Вступ
Неоднорідність властивостей фанери значно менша, порівняно з властивостями деревини, тому що склеювання шарів здійснюється з взаємно перпендикулярним розташування волокон деревини. Значна міцність фанери в поздовжньому і поперечному напрямках при невеликій щільності, порівняно великі розміри листів фанери за площею, можливість надання листу потрібної форми зумовили широке використання фанери як конструкційного матеріалу у меблевому та тарному виробництвах, будівництві, транспортному машинобудуванні, суднобудівній промисловості.
У нашій країні виробництво фанери є дуже розвинене, причиною цього є доступність її ціни. Використання фанери дозволяє збільшити кількість виробленого вихідного продукту з найменшими витратами.
Струганий шпон є одним із основних личкувальних матеріалів у виробництві меблів та столярно-будівельних виробів. З розширенням використання синтетичних личкувальних матеріалів (синтетичного шпону, паперу, плівок, пластиків) струганий шпон із деревини цінних порід отримує більш вузьке технологічне застосування: личкування високоякісних меблів, елементів внутрішнього оздоблення приміщень та ін. Потреба в струганому шпоні неперервно зростає, оскільки збільшується попит на меблі з натуральної деревини.
Враховуючи, що для виготовлення струганого шпону використовують цінні породи деревини, необхідно досягати максимально можливого виходу шпону для збільшення об’ємів корисного виходу продукції.
Ідея робити шпон з деревини коштовних порід і тим самим робити меблі й інші предмети інтер'єру ще більш красивими і практичними так само стара, як і свідомість того, що масив має свої недоліки, він схильний до утворення тріщин і коробленню. Згодом прийшло також усвідомлення необхідності як можна більш доцільного й ощадливого використання деревини коштовних порід. Але, насамперед, було визнано, що деревина в шпоні виглядає незрівнянно гарніше і різноманітніше, ніж у масиві.
І. Опис продукції
Фанера — це шарувата клеєна деревина, яка складається з склеєних між собою трьох і більше листів лущеного шпону з взаємно перпендикулярним розташуванням волокон деревини в суміжних шарах.
Основна класифікаційна ознака фанери —- її призначення: для внутрішнього споживання (загального призначення) — рядова;
експортна, яка поставляється на експорт; авіаційна, яка застосовується в авіаційній промисловості; бакелізована, виготовлена з використанням фенолоформальдегідних спирторозчинних (водорозчинних) смол;
декоративна, яка личкована плівковим матеріалом у поєднанні з декоративним папером;
личкована, яка має один або два зовнішніх шари з струганого шпону, плівкових або листових матеріалів;
профільна, яка отримана при склеюванні в плитах, які мають встановлений профіль;
комібінована, з шарами шпону, виготовленого з деревини різних порід і розташованого симетрично щодо центрального шару;
реброва, яка складається з ребрового шпону, личкованого з двох боків шпоном;
трубна — двошарова з взаємно перпендикулярним напрямком волокон;
композиційна, з одним центральним або кількома внутрішніми шарами, утвореними з листових матеріалів (до листових матеріалів відносяться дере в ностружкові плити товщиною від 2 до 8 мм, обрізки фанери, дсрсвноволокнисіі плити, гума, азбест та ін.);
стикована, отримана з’єднанням двох або більше листів дл^|
збільшення її розміру;
рівношарова, яка складається з шарів шпону однакової товщини; нерівношарова, яка складається з шарів шпону різної товщини; поздовжня, в якої напрямок волокон деревини зовнішніх шарів збігається з їх найбільшим лінійним розміром;
поперечна, в якої напрямок волокон деревини зовнішніх шарів перпендикулярний до їх найбільшого лінійного розміру;
великоформатна, довжина або ширина якої не менше 1800 мм; підвищеної водостійкості, яка має підвищену межу міцності при сколюванні по клейовому шву після його кип’ятіння у воді;
шліфована, зовнішні шари якої шліфовані; нешліфована; будівельна.
До інших класифікаційних ознак відносяться: порода деревини, | формат листа, товщина фанери, конструкція листа, фізико-механічні властивості (міцність, водостійкість, щільність та ін.), наявність захис- | нош або опоряджувального покриття тощо.
За породою деревини фанеру поділяють на листяну, шпилькову і комбіновану. Найхарактерніший вид листяної фанери — березова, а шпилькової — соснова.
Фанера буває звичайного формату (квадратна, прямокутна), з розміром однієї з сторін до 1830 мм, і великоформатна, з розміром однієї з сторін понад 1830 мм. Довжина великоформатної фанери, сти-| кованої з листів меншого формату, досягає 6000 мм.
За товщиною фанеру умовно поділяють на тонку (1,5...8 мм), се-1 редньої (8...12 мм) і великої (12...78 мм) товщини.
За конструкцією листа фанера може бути з взаємно перпендику-1 лярним і паралельним розташуванням волокон деревини в суміжних5 шарах шпону; симетрична і несиметрична; з шпону однієї породи і зі різних порід тощо.
Залежно від виду клею, товщини шпону, параметрів термообробки в процесі склеювання і ряду інших факторів фанера може бути підвищеної, середньої і низької водостійкості, наприклад марок ФСФ, ФК, ФБА, з щільністю 550...1200 кг/м3.
II. Опис технологічного процесу.
Підготовка сировини до лущення
Процес лущення дозволяє: економити деревину, розширює сферу її використання, підвищує стійкість її механічних характеристик, дає можливість виготовляти міцні, привабливі зовні вироби.
Після переробки у фанеру і проклеювання за допомогою водостійкого клею, лущену деревину можна використовувати як будівельний матеріал для внутрішньої і зовнішньої обробки. Вона служить довше за натуральне дерево.
Підготовка сировини до лущення складається з гідротермічної обробки (обкорування) – поперечного розкрою кряжів на чурбаки або поперечного розкрою (обкорування) – гідротермічної обробки. Послідовність операцій визначається структурою існуючого потоку підприємства.
Гідротермічна обробка деревини
Гідротермічна обробка деревини (ГТОД) – це дія на деревину тепла, вологих газів або рідин для надання їй встановлених технологічних або експлуатаційних властивостей.
У виробництва фанери ГТОД проводиться з метою підвищення пластичних властивостей деревини для отримання гладкого, щільного і міцного шпону.
Шпон, який зрізається з чурбака у процесі лущення, має бути щільним, без тріщин і розривів. Проте, в наслідок того, що під час зрізування він випростовується і навіть згинається у протилежному напрямку, то на його лівій стороні виникають розтягуючи напруження у напрямку поперек волокон деревини, що спричиняє утворення тріщин і розривів.
На пластичність деревини впливають пористість деревних тканин, вік, вологість, температура.
Для виготовлення шпону застосовують деревину з вологістю, близькою до вологості свіжозрубаного дерева.
Температура нагрівання деревини залежить від породи: тверді листяні породи вимагають відносно вищих температур, ніж м’які.
Досягнути однакового прогрівання деревини практично неможливо. Отже, і наступне охолодження не забезпечить умов ідеального процесу для досягнення необхідних температур. Звідси випливає висновок, що попередньо потрібно сортувати чурбаки на групи за діаметрами і піддавати тепловій обробці окремо по групах.
Гідротермічна обробка у воді – один із основних способів прогрівання фанерної сировини. Розрізняють два види обробки: при жорстких і м’яких режимах. Жорстким називається режим, за яким деревину прогрівають у воді температурою понад 60 градусів. М’яким називається режим, за яким деревину прогрівають у воді температурою 40 градусів. Завдяки такому прогріванню у процесі лущення із зменшенням діаметра чурбака температура збільшується, а отже, і пластичність деревини. Це сприяє уникненню появи тріщин на розтягнутому (лівому) боці шпону. Даний спосіб покращує якість шпону, зменшує втрати тепла (до 50%), має сприятливіші умови праці у порівнянні з жорстким режимом.
Обкорування деревини
Обкорування – процес відокремлення кори від деревини. Операція обкорювання дозволяє виявити дефекти сировини. Цей процес сприяє підвищенню терміну служіння лущильних ножів і притискних лінійок на лущильному верстаті. Покращує якість лущеного шпону, збільшує можливість комплексного використання відходів виробництва на технологічні потреби, підвищує продуктивність лущильних верстатів.
Найбільш розповсюдженими є роторні окисні верстати, на яких кора знімається притупленими лезами корознімаючого механізму – ротора. У роторних верстатах марки ВК-26 застосовується еластичне скріплювання різців на опорах, що дозволяє їм повторювати зміну форми деревини, постійно перебувати у контакті з її поверхнею. Заокруглення різальної кромки різців запобігає пошкодженню деревини у момент сил дії інерції.
Недоліки роторних окисних верстатів – неможливість у процесі обкорування регулювати швидкість подачі, колової швидкості коро знімачів і зусилля притискання їх до поверхні деревини, регулювати частоту обертання ротора для отримання необхідної швидкості різання при обкоруванні кряжів різного діаметра і форми.
Розкрій сировини
Вся сировина, що надходить на підприємство, сортується за довжиною і розкроюється на балансирній пилі АЦ-1.
Фанерний чурбак – відрізок фанерного кряжа, довжина якого відповідає встановленому розмірові форматного листа лущеного шпону за довжиною волокон з припуском на обробку.
Розкрій кряжів може бути груповим або індивідуальним. При груповому розкроюванні всі кряжі незалежно від якості розкроюють по довжині на багато пилкових верстатах за наперед встановленою схемою. Даний спосіб дозволяє застосовувати вищий ступінь автоматизації усього процесу. Проте якість отримуваних чурбаків може зменшуватися.
У виробництві фанери прийнято індивідуальний спосіб розкрою, за яким кожний кряж розкроюють залежно від якості деревини і розташування вад. Така схема забезпечує максимальний вихід чурбаків при мінімальній втраті деревини і максимальному якісному виході.
Центрування та оциліндрування деревини
Процес центрування є досить важливим, так як від нього залежить корисний вихід лущеного шпону з чурбака. Центрування чурбаків може здійснюватись за різними схемами, в даному випадку використовується центрування за так званим лазерним методом. При цьому кривизна чурбака оцінюється на ЕОМ, яка визначає оптимальну вісь лущення.
Оциліндруванням отримують куски шпону, який відкидається на конвеєрі, а стрічка шпону заданої якісно-розмірної характеристики подається до обладнання.
Лущення деревини
Лущення фанерного чурбака – це різання деревини у площині, паралельній напрямку волокон, за яким фанерний чурбак здійснює обертовий рух, а лущильний ніж – поступальний рух на фанерний чурбак з метою отримання лущеного шпону.
На лущильних верстатах чурбак, затиснутий з торців кулачками, обертається шпинделями з заданою кутовою швидкістю. Ніж, закріплений на супорті, переміщується до осі обертання чурбака рівномірно з заданою швидкістю, яка відповідає кутовій швидкості обертання чурбака. Довжина ножа повинна дещо перебільшувати довжину чурбака, а його лезо повинно бути прямолінійним і розташоване паралельно осі обертання
Траєкторія руху різання – коло. Швидкість переміщення точки чурбака, яка збігається з лезом ножа за колом, становить швидкість різання.
Щоб товщина зрізуваного шпону була постійною, рух подачі повинен бути прямолінійним, а швидкість подачі повинна встановлюватися так, щоб переміщення супорта за час одного оберту чурбака відповідало заданій товщині шпону. Особливістю лущення є зменшення швидкості різання від початку до закінчення процесу.
У процесі лущення обидва рухи – різання і подавання – відбувається одночасно. Зрізана стружка має форму безперервної стрічки, товщина якої дорівнює відстані між сусідніми витками спіралі, ширина – довжині чурбака, а довжина тим більша, чим більший початковий діаметр чурбака і менша товщина стружки. У відходи при лущенні йде центральна частина чурбака кінцевого діаметра – осердя. Діаметр осердя залежить від якості центральної частини чурбака і діаметрів кулачків.
Одержана стрічка шпону після лущення поступає на дільницю рубання. Розкрій на форматні листи стрічки шпону може відбуватися наступними способами:
1). протягування стрічки шпону від лущильного верстата до ножиць або вручну, або механічним шляхом і рубання її на ножицях;
2). намотування стрічки шпону на рулон механічним способом або вручну з подальшим переміщенням її до ножиць.
3). протягування стрічки шпону від лущильного ножа до ножиць конвеєром, при цьому стрічка шпону безпосередньо на ножиці подається механічним способом.
Процес складання шпону полягає у використанні двох операцій: подачі відрубаного листа шпону в пристрій для складання та опускання листа на стопу. Після рубання та складання шпону в стопи він подається до операції технологічного процесу сушіння.
Сушіння шпону
Сушіння – це технологічна операція, яка полягає у виведенні з шпону у навколишнє середовище вологи шляхом випаровування її при нагріванні. Технологічні процеси різання шпону вимагають, щоб деревина мала високу вологість, а з іншого боку, готова продукція не мала вологи.
Вологість сировини, яка надходить у виробництво, від 50 до 120% і більше. При лущенні завдяки обтиску виводиться деяка кількість вологи, яка становить приблизно 8…10% залежно від ступеня обтиску.
Отже, у шпоні після лущення залишається значна кількість вологи, яка має бути якнайшвидше виведена.
Розміри шпону сприяють швидкому виведенню вологи. Лист шпону має незначну товщину і великі розміри по довжині та ширині волокон. При сушінні деревини найбільше вологи з одиниці площі виводиться з бокової поверхні – приблизно на 70% більше, ніж з торців. Це накладає відбиток на процес та способи, які використовуються при сушінні шпону.
Якщо волога починає виводитися з шпону, який знаходиться у вільному стані, у ньому внаслідок всихання з’являються напруження. Завдяки цьому лист шпону, зжолоблений в різних напрямках, має неправильну форму. Якщо волокна мають правильний напрямок, то після всихання лист набуває правильної форми.
Для сушіння шпону на виробництві використовують роликові сушарки. Це сушарки безперервної дії (прохідного типу) з примусовою циркуляцією повітря (агента сушіння), в яких листи шпону пересовуються від сирого до сухого кінця системою приводних парних роликів. За способом циркуляції повітря вони бувають з поздовжньою, поперечною циркуляцією і з сопловим дуття перпендикулярно до площини листів шпону.
Сортування шпону
Мета сортування сухого шпону — розподіл шпону на види і сорти.
Здійснюють цілковите сортування на механізованій лінії так: стопа шпону від сушарки електронавантажником подається на гідравлічний піднімальний стіл, пневмопритиском захоплюється по одному листу і рухомим візком напрямними лист подається на конвеєр, з конвеєра ласти знімають сортувальниці і залежно від сорту складають їх в стопи.
Ремонт шпону
Листи шпону ,які мають дефектні місця відправляють на операцію шпоно-налагодження. Дана операція служить для заміни дефектних місць латками на шпоноремонтних напівавтоматах.
На верстаті окрім вирізання дефектних місць в листах і кусках сухого шпону механізована установка латок на клею. Механізм установки латок працює так. Стрічку шпону заправляють в касету, а лист шпону подають на стіл верстата.
Притискач щільно притискає лист шпону до стола. Верхній просікач при русі зверху наниз вирубує в листі шпону дефектне місце, яке штовхачем проштовхується через отвір нижнього просікача. Після цього подавальник, рухаючись зверху вниз, щільно притискає стрічку до гострих кромок нижнього просікача, вирубує латку і розміщує її в утвореному у листі шпону отворі. Щоб латка встала точно в призначене для неї місце, штовхач після виведення дефектного місця встановлює так, що нижня його площина знаходиться точно на рівні верхньої площини листа шпону. Після встановлення латки в отвір листа штовхач і притискач відходять в верхнє положення, що дає змогу звільнити лист і підвести під просікач нове дефектне місце.
Ребросклеювання шпону
У виробництві лущеного шпону до моменту закінчення операції сушіння утворюється 15-20% кускового шпону, який можна використати як для внутрішніх, так і для зовнішніх шарів фанери. На виробництво фанери використовується тільки 50% кускового шпону і тільки в середньому 8% цієї кількості ребро склеювання. Решта (42%) використовується на внутрішні шари без ребро склеювання.
Операція ребросклеювання сухого шпону на верстаті РСП-2 полягає в склеюванні між собою шпону вздовж волокон деревини для отримання повноформатних листів.
Перед ребросклеюванням потрібно: розсортувати шпон за товщиною і шириною кусків, кольором, якістю деревини; вирівняти повздовжні кромки кусків шпону і досягти їх паралельності. Кромки кусків шпону вирівнюють на кромкофуговальних верстатах або гільйотинних ножицях.
На кромкофуговальному верстаті виконують такі технологічні операції: набір пачки шпону потрібної висоти, встановлення пачки на столі верстата і орієнтація її щодо різального інструменту, затискання пачки, чорна і чистова обробка кромок, звільнення пачки, встановлення на столі для отримання кусків заданої ширини, чорнова і чистова обробка другої кромки пачки, звільнення пачки.
Втрати шпону на операції фугування для середнього числа швів на повноформатному листі доходять до 15%.
На кромкофуговальних верстатах КФ-9 обробляють кромки затиснутих в пачку обрізків шпону або фанери за допомогою двох супортів, що пересуваються на каретці вздовж кромки листа: супорта дискової пили, зрізаючого надлишки матеріалу, і супорта ножової головки, фугуючої кромки. Є інші менш ефективні конструкції, в яких застосовані тільки ножові головки або тільки одна пила.
Зажим пачки листів у кромкофуговальних верстатах проводиться або за допомогою гвинтового механізму, що працює від електродвигуна з редуктором, або ж за допомогою пневмоциліндрів, пов'язаних з притискною плитою системою важелів.
Для обмеження зусилля притиску біля верстатів з електроприжимом використовують реле максимального струму. Верстати з пневмоприжимом працюють еластично, здійснюючи потрібну силу притиску, але вимагають наявності на заводі компресорної установки. Є конструкції, в яких для притиску пачки листів використаний гідравлічний привід.
1 2 3 4 5 6 7 8 9