после их склеивания. На рейсмусовом станке придают параллельность противоположным граням детали. Особым приспособлением – цулагой – на станке можно строгать детали, утолщающиеся к одному концу. Цулага – это брусок, нижняя грань которого отфугована правильно, на верхней его части к одному концу сделан скос, соответствующий профилю детали.

На фрезерных станках, применяя соответствующие приспособления и инструменты, можно обрабатывать филенку, нарезать шипы, выбирать проушины, желобки, калевки, фуговать раму по шаблону, по прямым и кривым линиям. На шпиндель этого станка можно установить пильный диск для распиливания брусков на планки.

Обвязки, средники и коробки могут быть изготовлены из брусков цельного сечения или составными по сечению из двух или более частей, соединенных между собой на клею, или составленными по длине, соединенными зубчатым или клиновидным шипом.

Составные по сечению детали оконных переплетов, балконных и наружных дверей и коробок к ним, а также заделка повреждений в них должны быть склеены водостойким клеем. При обвязке дверей и окон на шипах соединение в углах производится на два шипа, фрамуг, дверных полотен и форточек – на один шип. Соединение в обоих случаях производится на клею и с креплением нагелем. Дверные обвязки можно также обвязывать на шкантах и клею. Филенки изготавливают из столярной плиты, древесноволокнистой и древесностружечной плит, досок и клееной фанеры для внутренних дверей.

Технологический процесс обработки столярных изделий состоит из следующих операций: раскроя пиломатериалов на черновые заготовки, машинной обработки заготовок, сборки столярных изделий в элементы и блоки и отделки столярных изделий.

Заготовки для столярных изделий могут быть не только цельнокроеными, изготовленными из отдельных частей лесоматериалов, но и изготовленные из отдельных частей за счет клеевого соединения. Для этого используется оборудование для сращивания короткомерных заготовок и, в частности, линии сращивания древесины различной производительности и степени автоматизации – ручные, полуавтоматические и автоматические. Соединяют бруски и отрезки древесины на зубчатый шип. Шип бывает двух типов – вертикальный и горизонтальный. В первом случае линия склейки на лицевой поверхности напоминает «елочку», а во втором – это просто отрезок прямой (сам шип в этом случае скрыт).

При соединении заготовок на зубчатый шип по длине процесс складывается из следующих операций: нарезания на торцах заготовок зубчатых шипов и нанесение на них клея; сращивание заготовок (зубчатых шипов) по длине в непрерывную ленту и опрессовки шиповых соединений; разрезания непрерывной ленты на заготовки необходимой длины.

Соответственно этим операциям применяются три вида основного оборудования: шипорезные станки для нарезания шипов; сборочно-прессующие машины для сращивания заготовок в непрерывную ленту и прессовки шиповых соединений; торцовочные станки для нарезания ленты на заготовки. Перечисленное оборудование устанавливается в полностью механизированные линии.

Для сращивания заготовок небольших сечений применяют сборочные станки с механизмом вальцовой подачи, с двумя парами приводных вальцов 2 и 4 (рис. 137, а) различного диаметра Д₂>Д₁. За счет разности окружных скоростей передних и задних подающих вальцов происходит торможение лент 1, что приводит к осевому обжатию шиповых соединений. Прижим верхних вальцов к нижним создается пневмоцилиндрами 3.

Наибольшее распространение получили машины с подачей ленты и соединяемых брусков двумя приводными гусеницами, за которыми устанавливается устройство, создающее усилие для опрессовки шиповых соединений (рис. 137, б). Лента сращиваемых заготовок 1 продвигается двумя приводными гусеницами 2 и 3. Приводная станция состоит из регулируемого электродвигателя постоянного тока и редуктора. Усилие опрессовки шиповых соединений создается непрерывно двумя тормозными пневмоцилиндрами 4, башмаки которых прижимают ленту к столу с необходимым осевым усилием. Опрессовка шипов происходит за счет трения, возникающего между башмаками тормозных пневмомеханизмов 4 и столом 5.

При склеивании заготовок значительных сечений используется суппорт сопровождения, на котором установлены тормозные цилиндры. После смыкания они какое-то время сопровождают ленту заготовок, затем размыкаются и возвращаются в исходное положение.

Оборудование для сращивания по ширине используется при изготовлении панелей, брусьев и заготовок из кусковых отходов, низкосортных пиломатериалов и маломерных отрезков древесины, для склеивания щитов, приклеивания брусков из массива к кромкам щитовых деталей.

Заготовки склеивают на высокомеханизированных линиях в процессе непрерывного движения брусковой ленты через пресс, оборудованный мощными гусеницами. Линия состоит из 3-х машин, объединенных транспортной связью: дискового клеенамазывающего станка, высокочастотного распиливания склеенного полотна на детали необходимой длины. Рейки вручную подаются в клеенаносящий станок так, чтобы их торцы располагались вразбежку. Оттуда они механически подаются в пресс (рис. 137, в). Тяговые конвейеры 2 с цепями 4, оснащенными прижимными брусками 5, подают делянки щита 1 под высокочастотные элроны: верхний и нижний. Давление (0,4…0,5 МПа) на кромки подается прижимными брусками от гидроцилиндров 7 через рамки 8. Выпучивание склеиваемой полосы превращается прижимными вальцами 3. Непрерывно склеиваемое полотно движется со скоростью 0,2…0,4 м/мин.

Сборка рамочных и корпусных изделий механизирована за счет использования сборочных станков. В качестве примера пневматического сборочного станка на рис. 137, г показана универсальная переналаживаемая пневматическая вайма – стапель для сборки корпусных изделий. Она состоит из поворотной сварной рамы 1, смонтированной в горизонтальных ципфах. Внутри рамы расположены базовые упоры 4, переставная траверса 2 с фиксатором и двумя парами горизонтальных пневмоцилиндров обжима 3 и несколько пар вертикальных пневмоцилиндров 5, смонтированных на рекомендуемых по высоте скалках. С помощью фиксатора и отверстий в горизонтальных блоках рамы траверса 2 устанавливается в положение, необходимое для данного изделия. Поворотная конструкция ваймы позволяет устанавливать собираемое изделие в удобное для сборщиков положение. В сочетании с простейшими транспортными устройствами такие ваймы-стапели могут быть объединены в технологические поточные линии.

3.4.9.3Производство токарных изделий. Производство токарных изделий основано на использовании токарных и круглопалочных станков, с помощью которых вытачивают детали и изделия фасонной или цилиндрической формы.

В производстве токарных изделий в качестве сырья можно использовать отходы почти всех древесных пород (сосны, ели, дуба, березы, липы, бука, карельской березы и др.). Сосна, ель идут на изготовление столов, балясин лестниц, ручек и др., дуб – на мебельные детали, ясень – на неистирающиеся изделия. Из груши получают особенно ценные токарные изделия. Яблоня, слива, вишня, клен, карельская береза являются сырьем для изготовления мебельных деталей, ручек, шахмат, вазочек; береза идет для мебельных деталей, винтов, шахмат, шашек, лото, игрушек; липа – для моделей, игрушек; ива – для флейт, кларнетов; орех – для дорогой мебели, граб – для винтов, вкладышей и изделий, испытывающих сопротивление на сжатие.

Токарные изделия следует изготавливать из древесины хорошего качества, не имеющей трещин. Мелкие трещины, допускаемые в некоторых деталях, должны быть заделаны. Косослой, крены, свилеватость и волнистое строение волокон не считаются существенными пороками, поэтому допустимы в токарных изделиях. Сучки здоровые небольшого диаметра допускаются во многих изделиях, но в ограниченном количестве. Никакие виды гнили и червоточины не допускаются. Для токарных изделий пригодна только хорошо высушенная древесина.

В токарном производстве детали проходят следующие основные стадии обработки: заготовку болванки, сушку ее и обработку на станке, отделку выточенных деталей или изделий, сборку и упаковку изделий.

Болванки делают с припуском по длине 20 мм для закрепления в станке. Округление их производят на токарном станке полукруглой стамеской. После округления болванку обтачивают косяком.

Поверхность полученных из болванки изделий, подлежащих окраске или лакированию, должна быть отшлифована абразивными шкурками. Изделия перед покрытием их лаком должны быть (помимо шлифования или полирования) хорошо просушены. Применяют копаловые (масляные) и спиртовые лаки, которые наносят ровно тонкой кистью.

3.4.9.4Производство обозных изделий. К обозным изделиям относятся повозки, сани и подсанки. Изготовляются они примерно одинаково. Сани подразделяются по назначению на розвальни для перевозки сельскохозяйственных грузов и пассажиров и дровни для перевозки дров и других грузов, и по оковке полоза на окованные (с подрезами) и неокованные (без подрезов). Грузоподъемность саней от 700 до 1000  кг. Детали саней изготовляют практически из всех древесных пород, а при их вязке используют березу, иву, вяз и черемуху.

Полоз – основную деталь саней, изготавливают в соответствии с полученным запахом (полоз круглый, пластинный или четвертинный). Обработанные заготовки полоза – плахи поступают для пропарки в парильню. Время пропарки 10...14 ч. Гнутье пропаренных плах производится на гибале со съемным шаблоном при помощи ворота. Шаблону придают профиль, соответствующий изгибу головной части полоза.

По форме поперечного сечения оглобли бывают круглые, предназначенные для повозок и саней, и брусковые – для повозок. Длина заготовок для оглобель 2700...3000 мм, диаметр в верхнем отрубе 55... 65 мм. Грядки служат для изготовления дышел к пароконным упряжкам, их заготавливают длиной от 3200 до 4250 мм и диаметром в нижнем отрубе от 100 до 150 мм (без коры). Грядки и оглобли изготавливают из молодых малосбежистых здоровых деревьев.

Обод колес является одной из основных деталей колеса для телег. Его изготавливают из здоровой древесины дуба, ясеня, бука, ильма, вяза, береста, клена и березы. Заготовки, предназначенные для изготовления обода, выпиливают радиально. Обод имеет форму окружности и выгнут на сердцевинную сторону, т. е. заболонь расположена на наружной, подшинной части (ремне). Допускается гнутье обода в обратном направлении.

Косячный обод может состоять из двух частей (полуободов) (рис. 138) или большего их числа (до 12). Косяки получают из колотых и выпиленных болванок. В зависимости от диаметра обода длина косяков колеблется от 60 до 200 см.

Для изготовления косячного обода используют протесанные колья. Кол, имеющий некоторую крыловатость, при гнутье примет правильную форму. Заданные размеры сечения придают колу в процессе строгания прямым стругом и рубанком протесанных поверхностей матки и щек.

Обработанный кол поступает на ток для пропарки и гнутья. Колья пропаривают в парильне. В зависимости от свойств древесины дубовые колья пропаривают в течение 14...16 ч. Ток для гнутья устраивают рядом с парильней.

Изготовление косячного обода отличается от изготовления цельного тем, что гнутье кола для полуободов производится на гибале, у которого вместо полного круга имеется шаблон в виде сегмента, несколько большего, чем полукруг (рис. 139). В процессе гнутья кола для полуобода производят изгиб путем забивки клиньев в гнезда, расположенные вокруг шаблона. Гнутье производится с шиной. Для гнутья полуободьев используют также специальный гнутарный станок СГ-5.

Остальные детали саней изготавливают также строганием, пропаркой и гнутьем.

3.4.9.5Производство бондарных изделий. Бондарные изделия подразделяют на бочки и открытые изделия (кадки, ведра, ушаты, шайки, лохани и др.). Их производство легко может быть организовано в небольших мастерских с первичной механизацией обработки древесины.

Бондарные изделия изготавливают не только из полноценной древесины, но и из отходов, получающихся при лесозаготовках, лесо- и шпалопилении.

Бочки из клепки в зависимости от плотности, определяющей их назначение как тары для различной по свойствам и ценности продукции, делятся на заливные особо плотные, заливные плотные, заливные и сухотарные. Они состоят из остова и двух доньев, сделанных из отдельных дощечек-клепок. Клепка, из которой изготовляют остов бочки, называется боковиком, дно – донником.

Для бондарных изделий пригодна в основном древесина лиственных (дуб, бук, каштан, береза, осина, тополь, ольха, липа) и хвойных (сосна, ель, пихта, лиственница, кедр) пород. Для заливных бочек береза не допускается.

Для бондарных изделий применяют клепку колотую и пиленую, прямую и цилиндрическую. Для открытых бондарных изделий клепка должна иметь припуски на усушку и обработку по длине, ширине и толщине. Влажность древесины клепки не должна превышать 18 % (по норме она составляет 10...12 %,). В клепке недопустимы гниль, плесень, червоточина. Косослой допускается при отклонении волокон от прямого направления не более 10 % для клепки остова. Обручи делают металлические или из древесины ветвей черемухи, ивы, лещины, сучьев березы, ели. Деревянные обручи набивают по два, три, четыре вплотную друг к другу.

По расположению пластей относительно годичных слоев клепка бывает радиальной, тангентальной и полутангентальной. Лучшей является радиальная клепка, так как она не пропускает жидкость, сохраняет форму и постоянные размеры.

При обработке и сборке деталей бондарных изделий необходимо соблюдать следующие условия. Форма изделий должна быть правильной, симметричной во всех своих частях. Изделия не должны иметь перекосов, впадин и выпуклостей как с наружной, так и с внутренней поверхности. Донья в бочки нужно вставлять так, чтобы их клепки были расположены в одном направлении.

Торцы остова с внутренней стороны должны иметь небольшие фаски. Обручи набивают так, чтобы они плотно прилегали к поверхности остова и были расположены параллельно плоскости дна. Технологический процесс производства бондарных изделий независимо от оборудования строится по поточному принципу, обеспечивающему последовательность операций в каждом потоке. Изготовление остова, доньев, сборка бочки и ее отделка – три основных потока. Все остальные операции: вставку доньев, обрезку, вальцовку, склепку обручей и их постановку, выполняют на вспомогательном потоке.

На первом потоке (изготовлении клепки остова) выполняют следующие операции: обрезку торцов, строжку деталей, фуговку кромок, сортировку клепки, сборку остова, термическую обработку (проварку), стяжку остова, обжиг остова, осадку рабочих колец (обручей), зауторку остова.

Сначала остов собирают веером – на одно кольцо, после вставки последней клепки, придающей вееру устойчивость, надевают второе рабочее кольцо, как можно дальше от торцового кольца.

Следующая операция в процессе – гидротермическая обработка (проварка остова) в течение 25...40 мин. После тепловой обработки конец веера остова стягивают и на второй конец остова надевают головное рабочее кольцо, после чего надевают и осаживают дополнительное рабочее кольцо.

После стяжки и предварительной осадки головных рабочих колец остов обжигают 3...5 мин на мангалах (жаровых колпаках цилиндрической или овальной формы). Пока клепки не остыли, вручную или на обручеобсадочном станке производят осадку рабочих колец, после чего остов поступает для зауторки.

На другом потоке (изготовлении доньев) выполняют: строжку одной пласти клепки, фуговку кромок, сортировку клепки, сверловку гнезд для шипов, сборку и сшивку щитов, строжку щитов, вырезку доньев из щитов со снятием фасок. Завершающий, вспомогательный, поток – вставка доньев в остов, рогозовка остова и уторов, задонка бочки, отделка (строжка) наружной поверхности бочки, постановка постоянных обручей.