18. Общие понятия о лесопильно-деревообрабатывающих производствах. Классификация деревообрабатывающих производств. Основные понятия о производственном и технологическом процессах.

Общие понятия о лесопильно-деревообрабатывающих производствах

Рабочая машина представляет собой сочетание механизмов, осу­ществляющих необходимые движения для выполнения определен­ной работы. С ее помощью изменяется форма, размеры, свойства и состояние обрабатываемых объектов. Все применяемое в деревооб­работке оборудование является рабочими машинами. Движения, направленные на непосредственное выполнение рабочего процесса, называются основными. При резании — это дви­жения формообразования, при сборке — движения прессования и т.д. Они подразделяются на два вида — главное движение и дви­жение подачи. Главным называется движение, определяющее рабочий процесс. Например, в дереворежущих станках это движение резания, т. е. движение, необходимое и достаточное для срезания одной струж­ки, в сборочном оборудовании — движение, создающее давление между собираемыми элементами, и т.д. Подачей называется движение, необходимое для повторения главного движения. В дереворежущих станках, например, это аб­солютное движение, обеспечивающее последовательное срезание новых стружек, в сборочном оборудовании — движение, в ре­зультате которого детали занимают исходное положение перед сборкой и т.д. Основные движения могут придаваться как исполнительным органам машины (инструменту), так и заготовке. Обычно главное движение отличается от движения подачи значительно большими скоростями. Главное движение и движение подачи совершаются либо одновременно, либо последовательно. К вспомогательным относятся все прочие движения рабочих органов, обеспечивающие правильность протекания процесса. Они подразделяются на рабочие, выполняемые во время работы маши­ны, и наладочные, выполняемые во время ее наладки. Главные движения в технологическом оборудовании выполня­ет сама машина. Вспомогательные движения могут выполняться как машиной, так и человеком. Если все главные и вспомогатель­ные движения выполняются самой машиной и для повторения цикла не требуется вмешательства человека, то машина называет­ся автоматом. Если машина работает в автоматическом режиме, но для повторения цикла требуется вмешательство человека, то она называется полуавтоматом. Такими неавтоматизируемыми опе­рациями чаще всего являются загрузка заготовок и съем обрабо­танных изделий, реже — ориентация и зажим. Одним из определяющих признаков автоматов и полуавтоматов является тип системы управления, которая обеспечивает выпол­нение программы работы в течение рабочего цикла. Программа работы машины — это совокупность команд, кото­рые она должна выполнить. Система управления представляет со­бой совокупность механизмов и устройств, которые обеспечивают по заданной программе во времени действие рабочих органов меха­нической системы отдельной машины-автомата или автоматической линии. Первыми были системы управления на механической основе, в которых программоносителями были распределительный вал с ку­лачками, копиры, упоры. Более совершенными являются системы программного управления, которые обладают большой мобильнос­тью и служат базой для создания как автоматов, автоматических линий, так и гибких производственных систем (ГПС). Автоматические станки, расположенные в технологической последовательности, объединенные общими средствами транс­портировки, управления, загрузки и удаления обработанных из­делий, образуют систему, называемую автоматической линией. Каж­дый автомат, встроенный в линию, выполняет определенный ра­бочий ход. Холостые ходы в линии выполняются механизмами межстаночной транспортировки, изменения ориентации, накоп­ления и т.д. Если станки, составляющие систему машин, работают независи­мо при индивидуальном обслуживании с последовательной переда­чей обрабатываемого изделия, то такая линия называется поточной.

Классификация деревообрабатывающих производств

Деревообрабатывающие производства можно отнести к производствам по вторичной обработке древесины. В качестве сырья здесь используют пиломатериалы, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, фанеру, шпон, которые, в свою очередь, являются продукцией производства по первичной обработке древесины. Деревообрабатывающие производства разнообразны по видам выпускаемой продукции. В их состав входят производства, выпускающие мебель; столярно-строительные изделия (окна, двери, доски пола, плинтусы, галтели); деревянные музыкальные инструменты; корпуса и футляры для радиоприемников и телевизоров, часов, микроскопов и других приборов точной механики; деревянные суда; детали и изделия для оборудования теплоходов, железнодорожных вагонов, автомашин, сельскохозяйственных машин; спортивный инвентарь и многое другое.

Несмотря па разнообразие видов и назначения изделий из древесины, их конструкции и технологические процессы организуются на основе одних и тех же принципов. Наиболее полно все особенности технологии деревообработки можно проследить на примерах производства мебели и столярно-строительных изделий. Производство этих изделий из древесины является в настоящее время ведущим, наиболее технически оснащенным по сравнению с другими деревообрабатывающими производствами. Все современные производства, включая деревообрабатывающие, по характеру производственных процессов делятся на три основных типа: индивидуальное, серийное и массовое.

Индивидуальным (единичным) называется производство, характеризующееся единичным изготовлением продукции разнообразной непостоянной номенклатуры. Такое производство должно располагать универсальным оборудованием, позволяющим выполнять раз личные операции и виды обработки, требует рабочих высокой квалификации. К предприятиям такого типа относятся заводы и фабрик по производству высокохудожественной мебели и других строительных изделии, изготовляемых по специальным заказам.

Серийным называется производство, характеризующееся периодической повторяемостью изготовления серий (партий) однотипных изделий. Применяемое оборудование является универсально-специализированным. Особенности серийного производства - поточность, конвейеризация и автоматизация отдельных участков, взаимозаменяемость и широкая механизация обработки, сборки и отделки деталей. Количество ручных работ в серийном производстве резко сокращается, увеличивается производительность труда по сравнению с индивидуальным производством.

К этому виду предприятий относятся значительная часть фабрик и заводов, выпускающих мебель и другие столярные изделия разного назначения. Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпускаемых изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени. Особенность массового производства - специализация на выпуск определенного изделия, например стульев, платяных шкафов, оконных или дверных блоков, щитовых или брусковых заготовок и т. п.; специализация оборудования, приспособлений и инструмента; механизация, конвейеризация, автоматизация процессов обработки, сборки, отделки, транспортирования деталей и готовых изделий; широкая взаимозаменяемость деталей Массовое производство эффективней серийного, несмотря на большие первоначальные капитальные затраты при строительстве. Себестоимость одинаковых видов изделий при массовом, производстве ниже, изготовление изделий быстрее, выпуск продукции больше, а расходы на транспорт меньше.

В деревообрабатывающей промышленности массовое производство имеют, как правило, крупные предприятия - комбинаты: мебельно-сборочные, по выпуску заготовок, столярно-строительных изделий (окна, двери, доски пола) и др.

Технологический процесс, его стадии и их последовательность. Технология деревообрабатывающею производства - обоснованная система методов и приемов обработки древесных материалов для изготовления из них столярных изделий. Часть производственного процесса, связанная с изменением формы, размеров, качества и свойства перерабатываемого материала, Называется технологическим процессом. В деревообрабатывающих производствах технологический процесс изготовления изделий характеризуется изменением размеров, качества и геометрической формы заготовок и деталей, составляющих изделие.

В процессах отделки древесины наряду с физическими большую роль играют химические явления, которые заметно отличаются от процессов механической обработки древесины и являются предметом самостоятельной учебной дисциплины. В настоящем учебнике процессы отделки затрагиваются лишь в связи с рассмотрением общей последовательности технологического процесса изготовления столярных изделий.

Технологический процесс изготовления изделия делится на ряд этапов или стадий: сушка или досушка древесных материалов перед запуском в обработку, раскрой древесных материалов на заготовки (получение черновых заготовок); механическая обработка черновых заготовок (получение чистовых заготовок); склеивание и облицовывание составных (клееных) заготовок; механическая обработка чистовых заготовок (получение деталей); сборка деталей в сборочные единицы; механическая обработка сборочных единиц; сборка сборочных единиц и деталей в изделие; отделка деталей и сборочных единиц или собранного изделия. Последовательность первых двух стадий технологического процесса (сушки и раскроя) может быть различной: вначале сушка, потом раскрой я наоборот. Последняя и предпоследняя стадии также могут меняться местами.

Возможна сначала сборка элементов в изделие, а затем отделка собранного изделия и, наоборот, сначала отделка элементов и деталей, а затем уже сборка их в изделие.

Если материалом для изготовления цельных деталей служат черновые заготовки одинарных размеров, вторая и четвертая стадии в технологическом процессе будут отсутствовать. Технологическая операция и ее составные части. Каждая стадия технологического процесса состоит из ряда технологических операций. Операция - это элементарная составная часть технологического процесса, выполняемая на одном станке или на одном рабочем месте. Операции могут быть проходными и позиционными. Проходная операция выполняется при непрерывном движении заготовки относительно режущего инструмента, например обработка заготовок на продольно-фрезерных и круглопильных станках для продольной распиловки. Проходные операции более производительны, но они не всегда осуществимы. В ряде случаев, например при высверливании в заготовке гнезд и отверстий, производится позиционная операция, при которой заготовка закрепляется неподвижно в определенном положении (позиции) на рабочем столе, в станке или приспособлении, и на заготовку надвигается режущий инструмент.

Каждая операция разделяется на части, число которых изменяется в зависимости от характера и объема операции. В составе операции различают переход, проход, установку и позицию. Часть операции, заключающаяся в обработке какой-либо одной поверхности заготовки одним и тем же инструментом, называется переходом. Например, при обработке заготовки с трех сторон на одностороннем фуговальном станке операция состоит из трех переходов.

Переход может состоять из одного или нескольких проходов. Проход - часть операции, которая выполняется за одно перемещение заготовки относительно инструмента или инструмента относительно заготовки. Например, для выравнивания пласта заготовки на фуговальном станке требуется пропустить заготовку через станок дважды; следовательно, необходимо в одном переходе (выравнивание пласта) осуществить два прохода. Позиционная операция в зависимости от сложности ее может состоять из одной или нескольких установок. Установка - часть операции, выполняемая при одном закреплении заготовки в станке или приспособлении. Например, сверление нескольких отверстий в заготовке на одношпиндеольном сверлильном станке потребует столько закреплений (установок) заготовки, сколько в ней будет сверлиться отверстий. Эта же операция при выполнении ее на многошпиндельном сверлильном станке выполняется за одну установку, т. е. при одном закреплении заготовки на столе станка.

Сокращение числа установок в операции имеет большое значение для лучшего использования станка и повышения производительности труда, так как при механической обработке древесины время, затрачиваемое на резание, значительно меньше времени, затрачиваемого на закрепление, раскрепление и перемещение заготовки.

Понятие о производственном и технологическом процессах.

Производственный процесс — это совокупность всех операций, выполняемых в определенной последовательности средствами труда над предметами труда до превращения их в готовую продукцию. В лесопильном цехе средствами труда являются станки и оборудование, предметами труда — бревна, а готовой продукцией — пилопродукция и технологическая щепа.

Все операции производственного процесса подразделяют на основные и вспомогательные. В основных операциях предмет труда претерпевает какие-либо изменения (формы, размеров, качества, свойств), т. е. обрабатывается. Такие операции называются технологическими. Совокупность технологических операций, выполняемых в определенной последовательности, называется технологическим процессом. Следовательно, технологический процесс — основная составная часть производственного процесса.

Вспомогательными операциями в производственном процессе являются операции транспортирования, укладки, учета, контроля качества предметов и продуктов труда. Во вспомогательных операциях предмет труда не претерпевает никаких изменений, но без них нельзя обойтись в производстве.

Производственный процесс в лесопильном цехе осуществляется по принципу непрерывного потока. Поточная система работы создает в цехе определенный ритм, повышающий производительность труда.

Классификация технологических процессов. Пилопродукция, вырабатываемая лесопильными цехами, характеризуется по породам, размерам, качеству и степени обработки. Для выработки пилопродукции используют различное оборудование и разные способы распиловки сырья. Следовательно, и технологические процессы в лесопильных цехах будут неодинаковыми. Наиболее распространенными технологическими процессами являются следующие:

раскрой хвойного пиловочного сырья с брусовкой на обрезные пиломатериалы;

раскрой тонкомерного хвойного пиловочного сырья вразвал на обрезные пиломатериалы;

раскрой сырья хвойных и лиственных пород вразвал на необрезные пиломатериалы.

Существуют также разнообразные процессы раскроя пиловочного сырья, связанные с размерными и качественными особенностями сырья и продукции. Сюда относятся процессы производства резонансных пиломатериалов, шпал, лыжных брусков, раскрой толстомерного сырья и др.

Технологические операции и оборудование. В технологических процессах переработки сырья на пиломатериалы независимо от их различия выделяют такие операции: продольный раскрой бревен и брусьев на доски; продольный раскрой и обрезка досок по ширине; поперечный раскрой досок по длине (торцовка досок), измельчение кусковых отходов в технологическую щепу.

Технологические операции в лесопильном цехе выполняются на различных специализированных станках. Для продольного раскроя бревен и брусьев на доски используют лесопильные рамы, круглопильные, фрезерно-пильные и ленточнопильные станки; для продольного раскроя и обрезки досок по ширине — двухпильные и многопильные обрезные и фрезерно-обрезные станки; для поперечного раскроя досок по длине — одно- и многопильные торцовочные круглопильные станки; для измельчения кусковых отходов (горбылей, реек, торцовых срезков) — рубительные машины.

Выбор станков для выполнения отдельных операций обусловливается размерами и качеством сырья, способом распиловки и экономической выгодой применения тех или других станков.

Для повышения эффективности использования оборудования целесообразно специализировать его по сырью. Выбор оборудования для распиловки бревен предопределяется размерами распиливаемого сырья. Наиболее рациональным оборудованием следует считать для распиловки сырья:

тонкомерного (14...22 см) — вертикальные узкопросветные лесопильные рамы, многопильные круглопильные, фрезерно-пильные и фрезерно-брусующие станки;

средних размеров (24...48 см) — вертикальные среднепросветные лесопильные рамы, однопильные круглопильные и фрезернопильные станки;

крупномерного (50 см и выше) — вертикальные широкопросветные лесопильные рамы, ленточнопильные станки;

среднего и крупномерного — комбинированное применение лен- точнопильного станка и вертикальной лесопильной рамы.

Применение ленточнопильных станков для крупномерного сырья объясняется не только тем, что на них можно распиливать бревна больших размеров, чем на лесопильных рамах. В крупномерном сырье резче выражены зоны различного качества древесины. На ленточнопильном станке осуществляется индивидуальный способ распиловки одной пилой, что позволяет из крупномерного бревна выпиливать пиломатериалы однородного качества древесины. Низкокачественные фаутные бревна диаметром 28 см и более целесообразно раскраивать на ленточнопильных станках.

В Советском Союзе преобладающим типом лесопильных предприятий являются механизированные заводы, оборудованные вертикальными лесопильными рамами.

Кроме основного технологического оборудования в лесопильном цехе имеется разнообразное околостаночное и транспортное оборудование (тележки для бревен, роликовые, цепные продольные и поперечные, ленточные конвейеры и др.), на котором выполняют многочисленные операции по перемещению лесоматериалов, их ориентированию и подаче в станки.