Лесопильные рамы

Современные лесопильные рамы для деревообрабатывающего производства

На отечественных лесопилках основным головным оборудованием уже долгое время являются двухэтажные и одноэтажные лесопильные рамы. Причина этому не столько их преимущества, сколько привычка. Существует множество стандартных решений по организации лесопильных потоков на их базе. Кроме того, есть опытные специалисты, которые умеют с ними работать. Еще нескоро лесопильные рамы будут заменены на более технологичное, но менее приспособленное к нашей реальности оборудование. Впрочем, последнее время многие компании осуществляют коренную реконструкцию производств на основе современных линий по агрегатной переработке древесины.

Лесопильными рамами называются машины, распиливающие бревна и брусья с помощью полосовых пил, натянутых в пильной рамке, совершающей возвратно-поступательные движения. В зависимости от расположения пильной рамки, различают вертикальные и горизонтальные рамы. Наиболее распространены вертикальные лесопильные рамы, которые подразделяются на рамы общего и специального назначения.

Лесопильные рамы общего назначения предназначены для многопильного распиливания бревен и брусьев длиной 3,5–7 м, диаметром 14–70 см. Они подразделяются на двухэтажные и одноэтажные. Двухэтажные рамы высотой 4–5 м имеют один шатун, закрепленный в центре нижней поперечины пильной рамки.

Одноэтажные лесопильные рамы высотой 2–3 м имеют два шатуна. При нижнем расположении привода шатуны крепятся к верхней поперечине. Раму размещают на одном этаже с некоторым заглублением нижней части, так что оборудование занимает намного меньше места.

Однако двухшатунные рамы имеют свои недостатки. Неизбежная неточность при изготовлении шатунов приводит к перекосу всей системы, что вызывает ускоренный износ при высокой частоте вращения кривошипного вала. Кроме того, из-за низкой виброустойчивости для установки массивной рамы требуется бетонный фундамент, поэтому быстроходные рамы (300 мин -1 и более) строятся только одношатунными. При верхнем расположении привода двухшатунная рама становится одноэтажной.

Двухэтажным лесопильным рамам свойственна быстроходность, непрерывность подачи и высокая производительность (до 100 м3 сырья в смену). Они полностью механизированы.

Основные показатели лесопильной рамы – ширина просвета, величина хода и число ходов пильной рамки или частота вращения кривошипного вала. Просветом пильной рамки называется размер между внутренними стенками ее стоек. Он определяет наибольший диаметр бревен, которые можно распилить на данной машине.

Рамы могут иметь узкий просвет (до 600 мм), средний просвет (600–750 мм), широкий просвет (750–1000 мм) и особо широкий просвет (свыше 1000 мм). Ход (S) и частота вращения (п) обусловливают производительность рамы или эквивалентную ей скорость подачи (v). Чем больше S и п, тем выше производительность рамы. Однако повышению S и п препятствуют инерционные силы от массы неравномерно возвратно-поступательно движущихся частей станка. В современных рамах S=650...700 мм, п = 250...320 мин-1. Подача на один двойной ход пильной рамки – 4...80 мм. Наибольшее число пил в поставе – 14...20 шт. Установленная мощность – 140...180 кВт.

Одноэтажные лесопильные рамы сравнительно тихоходны – 200–250 оборотов/мин, имеют невысокую производительность, до 20 м3 бревен в смену, и подходят для работы на небольших лесопильных заводах или вспомогательных предприятиях. Особенность этих рам – уменьшенная высота хода (200–400 мм) и наличие двухшатунного механизма главного движения с верхним креплением шатунов. Они оборудованы механизмом толчковой или непрерывной подачи. При толчковой подаче посылка бревна может производиться за рабочий или холостой ход пильной рамки.

Коротышевые лесопильные рамы нужны для распиливания коротких бревен и брусьев длиной от 1 м. Особенностью этих рам является восьмивальцовый механизм подачи. Увеличение числа подающих вальцов необходимо для более надежной фиксации положения бревна при пилении.

Тарные лесопильные рамы распиливают небольшие брусья на тарную дощечку. Особенностями таких рам является малый ход и невысокая пильная рамка. Благодаря уменьшению длины пил появляется возможность использовать самые тонкие пилы (толщиной 1 мм). Тарные рамы имеют восьмивальцовый механизм подачи и позволяют выпиливать дощечки толщиной до 6 мм. Ламельные рамы предназначены для раскроя брусьев древесины твердых и экзотических пород на ламели лицевых поверхностей многослойного паркета. Как и у тарных рам, у ламельных станков малый ход пильной рамки при небольшой высоте.

Толщина применяемых полосовых пил – 0,8–1,0 мм, толщина ламелей – 3–4 мм. Передвижные рамы устанавливаются на платформах автомобилей повышенной проходимости и приводятся в действие от дизель-генератора или раздаточной коробки автомобиля. Они могут работать автономно в полевых условиях, либо на лесосеках. По своим характеристикам передвижные лесопильные рамы соответствуют одноэтажным лесопильным рамам общего назначения.

Для подачи бревен в лесопильные рамы и транспортирования пиломатериалов используются впередирамные и позадирамные механизмы. Впередирамная тележка выполняет центрирование бревна по поставу, закрепление его в нужном положении и подачу в лесопильную раму. Тележка представляет собой сварную или литую раму на колесах, перемещающихся по рельсовому пути по направлению подачи бревна. Привод колес осуществляется от двухскоростного электродвигателя через зубчатую передачу и редуктор.

Плюсы и минусы использования лесопильных рам

У лесопильных рам много преимуществ, по сравнению с другими видами головного оборудования. Среди главных плюсов – высокая производительность, определяемая непрерывной подачей бревен и большим числом пил, одновременно участвующих в работе. Немаловажным положительным фактором является и относительно невысокая цена, а также низкие текущие расходы.

Однако лесопильным рамам присущ и ряд недостатков. Во-первых, большая масса возвратно-поступательно движущихся частей и большие силы резания вызывают необходимость уравновешивать силы в механизме резания. Создание специального массивного фундамента ограничивает частоту вращения коленчатого вала, что не позволяет достичь оптимальной для сырой древесины скорости резания 40–50 м/с. Скорость на пилораме не превышает 15–25 м/с. Еще один минус – это невысокое качество пиломатериалов.

Фрикционный тип механизма подачи с подвижным базированием приводит к перемещениям бревна относительно подающих вальцов на сучках и других неровностях бревна и, соответственно, к нарушениям геометрии и ухудшению чистоты поверхности пиломатериалов. Симметрично расположенные пилы в поставе испытывают различную нагрузку вследствие неоднородности древесины (кривизны, крупных сучьев, гнили и пр.), что приводит к отклонениям подачи от прямолинейности, а иногда к проворачиванию бревна вокруг своей оси. Кроме того, в лесопильных рамах очень высокое требование к подготовке пил, поскольку неравномерное уширение зубьев или их неравномерный ряд приводит к потере качества.

Такое оборудование не позволяет производить индивидуальный распил бревна, поскольку для изменения размера выпиливаемого пиломатериала надо переставлять пилы в поставе, а это довольно длительная и трудоемкая операция. Все бревна одного типоразмера распиливаются одинаково, невзирая на их индивидуальные особенности.

Работа на лесопильных рамах подразумевает жесткие требования к сырью. Для получения качественной продукции бревна должны иметь кривизну до 1%, спиленные заподлицо сучья и т.д. Такие требования характерны для любых станков проходного типа. Также требуется сортировка сырья по диаметрам, что вынуждает содержать громоздкий и дорогостоящий сортировочный участок.

Лесопильные рамы хорошо приспособлены для промышленного лесопиления, но являются устаревшим оборудованием с низким выходом продукции. Однако существуют схемы лесопильных потоков с применением современных станков второго ряда (многопильных круглопильных и ленточных делительных), которые позволяют минимизировать недостатки лесопильных рам и максимально использовать их достоинства.

Модернизация существующего рамного потока на основе таких схем существенно дешевле и быстрее установки нового оборудования и дает неплохие результаты. В последние годы за рубежом начали выпускать рамы с быстросменным поставом рамных пил и расклинивающих ножей. Изменение постава производится по команде с компьютера после сканирования бревна в процессе позиционирования. Причем размер постава с каждой стороны от оси бревна может устанавливаться индивидуально, в соответствии с заложенной программой раскроя.