Производство строганого шпона

5. ПРОИЗВОДСТВО СТРОГАНОГО ШПОНА 5.1. Требования к строганому шпону Строганый шпон представляет собой тонкие листы заданной толщины, полученные путем строгания древесины поперек волокон на шпонострогальных станках, используемые в качестве облицовочного материала. В табл.1 приведены характеристики, подразделяющие шпон по видам и текстуре. Параметр шероховатости поверхности должен быть не более 200 мкм для дуба, ясеня, ильма, лиственницы, сосны, крупнорассеянно-сосудистых пород; для древесины остальных пород – не более 100 мкм. Остальные характеристики, зависящие от пороков древесины, приведены в технических условиях ГОСТ 2977-82 «Шпон строганый». Технологическая схема производства строганого шпона приведена на рис. 82. Рис.82 Технологическая схема производства строганого шпона: 1- склад фанерного сырья; 2- поперечный раскрой кряжей;3,4- продольный раскрой кряжей; 5- пропарочная камера; 6- автоклав; 7- бассейн; 8- шпонострогальный станок; 9- укладчик шпона;10- ванчесы; 11- пачки шпона; 12- ленточная сушилка; 13- роликовая сушилка; 14- сортировочный стол; 15- ножницы; 16- упакованный шпон Виды строганого шпона и их характеристики даны в табл. 26 Таблица 26. Виды строганого шпона Виды текстуры шпона Обозначение текстуры шпона Характеристика видов по годичным слоям по сердцевинным лучам Радиальный Полурадиальный Тангентальный Тангентально-торцовый Р ПР Т ТТ Годичные слои имеют вид прямых параллельных линий, расположенных по всей поверхности листа Годичные слои имеют вид прямых параллельных линий, расположенных не менее чем на ¾ площади листа Годичные слои образующие конусы нарастания, имеют вид углов или кривых линий Годичные слои имеют вид замкнутых кривых линий Сердцевинные лучи в виде полос расположены не менее чем на ¾ площади листа Сердцевинные лучи в виде наклонных или продольных полос, расположенных не менее чем на ½ площади листа Сердцевинные лучи имеют вид продольных или наклонных штрихов или линий Сердцевинные лучи имеют вид кривых линий или штрихов 5.2. Характеристика применяемого сырья Для выработки строганого шпона используются породы: лиственные – дуб, ясень, ильм, бук диаметром 26 см и более с градацией 2 см; клен граб, орех, бархат диаметром 22 см и более с градацией 2 см, имеющие длину не менее 1,5 + (0,03…0,06) м с градацией 0,1 см, 1-го и 2-го сортов; красное дерево диаметром 40 см и более длиной 3 м и более; 1,2,3-го сортов; хвойные – лиственница диаметром 32 см и более с градацией 2 см, длиной не менее 2,5 + (0,03…0,05) м с градацией 0,1 см; 1 –го и 2 –го сортов. Подробные размерно-качественные характеристики фанерного сырья приведены в соответствующих стандартах и классификаторе круглого лесоматериала тропических пород, установленном международной ассоциацией по тропической древесине «АТИБТ». 5.3. Технологический процесс Подготовка сырья к строганию Бревна, имеющие длину больше 3 м, распиливают на кряжи с учетом выбора наиболее оптимальной длины последних, имея в виду минимальный отпад при раскрое и максимальное использование длины стола шпонострогального станка для получения максимальной производительности. Сырье на кряжи раскраивают на предприятиях бензомоторными пилами и цепными электропилами. Продольный раскрой кряжей на ванчесы и брусья производится на горизонтальных лесопильных рамах РГ-130 и ленточнопильных станках различных моделей. Основные способы разделки сырья даны на рис. 83 и в табл. 27 Рис.83. Схемы продольного раскроя кряжей Таблица 27 Способы разделки фанерного сырья и их особенности Способы разделки (позиция по рис.83) Особенности способа разделки 1 2 а) кряжевой способ раскроя Рекомендуется для разделки сырья диаметром 0,26-0,4 м. Позволяет наиболее полно использовать древесину (выход шпона 44-51 %), но поскольку на столе шпонострогального станка не удается жестко закрепить брусья, снижается производительность станка, возможно получение шпона разной толщины Продолжение табл. 26 1 2 б) тупокантно-брусьевой в) способ ванчесный четырехсторонний г) способ троения без выпиливания сердцевинной доски д) способ троения с выпиливанием сердцевинной доски (бруса) е) способ асимметричной разделки ж) способ комбинированный з) раскрой на четверти и) способ ванчесный с выпиливанием сердцевинной доски (бруса) к) способ секторно-радиальный Позволяет строгать одновременно до четырех брусьев, разнотолщинности шпона не наблюдается, полезный выход 38-45 %. Применяется для раскроя сырья диаметром до 0,4 м. Качество шпона при строгании от периферии к центру хуже, чем при строгании в обратном направлении. Рекомендуется комбинированный способ строгания, увеличивающий полезный выход шпона: общий на 4 %, радиальный и полурадиальный на 12 % Дает полезный выход 48-50%, рекомендуется для сырья диаметром 0,3-0,8м. Одновременно строгается четыре ванчеса и более, при этом производительность станка и качество шпона высокие Применяется для сырья больших диаметров (0,8 м и более), характеризуется трудоемкостью операции разделки, при этом увеличивается полезный выход радиального шпона Рекомендуется для сырья диаметром 1 м и более в том случае, когда центральная часть кряжа имеет дефекты (гниль, трещины и др.). Полезный выход шпона 48-50 % Применяется при разделке сырья диаметром 1 м и более овального сечения, имеющего смещение сердцевины, отлупные трещины и другие дефекты. Полезный выход шпона 40-45 % Применяется для кряжей больших диаметров с отлупными трещинами Рекомендуется при раскрое сырья диаметром 0,8-1 м, обеспечивает полезный выход шпона 50-52 %. Для увеличения выхода радиального шпона рекомендуется вести строгание комбинированным способом (с переворотом ванчеса на 900) Рекомендуется для разделки сырья диаметром 0,4-0,6 м, когда центральная часть его имеет дефекты (метиковые трещины, гниль и др.) Рекомендуется при разделке сырья диаметром 0,8 м и более. При строгании получается 70 % радиального и 30 % полурадиального шпона, общий выход 50-55%. Так как строгание осуществляется по одному ванчесу, производительность оборудования снижается Разделку кряжей красного дерева рекомендуется производить: диаметром до 0,8 м – на четырехсторонние ванчесы; диаметром 0,8 м и более – на брусья способом троения; при наличии пороков – на брусья способом троения с выпиливанием сердцевинной доски (бруса) и способом асимметричной разделки; кряжей лиственницы: диаметром 0,36 – 0,6 м – на ванчесы четырехсторонние с выпиливанием сердцевинной доски; диаметром 0,62 м и более – способом троения с выпиливанием сердцевинной доски (бруса). Средняя производительность ленточнопильного станка 20-25 м3 в смену; производительность лесопильной рамы до 20 м3 в смену. Одна лесопильная рама обеспечивает работу 2-2,5 шпонострогальных станков. Гидротермическая обработка древесины Гидротермическая обработка древесины проводится для повышения ее пластических свойств. При строгании это способствует получению шпона с гладкой поверхностью и меньшим количеством трещин на оборотной стороне листов шпона. Рекомендуемые оптимальные температуры сортиментов при строгании в зависимости от породы древесины приведены ниже, 0С: Ясень, ильм, вяз, бархатное дерево …………………………40 –50 Бук, орех, клен, береза ………………………………………45 – 50 Лиственница ………………………………………………… 70 – 75 Красное дерево: макоре……………………………………….…………...70 –75 сапели, сипо, дибету ……………………….…………...60 –70 махагони (акажу) …………………………….………… 45 –60 тиама ………………………………………….………….50 –60 Из исследований и производственной практики известно, что механические свойства древесины тропических пород даже в пределах одной разновидности очень изменчивы. Причина этого – различные условия и места произрастания. Величина оптимальной температуры прогрева древесины в значительной степени зависит от ее плотности. Прогрев в автоклавах мороженой древесины не рекомендуется. Перед загрузкой сортиментов в автоклав их выдерживают в помещении цеха в течение 30-80 ч для оттаивания. Наилучшее качество гидротермической обработки обеспечивается нагреванием древесины в воде (бассейне) с температурой, близкой к оптимальной для данной породы древесины. При этом наружный слой древесины ванчеса увлажняется, создавая условия, препятствующие образованию в древесине напряжений сушки при вылеживании сортиментов в помещении цеха до начала их дальнейшей переработки. Для уменьшения испарения влаги с поверхности ванчесов после прогрева рекомендуется укрывать их чехлами из брезента или другого материала. На рис. 84. приведена схема основного оборудования для гидротермической обработки фанерного сырья. При тепловой обработке древесины возможны различные дефекты (табл. 28). Рис.84. Схема основного оборудования участка гидротермической обработки фанерного сырья: 1 – стенка камеры (ямы, бассейна); 2 – крышка (крышка камеры); 3 – контейнер с ванчесами; 4 – прокладки между ванчесами; 5 – слив воды; 6 – подача воды; 7 – паропроводы; 8 – вагонетка с ванчесами Таблица 28 Дефекты гидротермической обработки древесины, их причины и способы устранения Дефект Причина Способ устранения Холодные сортименты Перепаренные сортименты Торцовые трещины Низкая температура прогрева Недостаточная продолжительность прогрева Высокая температура прогрева Завышенная продолжительность прогрева Быстрый подъем давления пара в автоклавах Высокое рабочее давление пара в автоклаве Загружены мерзлые сортименты Подача пара высокого давления при низкой температуре Повысить температуру в камере Увеличить продолжительность прогрева Понизить температуру Охладить сортименты, оставив их в помещении цеха на несколько часов Давление пара поднимают по ступеням в соответствии с действующими режимами Снизить рабочее давление Необходимо предварительно оттаивать древесину Подавать в камеру насыщенный пар Строгание шпона Для строгания шпона применяют шпоностогальные станки с горизонтальным, наклонным и вертикальным расположением суппорта. Наибольшее распространение получили станки с горизонтальным суппортом. Взаимное расположение ножа и прижимной линейки показано на рис.85. Нажимная кромка линейки должна быть установлена относительно лезвия ножа по координатам а, S. Значения величин а, S с учетом определенного обжима выбирают по табл.29. Величина обжима замеряется пластинчатым щупом по передней грани ножа. Лезвие ножа и передняя грань прижимной линейки должны быть параллельны между собой. При строгании древесины возможно появление различных дефектов (табл. 30). Таблица 29 Параметры взаимного расположения ножа и прижимной линейки Толщина шпона Sш, мм Обжим, % =5 =10 =15 Параметры взаимного расположения S а S а S а 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,38 0,48 0,57 0,67 0,76 0,86 0,95 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24 0,27 0,30 0,36 0,45 0,54 0,63 0,72 0,81 0,90 0,11 0,14 0,17 0,20 0,23 0,26 0,29 0,34 0,43 0,51 0,60 0,68 0,77 0,85 0,10 0,13 0,16 0,19 0,22 0,25 0,28 Рис. 85. Схема взаимного расположения режущего инструмента и сортимента: 1 – прижимная линейка; 2 – нож; 3 – сортимент;  – угол обжима шпона; а – подача; п – угол заточки прижимной линейки относительного ножа; S – величина просвета между ножом и прижимной линейкой; Sш – толщина шпона;  – угол заточки ножа;  – задний угол установки ножа Таблица 30 Дефекты строгания, причины появления и способы их устранения Дефект Причины появления Способ устранения Неравномерная толщина листа шпона Недопускаемая шероховатость поверхности шпона Дряблые, раздавленные листы Ворсистая поверхность шпона Волнистый шпон Царапины и риски на листах шпона Рифленая поверхность шпона Слабина винтов и гаек, поддерживающих стол; неисправность рабочей подачи стола. Слабое крепление сортимента к столу, остановка суппорта во время строгания. Неравномерный обжим шпона по длине прижимной линейкой Тупой нож. Слабый, недостаточный обжим шпона вследствие неправильной установки линейки. Холодные, недостаточно пропаренные сортименты Чрезмерный обжим. Прижимная линейка опущена и находится на уровне лезвия ножа Перепаренные сортименты Неодинаковый обжим в середине и у конца сортимента Зарубки на ноже или линейке. Несвоевременное удаление засора между ножом и линейкой. Несвоевременное удаление листов из станины суппорта Холодные сортименты Своевременно проводить планово-предупредительный ремонт. Отвести суппорт в крайнее положение, закрепить сортимент Строгание без остановки суппорта. Проверить и отрегулировать обжим по всей длине линейки Держать нож в порядке. Проверить обжим и отрегулировать положение линейки. Прекратить строгание и подогреть сортименты Выправить положение линейки по высоте и дать нормальный обжим. Прекратить строгание и охладить сортименты Не допускать строгания горячих, перепаренных сортиментов Отрегулировать обжим Подправить оселком рабочие кромки или сменить нож Своевременно очищать засор, при частом повторении засора в одном и том же месте осмотреть нож и линейку, проверить обжим Своевременно удалить листы шпона Не допускать к строганию холодные сортименты Прирезка, упаковка, хранение и транспортировка строганого шпона Строганый шпон должен изготавливаться в обрезном или прирезном виде. По согласованию с потребителем допускается изготовление шпона в необрезном виде. При этом зона листа, не отвечающая требованиям стандарта, отчерчивается мелом или карандашом и не учитывается при определении площади листа. В случае необходимости со стороны торцов шпон обрезают таким образом, чтобы придать пачке товарный вид. Прирезка и облагораживание шпона производится на ножницах. Листы высушенного шпона укладывают в пачки с подбором по породам, текстуре, кнолю и сортам. Количество листов в пачке должно быть не менее 10. Каждую пачку шпона в зависимости от длины перевязывают шпагатом в одном или двух местах. На верхнем листе каждой пачки мелом или карандашом наносят маркировку с указанием размеров, вида текстуры, сорта и количества листов шпона. Пачки шпона укладывают в пакеты массой 0,5 т и более. Пакеты упаковывают в щиты разового использования или щиты многооборотной тары. Хранят шпон в пакетах (в сжатом состоянии) в закрытых сухих помещениях. Пакеты транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозок грузов, утвержденными в установленном порядке. Транспортные средства должны быть чистыми и обеспечивать защиту от атмосферных осадков и загрязнений. По согласованию с потребителем допускается транспортировка строганого шпона в железнодорожных контейнерах пачками, длина которых не превышает длину контейнера. Контрольные вопросы. 1. Перечислить операции технологического процесса. 2. Перечислить виды строганого шпона, дать характеристику. 3. Породы древесины, применяемые для изготовления строганого шпона, размерные и качественные характеристики. 4. Способы разделки сырья и их особенности. 5. Баланс сырья при производстве строганого шпона. 6. Особенности гидротермической обработки (ГТО) сырья, режимы ГТО, дефекты. 7. Строгание шпона, оборудование, параметры резания, расположение ножа и линейки. 8. Дефекты строгания. 9. Окончательная обработка и упаковка шпона.