Подготовка сырья к распиловке
На складах пиловочного сырья осуществляется целый комплекс работ: его приёмка, выгрузка, сортировка, укладка, хранение, гидротермическая обработка, окорка и подача в лесопильный цех. Эти процессы очень трудоёмки, так как пиловочное сырьё отличается громоздкостью и большим весом. На складские работы приходится 20…30 % от всех трудовых затрат, связанных с производством пиломатериалов. Поэтому механизация процессов на складах сырья играет существенную роль в экономическом развитии лесопильных предприятий.
Производственный процесс во многом зависит от условий и способов доставки сырья к лесопильным цехам.
Сырьё поступает в виде пиловочных брёвен и хлыстов. В последнем случае в производственный процесс на складе сырья включаются операции по раскряжёвке хлыстов на сортименты со всеми сопутствующими этому процессу операциями: сортировка круглых сортиментов, отгрузка (кроме пиловочных брёвен) попутных сортиментов, переработка низкокачественной древесины.
Сырьё к лесопильным заводам может доставляться сухопутно или по воде (рис. 9, 10).
Рис. 9. Перевозка леса форвардером слесосек
Рис. 10. Молевой сплав леса
Сухопутный способ доставки осуществляется по железной дороге или с помощью автомобильной и тракторной тяги (на короткие расстояния). Все виды сухопутной доставки дороже водной. Но при сухопутной доставке сырье на заводы поступает относительно равномерно в течение всего года, что позволяет максимально сократить площади складов и уменьшить трудозатраты.
По водным путям пиловочное сырьё поступает молевым сплавом, в плотах или на судах. Это самая лёгкая и дешёвая доставка, позволяющая сохранить качество древесины, но требующая, чтобы предприятия располагались на берегах судоходных или сплавных рек.
Недостатком водной доставки является её сезонность, что требует создания значительных запасов сырья и устройства больших складов. Более трудоёмким является и производственный процесс на складе сырья с водной доставкой, который включает: приёмку и хранение сырья на воде, расформирование плотов (при доставке в плотах), подачу брёвен к местам выгрузки, выгрузку, сортировку, транспортировку на распиловку или укладку в штабеля, разборку штабеля и подачу на распиловку, гидротермическую обработку, окорку, подачу брёвен в лесопильный цех. При сухопутной доставке производственный процесс сокращается.
Отметим, что при молевом сплаве происходит утопление какого-то количества брёвен. Это приводит к потерям древесины и загрязнению рек, поэтому молевой сплав всё чаще уступает место доставке в плотах и на судах.
Хранение сырья заключается в создании условий, при которых не образуются трещины и не могут развиваться грибы и насекомые. Эти условия обеспечиваются сохранением максимальной влажности древесины, то есть созданием «влажного» иммунитета.
Наиболее распространенными являются водный и влажный способы хранения древесины, но существует ещё и сухой.
При водном способе пиловочное сырьё затопляется и хранится так до момента использования, для этого существуют специальные водоёмы.
Влажный способ практикуется на суше путём укладки древесины в специальные плотные штабеля с периодическим их поливом или искусственным дождеванием. Лучше, если бревна будут не окорены, часто производят замазку торцов (окорённые – антисептируют).
Сухим способом хранят сырьё очень редко, в основном это характерно для строительного леса. Этот способ основан на доведении в максимально короткий срок влажности заболони до 25 % и ниже. Древесина укладывается в неплотные штабеля, чтобы внутри них свободно циркулировал воздух.
Сортировка брёвен. Сырьё, поступившее на лесопильные заводы, различается по породам, размерам и качеству. Брёвна на распиловку подаются отдельными размерно-качественными группами, так как для применения групповой системы распиловки сырья на один постав необходимо подбирать брёвна одной породы, одного размера по диаметру, более или менее одинаковые по качеству.
В общем, дробность сортировки сырья зависит от большого количества признаков. К уже названным следует добавить сортировку по длине, чаще всего на короткомерные (до 4 м) и длинномерные (от 4 м и более).
Необходимая дробность сортировки сырья по отдельным признакам (длина, диаметр, качество, порода) может быть определена по плану раскроя сырья:
, (12)
где 
- необходимая дробность сортировки сырья;
- дробность сортировки сырья по породам;
- дробность сортировки сырья по длинам;
- дробность сортировки сырья по диаметрам;
- дробность сортировки сырья по качеству.
Количество групп сортировки сырья на больших заводах может быть довольно большим.
В связи со сложностью сортировки брёвен по многим признакам желательно иметь многоступенчатую сортировку. Но сортировка может осуществляться и в одну, две стадии. Но при малом количестве стадий сортировки её обычно совмещают с другими операциями: с подачей сырья на гидротермическую обработку и так далее, при этом сокращаются транспортные и перевалочные работы.
При доставке сырья сплавом ступени сортировки могут быть следующими: грубая подсортировка в плотах, сортировка по нескольким признакам перед выгрузкой сырья в штабеля на заводском рейде, сортировка на продольном цепном транспорте, окончательная сортировка в заводском бассейне (рис. 11).
Рис. 11. Схема доставки и сортировки сырья водным способом: 1 – приемное устройство для бревен; 2 – главный сортировочный коридор; 3 – сортировочные дворы; 4 – коридор для подачи леса; 5 – продольный цепной транспортер; 6 – штабеля бревен; 7 – заводской бассейн; 8 - подштабельные места сортировочной площадки; 9 – приемная часть бассейна; 10 – дворы бассейна; 11 – продольный цепной транспортер
Несмотря на то, что сортировка брёвен на воде облегчает их плавучесть, этот процесс довольно трудоёмкий, поэтому в последнее время отдаётся предпочтение сортировке пиловочного сырья не на воде, а на суше.
При сухопутной доставке и отсутствии бассейна сортировку желательно производить на продольном цепном транспортере, проходящем вдоль фронта штабелей, в которые будут укладываться отсортированные брёвна (рис. 12).
Рис. 12. Схема сухопутной доставки сырья и сортировки:
1 – места для разгрузки бревен; 2 – штабеля сортированных бревен; 3 – сборочный продольный транспортер; 4 – наклонные лаги; 5 – сортировочный продольный транспортер; 6 – продольный транспортер для подачи бревен в завод; 7 – железнодорожная ветка
Для сортировки на суше используют сортировочные устройства СТ-1, СТ-2 (БС-60), СТ-3 (рис. 13, 14). Работа осуществляется следующим образом: пачки брёвен подают на приёмный транспортер, который обеспечивает дозированную подачу брёвен в специальное устройство (разборщик). Далее брёвна подаются на сортировочный транспортёр и по команде оператора с пульта сбрасываются в карманы - накопители сбрасывателями.
Рис. 13. Линия сортировки бревен на суше
Рис. 14. Линии сортировки бревен на суше
Из продольных цепных транспортёров наибольшее применение получили Б22У-1, Б22-3.
Для сбрасывания брёвен с продольных сортировочных транспортёров применяют сбрасыватели, которые могут быть электромеханическими, пневматическими и гидравлическими.
Для механизации работ на складах сырья применяют козловые, кабельные и мостокабельные краны.
Большое распространение получили большегрузные лебёдки марок Л-43, Л-36, Л-59.
Гидротермическая обработка сырья применяется для оттаивания брёвен и накопления их перед лесопильными цехами.
Для этого применяются отапливаемые бассейны, вода в которых подогревается отработанным паром, конденсатом от паровых установок или специальными нагревателями.
Естественные бассейны устраиваются путём отгораживания акватории существующего водоёма, искусственные - в специальных котлованах глубиной не менее 1,5 м с укреплёнными стенками.
Длину и ширину бассейна определяют с учётом размещения брёвен для оттаивания и создания минимального (суточного) запаса сырья.
Время оттаивания брёвен зависит от температуры воды в бассейне, диаметра брёвен, глубины оттаивания и влажности древесины.
Поддерживать высокую температуру в бассейне в зимнее время затруднительно из-за большого расхода тепла, поэтому обычно брёвна оттаивают при температуре воды 5…10 оС. Глубина оттаивания составляет 3…4 см, а продолжительность – 6…7 ч.
В настоящее время созданы механизированные бассейны проходного типа с температурой воды 25…30 оС, предназначенные только для оттаивания брёвен в зимнее время. Для уменьшения потерь тепла такие бассейны делают крытыми.
На многих заводах бассейны используют для окончательной сортировки сырья перед распиловкой. Схема такого наливного бассейна приведена на рис. 15.
Обмывка пиловочных брёвен тёплой водой перед поступлением в распиловку может быть совмещена с окоркой и проводится самостоятельно на продольных цепных транспортёрах, подающих брёвна из бассейна в распиловку.
Рис. 15. Схема наливного бассейна: 1 – продольные цепные транспортеры; 2 – участок подачи бревен в цех; 3 – рабочие дворики; 4 – приемно-сортировочный участок; 5 – запасные дворики; 6 – сортировочный мостик; 7 – продольный транспортер для подачи бревен со склада или реки
Некоторые пиловочные кряжи имеют металлические включения – гвозди, осколки металла, чаще всего незаметные при наружном осмотре. При попадании под пилы металлические части выводят из строя одну или несколько пил и вызывают простой оборудования на время, требующееся для их замены. Для обнаружения металлических включений применяются металлоискатели. Брёвна с такими дефектами удаляются из потока, из них извлекаются металлические предметы и в дальнейшем эти брёвна снова направляются в общий поток.
Окорка брёвен. При распиловке брёвен образуется большое количество отходов в виде горбылей, реек, опилок, которые являются ценным сырьём для производства целлюлозы, древесноволокнистых и древесностружечных плит. Ценность вторичного сырья значительно увеличивается, если оно не содержит коры. Для уменьшения содержания коры пиломатериал перед распиловкой окаривают. Окорку осуществляют в брёвнах. При распиловке окоренных брёвен снижается износ пил, улучшается качество продукции и повышается производительность бревнопильного оборудования (лесопильных рам) в среднем на 3…4 %, более эффективно и комплексно используется древесина.
Из современных окорочных станков наибольшее применение нашли станки роторного типа с короснимателями. Коросниматели совершают вращательное движение вокруг бревна, которое подаётся прямолинейно при помощи вальцов. Однороторные окорочные станки (ОК40-2, ОК63-2, ОК80-2 (Россия), Valon Kone VK-26 (Финляндия), НЕМ MS Maschinenbau (Германия), Cambio 70-66 (Швеция) (рис. 16) и др.) предназначены для окорки свежесрубленной древесины хвойных и лиственных пород, двухроторные (2ОК40-1 (рис. 17), 2ОК63-1, 2ОК80-1 и др.) - для чистовой окорки, а также мерзлых и подсушенных бревен.
Перед роторной окоркой бревна пропускают через металлоискатель и при обнаружении металлических включений отделяют.
Рис. 16. Однороторный окорочный станок Cambio 70-66
Рис. 17. Двухроторный окорочно-зачистной станок для окорки древесины 20К40-1
Окорочные станки чаще всего устанавливаются перед бассейном лесопильного цеха и в цехе перед лесопильными рамами. Первый способ расположения получил наибольшее распространение, поскольку при этом отсутствует жёсткая связь между лесопильной рамой и окорочным станком, который вынужден часто останавливаться. Это, в свою очередь, ведет к неоправданным простоям лесопильных рам. Буферный запас, создаваемый в бассейне, позволяет ликвидировать эти простои. Однако, более качественная окорка получается после оттаивания брёвен, поэтому перед окорочными станками устанавливают дополнительные бассейны.