Коэффициент содержания пыли в отходах

Наименование станков	Коэффициент содержания пыли в отходах, %, Кп
Круглопильные станки
прирезной станок ПДК-4	36
делинно-реечный ПР-2	36
прирезной многопильный ПМР-1	36
торцовочный ПИВ-2	36
торцовочный ЦПА	35
концеровнитель двухпильный Ц2К12	34
Станки формативные четырехпильные с фрезерными головками ЦФ-2
СР-6	12.5
СР-12	12.5
СР-18	12.5
Рейсмусовые двухсторонние станки
С2Р8	12.5
С2Р12	12.5
С2Р16	12.5
Четырехсторонние строгальные станки
СК-15	12.5
Ленточнопильные станки
ленточнопильный делитель ЛД-140	34.0
ленточнопильный столярный ЛС-80	34.0
Строгальные станки
фуговальные с ручной подачей СФ-3, СФ-4, СФ-6	12.5
фуговальные с механической подачей СФА-4, СФА-6	12.5
Рейсмусовые односторонние
СР-3	12.5
Сверлильные и долбежные станки
сверлильный вертикальный с автоподачей СВА	18.0
сверлильный горизонтальный СВПА	18.0
цепнодолбежный ДЦА-2	18.0
Шлифовальные станки
со сводной лентой ШлСП	90.0
ленточный с неподвижным столом ШлНС	90.0
с диском и бобиной ШлДБ	90.0
с двумя дисками Шл2Д	90.0
трехцилиндровые Шл3Ц-3 и Шл3СВ-3	90.0
С16-4	12.5
С16-5	12.5
СП-30	12.5
С-26	12.5
Шлифовальные станки
со сводной лентой ШлСП	90.0
ленточный с неподвижным столом ШлНС	90.0
с диском и бобиной ШлДБ	90.0
с двумя дисками Шл2Д	90.0
трехцилиндровые Шл3Ц-3 и Шл3СВ-3	90.0
С16-4	12.5
С16-5	12.5
СП-30	12.5
С-26	12.5
Фрезерные станки
Ф-4	12.0
Ф-5	12.0
Ф-6	12.0
фрезерный с автоподачей ФА-4	12.0
карусельно-фрезерный Ф1К	12.0
Шипорезные станки
рамный ШД-10:
пила, шипорезные фрезы, проушечные фреза	16.0
односторонний рамный ШО-10:
пила, шипорезные фрезы, проушечные фреза	16.0
шипорезный рамный ШД-10:
пила, шипорезные фрезы, проушечные фреза	16.0
односторонний рамный ШО-6
пила, шипорезные головки, проушечный диск	16.0
пила	34
фрезерные головки	20
Универсальные круглопильные станки
С6	30.0
УП	30.0

4. Влияние заготовки и переработки вторичных древесных ресурсов на окружающую среду. (не очень)

Но мнению автора к вторичным древесным ресурсам следует отнести древесные отходы, образующиеся при заготовке и механической обработке древесины.

При механической технологии древесное сырье проходит две основные стадии обработки. На первой стадии происходит первичная обработка круглою леса (пиловочника, кряжа). К таким производствам относятся: лесопильное, шпалыюс. тарное, фанерное, спичечное. На шорой стадии обработке подвергается продукция первой стадии производства. Сюда следует отнести:мебельное производство, деревянное домостроение. производство древесностружечных плит (Рис. 2).

Вторичные древесные ресурсы предлагается классифицирован» по ряду типологических признаков (Рис. 3). В зависимости or того, какой погепциат ВДР используется (материальный или энергетический) их целесообразно подразделить на материальные и энергетические ВДР. Первые угилшируются в качестве технологического сырья, вторые - как- источник энергетических ресурсов (теплоноситель).

Классификация вторичных древесных ресурсов по источникам образования отрасль, вид производства, фаза (стадия) технологического процесса) позволяет определить место их концентрации. конкретизировать технические характеристики, установить нормативы выхода, объемы образования. Например, отходы лесопиления являются составной частью перерабатываемого сырья и образуются при его распиловке. Поэтому ресурсы отходов находятся в прямой зависимости от количества перерабатываемого сырья (пиловочника).

В зависимости от объема образования вторичные древесные ресурсы подразделяются на многотоннажные и малотоннажные. Этот признак оказывает влияние на направление утилизации и степень концентрации производства (на отдельном предприятии или на кустовой установке).

Деление вторичных древесных ресурсов но размерно-качественным характеристикам (твердые, мягкие, показатели качества) дает информацию о возможности их сбора, накопления, транспортировки, конкретном направлении использования.

Сфера и степень воздействия вторичных древесных ресурсов на окружающую среду свидетельствует о их негативном влиянии на природу. Этот фактор может повлиять на очередность вовлечения ВДР в хозяйственный оборот.

Классификация вторичных древесных ресурсов по степени использования позволяет проанализировать состояние их утилизации. Отдельные виды ВДР. такие как. обрезки пиломатериалов, горбыль, сульфатный шелок используются полностью. Значительное количество вторичных древесных ресурсов (в основном многотоннажные) утилизируются частично, т.е. не в полном объеме (опилки, стружка, древесная кора и др.). Некоторые виды вторичных древесных ресурсов вообще не находят практического применения.

5. Подготовка древесного сырья в производстве щепы.

Подготовительные операции проводят до измельчения древесного сырья в рубительных машинах. Наиболее важное значение имеют отбор древесного сырья от раскряжевочных установок, сортировка по породам или породным группам, создание запасов, которые образуют единую систему подачи сырья в цех щепы. К основным подготовительным операциям относят также поперечную распиловку долготья на коротье, раскалывание, окорку, удаление гнили и гидротермическую обработку древесины. Подготовительные операции наиболее трудоемки и составляют до 75 % всех трудозатрат в производстве щепы.

Система подачи древесного сырья оказывает существенное влияние на производительность цеха технологической щепы.

Породный состав, размерно-качественные характеристики и объемы сырья, пригодного для щепы, весьма изменчивы. Особенно непостоянна на нижнем складе интенсивность выхода сырья, которая выражается количеством древесины, поступающей в единицу времени от основных потоков в цех щепы. Она ЗаЁИСйт не только от случайной изменчивости параметров хлыстов и деревьев. Техническое состояние оборудования, поломки и неполадки в его работе, простои, погодные условия, опыт и работоспособность рабочих — все это существенно влияет на интенсивность поступления сырья в цех щепы. Между тем технологическое оборудование цехов щепы рассчитано на равномерное поступление древесного сырья. Поэтому система подачи сырья в цех должна быть спроектирована с учетом неравномерности его выхода от раскряжевочных установок.

Раскряжевка сырья перед цехом щепы требуется не всегда. Круглые лесоматериалы поступают для выработки щепы либо в виде короткомерных сортиментов длиной до 1,2 м либо в дол- готье. Для раскряжевки долготья на участке подготовки древесного сырья используют автоматические круглые пилы. При больших объемах переработки долготья целесообразно использовать высокопроизводительные слешеры.

Раскалывание древесины — обязательная операция в производстве щепы на нижних складах. На переработку в щепу поступает значительное количество древесного сырья, содержащего стволовую или напенную гниль. Чтобы удалить внутреннюю гниль, необходимо обнажить ее поверхность. Другая важная цель раскалывания — калибровка древесного сырья по сечению перед подачей в рубительные машины, которые не всегда рассчитаны на измельчение крупномерной древесины.

Окорка древесного сырья, предназначенного для выработки технологической щепы, может не производиться только в тех случаях, когда щепа поставляется заводам древесностружечных и древесноволокнистых плит, а также гидролизным предприятиям определенного профиля. Щепа для целлюлозно-бумажного производства требует обязательной предварительной окорки древесного сырья и удаления гнили.

Гидротермическая обработка древесины необходима в производстве технологической щепы для улучшения качества окорки. Как показали исследования, усилие для сдвига коры на ее границе с древесиной начинает интенсивно возрастать при температуре ниже —3 °С, а при —10 °С оно в 3 раза превосходит усилие сдвига при нулевой температуре. Продолжительность окорки мерзлых лесоматериалов увеличивается в 2— 3 раза. Повышенная хрупкость древесины при низких температурах приводит к увеличению ее потерь в процессе окорки до 20—30 %, а при измельчении в щепу — росту в 1,5 раза количества отсева и более быстрому затуплению ножей.

Чтобы повысить производительность окорочного оборудования и снизить потери древесины, сырье необходимо подвергать гидротермической обработке не только в зимнее, но и летнее время. В результате такой обработки подсушенного летом древесного сырья увлажняется и набухает камбиальный слой, уменьшаются силы сцепления коры и древесины, что существенно облегчает процесс окорки. В зимнее время гидротермической обработкой можно разморозить древесину и улучшить условия окорки и измельчения в щепу. Для улучшения процесса окорки достаточно повысить температуру на границе коры и древесины до —4°С.

6. Разделка и раскалывание лесоматериалов. Назначение, применяемое оборудование.

Разделка древесины (распиловка, расколка, пролышивание, окорка) имеет весьма большое значение для хода сушки и обуг­ливания. выходов и качества продуктов обугливания

Как было указано, теплопроводность дерева в направлении вдоль волокон больше, чем в направлении, перпендикулярном им. Кора, особенно1 кора березы, препятствует теплопередаче от по­верхности внутрь куска древесины и движению газов и паров. При сушке it обугливании пары и газы легче движутся внутри куска древесины в направления волокон, чем перпендикулярно им или в радиальном и в особенности тангентальном направ­лении. Поэтому распиловка на более короткие куски, расколка и окорка их ускоряют сушку и обугливание древесины.

При обугливании мелкорасколотых дров значительно увеличи - iАется механическая прочность угля.

Хотя затраты труда на разделку и нагрузку дров в печи воз­растают при мелкой расколке дров, но вследствие учменьшепия уминки угля на 0,7%, благодаря повышенной прочности его, стои­мость угля почти' не изменяется.

При опытных гонках в вагонной реторте Ашинекого лесохи­мического" комбината были получены результаты, показанные в табл. 51.

Таблица 51

Влияние разделки дров на выход жижки

1	Выход	| Содержание	Выход в жиж­
Порода и разделка дров	Жин-ки из	' кислот	Ке 100%-кой
1 М1 Дров	' в жижке	КИСЛОТЫ из
	В .i	1 в ' '' . 1	1 м1 дров в кг
Твердые породы, дрова длиной 1 м	264	1 6,92	18,65
Твердые породы, чурки длиной ;
0,3 м. .................................... 1	246	8,50	21,30
Мягкие породы, чурки длиной 0,3 м	141	8,10	15,80
Береза, дрова длиной 1м....	258	7.73	20,35
Береза, чурки длиной 0,3 М...	259	8,90	23,50

Выход кислот в, ore юнзи. кчюя ллы - хе, в пересчете на 100%-ную, оказыва тся более высоких' при обугдичр-ши. дров, раз - чрдлнных на чркн д тиной 0,3 м, ч л ддов длинен; в 1 м.

Особое (лачешч имеет ра енелка дроч, при. обугливании их ч, ненрерьдчюденспзх. чяшгк печах. При работе на мелкора «деланных дровах производигельность лих печен знччитедыю возрастает, выход И' качество продуктов обугливания (уголь и жнжка) улуч­Шается. Загрхлка дров в вагонетки может быть полностью меха-

К. ! I. Ноги Н, С x;i/' черегонка дерева. Гое.-пчгехи-ичч Л. стр 70, 1936.

Низирована. При обугливании тонких и коротких сосновых и ело­вых дров (длиной 0,3,-0,4 м) влажностью 60",, продолжитель­ность сушки и обугливания составляет 28 часов, уголь получается высокой прочности с содержанием обшего углерода 85%.

Если дрова толстые и длинные (1 м и 1,25 м) и влажность их равна 25—30%, то, как показала работа печей непрерывного дей­ствия на Урале в прошлом, сушка и обугливание требуют до 45 часов времени, и ни одна печи при. обугливании толстых и длин­ных еловых дров не дала достаточно прочного угля.

Поэтому надо считать разделку дров на чурки длиной 0,20 м и толщи ной до 0,15 м обязательной, емш устройство печи допус­кает загрузку чурки в печь.

Кора на древесине оказывает большое влияние на сушку и Обугливание, а также на выход и состав получаемых продуктов.

Количество коры на древесине зависит от породы, условий произрастания и возраста дерева. Оно не одинаково в различных частях ствола. У березы кора составляет 12—15%,, у сосны от 13 до 18%, у ели — от 12 до 16% от веса абсолютно сухой дре­весины. Кора в дровах, в особенности в кругляках, вследствие ее плохой теплопроводности; замедляет сушку и обугливание дров.

При обугливании кора даст более низкий выход, укс сной кис - "юты и метилового спирта, чем древесина, но более высокий выход угля и смолы и почти такое же количество .неконденсирующихся сазов, как древесина, но с более высоким содержанием СН.( и Н-., образующихся большей; частью при распаде смолистых веществ за счет вторичных реакций, которым большое содержание «мы и. коре благоприятствует (табл. 52 и 53).

Таблица 52

Выход продуктов при обугливании 100 кг абсолютно сухой древесины ____ Или корыв кг

Порода древесины

Наименование

Древе - древе - 1 древе­

Сина ! К0Ра! сина кора сина

Уголь......................................... ; 38,00 40.50, 37.00' 45,50, 3-3,00 37,40

Уксусная киг юта.................... J 3,00! l,59i 3,101 0,86' 6.91" 2.Т5

Метиловый сп, нот....................... 0,901 0,611 0,86' 0 51 1,50| 0,69

Смола........................................ 1 5,00 8,90- 7,00 8.40; 6,30i 14,90

Гаям.......................................... 17,70 19,70| 18.20 19,81- 15,30| 18.50

Наличие коры на те. чнолыичееких дровах ухудшает как сшк " обугливание их, так и состав и качество продуктов. Особенно неблагоприятно влияет ю-ра на мехаиичесиу;о прочность древес­ного угля, резко снижая барабанную пробу, так как вся кора при вращении барабана переходит в мусор.

Таблица 53

Состав неконденсирующихся газов при обугливании древесины или коры, в % но объему

| Порода древесины

Сосна | береза

Газы	Древе­сина	Кора	Древе­сина	Кора
Со2............................................	55,6	46,4	58,7	44,6
Со.............................................	32,6	22,2	30,7	23,9
Сн4............................................	9,2	18,5	2,8	18,8
	1,8	1,2	1,8	1,4
Н3...........................................	0,8	11,8	—	11,3
Всего. . .	100,0	100,0	100,0	100,0

Однако полное удаление коры (обескориванпе дров) —опера­ция весьма трудоемкая и поэтому в настоящее время при пиро - генетической переработке древесины не применяется.

Назначение и типы механических колунов. Раскалываемые на лесных складах круглые короткомерные сортименты делят на дрова, используемые в качестве топлива, и технологическое сырье, отобранное для выработки колотых балансов и технологической щепы. Дрова раскалывают на две части (при диаметре от 15 до 25 см), на четыре части (при диаметре от 26 до 40 см) или на большее число частей (при диаметрах свыше 40 см). Коротье, предназначенное для выработки колотых балансов, раскалывают сначала на четыре или шесть частей, а затем из каждого полена выкалывают сердцевинную гниль.  

Для раскалывания используют механические колуны. Внедрение клина в древесину производится перемещением клина или раскалываемого колена. Клин внедряется в полено с торца, перемещаясь вдоль его„ волокон. В колунах с подвижным клином последний может совершать поступательно-возвратное движение

от кривошипно-шатунного механизма (рис. 7.1,а). В механических колунах с неподвижным клином полено надвигается на клин упором, совершающим возвратно-поступательное движение при помощи гидроцилиндра (рис. 7.1,6); такие колуны называют гидравлическими. Полено может надвигаться на клин также при помощи непрерывно движущейся цепи (рис. 7.1, б); колуны этого типа называют цепными.

Рис. 7.1. Механические колуны: а — схема механического колуна с подачей от кривошипно-шатунного механизма; б — схема двухклинового колуна с гидроподачей; в — схема цепного колуна; г—схема станка для выколки гнили; д — схема усилий на клине; е — изменение Р при внедрении клина в полено; ж — графики k = f(d : L); сплошная линия — воздушносухая древесина, пунктирная — свежесрубленная древесина

Раскалывание круглых поленьев пополам производится одним вертикально расположенным клином (рис. 7.1, а, в); для

раскалывания на четыре части колун дополнительно снабжают горизонтальными клиньями, перемещающимися вверх или вниз и устанавливающимися по центру раскалываемого полена (рис. 7.1, б). Для раскалывания поленьев на шесть частей применяют звездчатый клин (см. рис. 7.2,6). Для выколки гнили используется кольцеобразный (рис. 7.1, г) или плоский горизонтально расположенный нож. При внедрении клина в древесину под действием его боковых граней в раскалываемом полене образуется щель, после чего лезвие клина уже не соприкасается с древесиной. Изменение продольного усилия Р на клине во время раскалывания характеризуется кривой на рис. 7.1, в. В первый момент внедрение клина в древесину на глубину до lo = L: (20-25), где L — длина раскалываемого полена, усилие на клине резко возрастает и достигает наибольшего значения ^шах, в полене появляется щель. При дальнейшем продвижении усилие на клине падает до Р = Ртах : (8-10). При углублении клина на величину 1\ = = L: (5-6) полено разваливается на две части и усилие на клине падает до нуля. Величина Л зависит от угла клина а (с увеличением а уменьшается U) и строения древесины (сучковатости, свилеватости и т. п.).  

 

 

Усилие Ртах, которое необходимо приложить к клину, чтобы полено раскололось (т. е. в нем появилась щель), зависит от ряда факторов: угла клина, породы, длины, диаметра поленьев и т. д.  

 

Конструкции механических колунов. Для раскалывания круглых поленьев на лесных складах в основном применяют цепные и гидравлические колуны; для выработки колотых балансов — комбинированные станки, совмещающие фрезерный механизм для окорки и нож для выколки гнили с колотых поленьев.  Цепной колун КЦ-7 (рис. 7.1, в) имеет электродвигатель мощностью 10 кВт, который приводит в действие бесконечную пластинчатую цепь с упорами, движущуюся со скоростью 0,5—0,6 м/с; расстояние между упорами 2,5 м. Колун снабжен маховиком. Клин укреплен неподвижно и имеет переменный угол заострения — начальный 20°, переходящий затем в 30°. Поленья упорами цепи надвигаются на клин и раскалываются на две части. Чтобы полено не могло смещаться вверх* лезвие клина имеет наклон 75—80° к горизонту. Цепные колуны такого типа предназначены для раскалывания поленьев длиной до 1,25 м и диаметром до 0,6 м. Средняя расчетная производительность колуна 12—18 м3/ч. Гидравлический колун JIO-46 (рис. 7.2, а) может раскалывать поленья длиной 1,25 м и диаметром до 1 м за один ход толкателя на две, четыре или шесть частей в зависимости от диаметра полена. Колун снабжен крестообразными и звездчатыми клиньями 1, которые соединены воедино и могут перемещаться в вертикальном направлении (при раскалывании полена на две части горизонтальные и наклонные ножи опускаются за пределы зоны раскалывания). Полено подается в лоток 2 и надвигается на ножи толкателем 3. Колун снабжен гидроусилителем 5, создающим повышенное давление в поршневой полости гидроцилиндра 4, что позволяет раскалывать особо толстые поленья. Максимальное усилие на толкателе (при включении усилителя) достигает 300 кН. Мощность электродвигателя, приводящего в действие гидросистему колуна,, равна 17 кВт. Средняя продолжительность цикла раскалывания одного полена составляет около 10 с. Средняя расчетная часовая производительность колуна около 13 м3/ч. Станок для выработки колотых балансов Н-10. Выколка гнили из поленьев с секторной формой поперечного сечения производится кольцевым ножом, который при помощи штурвала может перемещаться в вертикальном направлении в зависимости от расположения гнили в полене. Окорка поленьев осуществляется фрезой, имеющей шесть ножей вогнутого профиля, и приводимой во вращение электродвигателем мощностью 17 кВт. Поленья подаются на нож и фрезу двухцепным транспортером, скорость подачи 0,4 м/с, мощность двигателя 7,5 кВт. Производительность станка составляет 4—6 м3/ч (по сырью).

7. Измельчение древесины. Дисковые рубительные машины.

стройство дисковых рубительных машин. При выработке щепы высокого качества наиболее широкое распространение получили дисковые рубительные машины. Рабочим органом машины ( 29) является массивный ножевой диск 5 с радиально расположенными ножами 5, которые закреплены шпильками 7 на лицевой стороне диска. Ножевой диск закрыт кожухом 4, на котором монтируются загрузочный патрон для подачи сырья и патрубок для выброса щепы. В патроне крепятся сменные опорные пластины, которые называются контрножами. В процессе резания древесины контрножи служат опорой для лесоматериала. При вращении диска каждый нож отрубает от него слой древесины, который распадается на щепу. Для отвода щепы в диске вдоль режущей кромки ножей выполнены сквозные подножевые окна, через которые отрубаемая щепа проходит на приводную сторону диска. Под- ножевые окна делаются с расширением в направлении движения срезанной древесины. Далее щепа лопастями 6 выбрасывается из машины через выносной патрубок. Ножевой диск крепится на валу 2, установленном в сферических роликоподшипниках 1. Привод диска осуществляется электродвигателем 10 через муфту S, остановка — ленточным тормозом 9. Все конструктивные элементы машины крепятся на общей раме.

Классификация дисковых рубительных машин осуществляется ( 30) по форме рабочей поверхности диска и его расположению, количеству ножей и способу их крепления, режиму резания и направлению подачи лесоматериала, способу подачи сырья и расположению патрона, направлению выброса щепы-и условиям работы машины.

Рабочая поверхность ножевого диска рубительных машин бывает плоской и геликоидальной ( 30,а). Геликоида льна я (винтовая) поверхность обеспечивает наиболее благоприятные условия резания древесины и получение щепы высокого качества. Ножевой диск может быть расположен в рубительных машинах вертикально, горизонтально или наклонно* ( 30, б). По числу ножей различают мало- и многоножевые машины ( 30, в). У малоножевых машин обычно 3— 4 ножа^_Режущие ножи монтируют внакладку с боковой поверхностью диска либо устанавливают между накладкой и- подкладкой ( 30, г).

По режиму резания различают дисковые рубительные машины с прерывистым и непрерывным резанием ( 30,5). Прерывистый режим резания характерен для малоножевых машин с плоским диском, у которых в контакте с древесиной" всегда находится только один нож, а расстояние между ножами значительно больше диаметра измельчаемых лесоматериалов. При таком режиме наблюдаются чередование подачи древесины с остановкой, толчки и удары в момент внедрения ножа, что заметно ухудшает качество щепы. Непрерывный режим резания обеспечивается большим числом (10—16) режущих ножей, приближенных к центру диска. При этом основным условием непрерывности резания является сочетание минимального расстояния между ножами, которое должно быть меньше диаметра измельчаемых лесоматериалов, с геликоидальной поверхностью диска.

По направлению подачи измельчаемого сырья к ножевому диску различают рубительные машины с наклонным и горизонтальным загрузочным патронами. Патрон может быть наклонен к горизонту на угол ах, иметь в горизонтальной плоскости угол ау ( 30, е). У некоторых машин основание патрона может иметь дополнительный наклон в вертикальной плоскости на угол az. Наклонные загрузочные патроны могут иметь в одной машине все три указанных угла наклона. Часто патрон имеет угол наклона к горизонту ах = 45—52° и разворот в горизонтальной плоскости на угол ау=10—30°. При ау=0 загрузочный патрон имеет только один угол наклона — к горизонту. Рубительные машины с наклонной подачей служат для измельчения в основном короткомерных лесоматериалов длиной до 3 м. Измельчение более длинных лесоматериалов осуществляется в машинах с горизонтальной подачей. Загрузочный патрон для горизонтальной подачи имеет угол ах = 0 и угол ау=38—45°, под которым лесоматериалы специальным лесо- транспортером подаются к ножевому диску. Рубительные машины с горизонтальной подачей имеют ряд преимуществ. Они удобны при организации производства щепы в лесообрабатывающих цехах и не требуют высоких помещений. Ножевой диск при встрече с лесоматериалом не испытывает здесь динамических ударов, как при наклонном патроне.

Подача сырья в рубительных машинах может быть гравитационная— под действием веса лесоматериала, принудительная— вальцами и самоподача, которая осуществляется в машинах с геликоидальным диском ( 30,ж). Принудительная подача используется в машинах, предназначенных для измельчения тонкомера, сучьев и реек. Самоподача в машинах с геликоидальным диском объясняется следующим. В каждом секторе между ножами такой машины располагается накладка с геликоидальной поверхностью. По выступающей кромке накладок крепится нож, лезвие которого копирует геликоидальную поверхность накладки. Таким образом, торцовую поверхность диска можно представить в виде многозаходного винта. При вращении такого диска, если посмотреть со стороны привода, ножи будут непрерывно входить в древесину по винтовой образующей с определенным шагом. Поскольку диск закреплен в подшипниках и лишен осевого перемещения, то при его «ввинчивании» в древесину посредством ножей лесоматериал будет непрерывно двигаться к торцу диска. Затягивание сырья в машинах с геликоидальным диском позволило разработать конструкции с горизонтальной подачей материалов. Усилия затягивания достигают 15 кН.

Загрузочный патрон в рубительных машинах может располагаться на правой или левой стороне кожуха диска, если смотреть со стороны подачи. В машинах с горизонтальной подачей патрон может иметь верхнее или нижнее расположение ( 30 з). По месту расположения патрона машины бывают соответственно в правом и левом исполнении. Это имеет определенные преимущества при проектировании технологических потоков.

В рубительной машине устанавливают, как правило, один загрузочный патрон. Нередко монтируется дополнительный патрон для измельчения более мелкого сырья или крупной фракции щепы ( 30, и). В сечении патроны могут иметь различную форму, что зависит от вида перерабатываемого сырья, на которое рассчитана машина. Для измельчения круглых лесоматериалов и горбыля машины с наклонной подачей часто оснащены патронами с V-образным или ромбическим сечением. Машины с горизонтальной подачей часто имеют патрон в виде однобокой трапеции, а машины с принудительной подачей отходов — патрон прямоугольной формы. Известны и другие формы проходного сечения патронов — овальные, каплевидные, квадратные.

Рубительные машины изготовляются с верхним или нижним выбросом щепы ( 30,/с). В лесозаготовительной промышленности наибольшее распространение получили машины с верхним выбросом. Они позволяют направлять щепу на сортировку без устройства дополнительных транспортеров. Однако верхний выброс щепы 'сопровождается дополнительным измельчением при ударе частиц о лопасти на ободе ножевого диска, о неподвижные элементы кожуха и трубопровода.

По условиям работы рубительные машины могут быть стационарными и передвижными ( 30,к). Последние могут быть прицепными с приводом от вала отбора мощности тягача или самоходными на базе трактора или автомобиля повышенной проходимости ( 30,л).

Особенности процесса резания древесины в дисковых руби- тельных машинах можно пояснить по схемам, изображенным на  31. Здесь так же, как и при всех других видах резания древесины, используют клиновидный резец. Однако в отличие от пиления, строгания, фрезерования и других.видов обработки технологической целью измельчения лесоматериалов является получение древесных частиц заданной формы и размеров.

В рубительной jviarimHe. с плоским диском 3 ( 31, а) ножи 2 с углом заточки р и задним углом выпущены над поверхностью диска на расстояние t. Древесное сырье по наклонному питающему патрону с углом ах поступает под вращающиеся ножи диска. В процессе резания лесоматериал опирается на контрнож У, дромка которого должна находиться на определенном расстоянии At от лезвия ножа.

Лесоматериал в точке а опирается на торцовую поверхность диска и скользит по ней при вращении. Давление в точке а, которое зависит от массы лесоматериала и угла подачи, вызывает смятие древесины, а трение чурака способствует быстрому износу поверхности диска. Трение и износ диска еще более возрастут, если в такой машине осуществлять принудительную подачу сырья. Если верхний нож начнет входить в древесину раньше, чем нижний окончит рез, будет наблюдаться срыв в процессе резания. Верхняя часть лесоматериала станет подаваться к диску в то* время, как нижняя еще опирается на диск и будет препятствовать подаче. Лесоматериал, находящийся в патроне, начнет движение по часовой стрелке до тех пор, пока не отделится элемент щепы. Под действием веса лесоматериал снова займет исходное положение, однако продолжающий движение нож передней гранью вновь станет поднимать его, подтягивая к диску. Неустойчивое положение сырья в процессе резания, вибрации, толчки и отскакивания лесоматериала типичны для машин с плоским диском. Выход качественной щепы заданных размеров и фракционного состава здесь невысок.

Иначе протекает процесс резания в дисковых рубительных машинах с геликоидальной поверхностью, для которых характерна непрерывность процессов резания и попутного затягивания древесины ( 31, б). Задняя грань ножа 2 здесь является продолжением скошенной накладки диска 4. И накладка, и задняя грань ножа имеют одинаковый задний угол yi, поэтому угол встречи лесоматериала с плоскостью диска равен е + уг. При входе ножа в древесину, как и в машине с плоским диском, процесс резания на участке ab сопровождается одновременно затягиванием лесоматериала к диску со скоростью vn вдоль волокон. Однако при проходе точки b чурак в точке а не упирается в плоскость диска, а продолжает скользить по его поверхности. Лезвие ножа производит рез в плоскости, повернутой относительно окружной скорости v0 на угол у*. Поворот плоскости резания вызывает увеличение острого угла среза щепы на величину у^

Скорость подачи древесины к рубительной машине лесотранс- портером не должна быть выше скорости затягивания, иначе лесоматериал будет отброшен от диска. Лезвия режущих ножей будут срезать элементы щепы 6 различной длины под неопределенным углом. Срыв процесса резания из-за большей, чем необходимо, скорости подачи может иногда наблюдаться в машинах с наклонным патроном. Здесь скорость движения лесоматериала не контролируется и может превысить скорость затягивания.

Большое влияние на процесс затягивания лесоматериала в рубительной машине оказывает задний угол уь который называют еще углом затягивания [5]. Величина этого угла должна быть подобрана такой, чтобы обеспечить постоянство скорости затягивания vn. Только при постоянном значении vn можно обеспечить равномерный процесс резания и получение ровной щепы.

Нормальные напряжения стн вызывают сжатие и смятие древесины поперек волокон. Если бы древесина была идеально упругим телом, щепа имела бы в сечении правильную форму параллелограмма abed. В реальной щепе верхняя сторона параллелограмма всегда короче и равна a'd, так как древесина на торцовом срезе смята по плоскости а Ь. Смятие торцового среза щепы объяснялось обычно осевым сжатием древесины передней гранью клина [37]. Но прочность древесины на сжатие вдоль волокон примерно в 5 раз превышает прочность на скалывание [47], поэтому напряжения, вызывающие скалыва- «ие щепы, не могут вызвать какого-либо смятия древесины при <ее осевом сжатии. Наблюдаемое на торцовом срезе щепы смятие древесины вызывается иными причинами. Под воздействием •силы Рр происходит не только перерезание волокон древесины, но и ее сжатие лезвием ножа поперек волокон. Усилие, необходимое для перерезания волокон, в несколько раз превышает усилие, при котором происходит смятие древесины при сжатии поперек волокон. Поэтому составляющая ан вызывает смятие древесины раньше, чем происходит перерезание волокон. В этом случае передняя грань ножа подвергает сжатию уже смятые волокна древесины. При перемещении ножа смятые волокна дополнительно подвергаются изгибу из-за трения передней грани о поверхность древесины. Сжатие и изгиб смятых волокон вызывают образование на торцовом срезе видимых дефектов— ворсистости или трещин глубиной 1—2 мм, если нож недостаточно острый.

С увеличением скорости резания сила Рр будет возрастать, что вызовет одновременно и рост составляющей ат. Поэтому отделение частиц станет происходить при более коротком перемещении ножа в древесине, т. е. толщина щепы будет уменьшаться пропорционально возросшей скорости резания. Экспериментально доказано, что любое увеличение скорости резания приводит к увеличению в щепе относительного количества спичек, мелкой фракции и опилок. Поэтому не рекомендуется работать при скоростях резания более 20—25 м/с, хотя это и снижает производительность машин. Увеличение скорости резания еще более ухудшает качество щепы при резании мерзлой древесины. Было установлено [6], что при резании мерзлых балансов со скоростью ур = 9,7 м/с мелкая фракция в щепе составляет 8,9 %, опилки 3,8 %. С увеличением скорости резания до 36,4 м/с доля мелкой фракции возрастает до 24 %, а опилок до 16,6 %. Для объяснения этого факта снова обратимся к свойствам древесины. При понижении температуры прочность влажной древесины заметно возрастает благодаря образованию льда. Так по данным В. Н. Курицына, при —30 °С прочность на сжатие вдоль волокон древесины влажностью 70 % увеличивается в 2,43 раза, на скалывание в 2,16, на сжатие поперек волокон в 3,5 раза. При резании мерзлой древесины напряжения сжатия в точке Ъ ( 32) значительно возрастут из-за увеличения упругости. Одновременно возрастает и составляющая сгх, которая вызовет отделение щепы при значительно меньшей толщине элемента. Тонкая щепа из мерзлой древесины разбивается о выступающие поверхности в рубительной машине и дополнительно распадается на узкие частицы — спички.

Отметим также, что смятие волокон у мерзлой древесины должно происходить меньше, благодаря значительному возрастанию прочности на сжатие поперек волокон.

Существует два пути улучшения качества щепы при резании мерзлой древесины. Один путь — снизить скорость резания уменьшением частоты вращения ножевого диска, другой—изменить угол К ( 32, а). Этот угол, который является дополнением до 90° суммы углов встречи г, угла затягивания yi и угла заточки (Зь контролирует толщину щепы. Установлено также, что с увеличением угла К уменьшается количество как спичек, так и мелкой нестандартной фракции щепы. На практике различные значения угла X могут быть получены изменением угла заточки р*. Следует помнить, однако, что любые изменения угла заточки ножей в машинах с геликоидальным диском могут нарушать кинематику процесса резания. Поэтому при изменении угла заточки на некоторый угол if) между накладкой диска и ножом следует устанавливать компенсирующие клинья с соответствующим углом if) ( 33). При уменьшении угла заточки острие клина должно быть направлено к центру диска ( 33, б), при увеличении — к периферии диска ( 33, а). Известен и другой способ уменьшения угла заточки — снятие на передней грани ножа короткой фаски шириной не более 1,5 мм под углом около 20° ( 33, в).

Хотя с уменьшением угла заточки ножей и удается улучшить качество щепы, однако такие ножи быстрее подвержены затуплению, особенно при резании мерзлой древесины. При тупых ножах ухудшается подача древесины, срез щепы получается более грубым, шероховатым, появляется большое количество мелкой фракции, возрастает расход электроэнергии. Использованием высококачественных инструментальных сталей можно добиться уменьшения углов- заточки и более долговременной работы но^жей.

Помимо рассмотренных факторов на качество щепы оказывают влияние величина зазора At между лезвиями ножей и кромками контрножей (см.  31), а также состояние рабочих кромок контрножей и подиожевых пластин 5. Величина зазора At должна быть минимально возможной и строго отрегулирована в пределах 0,5—0,8 мм. При увеличении зазора ухудшается качество торцовых срезов частиц, появляется большое количество спичек и мелкой фракции. Рабочие кромки контрножей должны подвергаться своевременной заточке. При эксплуатации машин они постепенно затупляются, что приводит к снижению выхода кондиционной щепы. Радиус закругления рабочей кромки контрножа при износе должен быть не более 2 мм. Качество щепы в немалой степени зависит от своевременного и тщательного технического обслуживания рубительной машины в соответствии с требованиями завода-изготовителя.

Новые рубительные машины, предназначенные для выработки щепы на лесозаготовительных предприятиях, разрабатывают с учетом особенностей сырья. Во избежание трудоемкой подготовительной операции по раскалыванию чураков увеличивают проходное сечение патрона. Так, машина МРНП-40-1, предназначенная для комплектации установок УПЩ-6Б иЛТ-8, имеет патрон V-образной формы с углом разворота стенок 118°. Диаметр вписываемой в его поперечное сечение окружности составляет 440 мм. Это позволяет перерабатывать без рас

калывания лесоматериалы диаметром в 2 раза большим, чем в машинах типа МРНП-30. Поэтому сырье диаметром до 84 см раскалывают лишь за один проход. Производительность труда на подготовке сырья для измельчения в такой машине возрастает в 1,5—2 раза. Другой путь, устраняющий предварительное раскалывание крупномерных лесоматериалов, — измельчение сырья в многорезцовых дисковых машинах. В качестве режущих элементов в них используют резцы с коротким лезвием. Благодаря этому слой древесины срезается не одновременно по всему сечению лесоматериала, а отдельными частями одинаковой ширины. Многорезцовый диск позволяет снизить динамику процесса резания, уменьшить мощность привода и улучшить качество щепы за счет уменьшения доли крупной фракции, так как размер щепы по ширине регламентирован., Разработана конструкция многорезцовой рубительной машины МРГМ-01 с горизонтальной подачей лесоматериалов и нижним выбросом щепы. Она может перерабатывать крупномерное древесное сырье диаметром до 80 см и длиной до 24 м .

Рубительная машина с горизонтальной подачей МРГ-20Н приспособлена для измельчения отходов лесопиления, но может быть использована для переработки колотых и круглых лесоматериалов диаметром не более 20 см. Ножевой диск машины имеет определенный запас кинетической энергии, который ограничивает при горизонтальной подаче длину перерабатываемого сырья. Чем больше сечение измельчаемых лесоматериалов, тем меньше должна быть их длина. Так, при диаметре лесоматериалов 20 см предельная длина устанавливается не более 2,2 м. Длина сырья может быть увеличена при соответствующем уменьшении диаметра.

Загрузочный патрон машины расположен горизонтально, под углом 38° к плоскости ножевого диска. Машина выпускается в правом и левом исполнении. Отличительная особенность загрузочного патрона — переменное проходное сечение, которое на подходе к диску имеет специальную сферическую форму. Благодаря этому при перемещении к диску рейки собираются в пучок, а горбыль разворачивается по ширине и располагается в патроне по диагонали. Таким образом, при сравнительно небольшой длине режущих ножей и узком основании проходного сечения патрона удается перерабатывать горбыли шириной до 400 мм и толщиной до 50 мм. Внутри загрузочного патрона располагается коробка с нижней и боковой износными пластинами, к которым крепятся съемные контрножи. Боковая пластина образует с нижней острый угол 45°.

Как показали исследования [6], щепа в рубительных машинах после отруба движется вдоль подножевой щели и по направлению подачи лесоматериалов. Скорость движения частиц из зоны резания колеблется от 25 до 120 м/с. Удар щепы о стенку кожуха машины при такой высокой скорости вызывает расслоение щепы, в результате чего возрастает количество спичек и доля мелкой фракции. Поэтому конструктивные усовершенствования, направленные на снижение скорости выброса щепы и смягчения ее ударов, имеют важное значение. Усовершенствованная модель машины МРГ-20Б-1 разработана с безударным выбросом щепы. Это позволило на 5—6 % увеличить выход частиц кондиционной фракции.

Дисковая рубительная машина с горизонтальной подачей МРГ-40 имеет широкую область применения. Она пригодна не только для переработки крупномерных отходов лесопиления и шпалопиления шириной до 500 мм и длиной до 8 м , но и древесного долготья, дров и отходов лесозаготовок. В машине установлено два загрузочных патрона — основной и дополнительный. Основной патрон расположен горизонтально на передней части рамы под углом 41° к плоскости диска. В основании патрона смонтированы два контрножа: боковой крепится на стальном вкладыше, нижний — на подвижном основании, который может перемещаться шпонкой для регулирования зазора с .лезвиями ножей.

Дополнительный патрон установлен наклонно над основным патроном и предназначен для повторного измельчения крупной фракции щепы. Он может быть использован для переработки горбыля, реек и других мелких отходов лесоперерабатывающих производств. Патрон имеет два контрножа, которые крег пятся у основания подвижных стенок патрона. Перемещением стенок достигается изменение рабочего зазора между лезвиями ножей и контрножей. Все контрножи делаются съемными, с поочередно работающими кромками. Благодаря горизонтальной подаче сырья машину МРГ-40 мо&но устанавливать в технологических потоках на уровне действующих лесотранспортеров. В зависимости от интенсивности загрузки машины сырьем, его размеров и породы древесины мощность приводного электродвигателя может составлять 125—250 кВт.

Машины МРГ-40 выпускают с нижним и верхним выбросом щепы, который обеспечивается лопастями, установленными на приводной стороне диска. Чтобы уменьшить механические повреждения щепы, лопасти расположены в плоскости, являющейся продолжением поверхности подножевой щели. В комплекте машины с верхним выбросом рекомендуется использовать циклон № 3 Гипродрева. _

Передвижные рубительные машины в нашей стране не имеют столь разнообразного парка, как стационарные.. Одной из первых была разработана самоходная установка «Карпаты» производительностью 3 м3/ч. Первоначально ее выпускали на базе трактора ТДТ-40. Накопленный опыт позволил усовершенствовать конструкцию этой машины уже на базе трелевочного трактора ТДТ-55. Режущим органом машины МРГС-5 является плоский диск диаметром 1000 мм с четырьмя радиальными ножами. Патрон сечением 250x220 мм имеет горизонтальное расположение. Подача лесоматериалов диаметром до- 160 мм предусмотрена вручную. Отличительная особенность рубитель- ной машины — наличие второго горизонтального загрузочного патрона для подвода сучьев, которые измельчаются четырьмя ножами, расположенными на ободе диска. Для подачи сучьев имеется ленточный транспортер и вальцовый механизм. Производительность машины 5—8 м3/ч.

Серийно выпускают более совершенные самоходные рубительные установки ЛО-63А и ЛО-63Б, предназначенные для измельчения в щепу тонкомерных деревьев и лесосечных отходов. Конструкция самоходной рубительной установки ЛО-63А разработана на базе трелевочного трактора ТБ-1 с гидроманипулятором. Режущий орган представляет собой плоский диск диаметром 1270 мм с тремя радиальными ножами. Мощность привода 61 кВт. Часовая производительность до 10,6 м3. Горизонтально расположенный загрузочный патрон размерами 420X220 мм имеет механизм для принудительной подачи сырья, состоящий из горизонтальных вальцов. Выброс щепы в машине верхний — непосредственно в щеповоз через выпускную трубу. Подача сырья из запаса производится манипулятором с максимальным вылетом захвата 5 м.

Самоходная рубительная установка ЛО-63Б разработана на базе трелевочного трактора ЛП-18А. Конструкция установленной на ней рубительной машины идентична ЛО-63Б. Мощность привода составляет 81 кВт, благодаря чему производительность возросла до 15 м3/ч.

Подача сырья из запаса производится манипулятором с вылетом захвата до 5 м.

Общим недостатком передвижных рубительных установок на базе тракторов является недостаточная мобильность. При проведении лесосечных работ небольшими площадями и рубках ухода возникает необходимость частой перебазировки машины, для чего требуется тяжелый автомобильный прицеп — трейлер. Перебазировка машины своим ходом отнимает значительное время. Поэтому передвижные рубительные машины целесообразнее выпускать на базе автомобилей повышенной проходимости либо прицепными на одно- или двухосных прицепах.

Прицепную рубительную установку УРП-1 производительностью 15 м3/ч монтируют на одноосном прицепе. Привод мощностью 121 кВт от колесного трактора Т-150К. На подаче сырья из запаса используют манипулятор с вылетом захвата 7 м. Режущим органом является двухножевой плоский диск диаметром 1000 мм, расположенный наклонно — под углом 48° к горизонтальному направлению подачи. Загрузочный патрон снабжен вальцовым механизмом для принудительной подачи сырья, наибольший диаметр которого достигает 30 см. Обслуживает установку один оператор.

Процесс создания передвижных и прицепных рубительных машин, формирование их типажа находятся еще в начальной стадии, поэтому полезно сформулировать требования, которым

Ойи должны удовлетворять. Производительность мобильных машин должна быть определена не только на основании объемов лесосечных отходов или древесины от рубок ухода, но и с учетом интенсивности их образования на предприятии. Принудительная подача сырья в машинах должна осуществляться поштучно или пачками с помощью манипуляторов. Проходные сечения патронов должны учитывать крайне неоднородный размерный состав древесного сырья, среди которого одновременно могут находиться сучья, тонкомерные деревья и обломки крупных стволов. Следует предусматривать быструю переналадку машин на выпуск щепы различной длины.

8. Измельчение древесины. Барабанные рубительные машины.

Барабанные машины предназначены для измельчения на щепу сучьев, вершин, горбылей и реек и снабжены рабочим органом в виде барабана с ножевыми впадинами (рис. 5.5 а) или подножевыми прорезями (рис. 5.5 б), в последнем случае барабан делают пустотелым.

Барабан снабжают 2-8 ножами, диаметр барабана 0,6-1 м, угловая скорость 60-120 рад/с.

Подача древесины к ротору машины обеспечивается:

• при наклонном патроне - под действием силы тяжести;

• при горизонтальном - при помощи горизонтальных и вертикальных вальцов или гусеничного механизма (горизонтальный патрон размещают ниже оси вращения барабана перпендикулярно к ней или под углом 30-35°).

У машин с барабанами, имеющими ножевые впадины, щепа подается вниз на транспортер. Если барабан имеет ножевые прорези, то щепа поступает внутрь его и вентилятором выносится в циклон по трубопроводу.

На рис. 5.5 а режущие ножи 2 размещены на поверхности вращающегося барабана 1. Измельчаемая древесина подается по загрузочному патрону 3, положение которого характеризуется величинами углов примыкания: в вертикальной плоскости (a ₁) и в горизонтальной плоскости (a ₂). Контрнож 4, закрепленный на дне патрона, стабилизирует процесс резания и предохраняет элементы конструкции машины от преждевременного износа и деформации.

Рис. 5.5. Схемы переработки древесины в барабанных рубительных машинах: а - щепа поступает в подножевые впадины; б - щепа поступает в барабан; в - схема для расчета барабанной машины; 1 - барабан; 2 - нож; 3 - загрузочный патрон; 4 - контрнож; 5 - подножевая впадина; 6 - щепоотводящий патрубок; 7 - подножевая щель

Типичным представителем барабанных рубительных машин может служить резцовая машина с загрузочным патроном, имеющим проходное сечение размером 80 см и производительность 15м³/ч, марки МРБР8-15Н, представленная на рис. 5.6.

Рис. 5.6. Рубительная машина МРБР8-15Н: 1 - лоток; 2 - контрнож; 3 - крышка контрножа; 4 - ротор; 5 - кожух; 6 - экран; 7 - загрузочный лоток; 8 - двигатель; 9 - станина

9. Классификация и свойства щепы.

Классификация щепы осуществляется по назначению, гранулометрическому составу, виду используемого древесного сырья и способу его измельчения. По назначению щепа подразделяется на технологическую и топливную. По гранулометрическому составу различают щепу кондиционную, крупной и мелкой фракций. В зависимости от используемого в леспромхозах древесного сырья, его вида и качества различают щепу: из пнево-корневой древесины, из сучьев и целых тонкомерных деревьев (зеленая щепа), из круглых и колотых лесоматериалов, из отходов раскряжевки, из отходов лесопиления и шпалопиления. По породному составу исходного сырья различают щепу хвойных, лиственных и смешанных пород. В щепе хвойных пород отдельно выделяют щепу из древесины ели и пихты, щепу из древесины лиственницы. В щепе из древесины лиственных пород выделяют щепу твердолиственных и щепу мягколиственных пород.

По способу переработки древесного сырья различают щепу, полученную измельчением в дисковых или барабанных рубительных машинах, и щепу, полученную фрезерованием древесины специальным инструментом.

Щепа — сыпучий материал. По геометрической форме древесных частиц, их размерам и составу щепа характеризуется как однородный сыпучий материал. Условие однородности такого материала характеризуется коэффициентом неоднородности частиц kH, который определяется из соотношения:

где d6o — диаметр отверстий сита, через которое просеивается не менее 60% материала; dw — наименьший диаметр отверстий сита, через которые просеивается 10 % мелких частиц.

Для технологической щепы, где параметру dQ0 соответствуют сита с ячейками 28 мм, а параметру rf10 — с ячейками 10 мм, коэффициент неоднородности составляет величину feH = 2,8, поэтому щепу относят к однородному сыпучему материалу [19].

Структура щепы как сыпучего тела является важнейшим фактором, определяющим ее механические свойства. Для щепы характерны связность частиц, их подвижность, смерзаемость, слеживаемость, уплотнение при статических и динамических воздействиях, сводообразование при истечении из бункеров и си- лосов. При свободной отсыпке в виде «дождя» частицы щепы образуют конусную кучу с определенным углом при основании. Как материал органического происхождения, щепа гигроскопична, подвержена поражению микроорганизмами. Подобно другим растительным материалам большая масса щепы обладает способностью саморазогреваться и при определенных условиях самовозгораться. Основными параметрами, характеризующими свойства щепы, являются объемная масса, влажность, коэффициент полнодревесности, коэффициент уплотнения, угол естественного откоса, коэффициент внутреннего трения, начальное сопротивление сдвигу, коэффициент трения скольжения о различные поверхности.

Объемная масса щепы характеризует плотность ее укладки и определяется содержанием массы влажной древесины mw в измеренном объеме Уна с щепы. Объемная масса зависит от плотности измельчаемой древесины, влажности сырья, коэффициента полнодревесности щепы, а также степени ее уплотнения и фракционного состава.

Плотность древесины, определяемая отношением ее массы к единице объема, характеризуется несколькими показателями, которые взаимосвязаны и определяются ГОСТ 16483.1—73. Различают плотность абсолютно сухой древесины ро, плотность влажной древесины pw и условную плотность русл. В практике учета технологической щепы часто пользуются значением условной плотности, которая определяется отношением массы абсолютно сухой древесины к ее плотному объему во влажном состоянии Упл.

Влажность древесного сырья, измельчаемого в щепу, в лесозаготовительном производстве обычно составляет 70—90 %.

У свежесрубленной древесины наибольшая влажность наблюдается у заболони 100—120 %. Влажность ядра составляет 30— 40 % Таким образом, влажность сырья заведомо выше предела гигроскопичности древесины.

Однако щепу в свободно насыпанном состоянии можно считать лишь в момент отсыпки. Через непродолжительное время под действием статических нагрузок от собственного веса щепа постепенно самоуплотняется, изменяется ее коэффициент полнодревесности. Значительное уплотнение щепы наблюдается под воздействием динамических нагрузок, возникающих, например, при пневмонагрузке или транспортировке.

На практике коэффициент уплотнения щепы определяют как отношение начальной высоты слоя свободно отсыпанной щепы к высоте после уплотнения. Для свободно отсыпанной щепы коэффициент уплотнения равен единице. При уплотнении щепы статическим нагружением коэффициент уплотнения достигает значительной величины, равной 1,15—1,47 [15]. При хранении щепы в открытых кучах коэффициент ее уплотнения в нижних слоях достигает 1,5. Наибольшее значение коэффициента соответствует нагрузке около 16 Н/см2. При пневматической погрузке щепы величина коэффициента уплотнения составляет 1,12—1,36. Она зависит от скорости и концентрации аэросмеси, высоты расположения дефлектора и числа его качаний. .При вибрационном уплотнении коэффициент уплотнения достигает величины 1,33—1,49 и тем выше, чем больше амплитуда и частота колебаний.

Начальным сопротивлением сдвигу считают силу, которую необходимо приложить для смещения одних частиц щепы относительно других при малых нормальных нагрузках. Величина начального сопротивления сдвигу для щепы не является постоянной и зависит от фракционного состава и степени ее уплотнения. Ориентировочное определение предельных значений т0 может быть произведено с помощью приближенных методов механики сыпучих тел. В работе [15] проводились опыты по определению начального сопротивления сдвигу и углов внутреннего трения. Величина начального сопротивления сдвигу составила 90—375 Па. По другим данным величина этого показателя может достигать 104 Па. Этот показатель имеет решающее значение при оценке вероятности сводообразования щепы над выгрузочными люками бункеров и силосов. В опытах определялась также величина угла внутреннего трения, который изменялся в пределах от 29 до 74°. Соответствующий ему коэффициент внутреннего трения составлял 0,55—3,40. Большие значения показателей определены при уплотнении щепы. В свободно насыпанном состоянии угол внутреннего трения щепы, как и у других сыпучих материалов, меньше угла естественного откоса.

На подвижность щепы оказывают влияние смерзаемость частиц и их примерзание к различным поверхностям. Смерзание щепы возможно только под действием уплотняющей нагрузки при влажности более 80 % и температуре не выше —5 °С. Исследования С. М. Мазарского показали, что уплотненная щепа влажностью 70—75 % не смерзается при температуре воздуха до —30 °С. Слабое смерзание щепы наблюдается при ее влажности 80—90 %. При влажности более 90% обнаружено значительное смерзание щепы при низких температурах, которое снижается при повышении температуры и становится слабым при —10°С.

Степень смерзания зависит от содержания мелкой фракции в щепе. При значительных количествах мелочи влажностью более 90 % смерзание щепы наблюдается и при более высоких температурах (—5, —10 °С). При смерзании щепы механическая прочность сыпучего тела значительно возрастает. Предел прочности при сжатии образцов смерзшейся уплотненной щепы составляет 0,01—0,05 МПа. Смерзшаяся щепа сравнительно легко разрыхляется.

Влажность щепы оказывает решающее влияние на ее примерзание к поверхностям. Щепа при влажности 80 % не примерзает к деревянным, металлическим и бетонным поверхностям, при влажности 95—110% наблюдается незначительное примерзание, при влажности 110—130% отмечается отчетливое примерзание щепы к поверхностям

10. Производство зеленой щепы при рубках главного пользования.

Производство зеленой щепы при рубках главного пользования осуществляется главным образом из сучьев по различным технологическим схемам. При обрубке сучьев на лесосеке оставленные отходы после трелевки и вывозки хлыстов окучивают с помощью грабельного подборщика 1 типа ПСГ-3 ( 69, а). Подборщик собирает отходы в валы шириной 1,5—2,5 м и высотой 0,8—1,2 м. Расстояние между валами зависит от концентрации отходов и колеблется в пределах 15—25 м. Отходы измельчаются прицепной или самоходной рубительной машиной 3, которая выбрасывает щепу в кузов, расположенный в следующем за ней прицепе. После заполнения кузова щепой его доставляют к лесовозной дороге и перегружают в щеповоз 2. По другому варианту отходы, сконцентрированные в валы, собирают манипулятором транспортно- погрузочной машины JIT-168 и подвозят к передвижной рубительной машине, работающей на площадке лесовозной дороги. Такая технология имеет ограниченное применение, так как зависит от сезонности работ. В зимнее время лесосечные отходы невозможно собрать из-за снежного покрова. В период распутицы переработке отходов мешают попадающие в машину вместе с сучьями комки почвы, минеральные примеси, камни. По своему качеству такая щепа пригодна для использования только в виде топлива. Поэтому перед измельчением лесосечные отходы целесообразно выдержать в течение 1—2 месяцев. Это способствует естественной сушке древесины, увеличению теплотворной способности щепы и отпаду древесной зелени, которая удобряет лесные почвы.

Более выгодна переработка отходов в зеленую щепу на верхнем складе или лесопогрузочном пункте ( 69, б), где деревья очищают от сучьев передвижными сучкорезными машинами. Деревья трелюют трактором 1 на лесопогрузочный пункт 2, расположенный на делянке I. Для очистки деревьев от сучьев используют сучкорезную машину 5 на лесопогрузочном пункте 4У расположенном на делянке II. Сучья, находящиеся в беспорядочном положении в валах 3, могут быть предварительно рассортированы по породам и качеству. Измельчение сучьев в щепу осуществляется передвижной рубительной машиной 7 с манипулятором, которую располагают на лесопогрузочном пункте 8 у делянки III. Щепа выбрасывается непосредственно в щеповоз 6 или сменный кузов. Погрузка хлыстов 9 на лесовозы "ведется на этом же пункте с помощью челюстного погрузчика 10.

Производство зеленой щепы на нижнем складе осуществляется при вывозке деревьев ( 69, в). Сучья после очистки деревьев в стационарной сучкорезной машине попадают в лоток 3, по дну которого перемещаются тросовые конвейеры 12 типа ТТ-2 или ТТ-5 с упорами 11. В конце лотка в отдельном помещении установлена рубительная машина 2 типа ДУ-2А или МРГС-7, где сучья измельчаются в щепу. Далее щепа вентилятором выбрасывается по трубопроводу в циклон 14, из которого ссыпается в уравнительный бункер 15, где в днище смонтирован многоцепной конвейер 1. Благодаря небольшой конусности стенки бункера постепенно расширяются к днищу. Щепа беспрепятственно выносится конвейером 1 на скребковый конвейер 13, который перемещает ее в сортировочную машину 7, откуда она ссыпается в питатель 8 пневмотранспортной установки и по трубопроводу 9 поступает на склад. Турбовоздуходувная машина 4 расположена в одном здании с рубительной машиной и отделена от нее шумоизолирующей перегородкой. Некондиционная щепа от сортировочной машины конвейерами 5 и 6 подается в скиповый погрузчик 10.

Зеленая щепа, вырабатываемая из сучьев, содержит иногда значительное количество древесной зелени и минеральных примесей, поэтому для поставки потребителю ее необходимо очистить, что удорожает производство. Наиболее целесообразен путь использования щепы из сучьев в качестве топлива. Следует учитывать, что и объемы производства этой щепы зависят от времени года и в зимнее время сокращаются в 2 раза.

11. Производство зеленой щепы при рубках ухода.

Производство зеленой щепы при рубках ухода ( 70, а) включает следующие операции: валку тонкомерных деревьев в технологических коридорах и на пасеках, формирование пачек деревьев в коридорах, сбор и подвозку пачек к передвижной рубительной машине, измельчение целых деревьев в щепу и поставку ее потребителю или на промежуточный склад. На участке леса, где предусмотрено проведение рубок ухода в насаждениях, прокладывают технологические коридоры шириной 4—5 м, которые служат основным путем для трелевочного трактора или погрузочно-транспортной машины. Между параллельными коридорами на расстоянии 35—40 м образуются пасеки. Валка тонкомерных деревьев, отведенных в рубку, осуществляется на пасеках 1 бензиномоторными пилами. Колесный трелевочный трактор 2 типа Т-40АМ собирает деревья в пачки и укладывает их по левой стороне коридора. При этом производится подсортировка сырья по породам. Погрузочно-транспорт- ная машина 3 типа ЛТ-168 манипулятором с грейферным захватом собирает пачки, грузит их на одноосный самосвальный полуприцеп, подвозит к дороге и складывает у рубительной машины 4. Щепу грузят в цеповоз 5 или сменный, контейнер автопоезда ТМ-12. Подвозка тонкомерных деревьев в полностью погруженном состоянии препятствует загрязнению щепы минеральными примесями, поэтому такая щепа может быть использована для отделения древесной зелени и последующего ее использования. В составе бригады при заготовке щепы по этой технологии работают 9 человек. В комплект машин входят две бензопилы, два колесных трактора Т-40АМ, по одной машине ЛТ-168, ЛО-63 и контейнерный автопоезд ТМ-12. Сменная производительность бригады 36 м3 щепы.

Технология рубок ухода за лесом не может быть универсальной и зависит от природных условий, биологии и таксационных показателей основных лесообразующих пород. Расстояние между технологическими коридорами и в молодняках может составить 16—18 м, а в приспевающих насаждениях 30—35 м. Для работы на рубках ухода разработан трелевочный телескопический манипулятор ТТМ на базе трактора МТЗ-52 [30]. Для работы манипулятора на подтаскивании, окучивании и трелевке тонкомерных деревьев на конце трехсекционной телескопической стрелы установлен гидроуправляемый клещевой захват. Дальность вылета стрелы достигает 10 м. Пакеты деревьев к рубительной машине могут доставлять бесчокерное трелевочное оборудование типа ТПР-1 «Муравей», «Трал», трактор Т-25А с активным полуприцепом. При такой технологии древесная зелень засоряется минеральными примесями, поэтому целесообразнее измельчать в щепу тонкомерные деревья, предварительно очистив их от сучьев с помощью бензопилы «Тайга» или прицепного устройства УОС-3,5. Часовая производительность устройства, которое работает от вала отбора мощности колесного трактора, составляет 2,8 м3 тонкомерных деревьев диаметром до 18 см. Щепа из очищенных от древесной зелени стволов лучше сохраняется и более однородна по качеству.

Технология производства щепы при рубках ухода должна предусматривать переработку в первую очередь тонкомерной древесины лиственных пород. Такая щепа может быть доставлена непосредственно во двор гидролизного предприятия или завода древесных плит. Хвойную древесину следует перерабатывать в более ценную щепу для целлюлозно-бумажного производства или выработки деловых сортиментов на лесных складах. Экономично производство зеленой щепы из тонкомерной лиственной древесины, убираемой при реконструкции насаждений ( 70, б). Возможны три варианта технологии щепы из такого сырья:

1)        валка, пакетирование, подвозка к рубительной машине, расположенной у дороги, измельчение, погрузка в щеповоз и доставка потребителю;

2)        валка, пакетирование, измельчение передвижной рубительной машиной, подвозка щепы к дороге, погрузка в щеповоз, доставка потребителю;

3)        валка с одновременным измельчением в щепу, подвозка щепы к дороге, погрузка в щеповоз и доставка потребителю.

Наиболее отработана технология получения зеленой щепы по первому варианту. Площадь, предназначенная для сплошной вырубки, может разрабатываться по круговой схеме или лентами. Валку с помощью бензопил 1 целесообразно выполнять в древостоях со средним диаметром стволов 8—10 см. В процессе валки деревья укладывают в небольшие пачки под углом 25—30° к оси ленты. При разработке древостоев диаметром более 10 см применяют машину ЛП-17, которая работает в режиме валка —пакетирование. Сбор пачек и их подвозку на площадку к передвижной рубительной машине 3, расположенной у дороги, осуществляет погрузочно-транспортная машина 2 типа ЛТ-168. Пачки длиной более 10—12 м для удобства подвозки в погруженном состоянии раскряжевывают на две части, что исключает загрязнение сырья минеральными примесями. Щепа из рубительной машины подается в контейнер автопоезда 4, который отвозит ее потребителю или на лесной склад. При сортировке такой щепы целесообразно отделить и использовать древесную зелень. В составе бригады работает 6 человек. Комплект машин включает две бензопилы или одну машину ЛП-17, по одной машине ЛТ-168, ЛО-63 и контейнерный поезд ТМ-12. Сменная производительность достигает 35 м3 щепы.

Если отдельное использование древесной зелени не предусматривается, возможен упрощенный вариант технологии. Валка тонкомерных деревьев производится бензопилами «Тайга», которые обрезают сучья непосредственно на лесосеке или на промежуточном складе у передвижной рубительной машины. Трелевка хлыстов или деревьев осуществляется тракторами ТДТ-55, оснащенными широкими гусеницами для работы на заболоченных участках. На площадке перед рубительной машиной создается резервный запас хлыстов.

Другим источником получения тонкомерного древесного сырья для производства зеленой щепы по аналогичной технологии может служить древесно-кустарниковая растительность, удаляемая при подготовке земель для сельскохозяйственного пользования с площадей, расположенных под линиями электропередач или отводимых под добычу торфа и сланцев. Для срезания такой растительности разработан специальный мотоинструмент «Секор-3», срезающе-пакетирующая машина типа РПР-1 или МТП-13. Машина РПР-1, разработанная на базе колесного трактора МТЗ-82, предназначена для срезания тонкомерных деревьев рядами V-образным ножом пассивного действия. Машина имеет бункер-накопитель для формирования пачки из 15 деревьев, которые укладываются комлями в сторону, противоположную направлению движения. Машина МТП-13 срезает древесно-кустарниковую растительность на полосе шириной 10—12 м и укладывает ее в вал. Она имеет движитель с широкими гусеницами, что позволяет использовать ее на заболоченной местности. Собранное в пакеты или валы древесное сырье погрузчиком-подборщиком доставляется к передвижной рубительной машине, расположенной у дороги, и измельчается в щепу.

Опыт работы предприятий показывает, что производство зеленой щепы более эффективно в том случае, если из ее состава отделяется древесная зелень для последующей переработки.

12. Технология производств щепы из отходов лесообрабатывающих производств.

Технология производства щепы из отходов лесообрабатывающих производств включает обязательную окорку пиловочника и шпальника с предварительной гидротермической обработкой сырья. Горбыли, рейки и оторцовки поступают на сборный конвейер 1 ( 61). Далее загрузочным конвейером 2, привод которого сблокирован с металлоискателем 3, отходы направляются в рубительную машину 4. В цехах лесо- и шпалопиления преимущественно используют рубительные машины с горизонтальной подачей, которые удобнее для измельчения длинных горбылей и реек. Такие машины имеют дополнительный загрузочный патрон с наклонной подачей, который используется для измельчения коротких отходов и крупной фракции щепы от сортировочной установки 7. Раздельное измельчение коротких и длинных отходов позволяет более эффективно использовать рубительную машину. Так, часовая производительность машины МРГ-40 возрастает до 45 пл. м3 щепы. После измельчения отходов щепа поступает на сортировку в установку 7. Если рубительная машина имеет нижний выброс щепы, то загрузка сортировки осуществляется специальным конвейером 5. После сортировки крупные частицы направляются конвейером 8 на доизмельчение, а мелкая фракция и кондиционная щепа конвейерами 6 выносятся из цеха в бункер или на открытый склад. Выход щепы из отходов составляет 85 %.

Более перспективной является технология получения щепы из тонкомерных бревен одновременно с пиломатериалами, брусом или шпалами, для которой разработаны типовые схемы. В фре- зерно-брусующей линии ФБЛ ( 62, а) окоренные и рассортированные по диаметру бревна лесотранспортером 1 подаются на загрузочный конвейер 2 и далее в фрезерно-брусующий модуль 3, где перерабатываются на брус и щепу. Полученный двух- кантный брус по роликовому конвейеру 4 подается в механизм ориентации и подачи 5 многопильного модуля 7, где распиливается на обрезные доски. Возможен вариант установки в линии второго фрезерно-брусующего модуля 6 для получения четырехбитного бруса. Щепа от ФБЛ направляется в бункер-накопитель, а доски с продольного конвейера 8 передаются на поперечный конвейер 9, где в станке 10 проходят торцовку и поступают на выносной конвейер 11. Линию ФБЛ обслуживают оле- ратор и помощник. Наиболее эффективна она при переработке тонкомерных бревен диаметром 8—15 см.

13. Установки для сортировки щепы

Механические классификаторы, больше известные в настоящее время под названием "сортировки", широко используются для сортировки щепы на фракции.

Термин "сортировка" имеет два определения:

1 - установка для разделения материалов по размерно-качественным, весовым, объемным и другим признакам (наиболее известны механические, пневматические, гидравлические и магнитные сортировки);

2 - процесс разделения материалов по размерно-качественным, весовым, объемным и другим признакам.

В задачу сортировки входит фракционирование щепы - разделение ее на фракции, то есть на части различных размеров.

При производстве технологической щепы ее делят на следующие фракции: крупную, мелкую, кондиционную и отсев

В табл. 6.1 приведены технические характеристики сортировок щепы, выпускаемых ОАО "Петрозаводскмаш", на рис. 6.1 и 6.2 показаны сортировки щепы СЩ-120 и СЩ-1М.

Рис. 6.1. Сортировка щепы плоская СЩ-120: 1 - ситовой короб; 2 - питающий желоб; 3 - отводящий желоб; 4 - фундамент; 5 - привод; 6 - распределитель

Наиболее значимыми факторами, влияющими на оптимизируемые параметры и определяющими скорость и характер движения щепы по ситу, являются: толщина сортируемого слоя; частота и амплитуда колебаний, а также угол наклона сита. Лабораторные исследования и промышленные испытания сортировок щепы позволяют констатировать следующее:

• неравномерная подача щепы на сортировку и неполная загрузка ее по ширине не позволяют достигнуть технически возможной производительности;

• производительность сортировки может быть увеличена за счет установки выравнивающих и дозирующих устройств (не менее чем в 1,3 раза в сравнении с паспортной и почти в 2 раза в сравнении с достигнутой на предприятиях);

• при значениях угла наклона сит 5° и толщины сортируемого слоя 80 мм зависимость скорости движения щепы по ситу и точности отсева для каждого сита от частоты и амплитуды колебаний может быть описана формулами:

, (6.1)

; (6.2)

• с увеличением угла наклона сита от 2 до 11° производительность сортировки возрастает в два раза, при этом точность отсева изменяется незначительно;

• с увеличением толщины сортируемого слоя щепы от 20 до 80 мм производительность возрастает в восемь раз, при этом точность отсева изменяется незначительно;

• толщина сортируемого слоя 50 мм, применяемая при расчетах сортировок, занижена, т. к. при этой толщине слоя щепы на сите паспортные показатели сортировок не могут быть обеспечены;

• применение сита с отверстиями размером 6ґ 6 мм при содержании в исходном продукте класса (-10 +5) более 6 % нецелесообразно, так как оно не обеспечивает точность отсева этого класса - более 25 % - даже при минимальной производительности сортировки;

• точность отсева класса (+30) на сите с отверстиями размером 39ґ 39 мм не зависит от первоначального содержания этого класса в исходном продукте;

• задаваемая производительность и точность отсева могут быть достигнуты различными сочетаниями частоты и амплитуды колебаний;

• увеличение частоты колебаний оказывает более существенное влияние на повышение производительности и снижение точности отсева, чем изменение амплитуды.

На основании результатов исследований предлагается:

• для обеспечения равномерной подачи щепы и полной загрузки сита по ширине сортировки щепы необходимо комплектовать специальными дозирующими устройствами;

• для вновь проектируемых и модернизируемых сортировок следует принимать следующие значения механических параметров режима сортирования:

а) амплитуда - 40-60 мм;

б) частота колебаний - 180-260 мин.^-1;

в) угол наклона сит - 5-11°.

 Таблица 6.1. Технические характеристики сортировок щепы

Марка сортировки									Параметры
СЩ-200	СЩ-140	СЩ-120	СЩ-100	СЩ-70	СЩМ-60	СЩ-1М	СЩ-50
200	140	160	100	70	75	75	50	Производительность, (в насыпной мере) м^3/ч
3	2	3	2	2	3	3	2	Количество сит, шт.
5,6	4,0	7,5	4,0	2,0	2,71	2,71	2,0	Площадь верхнего сита, м^2
180	180	160		180	180	180		Частота колебаний, кол/мин
50	50	50	50	50	50	50	50	Амплитуда колебаний, мм
3,0	5,5	3,0	2,0	2,2	3	3	2,2	Мощность приводного двигателя,кВт
3300ґ4580ґ3350	3060ґ3600ґ2950	4900ґ2675ґ1930	3060ґ3600ґ2950	3050ґ2600ґ2910	2760ґ2500ґ1640	2500ґ 1890ґ1625	3050ґ 2600ґ2910	Габаритные размеры (длина ґширина ґ высота), мм
3910	2900	3500	2900	2100	2370	1600	2100	Масса сортировки (с электродвигателем и запасными частями), кг
		5		5	5			Угол наклона сит, град

При назначении параметров в указанных пределах удельная объемная производительность возрастает в 2-2,5 раза в сравнении, например, с сортировкой СЩ-120 и достигает значений 26-36 нас. м³/ч на 1 м² площади сита. При этом будет обеспечена требуемая точность отсева.

Рис. 6.2. Сортировка щепы плоская СЩ-1М: 1 - питающий желоб; 2 - рама; 3 - отводящий желоб; 4 - фундамент; 5 - привод; 6 - ограждение; 7- распределитель

Для повышения технического уровня сортировок типа СЩ-120 при незначительных конструктивных изменениях предлагается следующий режим сортирования: a = 5°; r = 50 мм; n = 180 мин.^-1.

При содержании в исходном продукте частиц класса (-10 +5) более 6 % вместо используемого в настоящее время сита с отверстиями 6х6 мм следует устанавливать сито с отверстиями размером 8х8 мм.

Толщину сортируемого слоя при расчете сортировок следует принимать не менее 80 мм.

14. Хранение и транспорт щепы.

Необходимость хранения щепы на складе вызывается нерегулярной отгрузкой и неравномерной работой цеха.

Вместимость и запас — два важных показателя склада щепы. Наибольшее количество щепы, которое можно отсыпать на складе, характеризует его вместимость. Запас определяется объемом щепы, который хранится на складе в данный момент времени. Этот показатель непостоянен для склада и является случайной величиной. При недостаточной вместимости склада возможно его переполнение, из-за чего возникают простои цеха и потери 25—30 % рабочего времени. Чрезмерная вместимость потребует излишних и ненужных капитальных вложений на устройство склада. Она отрицательно скажется и на качестве щепы из-за продолжительного хранения. Значения оптимальной вместимости склада при вывозке щепы вагонами и автощеповозами приведены ниже [45].

Классификация складов щепы осуществляется в зависимости от объема хранимой измельченной древесины и способа хранения. По объему хранимой щепы условно различают склады малой, средней и большой вместимости. Склады малой вместимости рассчитаны на хранение запаса щепы до 7-сменной выработки, склады средней вместимости — до 36-сменной выработки (такие склады используют при вывозке щепы вагонами и авто щеповозами). Склады большой вместимости, рассчитанные па хранение щепы в межнавигационный период, устраивают i-jа береговых складах, где вывозка производится в судах.

Различают три основных способа хранения щепы: закрытый — в бункерных галереях, открытый — в кучах на специальных площадках, контейнерный — в небольших емкостях.

Закрытые склады щепы имеют механизированные бункерные галереи, которые представляют собой систему железобетонных или деревянных бункеров призматической или цилиндрической формы, с боковым ( 51 , а, б) или нижним ( 51 ,в,г) расположением разгрузочных люков. Равномерное распределение щепы по бункерам производится с помощью скребковых или ленточных транспортеров 1, расположенных на верхнем перекрытии 2. Выгрузка осуществляется гравитационным истечением щепы через боковые или нижние люки, которые имеют подвижные створки 8. При свободном истечении щепы через щелевое отверстие в бункере наблюдается образование динамических сводов, которое зависит от многих факторов. Для интенсификации выгрузки дно бункера 4 делается наклонным, а на стенках 4 и 5 устанавливают электровибраторы 7. С этой же целью боковые стенки 3 делаются не вертикальными, а с наклоном под углом 10°. Производительность погрузки составляет 30—70 м3/ч.

Представляет интерес конструкция бункерной галереи с принудительной выгрузкой щепы транспортером, расположенным в днище ( 51,г). Преимуществом такой галереи является возможность расположения основания бункера на небольшой безопасной высоте. При установке двух транспортеров может производиться загрузка одновременно двух щеповозов, которые ставят под погрузку рядом с галереей.

Закрытое храпение позволяет защитить щепу от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Однако бункерные галереи требуют больших капиталовложений. Они имеют ограниченную вместимость: в пределах от 50 до 100 м3 при вывозке автощеповозами, от 650 до 1500 м3 при вывозке вагонами. Для хранения щепы различных древесных пород и назначения требуется устройство отдельных галерей.

Открытые склады для кучевого хранения щепы получают все большее распространение благодаря следующим преимуществам: относительно низким затратам на устройство и содержание; экономичному использованию производственной площади; практически неограниченной вместимости.

Склады Для открытого хранения щепы Могут вмещать от 1000 м3 до 700 тыс. м3, а высота куч достигает 30 м. В леспромхозах для кучевого хранения устраивают сравнительно небольшие площадки размером от 25x25 до 65x70 м. На нижнем складе можно устраивать несколько таких площадок в зависимости от породы древесины, назначения и качества щепы. Твердое покрытие площадок делается асфальтобетонным или гравийным, с уклоном для отвода воды. Береговые открытые склады щепы можно устраивать на причалах эстакадного типа или свайном основании из бревен. Чтобы щепу не уносило ветром за пределы склада, по его периметру устанавливают сетчатое мелкоячеистое ограждение высотой до 2,5 м. Объем щепы, хранимой на таких площадках, достигает 4—5 тыс. м3 при высоте куч 8—10 м.

Площадка для склада должна располагаться с наветренной стороны по отношению к источникам пыления, дымовым трубам и установкам с открытыми источниками огня. Требования противопожарной безопасности должны быть учтены при устройстве складов открытого хранения щепы. Пожарная опасность открытых складов щепы значительно ниже, чем складов круглых лесоматериалов [4]. При возгорании щепы интенсивность горения зависит от скорости ветра и влажности древесины. Слой образующейся золы значительно снижает скорость горения и тепловое излучение. Температура на расстоянии 1 м от горящей поверхности щепы не превышает 100 °С, поэтому можно подойти вплотную к куче и ликвидировать огонь распыленной струей воды.

Открытые склады оборудуют ленточными конвейерами и пневмотранспортными установками. Наиболее плотную укладку щепы в кучах осуществляет пневмотранспорт, которому следует отдавать предпочтение. Высота куч здесь не ограничивается стоимостью оборудования для насыпки, а трубопровод пневмосистемы можно прокладывать над кучей.

Способ открытого хранения щепы имеет ряд недостатков, к числу которых следует отнести:

развитие биохимических процессов, вызывающих деструкцию щепы;

потери древесины, легкогидролизуемых и смолистых веществ;

воздействие на щепу окружающей среды, что приводит к перемешиванию ее со снегом, загрязнению минеральными примесями, смерзанию наружных слоев, потемнению и деструкции древесины под воздействием солнечной радиации.

Хорошо известно, что влажные материалы органического происхождения подвержены саморазогреванию в результате деятельности микроорганизмов. Поверхность контакта древесины с внешней средой в щепе возрастает в 150—200 раз, поэтому щепа в кучах начинает разогреваться сразу же после отсыпки.

Однако экзотермические процессы не происходят при низких температурах воздуха. Для начала деятельности микроорганизмов необходима температура + 3°С.

Температурный режим зависит от размера куч, плотности укладки частиц, времени года, породы древесины, примесей, атмосферных воздействий. Быстрее разогреваются большие массы щепы объемом свыше 3000 м3, уложенные пневмотранспортом. Кучи щепы, сформированные ленточными конвейерами, имеют более рыхлую структуру и разогреваются до более низких температур. В небольших кучах теплоотдача может значительно превышать интенсивность экзотермического процесса и увеличение температуры не наблюдается. Однако это не является свидетельством того, что деятельность микроорганизмов не происходит. Потери древесины в небольших рыхлых кучах щепы наблюдаются больше, чем в больших плотных кучах.

Интенсивность нарастания температур неодинакова для различных пород древесины. Щепа из древесины лиственных пород достигает наибольшей температуры после 10—15 дней хранения, хвойная — после 15—30 дней. Наибольшая температура разогрева березовой щепы составляет 67—69 °С, сосновой 62—64 °С, еловой 56—59 °С. Примесь опилок способствует увеличению температуры До 80 °С, а коры до 90 °С.

В благоприятных температурно-влажностных условиях дереворазруша- ющне. грибы быстро изменяют структуру древесины. В результате протекающих реакций и разрушительной деятельности микроорганизмов происходят потери древесины, которые определяют по изменению ее плотности. За 4—5, месяцев потери массы абсолютно сухой щепы составляют у хвойных пород от 2,2 до 9,7 %• Потери древесины при хранении в летних условиях обычно выше для щепы, находящейся на боковых склонах куч, а зимой они выше в центральных и нижних слоях. В районах с умеренным климатом потери не превышают 0,5—0,7 % за каждый месяц хранения.

Выход целлюлозы при кучевом хранении щепы практически не снижается. Однако уменьшение плотности древесины приводит к увеличенному расходу щепы. Существенным количественным и качественным изменениям подвергаются при хранении щепы смолистые вещества в древесине. Выход таких побочных продуктов, как скипидар и талловое масло, снижается на целлюлозно-бумажных предприятиях иногда в 6 раз. Но при сульфитном способе переработки снижение смолистых веществ — положительный фактор, так как смоляные затруднения становятся значительно меньше.

Для снижения потерь древесины при кучевом хранении предложены физические, химические и биологические способы защиты щепы. Наиболее простым, доступным, дешевым и нетоксичным способом защиты является орошение щепы водой. Плотность увлажненной щепы не меняется на протяжении 4 месяцев от начала хранения. При химических способах защиты древесина подвергается обработке водными растворами различных антисептиков. Биологические способы защиты, основанные на антагонизме грибов, находятся в стадии разработки. Вопросы защиты измельченной древесины имеют важное народнохозяйственное значение. Несмотря на то, что щепа на лесозаготовительных предприятиях хранится сравнительно недолго, защитную обработку целесообразно проводить в начальной стадии ее производства на лесных складах.

Контейнерный способ хранения имеет одно важное преимущество по сравнению с бункерным и кучевым: щепа не подвергается здесь различным механическим воздействиям и сохраняет свое качество наилучшим образом.

Разработаны типовые конструкции жестких контейнеров для щепы типа КЩ-2 и КЩ-3 вместимостью 17,5 и 12,5 м3. Масса контейнеров составляет 1100 и 940 кг. Выгрузка щепы осуществляется через открывающиеся в днище створки. Преимущество контейнеров — возможность использования па погрузке действующих на нижнем складе ПТМ. Своеобразным контейнером является сменный кузов щеповоза, который заполняется щепой в тот период, когда автомобиль отвозит заполненный кузов потребителю.

Контейнерное хранение и контейнерные перевозки щепы получат широкое распространение, когда будут разработаны легкие жесткие контейнеры с сетчатым ограждением. Находят применение при хранении и вывозке зеленой щепы за рубежом легкие контейнеры — мешки большой вместимости. Важное значение будут иметь сплавные контейнеры для береговых удаленных складов.

15. Строительные материалы из отходов древесины. Классификация.

Классификация строительных материалов и изделий на основе древесных отходов:

1. Материалы и изделия, изготовляемые из кусковых отходов, получаемых в процессе лесопиления и деревообработки. Эта группа делится на 2 подгруппы:

А) изделия, изготовляемые механическим путём с применением или без применения клеевых веществ;

Б) изделия, изготовляемые путём предварительного измельчения кусковых отходов и последующего формирования на их основе изделий с применением минеральных вяжущих или клеевых веществ и без их применения.

2. Строительная продукция, для производства которой могут быть использованы станочная стружка и опилки. Эта группа делится на 3 подгруппы:

А) с применением мин.вяжущих

Б) с применением клеевых веществ

В) без применения указанных веществ

3. Строительные материалы и изделия, производимые на основе коры и сучьев деревьев с применением вяжущего или клеевых веществ, так и без их.

Строительные материалы на основе кусковых отходов:

• Клееные панели и щиты

• Реечные плиты и щиты

• Щитовой паркет

• Торцовые щиты

• Дверные коробки

• Кровельная и штукатурная дрань

• Кровельная плитка

• Арболит и стеклодревесные панели – с добавлением вяжущего

• ДСП и ДВП, волнистый кровельный материал – с добавлением клея

• Древесношёрстные плиты (ДШП) – без добавок

Строительные материалы на основе опилок и стружки:

• С применением вяжущего – опилкобетон, древобетон, гипсоопилочный бетон, ксилолит, термиз

• С применением клеевых веществ – древесноопилочные плиты, тырсолит, оконные коробки и погонажные изделия, оконные блоки и дверные полотна

• Без – пьезотермопластики, лигноуглеводородные пластики, фибролит

Строительные материалы на основе коры и сучьев:

• Королит

• Изоляционные плиты из коры

• Блоки, изготавляемые из сучьев

16. Производство древесного угля. Характеристика сырья и готовой продукции.

Содержащий почти 100% углерода – древесный уголь, широко известен в качестве безопасного для окружающей среды и эффективного вида горючего. Он не портит воздух ядовитыми испарениями и очень удобен в процессе быстрого приготовления пищи. Он применяется не только в хозяйстве, но и на промышленных предприятиях. На этом топливе функционируют целые металлургические и химические комплексы. В этой статье мы расскажем о том, какое нужно оборудование для производства древесного угля.