Способы раскроя бревен на пиломатериалы и виды пилопродукции

Обновлено: 14.05.2024

Различают индивидуальный раскрой брёвен одной пилой с учётом особенностей бревна и групповой, набором пил (поставом), без учёта особенностей каждого бревна. Первый вид раскроя ведут на однопильных станках (кругло- и ленточнопильных и горизонтальных лесопильных рамах); второй – на вертикальных лесопильных рамах, кругло-многопильных, фрезерно-пильных станках и агрегатах. Распил делают параллельно продольной оси бревна (а иногда ориентированный радиальный либо тангенциальный или параллельно образующей бревна) двумя способами: вразвал и с брусовкой.

Распиловка брёвен вразвал характеризуется тем, что плоскости всех пропилов в бревне параллельны между собой. Из бревна выпиливают несколько необрезных досок и два горбыля. Этим способом распиливают сырьё лиственных и частично хвойных пород диаметром 14. 16 см (рис. 3.15, а).

Распиловка брёвен с брусовкой отличается тем, что из бревна сначала получают двухкантный брус (иногда два-три), необрезные доски и два горбыля, затем брусья распускают на обрезные и необрезные доски и пары горбылей. Получается более высокий объёмный выход особенно спецификационных пиломатериалов и более высокий сортовой состав. Этим способом перерабатывают до 60 % сырья в основном хвойного d 18 см и более (рис. 3.15, б, в).

Секторный способ распиловки основан на делении бревна сначала на 4. 8 секторов, а затем на радиальные или тангенциальные доски (рис. 3.15, г). (В перспективе возможно включение в технологический процесс промежуточной операции склеивания секторов для повышения полезного выхода продукции)*.

Развально-сегментный способ распиловки основан на получении нескольких необрезных досок из средней части бревна и двух секторов из периферийной с последующим их роспуском на одностороннеобрезные радиальные доски (рис. 3.15, д). Используют как и при сегментном способе брёвна диаметром не менее 26 см.

Брусово-сегментный способ распиловки отличается тем, что из средней части бревна выпиливают брус, а из периферийной два крупных сегмента с последующим их раскроем на тангенциальные доски (рис. 3.15, е) и рекомендуется для распиловки брёвен диаметром 26 см и более.

Круговой способ индивидуальной распиловки толстомерных брёвен, особенно поражённых ложным ядром или ядровой гнилью, основан на том, что после отпила одной, двух, трёх параллельных досок бревно поворачивают на 90° для отпиливания следующей группы досок (рис. 3.15, ж) от центральной низкокачественной зоны бревна.

Агрегатная переработка брёвен фрезерными инструментами и круглыми пилами на доски, брусья и технологическую щепу (вместо горбылей и реек) производительней традиционных способов и позволяет повысить коэффициент комплексного использования сырья до 0,8. 0,82 (рис. 3.16).

Отходы при раскрое (опилки, рейки, горбыли, торцовые срезки, вырезки дефектной древесины) и потери в припуски на усушку (в среднем 6 % объёма). Величина отходов в опилки зависит от толщины пил, а остальные от способа распиловки и рациональности поставов по размернокачественным группам.

Выбор наиболее рационального способа раскроя пиловочных бревен зависит от породы, размеров и качества сырья, назначения пиломатериалов, влияния на качество и время сушки (с точки зрения поперечной покоробленности и др. факторов) досок радиальной, тангенциальной и смешанной распиловки, а также объема и технического уровня производства.

По числу одновременно работающих в станке пил различают индивидуальный и групповой способы распиловки бревен. Кроме этого может быть выделен также индивидуально-групповой способ раскроя бревен.

Индивидуальный способ предусматривает последовательный раскрой – последовательное отпиливание одной пилой от бревна сортиментов (горбылей, досок, брусьев), а групповой – распиловку бревна одновременно несколькими пилами, установленными в соответствии с размерами выпиливаемых пиломатериалов на одном станке или линии. Если на линии раскрой бревна осуществляется последовательно с выпиловкой на станке с одной пилой крупных элементов бревна (брусьев, сегментов, секторов) с их последующей распиловкой на станке с несколькими пилами, то это индивидуально-групповой (смешанный) способ раскроя.

По направлению пропилов в бревне, а также числу проходов бревна через бревнопильные станки различают следующие способы раскроя бревен:

вразвал,
с брусовкой,
сегментный,
развально-сегментный,
брусово-сегментный,
секторный,
круговой.

При распиловке вразвал (рис. 1 а) на лесопильной раме бревно сразу распиливается на несколько необрезных пиломатериалов. При распиловке развальным способом на станках с одной пилой необрезные пиломатериалы выпиливаются последовательно. С точки зрения достижения максимального выхода пилопродукции этим способом лучше распиливать бревна диаметром 14-20 см на лесопильных рамах и круглопильных станках.

При распиловке брусо-развальным способом (с брусовкой) сначала из крайних частей бревна выпиливают необрезные пиломатериалы, а из средней части получают двухкантный брус, из крайних частей которого выпиливают необрезные пиломатериалы, а из зоны, ограниченной пластью бруса, - обрезные (рис. 1 б).

Рис. 1. Способы распиловки бревен: а – развальный, б – брусово-развальный

Этим способом распиливают бревна от 18 см и более. При распиловке толстомерных бревен диаметром 36-40 см выпиливают два или три бруса.

На первом проходе применяются лесопильные рамы, ленточнопильные или круглопильные станки. На втором проходе оптимальным будет использование лесопильных рам или круглопильных станков.

Для выработки специальных видов пилопродукции радиальной или тангенциальной распиловки, требующих четкой ориентации пластей пиломатериалов относительно годичных слоев древесины, применяют секторный и сегментный способы раскроя.

Разновидностью последнего являются развально-сегментный способ (для выработки пилопродукции преимущественно радиальной распиловки) и брусово-сегментный (для выработки тангенциальной пилопродукции).

Секторный способ раскроя бревен (рис. 2 а) обеспечивает получение как радиальных, так и тангентальных пиломатериалов. Сначала круглый лесоматериал распиливается на секторы, количество которых может быть от 4 до 8 в зависимости от диаметра. Затем каждый сектор распиливается на пиломатериалы с заданной ориентацией годичных колец. Иногда одновременно с распиловкой толстомерного бревна на секторы из его средней части выпиливают один или несколько необрезных пиломатериалов.

Распиловка секторным способом осуществляется одной пилой на круглопильном или ленточнопильном оборудовании. Этим способом целесообразно распиливать круглые лесоматериалы диаметром 32 см и более.

Сегментный, развально-сегментный и брусово-сегментный способы раскроя (рис. 2 б, в, г) применяют для распиловки крупных лесоматериалов диаметром 26 см и более. Первые два способа применяются для выработки преимущественно радиальной пилопродукции, а третий – тангенциальной.

Рис. 2. Способы распиловки крупных бревен: а – секторный, б – сегментный, в – развально-сегментный, г – брусово-сегментный, д - круговой

Круговой способ раскроя (рис. 2 д), применяемый при индивидуальной распиловке (на однопильных станках), характеризуется тем, что бревно после отпила горбыля и одного или нескольких пиломатериалов или сегмента поворачивается на 90° для отпиливания следующей группы пиломатериалов или сектора и т.д. Этот способ используется при индивидуальном раскрое круглых лесоматериалов диаметром 32 см и более, особенно пораженных ложным ядром или сердцевинной гнилью, поскольку при этом появляется возможность отделить качественные пиломатериалы от центральной низкокачественной зоны бревна. Распиловку круглых лесоматериалов по круговому способу эффективнее производить на ленточнопильных станках.

По отношению пропилов к оси пиловочного бревна различают способы распиловки параллельно оси и параллельно образующей лесоматериала. Преимущество способов распиловки параллельно образующей состоит в том, что в этом случае получаются пиломатериалы практически постоянной ширины по всей длине (т.е. у них нет сбега по ширине). Это способствует более эффективному их использованию при получении из них заготовок.

Преимущества способов распиловки круглых лесоматериалов параллельно образующей:

Величина коэффициента сбега центральных и боковых необрезных пиломатериалов, выпиленных параллельно оси бревна, всегда больше коэффициента сбега исходного бревна и возрастает при удалении пиломатериала от центра вершинного торца бревна, а величина коэффициента сбега необрезных пиломатериалов, выпиленных параллельно образующей бревна, всегда меньше величины коэффициента сбега исходного бревна и уменьшается при удалении пиломатериала от центра вершинного торца бревна.
Из необрезных пиломатериалов, полученных при распиловке круглых лесоматериалов параллельно образующей, возможно получение большего объема длинномерных обрезных пиломатериалов.
Необрезные пиломатериалы, выпиленные параллельно образующей бревна, имеют длину, равную длине исходного бревна. Такие пиломатериалы не требуют укорочения при выработке из них обрезных пиломатериалов максимального объема, более однородны по качеству и влажности, а, следовательно, будут меньше коробиться при сушке. У них в меньшей степени перерезаны годичные слои, что обусловливает их более высокую прочность.
При распиловке бревна параллельно его образующей уменьшаются площади пропиленных пластей пиломатериалов, объем опилок, износ инструмента и расход электроэнергии.

На выбор способа распиловки влияют такие факторы как размеры пиловочных бревен (диаметр), форма ствола, назначение и спецификация пилопродукции (размеры), пороки древесины, а также параметры лесопильного оборудования для раскроя.

Помимо традиционных способов раскроя бревен существует множество способов раскроя, подтвержденных авторскими свидетельствами и патентами на изобретение.

В настоящее время большую популярность получила клееная древесина. Множество способов направлены на получение не просто пилопродукции, а клееной пилопродукции. Некоторые способы представлены на рисунках 3-5.

На рис. 3 изображен способ получения клееных заготовок радиальной распиловки, при котором раскрой бревен производят на секторы, склеивание секторов осуществляется путем совмещения радиальных поверхностей, причем присердцевинную часть одного сектора совмещают с периферийной частью другого, а их комлевые части с вершинными. Автором этого и многих других способов является В.А. Червинский.

Рис. 3. Секторный способ получения клееных заготовок радиальной распиловки (А.с. 490651)

Другой способ получения клееной пилопродукции, при котором раскрой бревен производят с получением заготовок поперечным сечением в виде правильного шестиугольника (рис. 4 а) или восьмиугольника (рис. 4 б), а затем раскраивают с получением пятиугольника и двух треугольников или шестиугольника и четырех треугольников.

Рис. 4 – Способы получения клееной пилопродукции: а, б - А.с. 891436, в - патент РФ № 2415749

После разворотов и сопряжений получают клееную пилопродукцию прямоугольного сечения.

Модификацией предыдущего способа является способ получения клееных материалов из бревен, изображенный на рис. 4в.

С.П. Исаев предлагает способ переработки бревен (рис. 5 а), включающий оцилиндровку бревен, распиловку их на брус квадратного сечения и четыре одинаковых горбыля. После обработки горбыли склеивают в полый брус прямоугольного сечения.

Рис. 5. Схемы клееных конструкций: а – клееный брус (патент РФ № 2185280), б – клееный щит

Ю.Б. Левинский предлагает раскрой тонкомерного пиловочного сырья развальным способом, обрезку кромок необрезных пиломатериалов по сбегу, совмещение комлевых торцов с вершинными и дальнейшее их склеивание (рис. 5б).

В.А. Червинский предлагает похожим способом склеивание только боковых досок с обрезкой их по сбегу и с наклоном, соответствующим наклону поверхности кромки (патент РФ № 2438861).

Выбор того или иного способа раскроя круглых лесоматериалов зависит от возможностей бревнопильного оборудования, размерно-качественных характеристик пиловочного сырья и получаемой пилопродукции. Кроме того на выбор способа раскроя влияет применяемый критерий эффективности, в качестве которого чаще всего используется объемный выход пилопродукции.

При выработке пиломатериалов бревна раскраиваются в продольном направлении. По числу пил, одновременно участвующих в процессе, различают индивидуальный и групповой виды раскроя бревен.

Индивидуальная распиловка осуществляется последовательно одной пилой; каждый рез назначается с учетом особенностей распиливаемого бревна.

При групповом раскрое бревна раскраиваются несколькими пилами одновременно. Данный вид раскроя имеет широкое применение и является более производительным.

Способы раскроя бревен обусловлены размером и качеством продукции, а также техническими требованиями к ней. Различают раскрой с ориентацией пропила относительно годичных слоев: радиальную — по радиусам годичных слоев, тангенциальную по касательным к ним, а также раскрой параллельно щей бревен для получения пиломатериалов с минимальны наклоном волокон, что необходимо при производстве лыж.

В условиях массовой выработки пиломатериалов используют два основных способа раскроя бревен — вразвал и с брусовкой. При раскрое бревен вразвал бревно пропускается один раз так, что плоскости всех пропилов параллельны между собой. В результате, получаются необрезные доски и два горбыля. Данным способом распиливают почти все сырье лиственных пород и часть хвойных пород — тонкомерные бревна диаметром 14. 16 см.

Раскрой бревен с брусовкой осуществляется в два этапа (прохода). Сначала из бревна получают двухкантный брус, необррезные доски и два горбыля (первый проход). Затем брус распиливается в продольном направлении перпендикулярно его пропиленным пластям на обрезные и необрезные доски (второй проход). При раскрое толстомерных бревен диаметром 40 см и более на первом проходе возможна выпиловка нескольких брусьев. С брусовкой раскраиваются почти 60 % всего сырья, в основном хвойного, диаметром 18 см и более.

Преимущества раскроя бревна с брусовкой перед раскроем бревна вразвал заключаются в том, что она увеличивает процент выхода спецификационных обрезных пиломатериалов, позволяет получать обрезные доски одной ширины и лучшего сорта за счет использования качественных зон бревна. Недостатком является необходимость двух лесопильных станков, что увеличивает площадь цеха.
Кроме данных способов раскроя бревен существуют специальные. Секторный — характеризуется тем, что бревна диаметром 26 см. и более распиливаются на секторы, а затем каждый сектор в отдельности раскраивается на радиальные или тангенциальные пиломатериалы. Число секторов может быть от 4 до 8, в зависимости от диаметра бревна.

При развально-сегментном способе раскроя бревен из средней части бревна диаметром 26 см и более получают два сегмента и несколько необрезных досок. Затем каждый сегмент раскраивается на радиальные полуобрезные доски.

Брусово-сегментный способ раскроя бревен отличается от предыдущего тем, что из средней части бревна выпиливается брус, а полученные сегменты раскраиваются на тангенциальные пиломатериалы.

Круговой способ раскроя бревен заключается в последовательном повороте бревна на 90° после отпиливания нескольких параллельных досок. Данный способ относится к индивидуальным и позволяет отделить здоровую древесину от пораженной, особенно в случаях с гнилью и ложным ядром.

Каждый способ раскроя бревна представляется в схемы, носящей название постава, на которой показаны порядок и место пропилов, их толщина. А понятие «постав пил» подразумевает набор пил в станке при групповой распиловке. Расстояниемежду пилами определяется толщиной межпильных прокладок, которая (дается с учетом толщины пиломатериала.

По расположению пропилов относительно оси постава – линии параллельной линии пропилов и проходящей через центр вершинного торца бревна, — постав может быть симметричным и нессиметричным. При симметричном поставе пропилы попарно симметричны относительно его оси, при несимметричном – пропилы нессиметричны.

По числу досок постав может быть четным или нечетным. В нечетных симметричных поставах сердцевина бревна попадает в среднюю доску — сердцевинную, в четных симметричных поставах сердцевина попадает в центральный пропил между двумя центральными досками.

Постава составляют и рассчитывают до распиловки. Изменяя их, можно изменять размеры, качество и выход пиломатериалов. Поэтому существуют постава максимальный — для обеспечения наибольшего объемного выхода пиломатериалов — и оптимальный для наибольшего выхода спецификационным пиломатериалов которые могут быть одинаковыми при определенных условиях.

При переработке сырья одной из основных задач является сокращение отходов и потерь, которые зависят от технологических факторов оценки степени и рациональности использования сырья служат объемный, посортный и спецификационный выходы пиломатериалов, посортный состав пиломатериалов, коэффициент комплексного использования сырья, а также баланс древесины.

Объемный выход — это отношение объема полученной продукции к объему распиленного сырья.

Посортный выход — это выход пиломатериалов по сортам к объему распиленного сырья.

Спецификационный выход — это отношение объема спецификационных пиломатериалов к общему объему полученной пилопродукции.

Посортный состав — это доля каждого сорта и сортимента пиломатериалов в их общем объеме. Коэффициент комплексного использования сырья учитывает отношение суммарного объема пиломатериалов, другой пилопродукции, технологических отходов, реализованных на сторону или использованных для выработки тепла и энергии, к распиленного сырья.

Баланс древесины — это распределение древесины при переработке и распиловке по видам продукции, отходов и потерь отражает рациональность использования древесины и зависит от способов распиловки, размеров и качества сырья, назначения пилопродукции и т.д. Расчет баланса — это определение объемов и процентного соотношения пиломатериалов, технологи щепы, опилок, кусковых отходов и усушки.

К отходам относятся опилки, рейки, горбыли, торцовые срезки, а также вырезки участков с дефектами. Объем древесины в виде опилок зависит от толщины пил, величина остальных отходов зависит от размеров и форм бревен, а также от способа их раскроя.

К потерям относят припуски на усушку древесины, которая меняет свои поперечные размеры с изменением влажности. Припуски на усушку составляют 5. 6 % от объема распиливаемого сырья.

Объемный выход — это отношение объема полученной продукции к объему распиленного сырья.

Посортный выход — это выход пиломатериалов по сортам к объему распиленного сырья.

Раскрой пиломатериалов на заготовки является завершающей стадией процесса переработки бревен. Она характеризуется выходом конечной продукции, объем которой и определяет рациональность раскроя.

Операция раскроя пиломатериалов представляет собой деление их режущими инструментами на заготовки — отрезки определенных размеров и формы, из которых в дальнейшем получают детали. Раскрой пиломатериалов осуществляют в основном на деревообрабатывающих предприятиях. Для раскроя используют обрезные и необрезные пиломатериалы хвойных и лиственных пород.

Заготовки, получаемые в результате раскроя пиломатериалов, называются черновыми, так как имеют припуски на дальнейшую обработку. Размер припусков устанавливается в соответствии со спецификацией — документом, содержащим требования на выработку продукции с заданным размером и качеством. При дальнейшей (окончательной) обработке черновых заготовок получают чистовые заготовки, идущие на производство деталей.

Заготовки, как и пиломатериалы, по размерам условно подразделяют на тонкие (менее 32 мм) и толстые (более 32 мм), а по конструктивным особенностям будущих изделий и сооружений — на брусковые, погонажные и щитовые.

Брусковые заготовки имеют строго определенные размеры по толщине, ширине и длине. Их изготавливают толщиной 22. 100 мм и шириной 25. 200 мм при условии, что их ширина не больше двойной толщины. Такие заготовки используют при производстве мебели столярно-строительных изделий (оконные и дверные блоки).

У погонажных заготовок размеры по толщине и ширине строго фиксированы, а по длине — свободные (в определенных пределах). Они служат для изготовления плинтусов, карнизов и других стыкуемых по длине изделий.

Щитовые заготовки характеризуются заданными размерами по толщине и длине, но свободными (в определенных пределах) по ширине. Их используют для изготовления дощатой тары, всевозможных перегородок, настилов. Щитовые заготовки должны обеспечить необходимую ширину конструкции в целом.

Погонажные и щитовые заготовки относятся к досковым и изготавливаются толщиной 7. 100 мм и шириной 25. 200 мм, но не более двойной толщины. Длины заготовок хвойных и лиственных пород, согласно ГОСТ 9685 — 61 «Заготовки из древесины хвойных пород. Технические условия» и ГОСТ 7897 — 83 «Заготовки лиственных пород. Технические условия», должны составлять: от 0,3 до 1 м — с градацией 50 мм, а более 1 м — с градацией 100 мм.

По способу выработки заготовки могут быть целыми (пилеными), калиброванными и клееными. Калиброванные заготовки получают путем дополнительной обработки целых заготовок — фрезерованием. В результате этого они имеют значительно большую степень точности по толщине. Клееные заготовки получают склеиванием по длине, ширине и толщине более мелких заготовок, образующихся при выработке целых.

Методы и виды раскроя пиломатериалов на заготовки

Раскрой пиломатериалов — важная и ответственная операция, которая определяет вид и объем полученных заготовок. Спецификация на выработку заготовок содержит требования к их качеству, которые и определяют выбор методов и схем раскроя досок.

Пиломатериалы, качество которых совпадает с качеством получаемых из них заготовок, раскраиваются групповым методом. Он выполняется по заранее установленной схеме и не включает в себя операции по удалению пороков и дефектов. Данный раскрой пиломатериалов осуществляется на круглопильных одно- или многопильных станках; материал подается пачками, что обеспечивает высокую производительность.

Индивидуальный метод раскроя пиломатериалов используется при условии несовпадения качества пиломатериалов и заготовок, изготавливаемых из них. Он включает в себя операции по удалению дефектов и пороков, которые выполняются на однопильных станках. При данном методе увеличивается объем работ и число кусковых отходов, что компенсируется получением более качественных заготовок и повышением их полезного выхода.

Процессы раскроя пиломатериалов осуществляются операциями поперечного и продольного пилений, в результате которых происходит формирование в первом случае длины заготовок, а во втором — их ширины и толщины. При поперечном пилении одно временно удаляют пороки древесины, если это необходимо. Каждая из этих операций является самостоятельной и выполняется на отдельном оборудовании прямолинейными сквозными резами на всю ширину, длину или толщину доски. Сочетание поперечного и продольного пилений определяют схемы раскроя пиломатериалов, которые позволяют получать заготовки требуемых размеров и качества.

Повышение качества заготовок осуществляется не только вырезкой пороков древесины, но и операцией заделки сучков пробками, которые изготавливают из той же породы древесины, что и заготовки. При их вставке учитывают направление волокон, а также влажность, которая должна быть меньше влажности окружающей древесины. Заделка сучков осуществляется на автоматах марки СВСА-2, располагающихся отдельно от основной линии раскроя.

Автомат высверливает отверстие в том месте, где был сучок, и наносит клей, вырезает из древесины пробку соответствующего размера и запрессовывает ее. Данная операция позволяет уменьшить отходы древесины, которые возникают в результате вырезки пороков при поперечном раскрое.

Для улучшения условий раскроя пиломатериалов прибегают к предварительной разметке и предварительному фрезерованию пиломатериалов — калиброванию.

Разметку используют для обозначения мест вырезки пороков и контуров криволинейных заготовок. Операция разметки при определенных условиях позволяет повысить производительность на 3. 9%.
Калиброванием устраняют отклонения толщины досок, а также более четко вскрывают дефекты и пороки древесины. Операция калибрования повышает объемный выход заготовок до 3%.

Читайте также: