Выбор лесопильного оборудования

Одной из главных причин, по которым производство пиломатериалов в России остается низкорентабельным, является то, что подавляющее большинство лесопильных производств составляют малые предприятия, производящие не более 10 тыс куб м пиломатериалов в год. Тем не менее, на их долю приходится более половины всей пилопродукции страны. Техническое оснащение этих предприятий позволяет выпускать весьма ограниченный ассортимент в основном обезличенной продукции с малой добавленной стоимостью. Несмотря на то, что до двух третей пиломатериалов, произведенных в России, уходит на экспорт, их конкурентоспособность оставляет желать лучшего. Основными преимуществами российской продукции считаются лишь цена и качество самой древесины, которое заметно выше, чем у европейских хвойных пород.

Для того чтобы наладить производство продукции высокого качества, которая будет востребована рынком и обеспечит приемлемые экономические показатели предприятия, необходимо применять современные технологии, оборудование и инструменты в сочетании с гибкой ассортиментной политикой, рассчитанной на выпуск пиломатериалов целевого назначения, а также полуфабрикатов для строительных конструкций, столярно-строительных изделий, мебели и т.д.

Основное лесопильное оборудование

Поскольку в структуре лесопильных производств, как уже отмечалось выше, преобладают малые предприятия, считаем уместным начать обзор с оборудования, которое считается наиболее подходящим именно для них.

Современное бревнопильное оборудование для небольших лесопильных заводов должно отвечать следующим требованиям: обеспечивать технологическую цепочку индивидуального раскроя пиловочника на обрезные пиломатериалы со стабильными форморазмерами без сортировки бревен по диаметрам, иметь низкое энергопотребление на единицу продукции и в перспективе должно иметь возможность объединения в автоматизированные технологические линии.

Индивидуальный раскрой производится одной или двумя пилами, которые за один проход позволяют получить либо черновую заготовку (например, необрезную доску), либо готовый обрезной пиломатериал. Этим он отличается от группового способа распиловки, где раскрой происходит группой пил с фиксированным или «плавающим» (как правило, частично) поставом.

Существует несколько видов оборудования, пригодного для индивидуального раскроя. Это оборудование можно разделить по принципу пиления на два типа: позиционный и позиционно-проходной. Позиционный тип отличается тем, что бревно находится неподвижно на станине станка, хотя оператор может менять его положение относительно пилы, поворачивая его вокруг своей оси. Раскрой производится режущим инструментом, установленным на подвижной каретке. Позиционно-проходной принцип пиления подразумевает, что пильный узел закреплен на станине станка, а бревно осуществляет возвратно-поступательное движение.

К станкам позиционного типа относят однопильные горизонтальные ленточнопильные станки легкого и отчасти среднего класса с шириной ленты не более 100 мм.

Сюда же можно отнести одновальные круглопильные станки и двухвальные с перпендикулярным расположением валов (для них иногда употребляют термин: станки «углового пиления»), применяемые для получения пиломатериалов специального назначения (чаще всего досок или ламелей радиального распила). Одновальные станки позиционного типа, применяемые для получения радиальных пиломатериалов часто имеют возможность менять положение пильного узла на перпендикулярное по отношению к начальному.

К станкам позиционно-проходного типа относят круглопильные станки с одной пилой большого диаметра. Они широко распространены в скандинавских странах и постепенно завоевывают популярность среди российских предпринимателей.

К оборудованию позиционно-проходного типа относят и вертикальные ленточнопильные станки среднего класса с одной или двумя пилами (ширина пил от 100 до 180 мм). В этом случае бревно перемещается (возвратно-поступательно) с помощью каретки относительно пильного узла.

К недостаткам оборудования индивидуального раскроя можно отнести небольшую производительность, вследствие значительного времени, затрачиваемого на__ операции, не связанные непосредственно с пилением (навалка, базирование, установка размера, съем пиломатериалов со станка, обратный ход).

Говоря об оборудовании для малых и средних лесопильных предприятий нельзя обойти стороной лесопильные рамы. Несмотря на то, что они использовались и до сих пор используются на крупных производствах, имеющих несколько лесопильных потоков, их все-таки следует отнести именно к этому классу оборудования, хотя их считают лесопильными станками проходного типа (т.е. в этом случае осуществляется подача бревен (брусьев) относительно стационарно установленного пильного узла). Главная причина – невысокая производительность. Даже самые современные рамы не могут обеспечить переработку более 200 куб м пиловочника за смену.

В зависимости от специализации лесопильные рамы делятся на две группы: рамы общего и специального назначения.

Рамы общего назначения используются для распиловки бревен и брусьев на пиломатериалы с установкой в стационарных лесопильных цехах. По конструктивным признакам они могут быть одноэтажными и двухэтажными. В зависимости от технологии производства рамы могут использованы в первом или во втором ряду лесопильного потока. К лесопильным рамам специального назначения относятся: горизонтальные, коротышевые, тарные и передвижные.

Особенностью горизонтальной лесопильной рамы является то, что пильная рамка, несущая одно пильное полотно, совершает главное движение в горизонтальном направлении. Продольная подача бревна производится специальной тележкой. Подача на толщину отпиливаемой доски производится суппортом пильной рамки. Такие станки предназначены для раскроя кряжей ценных пород, а также для выпиливания ванчесов в производстве строганного шпона.

Коротышевые лесопильные рамы предназначены для распиловки бревен длиной до 3 м. Их особенностью является наличие восьмивальцового механизма подачи для надежного базирования коротких бревен в процессе распиловки. Тарные лесопильные рамы используют для распиловки бревен на тарную дощечку толщиной до 6 мм при незначительных отходах древесины в опилки за счет тонкого до (1 мм) полотна пилы.

Передвижные лесопильные рамы применяют во временных лесопильных цехах, на лесных делянках. Их устанавливают на подвижных платформах и транспортируют к месту назначения без демонтажа тракторами и автомашинами.

Применение современного инструмента и новых технических решений в конструкции лесопильных рам (бесшатунные рамы, замена тележек специальными центрирующими устройствами, «плавающие» пилы и др.) показало, что это оборудование рано списывать со счетов.

Бесспорно, что наибольшей производительностью обладает оборудование проходного типа, к которому относят, прежде всего, профилирующие агрегаты: фрезерно-пильные и фрезерно-брусующие. Эти агрегаты предусматривают одновременное получение из бревна пиломатериалов и технологической щепы, что позволяет обеспечить полезное использование объема сырья до 80–82% и повысить производительность труда на участке формирования сечения пиломатериалов в 1,4–2 раза в зависимости от объема производства. Недостатком такой технологии переработки бревен является снижение объемного выхода основной продукции – пиломатериалов по сравнению с распиловкой сырья на лесопильных рамах, круглопильных и ленточнопильных станках.

Фрезерно-брусующие станки применяют для формирования путем фрезерования двухкантных и четырехбитных брусьев, которые затем перерабатывают на пиломатериалы на круглопильном или ленточнопильном станке или на лесопильной раме. Боковая зона бревен (горбыли) превращается в технологическую щепу.

Станки могут быть оснащены и круглыми пилами дополнительно к фрезерным головкам. В этом случае можно получить из боковых зон бревна по две-четыре доски. Такие станки именуют фрезерно-пильными. Наиболее высокая степень объединения операций по формированию сечения пиломатериалов обеспечивается фрезерно-пильными агрегатами. Бревна путем фрезерования сначала превращаются в фасонный брус, а затем раскраиваются на пиломатериалы. Фрезерно-пильный агрегат выполняет функцию четырех станков обычного лесопильного цеха: лесопильных рам первого и второго рядов, обрезного станка и рубительной машины.

Помимо упомянутых профилирующих агрегатов к наиболее широко распространенному оборудованию проходного типа относят многопильные круглопильные станки. Они выполняются с одним или двумя параллельно расположенными валами. Это высокоэффективные станки второго ряда. При этом двухвальные станки, использующие пилы диаметром 350–450 мм, обеспечивают наиболее простую эксплуатацию режущего инструмента при высокой производительности и снижении количества отходов.

Ленточнопильные станки с несколькими (более двух) пилами, как показывает практика, существенно уступают круглопильным и применяются крайне редко.

В первом и иногда во втором ряду лесопильных потоков проходного типа применяют ленточнопильные станки тяжелого класса (ширина ленты до 350 мм).

Станки проходного типа применяются в лесопильных линиях в различной комбинации, обеспечивающей оптимальное сочетание высокой производительности с максимально возможным полезным выходом пилопродукции.

Обработка пиломатериалов

Правильно построенный процесс работы лесопильного предприятия должен обеспечить рациональное использование древесины, оборудования, площадей и рабочей силы при высокой производительности. Поэтому, как правило, даже малому предприятию нельзя ограничиваться только перечисленными выше станками, которые принято называть головным оборудованием. На современных предприятиях они дополняются станками для продольного и поперечного раскроя пиломатериалов.

Станки для продольного раскроя пиломатериалов могут быть одно-, двухи многопильными. Однопильные станки применяют преимущественно для индивидуального раскроя широких досок на несколько узких. Двухпильные станки предназначены для обрезки кромок у необрезных досок, а многопильные – для обрезки обзольных кромок и раскроя необрезных досок по ширине на более узкие доски и бруски.

На лесопильных предприятиях широко распространены двухпильные станки, которые называют обрезными. Эти станки имеют две круглые пилы, из которых одна – левая по ходу материала фиксируется на оси вала (коренная пила), а другая имеет осевое перемещение в зависимости от ширины обрезаемых досок. Двухпильные обрезные станки в большинстве случаев имеют гидропривод для перемещения подвижной пилы. На станках автоматически изменяется скорость подачи в зависимости от толщины обрезаемых досок.

Для высокопроизводительных лесопильных потоков применяются фрезерно-обрезные станки. В этом случае обзольная часть доски сразу перерабатывается в щепу. Типовой фрезерно-обрезной станок оснащен двумя режущими головками со сборными цилиндрическими фрезами и подрезными пилами, которые могут перемещаться в поперечном направлении при настройке на размер обработки.

Третья круглая пила, установленная на одном суппорте с левой ножевой головкой, предназначена для распиливания широких досок на две обрезные. Скорость подачи таких станков превышает 100 м/мин. Раскрой досок по толщине стал экономически выгодной операцией с появлением скоростных делительных ленточнопильных станков, дающих малую ширину пропила. Особенно эффективным раскрой досок по толщине показал себя в цехах строганного погонажа, например, досок обшивки, у которых толщина конечной продукции сравнительно мала (10–12 мм).

В этом случае раскрою по толщине подлежат доски толщиной 44–50 мм, полученные после распиловки бревна в лесопильных потоках, в которых используются круглопильные станки или лесопильные рамы (т.е. головное оборудование с широким пропилом). Эти пиломатериалы раскраиваются на дветри доски, которые в том же потоке могут быть обработаны на четырехсторонних станках с выборкой профиля.

Реже для деления досок по толщине используют круглопильные станки, в которых горизонтальный пропил формируется двумя пилами, закрепленными на вертикальных валах. Применяемые в таких станках пилы позволяют получать тонкий пропил, сравнимый с пропилом, которой получают при использовании ленточных пил. Круглопильные делительные станки нашли применение в составе агрегатных лесопильных линий высокой производительности, в которых в качестве головного оборудования используются фрезерно-брусующие или фрезерно-пильные установки.

Обработка боковых досок или досок, полученных при распиловке бревен со значительной кривизной, может потребовать введения операции их продольного раскроя (торцовки) с целью повышения полезного выхода. В этом случае поперечный раскрой предшествует продольному. Для этих целей существует ряд торцовочных станков, которые могут быть использованы в лесопильных линиях с различным уровнем автоматизации.

Вспомогательное оборудование

Кроме основного технологического оборудования, в лесопильном цехе имеется разнообразное околостаночное и транспортное оборудование, начиная с простейшего: тележки для бревен, роликовые, цепные продольные и поперечные, ленточные конвейеры, и заканчивая автоматизированными средствами базирования, сортировки и пр. Это оборудование предназначено для выполнения многочисленных операций по перемещению лесоматериалов, их ориентированию, базированию, подаче к станку, удалению готовой продукции и отходов из рабочей зоны лесопильной линии.

Практика и многочисленные исследования показали, что основным критерием, характеризующим производительность лесопильного предприятия, является именно продолжительность вспомогательных операций.

На современных высокопроизводительных линиях проходного типа, которые обладают высокой оснащенностью вспомогательным оборудованием, рабочий цикл переработки бревна составляет около 2–3 сек, при коэффициенте использовании бревнопильного оборудования не менее 0,85–0,9. Для малых предприятий, оснащенных головным оборудованием позиционного или позиционно-проходного типа, этот коэффициент колеблется в пределах 0,15–0,3.

И попытки увеличить этот показатель за счет увеличения скорости подачи бревнопильного станка не дают сколько-нибудь существенного результата.

Из этого следует один важный вывод: для того чтобы добиться повышения производительности труда и экономической эффективности лесопильного предприятия, не следует экономить на вспомогательном оборудовании.