Технология изоляционных материалов

Лущить древесину только с применением одного ножа, получить качественный шпон невозможно (рис. 1, а). Выходом из положения является сжатие древесины в зоне внедрения в нее ножа, что достигается специальным прижимным органом, устанавливаемым около ножа на расстоянии меньшем, чем толщина шпона (т. е. подача суппорта на один оборот чурака). Данный орган (рис. 1, б) создает зону сжатия, простирающуюся по радиусу в глубь чурака. Уплотнение древесины в непосредственной близости от прижимного органа достигает 30—40%. При срезании ножом слоя древесины и прохождении его между передней гранью ножа, и прижимным органом происходит сжатие слоя в радиальном направлении.

Производительность лущильного станка завмсит главным образом от размеров чураков, частоты вращения шпинделей, диаметра остающегося карандаша  и толщины изготавливаемого шпона. 

2.3.Рубка ленты  шпона на листы

Рубка шпона может следовать за лущением чураков или за сушкой шпона. Раскрою на форматные листы подвергают шпон толщиной до 2,2 мм, получаемый из мелкого сырья. На полосы разной ширины раскраивают шпон толщиной 3—4,5 мм, изготовляемый из крупномерного сырья. При рубке должна обеспечиваться высокая чистота кромок листов, их прямолинейность и перпендикулярность торцовым кромкам. Важно формирование   ширины   листов   с   минимальными   отклонениями.   Рубку шпона выполняют ножницами различной конструкции.  Основной   элемент   их — траверса   с   прикрепленным   к   ней   ножом. В вертикальной плоскости траверса перемещается эксцентриковым  механизмом     или пневмоцилиндром двойного действия .  Рубку шпона  можно выполнять с помощью ножа и линейки или одного ножа, под которым в станине ножниц имеется резиновый валик , способствующий  улучшению    чистоты   кромок листов. В процессе эксплуатации    ножниц требуется     периодический   поворот   валика на некоторый угол.

Важное условие успешной работы ножниц — минимальное время, затрачиваемое на один двойной ход ножа. Это особенно важно при лущении чураков большого диаметра. В ножницах последних конструкций это время сведено к 0,14—0,16 с. Ножницы должны иметь также механизм укладки   листов   шпона.

Организация рубки шпона и применяемое оборудование должны быть такими, чтобы исключить задержки в работе лущильного станка и тем самым обеспечить достижение максимальной производительности при минимальных трудозатратах. Решение этого вопроса осложняется тем, что скорость движения ленты шпона, сходящей со станка, есть величина переменная, и кроме непрерывной ленты шпона в начале лущения получается какое-то количество кускового шпона, кромки которого должны быть выравнены. Последнее требует разделения потока шпона на две части — кусковой шпон и ленту шпона, из которой может быть получен форматный шпон.

2.4.Сушка шпона

Сушка шпона необходима для того, чтобы избежать в клееной слоистой древесине во время ее эксплуатации внутренних напряжений, которые могут снизить ее качество. Она предохраняет шпон и от возможности последующего его биологического заражения.

 Взам. инв. № 

Подпись и дата

Инв.№ подл.

КГАСУ СТФ 

Лист

21

Изм.

К. уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

Процесс сушки шпона до строго определенной влажности осложняется широким  диапазоном колебания ее начальной  влажности,  зависящей главным  образом от способа доставки сырья  на завод. Так, сырье доставляемое сухопутным путем, может иметь влажность 60—120 %, сплавом — 80—140 % и более. Имеют значение также порода древесины, способ хранения сырья, а также зона поперечного сечения сортимента, из которого получен шпон — ядро или заболонь. Что касается конечной влажности шпона, то она зависит от назначения шпона, вида клея, применяемого для его склеивания, породы древесины и может составлять 6—12 %. Для сушки шпона применяют 4— 8-этажные роликовые и 3—5-этажные ленточные сушилки, теплоносителем в которых служат нагретый до 80—150 °С воздух или газовоздушная смесь (t=160.. .300 °С). Продолжительность сушки березового шпона толщиной 0,65—2,2 мм в роликовых сушилках 3—15 мин. В ленточных сушилках применяют более мягкие режимы сушки: t=60. ..120 °С, φ= 15... ...25%, скорость движения воздуха около 1 м/с. Продолжительность сушки шпона в них 20—90 ми,н. Роликовые сушилки отличаются высокой производительностью, но по качеству сушки шпона в них, вследствие более жестких режимов, они несколько уступают ленточным сушилкам. С целью дальнейшей интенсификации процесса сушки предложены сушилки с шахматным расположением роликов и радиационно-сопловые. Для создания непрерывно-поточного производства на участке лущение— рубка шпона в последние годы стали применять сушилки, в которых сушка шпона производится в ленте. Это дает возможность снизить потери древесины на этом участке производства, имевшие место из-за колебаний величины припусков на ширину листов шпона, на 3—5 %. Но такие сушилки пригодны лишь для шпона небольшой толщины, имеющего достаточно высокую прочность при растяжении поперек волокон. Для сушки шпона из древесины хвойных пород этот тип сушилок оказался малопригодным.

2.5.Сортирование  сухого лущеного шпона

Шпон после сушки делят на группы с учетом назначения породы древесины, размеров, качества древесины  и обработки. Но поскольку через сушилку одновременно не пропускают шпон разных размеров и из древесины разных пород, сортирование сводится к разделению его по качественным признакам — порокам древесины и дефектам обработки. При этом попутно решают вопрос о возможном назначении шпона: будет ли он использован для изготовления продукции общего назначения, специальной или экспортной, руководствуясь при этом требованиями, предъявляемыми соответствующими техническими условиями на готовую продукцию.

Главная трудность сортирования заключается в правильном установлении качественных характеристик шпона. Шпон для продукции общего назначения делится на восемь сортов: а)   предназначенный для  наружных слоев  фанеры —на  сорта А, АВ, В, ВВ и С; б) предназначенный для внутренних слоев — на 1, 2 и 3-й, для каждого из которых четко оговаривается допустимость того или иного порока древесины и дефекта обработки.

К числу сортообразующих пороков  древесины относятся сучки —  сросшиеся, частично сросшиеся и  несросшиеся (по этому признаку сортность устанавливается для 75—90 % листов шпона); грибные поражения, включая синеву (4—8 %); ложное ядро (0,02 — 15%); прорость (0,4 — 3%); химические окраски, трещины и смоляные

Взам. инв. № 

Подпись и дата

Инв.№ подл.

КГАСУ СТФ 

Лист

22

Изм.

К. уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

кармашки.

Часть из указанных пороков ограничивается размерами и количеством их на 1 м² площади листа (например, сучки, прорость), часть — процентом занятой площади листа (ложное ядро, синева). Для сомкнутых трещин ограничивается длина, а для разошедшихся — длина, ширина и количество на 1 м.

Основной дефект обработки шпона, учитываемый при его сортировании,—  шероховатость поверхности листов.

На общий выход шпона данного  сорта, полученного из партии сырья, прямое влияние оказывает его сортовой состав. Выход шпона высших сортов мог быть несколько большим, если бы не имели место перепады сортности. Величина перепадов внутри рядового шпона 10—39 %, внутри экспортного 0,2—10 % и из экспортного в рядовой 8—18 %. Главные причины перепадов сортности — трещины (80—99% листов) и дефекты лущения (до 15 % листов). Шпон сортируют на специальных сортплощадках с ручным разносом листов по подстопным местам; на конвейерных линиях с ручным снятием листов шпона и укладкой в стопы; на механизированных сортировочных линиях, в которых листы снимает с конвейера и укладывает их в стопы механизм по команде оператора-сортировщика.

2.6.Изготовление строганого шпона

Строганый шпон — тонкий слой, изготовленный  из древесины красивой текстуры и  цвета. Его используют как облицовочный материал для деталей из малоценной древесины фанеры и ДСП. Пригодность древесины для изготовления из нее строганого шпона зависит и от ее строения, способности обрабатываться, отделываться и склеиваться, токсикологических и прочностных свойств, наличия дефектов и т. д. Строение древесины предопределяет толщину изготовляемого шпона. Так, из древесины бука, ореха, клена_: чинары, груши, яблони, тополя, березы, ольхи, граба, явора, черешни, красного и лимонного дерева, карельской березы, диморфанта, имеющей рассеянно-сосудистое строение, изготовляют шпон толщиной 0,4; 0,6 и 0,8 мм. Из древесины дуба, ясеня, ильма, вяза, шелковицы, каштана, бархатного дерева, акации, дзельквы, карагача, имеющей кольцесосудистое строение, получают шпон толщиной 0,8 и 1 мм. Шпон из древесины хвойных пород — тиса, лиственницы и сосны — изготовляют толщиной 0,8 и 1 м. Из капов допускается изготовлять шпон толщиной 0,4; 0,6 и 0,8 мм. Минимальная толщина строганого шпона, помимо строения древесины, предопределяется способностью клеев просачиваться через него, удобством работы со шпоном такой толщины и возможностью проведения отделочных операций (шлифования и циклевания) после наклеивания его на поверхность детали. В зависимости от направления среза шпон может быть радиальным (Р), полурадиальным (ПР), тангентальным (Т) и тангентально-торцовым (ТТ), изготовляемым из наплывов (капов). Длина листов шпона от 550 мм и выше. Ширина листов зависит от их сорта: первого сорта не менее 120 мм, второго — не менее 80 мм. Влажность шпона должна быть 8±2%. Техническими условиями оговаривается также допустимость пороков древесины и дефектов обработки в каждом из сортов строганого шпона. Шероховатость поверхности шпона из древесины дуба, ясеня, ильма, лиственницы, сосны, должна быть < 320 мкм, из всех остальных древесных пород <260 мкм.

Взам. инв. № 

Подпись и дата

Инв.№ подл.

КГАСУ СТФ 

Лист

23

Изм.

К. уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

Строганый шпон получают путем поперечного  резания древесины в плоскости, параллельной волокнам. Так как прочность древесины поперек волокон относительно низкая, важно избежать появления трещин в процессе изготовления. Это будет зависеть от режима резания и состояния заготовки перед ее раскроем на шпон. Режим строгания предопределяется угловыми параметрами ножа и прижимной линейки и их взаимным расположением. Угол заточки ножа φ = 16. ..18°. Значение угла зависит от материала ножа, породы древесины и ее температуры. Задний угол а=1. . .2°. Для того чтобы нож внедрялся в древесину не сразу всей режущей кромкой, он должен быть расположен по отношению к продольной оси кряжа под углом 10-12°.

Операция строгания выполняется  на горизонтальных, вертикальных или  наклонных шпонострогальных станках.

2.7. Нанесение  клея на шпон.

Контактный способ основан на переносе клея с двух вращающихся вальцов  на поверхности листа шпона, пропускаемого между ними. Главная часть станка — два расположенных друг над другом стальных вальца. В зависимости от вида применяемого клея их поверхности могут быть гладкими или рифлеными. Рифление способствует лучшему удержанию клея на поверхности вальцов и более ровному его распределению.

В последнее время поверхности  вальцов стали покрывать двумя  слоями резины, внутренний из которых (более толстый) изготовляют из мягкой резины, а наружный  (тонкий)—из  более жесткой, что позволяет  повысить равномерность нанесения клея на поверхности шпона. Для нормирования расхода клея в станках предусмотрены дозирующие ролики — стальные хромированные или покрытые слоем жесткой резины. Так как количество наносимого на шпон клея может изменяться в зависимости от шероховатости поверхности шпона, породы древесины, вязкости клея, состояния поверхностей вальцов и пр., для его регулирования имеется механизм изменения зазоров между вальцами и дозирующими роликами. Скорость дозирующих роликов, как правило, меньше скорости вальцов на 15—20 %.

В станках предусмотрена возможность  перемещения одного из вальцов для  регулирования величины зазора между  ними в соответствии с толщиной пропускаемого  шпона. Изменению толщины наносимого слоя клея может способствовать изменение силы прижима верхнего вальца к шпону, создаваемой цилиндрическими пружинами или пневматическими цилиндрами.

Основные параметры современных  клеенаносящих станков следующие: длина клеенаносящих вальцов 500—3900 мм, диаметр 175—350 мм, скорость вращения 10—60 м/мин, диаметр дозирующих роликов 120—165 мм, мощность электродвигателя 0,4—4 кВт. Такие станки применяют для нанесения клея на заготовки толщиной 0,3—60 мм.

На клеенаносящих станках клей, как правило, наносят на обе поверхности  листа шпона, причем последний пропускают через вальцы при долевом направлении волокон,Допускаемый диапазон вязкости клея по ВЗ-460—300 с. Расход клея регулируется в пределах 70—240 г/м². Возможные потери его при использовании вальцового станка не превышают 10 %. Клеенаносящие станки отличаются простотой конструкции, удобны в эксплуатации, пригодны для нанесения чистых наполненных и вспененных клеев.

Взам. инв. № 

Подпись и дата

Инв.№ подл.

КГАСУ СТФ 

Лист

24

Изм.

К. уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

Однако они не обеспечивают постоянства  толщины наносимого слоя клея при  значительных колебаниях макро- и микронеровностей листов шпона и не позволяют получить тонкие и равномерные слои при использовании высоковязкого клея. Неравномерен износ вальцов по длине, что приводит к утолщению слоя клея в средней зоне листов шпона.

2.8. Сушка шпона  с нанесенным клеевым слоем. 

Для сушки шпона, покрытого смолой, применяют сушилки периодического и непрерывного действия. Наиболее распространенная из них конвейерная сушилка СТ-Ш. Внутри сушилка имеет цепной конвейер, к звеньям которого прикреплены рамки для размещения на них (в вертикальном положении) листов шпона. При прохождении через сушилку листы шпона омываются горячим воздухом, циркулирующим поперек камеры. Камера разделена на три участка, в двух из которых циркулирует в противоположных направлениях воздух для сушки смолы, а в третьем холодный воздух, охлаждающий листы шпона. Необходимая скорость движения воздуха обеспечивается работой вентиляторов, расположенных в верхней части сушилки. Воздух нагревается двумя пластинчатыми калориферами. Отработанный (увлажненный) воздух отводится через выхлопные трубы, расположенные в верхней части сушилки.

Режим сушки шпона, намазанного  карбамидоформальдегидной смолой, выбирают таким, чтобы за время сушки отверждение смолы не превышало 2 %. Температура воздуха в сушилке должна быть 80—90 °С, относительная влажность воздуха 5— 15 %, скорость движения воздуха 1,5—2 м/с, время сушки 8—14 мин. Производительность сушилки 260—370 листов/ч. Обслуживают сушилку и клеенаносящий станок 2 чел. При механизации операции подачи листов шпона в стопу, располагаемую на автоматически опускающемся столе, для обслуживания сушилки достаточно одного оператора. Данная сушилка может быть использована для подсушки клея, нанесенного на такие материалы, как металл, пластик и др.

2.9. Сборка пакетов  шпона

Лист фанеры, как правило, состоит  из нечетного числа листов шпона. При этом клей можно наносить на обе поверхности каждого четного листа или на одну из поверхностей каждого листа (за исключением лицевого слоя фанеры). При сборке пакета необходимо обращать особое внимание на соблюдение правила симметрии, состоящего в том, что в листе фанеры симметрично расположенные по отношению к центральной плоскости симметрии листы шпона должны иметь одинаковые влажность, толщину и направление волокон, должны быть изготовлены из древесины одной породы и своими лучшими поверхностями обращены наружу будущего листа фанеры.

К операции сборки пакетов предъявляются следующие требования: 1) соблюдение правильного расположения слоев шпона  друг  относительно  друга   (без  взаимных  сдвигов);   2) минимальные затраты труда; 3) максимальная скорость сборки пакетов.

Сборку пакетов можно выполнять: а) позиционным способом на определенном рабочем месте последовательным накладыванием листов шпона друг на друга ; б) на пульсирующем конвейере, когда после одновременной укладки всех листов шпона на соответствующие места конвейера он перемещается на один шаг, равный расстоянию между осями двух соседних позиций.

Взам. инв. № 

Подпись и дата

Инв.№ подл.

КГАСУ СТФ 

Лист

25

Изм.

К. уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата