CC BY
14
УДК 674.2:684
Хвойные бореальной зоны. 2020. Т. XXXVIII, № 3-4. С. 166-170 МЕБЕЛЬНЫЙ ЩИТ ИЗ ТОНКОМЕРА Ю. И. Ветошкин, Д. В. Шейкман
Уральский государственный лесотехнический университет Российская Федерация, 620100, Екатеринбург, Сибирский тракт, 37 E-mail: cheikman@yandex.ru, тел: +7(343) 262-96-32
В настоящее время механизированного производства необходимо решить проблему переработки низкосортной древесины в столярно-строительные изделия и экологически безопасные материалы для индивидуального строительства. В связи с сокращением запасов древесины в результате интенсивной эксплуатации лесных насаждений в Европейско-Уральской части России для поддержания потребности лесоперерабатывающих и других предприятий в качественном пиловочнике предлагается решение проблемы путем рационального и более полного использования пиловочника с применением разработанного экспериментального устройства для базирования заготовки при продольном раскрое круглых лесоматериалов оптимальной распиловки пиловочника секторным способом в целях повышения качества мебельного щита и столярно-строительных изделий. Разработанная конструкция позволяет произвести плавный переход от производства полуфабрикатов требующих небольшой доработки в других цехах деревообрабатывающей промышленности, к производству более законченных изделий. Особенностями разработанной конструкции, обеспечивающими наиболее прямолинейный пропил, являются опорные конические ролики для базирования и фиксации круглых лесоматериалов при продольном раскрое и дисковая подрезная пила, размещенная между цилиндрическими роликами. Такой тип оборудования применяется там, где требуется индивидуальная разработка и пилопродукция высокого качества исполнения. Путем эмпирического исследования рассмотрены различные способы раскроя пиловочника получено заключение сопоставимости результатов исследования при продольном раскрое круглых лесоматериалов для интенсификации процесса производства из пиловочника (тонкомера). Выявлен наиболее эффективный и экономически целесообразный способ распиловки круглых лесоматериалов от условного объёмного выхода пилопродукции.
Лесоперерабатывающие предприятия в значительной степени заинтересованы в использовании низкосортной древесины, в целях сокращения объёма отходов. Благодаря такой обработке удается выкраивать нужные детали из менее высокосортного сырья, расширяя тем самым сырьевую базу в цехах деревообрабатывающей промышленности. Клееный мебельный щит является продуктом глубокой переработки древесины. Склеивание короткомерных заготовок позволяет значительно снизить затраты древесины, максимально и эффективно использовать пиломатериалы, предложить на рынок новые виды продукции высокого качества исполнения.
Ключевые слова: деревообрабатывающее оборудование, клееный мебельный щит, раскрой лесоматериала.
Conifers of the boreal area. 2020, Vol. XXXVIII, No. 3-4, P. 166-170
FURNITURE SHIELD FROM THIN-WOODED WOOD
Yu. I. Vetoshkin, D. V. Sheykman
Ural State Forest Technical University 37, Siberian tract Str., Yekaterinburg, 620100, Russian Federation E-mail: cheikman@yandex.ru
Currently, mechanized production needs to solve the problem of processing low-grade wood into joinery and construction products and environmentally friendly materials for individual construction. In connection with the reduction of wood reserves as a result of intensive exploitation of forest plantations in the European-lJral part of Russia, in order to maintain the demand of wood processing and other enterprises for high-quality sawlogs, it is proposed to solve the problem by rational and more complete use of sawlogs with the use of a developed experimental device for basing the workpiece during longitudinal cutting of round timber for optimal sawing of sawlogs in a sector manner in order to improve the quality of furniture boards and joinery and construction products. The developed design allows for a smooth transition from the production of semi-finished products requiring minor modifications in other shops of the woodworking industry to the production of more finished products. The features of the developed design, which provide the most straight-line cut, are support-tapered rollers for locating and fixing round timber during longitudinal cutting and a circular scoring saw located between the cylindrical rollers. This type of equipment is used where individual development and high quality sawn timber are required. By means of an empirical study, various
Хвойные бореальной зоны. XXXVIII, № 3-4,2020
methods of sawlog cutting are considered; the conclusion of the comparability of the research results for longitudinal cutting of round timber for the intensification of the production process from saw logs (thin meter) is obtained. The most effective and economically feasible way of sawing round timber from the conditional volumetric output of sawn timber has been identified.
Timber processing enterprises are largely interested in using low-grade timber in order to reduce waste. Thanks to such processing, it is possible to cut out the necessary parts from less high-grade raw materials, thereby expanding the raw material base in the workshops of the woodworking industry. Glued furniture board is a product of deep wood processing. Bonding of short-length blanks allows to significantly reduce wood costs, to use lumber to the maximum and efficiently, to offer new types of high-quality products to the market.
Keywords: woodworking equipment, glued furniture panel, cutting of timber.
ВВЕДЕНИЕ
Спрос на столярно-строительные изделия из натуральной древесины, включая и мебель, вызывает потребность на качественный мебельный клееный щит всех видов, что связанно с изменением в технологии его изготовления [1]. Сегодня актуальна концепция производства мебельного клееного щита, соответствующая требованиям максимального использования низкосортной древесины и высокой экономичности производства. В настоящее время механизированного производства необходимо решить проблему переработки низкосортной древесины в столярно-строительные изделия и экологически безопасные материалы для индивидуального строительства.
В результате интенсивной эксплуатации лесных насаждений, запасы древесины в Уральском регионе сократились, и в связи с этим возникла необходимость переработки пиловочника. Проблема рационального и более полного использования качественного пиловочника остается одной из самых актуальных.
В связи с ограниченными возможностями поставки качественного пиловочника, оптимальная распиловка древесины становится важнейшей задачей в производстве мебельного щита, требующая определенной ориентации годовых колец в заготовках [2].
Идеальным ведением лесного хозяйства является многоцелевое пользование лесами (рис. 1), при котором полностью и оптимально используются все совокупности функций лесных ресурсов для удовлетворения социальных и экономических потребностей общества при соблюдении экологических требований.
В Уральском регионе, в зонах с развитыми агропромышленными производствами, при высокой плотности населения, повсеместно малые предприниматели при лесозаготовках получают только хвойный пиловочник и дрова. Березовые и осиновые стволы -добротное сырьё для производства фанеры, целлюлозы, столярных и строительных изделий из древесины -разделывают на дрова, местный спрос населения на которые постоянен.
Рис. 1. Лесопользование
а б
Рис. 2. Схемы раскроя лесоматериалов а - вразвал; 6 - с брусовкой; в - секторный; г - сегментный
Рис. 3. Выход готовых заготовок в процентах в зависимости от способа распиловки пиловочника
Для поддержания потребности в качественном пиловочнике лесоперерабатывающих и других предприятий, расположенных в Европейско-Уральской части России, древесину приходится завозить из районов Сибири, из-за транспортировки стоимость сырья вырастает в разы по сравнению с древесиной заготовляемой на месте произрастания.
В связи с ограниченными возможностями поставки качественного пиловочника выбор рациональной распиловки древесины становится важнейшей задачей в производстве клееных столярных и мебельных изделий высшей категории качества, например, дверных полотен, элементов мебели и других столярно-строительных изделий из клееной древесины. Они ценны при максимальных размерах по длине, в них недопустимы сучки, пороки и дефекты древесины [3].
Выбор способа раскроя лесоматериалов и выявление особенностей качественного раскроя позволит получить наибольший количественный выход пило-продукции для производства мебельного щита [4]. Изучив проблему рациональной распиловки древесины, была поставлена задача разработки экспериментального устройства для базирования заготовки при продольном раскрое круглых лесоматериалов для интенсификации процесса производства из пиловочника (тонкомера). Рассмотрены вопросы повышения качества мебельного щита и столярно-строительных изделий (рис. 2, 3).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В результате исследований в области технологии получения мебельного щита из пиловочника (тонкомера), в столярной мастерской кафедры Механиче-
ской обработки древесины и производственной безопасности, Уральского государственного лесотехнического университета» были изготовлены экспериментальные образцы мебельного щита из древесины хвойных пород. Изготовленные экспериментальные щиты представлены на рис. 4.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В процессе получения ламелей для щита из секторных заготовок было разработано устройство для базирования круглых лесоматериалов при их продольном раскрое состоящее из центрирующих У-образных наклонных плоскостей, с цилиндрическими роликами, а также одинарными (двойными) роликовыми направляющими, базирующая поверхность которых имеет цилиндрическую или седловидную [5]. На рис. 5 представлены опорные конические ролики для базирования и фиксации круглых лесоматериалов при продольном раскрое.
Рис. 5. Опорные конические ролики
Хвойные бореальной зоны. XXXVIII, № 3-4,2020
Распиловка пиловочника (тонкомера) производится секторным способом. Бревно подается по опорным роликам к подрезной пиле, которая пропиливает паз для скольжения бревна по шине. Шина обеспечивает точность распиловки без крыловатости и изгибов. Такая схема базирования позволяет распиливать заготовки кругового сечения, полдиаметра и секторного типа. Устройство для получения секторных заготовок для мебельного щита представлено на рис. 6, подана заявка и получен Патент № 147012 [6].
Одной из особенностей разработанного устройства является дисковая подрезная пила, размещенная меж-
ду цилиндрическими роликами, обеспечивающая точность распиловки. После распила бревна в рассматриваемом технологическом процессе при изготовлении мебельного щита происходит фрезерование поверхности по распилу, склеивание заготовок секторного типа и фугование по пласти. Достоинством кроме наибольшего объёмного выхода пилопрудукции, у мебельных щитов из секторных заготовок является наименьшее отклонение от первоначальных размеров или остаточных напряжений при грамотном совмещении рисунка текстуры.
Рис. 4. Мебельные щиты:
1 - щиты из радиальных заготовок; 2 - щиты из тангентальных заготовок; 3 - щит из секторных заготовок
1 дисковая основная пила
3 дисковая подрезная пила
2 тонко мер (бревно)
5 шнна
6 ролики опорные
4 ролики прижимные
7 система прижима
5 расклинивающий нож
фрезерование поверхности
Рис. 6. Устройство для получения секторных заготовок для мебельного щита
Стоимость мебельного щита в зависимости от условного объемного выхода пилопродукции
Показатели Способы раскроя пиловочника
Вразвал Сегментный Секторный
Условный объемный выход, м3 0,4 0,47 0,67
Средняя стоимость 1 м3 мебельного щита, в рублях 34 000
Стоимость клеевого материала, затрачен- 18 25 66
ного на склеивание, в рублях
Стоимость мебельного щита, в рублях 13 582 15 955 22 714
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Была поставлена задача сравнить различные способы раскроя пиловочника и дать заключение сопоставимости результатов исследования при продольном раскрое круглых лесоматериалов для интенсификации процесса производства из пиловочника.
Для сопоставления способов раскроя пиловочника выбраны: вразвал, сегментный и секторный способы. В заключение отметим, что благодаря разработанному устройству для получения секторных заготовок появляется возможность наибольшего условного объемного выхода пилопродукции из 1 м3 лесоматериала. В сравнении способов раскроя пиловочника наиболее эффективным и экономически целесообразным способом распиловки является секторный способ и составляет 0,67 м3. Доход от реализации продукции составляет при сравнении секторного и сегментного способов составляет 6 759 рублей, а при сравнении секторного и вразвал способов составляет 9 132 рублей. В сравнительной таблице представлены данные экономической эффективности мебельного щита в зависимости от условного объёмного выхода пилопродукции.
Поставленная задача обработки более мелкого сырья и необходимости увеличения производительности лесоперерабатывающих предприятий, направлена к достижению результатов наиболее простыми способами, решена при разработке и совершенствования нового деревообрабатывающего оборудования.
Таким образом, разработанное устройство и технологический процесс распиловки и склеивания секторных заготовок при продольном раскрое, позволяет значительно снизить затраты древесины, максимально и эффективно использовать пиломатериалы, произрастающие на территории Европейско-Ураль-ской части России, предложить на рынок новые виды столярно-строительных изделий и пилопродукции высокого качества исполнения. Разработанная конструкция позволяет произвести плавный переход от производства полуфабрикатов требующих небольшой доработки в других цехах деревообрабатывающей промышленности, к производству более законченных изделий.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ
1. Основы конструирования мебели / Ю. И. Ветошкин, М. В. Газеев, А. В. Калюжный и др. Екатеринбург : УГЛТУ, 2011. 589 с.
2. Волынский В. Н. Технология клееных материалов. Архангельск : АГТУ, 2003. 280 с.
3. Маковский Н. В. Теория и конструкции деревообрабатывающих машин. Москва : Лесн. пром-сть, 1975. 528 с.
4. Уласовец В. Г. Рациональный раскрой пиловочника : монография. Екатеринбург : Урал. гос. лесо-техн. ун-т, 2003. 278 с.
5. Ветошкин Ю. И., Мальцева Г. А. Выбор рационального способа раскроя круглых лесоматериалов на заготовки для мебельного щита // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России : матер. X Все-рос. научн.-техн. конф. Екатеринбург : УГЛТУ, 2014. С. 169-172.
6. Патент на полезную модель, № 147012, Устройство для базирования круглых лесоматериалов при продольном раскрое. 24, 06. 2014. Ветошкин Ю. И., Уласовец В. Г., Новоселов А. В., Мальцева Г. А.
REFERENCES
1. Fundamentals of furniture design / Yu. I. Vetosh-kin, M. V. Gazeev, A. V. Kalyuzhny et al. Yekaterinburg, USLTU, 2011,589 p.
2. Volynsky V. N. Technology of glued materials. Arkhangelsk, ASTU, 2003, 280 p.
3. Makovsky N. V. Theory and design of woodworking machines. Moscow, Forestry industry, 1975, 528 s.
4. Ulasovets V. G. Rational cutting of logs. Yekaterinburg, USLTU, 2003, 278 p.
5. Vetoshkin Yu. I., Maltseva G. A. The choice of a rational method for cutting round timber into blanks for furniture panels // Scientific creativity of youth - the forest complex of Russia : Mater. X Vseros. scientific and technical Conf. Yekaterinburg, USLTU, 2014, P. 169-172.
6. Utility Model Patent, No. 147012, Device for basing round timber for longitudinal cutting. 24.06.2014. Vetoshkin Yu. I., Ulasovets V. G., Novoselov A. V., Maltseva G. A.
О Ветошкин Ю. И., Шейкман Д. В., 2020
Поступила в редакцию 12.03.2020 Принята к печати 05.10.2020
