Потребитель, конечно, может пойти на выставку и посмотреть на реально работающие машины. Однако если выставочный станок 4 дня успешно пилит ровненькие выставочное бревна, это еще не означает, что серийный станок будет успешно и долго пилить реальные (кривые и сучковатые) бревна на вашем производстве и с вашим персоналом. А главное, серьезное тяжелое оборудование смонтировать и показать в работе на выставке просто нереально, в лучшем случае такое оборудование выставляется неподключенным, а чаще всего только в проспектах. Именно по этой причине в последние 10 лет в России наблюдался перекос в сторону легких и мобильных станков.
В настоящей статье проводится анализ достоинств и недостатков, а также указываются оптимальные, по мнению автора, области применения отечественного бревнопильного оборудования различных типов. Конкретные модели станков не рассматриваются.
Здесь следует пояснить следующее: компания "Экодрев-Станкотрейдинг", которую представляет автор, занимается проектированием, комплектованием и монтажом лесопильных потоков, а также производством средств механизации для них. Компания не занимается производством или поставкой каких-либо определенных станков и, соответственно, не имеет заинтересованности в продвижении их на рынок. Мы продаем или рекомендуем тот или иной станок заказчику, если считаем его (станок) хорошим и подходящим для данной задачи, а не наоборот (считаем хорошим и подходящим потому, что продаем (производим)). Поэтому автор претендует на высокую степень объективности и непредвзятости данного анализа.
Основные типы бревнопильного оборудования:
- пилорамы;
- круглопильные станки различных типов;
- ленточнопильные станки горизонтальные и вертикальные;
- фрезерно-брусующие станки;
- агрегатные линии.
Глоссарий:
Абсолютная цена - цена с учетом стоимости фундамента, монтажа, пусконаладки, комплекта режущего инструмента, заточного оборудования.
Относительная цена - абсолютная цена, приведенная к производительности.
Текущие расходы - расходы на пиление, включая зарплату персонала, амортизацию, расходы на режущий инструмент, запчасти, содержание помещений и т.д., затрачиваемые на выработку 1 куб. м обрезного пиломатериала.
Скорость резания - скорость движения режущего инструмента относительно распиливаемого материала.
Пилорамы
Достоинства:
- Привычность. Пилорамы - традиционный и наиболее распространенный в России тип оборудования. Существует множество стандартных решений по организации лесопильных потоков на их базе, отечественная промышленность выпускает стандартные средства механизации для таких потоков. Кроме того, имеются опытные кадры по эксплуатации пилорам и подготовке режущего инструмента, что для российских условий немаловажно.
- Высокая производительность. Пилорама - станок проходного типа, т.е. бревна распиливаются за один проход и могут подаваться торец в торец.
- Невысокая абсолютная цена (кроме двухэтажных рам 2Р-75). Производство пилорам хорошо отработано и оптимизировано, поэтому отпускные цены на них относительно невелики.
- Низкая относительная цена (даже у 2Р-75).
- Низкие текущие расходы.
- Доступность запчастей.
Недостатки:
- Быстрый износ. Принцип действия пилорам основан на возвратно-поступательном движении пильной рамки, приводимой коленчатым валом. Масса пильной рамки накладывает жесткие ограничения на частоту вращения коленвала, что не позволяет приблизится к оптимальной для сырой древесины скорости резания (40-50 м/сек); скорость на пилорамах 15-25 м/сек. Это приводит к повышенным усилиям резания и сопротивления подаче. Эти факторы, а также само колебательное движение пильной рамки приводят к быстрому износу механизма рамы и, соответственно, к необходимости частой замены деталей и узлов. - Низкое качество пиломатериала. В пилораме распиливаемое бревно находится в постоянном движении относительно основных базирующих элементов (рябух), что приводит к "гулянию" и "прыганью" бревна на сучках и других неровностях и, соответственно, к нарушениям геометрии и ухудшению чистоты поверхности пиломатериала. Высокие сила сопротивления подаче и усилие резания усугубляют данный эффект.
- Еще один фактор - пороки древесины. Симметрично расположенные пилы в поставе испытывают различную нагрузку вследствие неоднородностей древесины (кривизны, крупных сучьев, гнили, порости и т.д.), что вкупе с высоким усилием резания также приводит к отклонениям подачи от прямолинейности, а иногда к проворачиванию бревна вокруг своей оси. Проворачивание также имеет место при неравном разводе (уширении) зубьев или неравномерном затуплении симметрично расположенных пил. Это приводит к крыловатости (пропеллер) пиломатериала, что особенно неприятно при пилении двухкантного бруса. Следует, однако, отметить, что указанные явления минимизируются при правильной эксплуатации рамы, подготовке пил и сырья. Так, например, использование направляющих ножей в большинстве случаев предотвращает эффект проворачивания, а плющение-формование зубьев пил вместо развода значительно улучшает качество поверхности пиломатериалов.
Жесткие требования к сырью. Для получения качественной продукции бревна должны иметь кривизну до 1%, сучья, спиленные заподлицо, и т.д.
- Необходимость сортировки сырья. Пилорама требует сортированного по диаметрам сырья, что вынуждает содержать громоздкий и дорогостоящий сортировочный участок.
- Низкий выход продукции (несмотря на тонкий (3-4 мм) пропил). Все бревна одного типоразмера распиливаются одинаково, невзирая на их индивидуальные особенности. Нарушения геометрии (разнотолщинность) и чистоты поверхности вынуждает увеличивать припуски. Сортировка, как правило, производится грубо (через два четных диаметра), что также приводит к потере как общего выхода, так и доли выхода дорогой (толстой) доски.
- Сложный и длительный монтаж. Требуется специальный, тяжелый фундамент.
Выводы.
Пилорамы хорошо приспособлены для промышленного лесопиления, но являются устаревшим оборудованием. В мире они практически не используются и не производятся.
Однако существуют схемы лесопильных потоков с применением современных станков второго ряда (многопильных круглопильных и ленточных делительных), которые позволяют минимизировать влияние недостатков пилорам и максимально использовать их достоинства. Модернизация существующего рамного потока на основе таких схем существенно дешевле и быстрее построения нового и дает неплохие результаты. Особенно это относится к двухэтажным рамам.
В случае организации нового производства рамы целесообразно применять, если в сырьевой базе существенна доля толстомерного (более 30 см) пиловочника и нет возможности использовать вертикальные ленточные станки.
Круглопильные станки проходного типа
Предназначены для брусовки, распиливают бревно на двухкантный брус, 0-4 подгорбыльных доски и 2 горбыля. Бревна распиливаются, как и в пилорамах, за один проход без возвратного движения и подаются одно за другим.
Пильный механизм оборудован 1-4 пильными валами, в качестве режущего инструмента используются круглые пилы диаметром 500-900 мм в количестве 2-8 шт. Имеются двух- и четырехвальные механизмы с пилами, расположенными попарно в одной плоскости, в этом случае каждая пара пил формирует один пропил.
Подающий механизм, как правило, представляет из себя лоток, по дну которого проходит зубчатая цепь или цепь с толкателями.
Бревно ложится в лоток и приводится в движение зубцами цепи или толкателем, который упирается в хвостовую часть бревна. В некоторых станках имеются верхние и боковые прижимные вальцы.
Достоинства:
- Высокая производительность. Скорость подачи фактически ограничена только мощностью приводов пильных валов и подачи, обычно это 10-20 м/мин. Бревна распиливаются за один проход.
- Простота конструкции.
- Простота в эксплуатации. При использовании пил небольших диаметров это самый легкий в эксплуатации тип оборудования.
- Легкость монтажа. Специальный фундамент не требуется, достаточно ровной и жесткой поверхности. Пусконаладка также не вызывает затруднений.
- Низкая относительная цена.
- Низкие текущие расходы.
- Отличная встраиваемость в потоки. С помощью специального механизма можно организовать автоматическое брусоотделение и подачу материалов на станки второго ряда.
Недостатки:
- Очень жесткие требования к качеству сырья. Самые жесткие требования к сырью из всех типов оборудования. Подающий механизм цепного типа в состоянии обеспечить прямолинейность подачи только ровных бревен без торчащих сучьев и пороков, нарушающих геометрию бревна. Небольшая кривизна допускается только в вертикальной плоскости. Нарушения прямолинейности подачи (перебазировка) приводит к вибрации, "гулянию", "затиранию", перегреву пил, а также к нарушениям геометрии распила и ухудшению качества поверхности пилопродукции. Ситуация существенно ухудшается с ростом числа пил в поставе.
- На практике такие станки нормально работают при распиловке хорошо подготовленных бревен длиной до 4 м двумя пилами. Соответственно, требуется дополнительная переработка делового горбыля, что является весьма непростой задачей. Однако существуют станки, полностью свободные от этого недостатка. Такие станки имеют принципиально другой механизм подачи - гусеничный. Имеется опыт организации лесопильного производства на их базе. В частности, станок "ТТ-5" польского производства был установлен в 2003 г. в исправительном учреждении (тюрьме) в республике Коми. В прцессе эксплуатации в тяжелых условиях (неотапливаемое помещение, низкоквалифицированный персонал, отсутствие правки пил, отсутствие кантования бревен) станок показал невероятную устойчивость к низкокачественному лесу (кривизна более 3%, сложная кривизна, необрубленные сучья, пасынок и т.д.), высокое качество продукции, высокую надежность. За все время эксплуатации не выявлено ни одного случая перегрева пил.
- Необходимость сортировки сырья по диаметрам.
- Необходимость доработки горбыля. См. выше.
- Узкий диапазон диаметров. Как правило, до 32 см в комле.
Выводы.
Круглопильные станки проходного типа хорошо подходят для промышленного поточного лесопиления пиловочника малых и средних диаметров.
Станки с цепным механизмом подачи - для переработки пиловочника небольшой длины и диаметра на пилопродукцию с заниженными требованиями по качеству, например тарная или палетная доска.
Станки с гусеничным механизмом подачи - для переработки пиловочника малых и средних диаметров любой длины и любого качества на высококачественные пиломатериалы. Благодаря устойчивой работе в реальных тяжелых условиях "среднероссийской" лесопилки, такие станки лучше других подходят для промышленного лесопиления в нашей стране.
Круглопильные станки кареточного типа
(Станки типа "ЦДС-1100", "Магистраль", "Кара", "Лаймет" )
Режущий инструмент - круглая пила большого (800-1200 мм) диаметра. Бревно укладывается на подвижную каретку и закрепляется крючьями. Вначале, как правило, выпиливается двухкантный или трехкантный брус. Затем он распиливается на обрезные доски с базированием по базовой стенке.
Достоинства:
- Высокое качество продукции. Жесткое закрепление распиливаемого материала на каретке обеспечивает прямолинейность подачи даже на бревнах с пороками.
- Неплохая производительность. Скорость подачи фактически ограничена только мощностью приводов пильного вала и подачи, обычно это 50-80 м/мин. По скорости подачи круглопилы превосходят все другие типы оборудования.
- Универсальность. Станок способен распиливать бревна полностью на обрезной пиломатериал, включая кромкообрезку и, таким образом, работать вообще без оборудования второго ряда.
- Простота конструкции.
- Легкость монтажа. Специальный фундамент не требуется, достаточно ровной и жесткой поверхности. Пусконаладка также не вызывает затруднений.
- Индивидуальный раскрой. Последовательная распиловка бревна позволяет учесть его индивидуальные особенности и оптимизировать раскрой.
- Не требуется сортировка сырья. Также вследствие последовательной распиловки.
- Невысокая относительная цена.
- Низкие текущие расходы.
- Отличная встраиваемость в потоки. Выпиленные материалы (доски, брусья, горбыли) появляются последовательно на отводном рольганге (конвейере) станка, соответственно их легко рассортировать и направить на дальнейшую обработку.
Недостатки:
- Низкий выход продукции (даже несмотря на индивидуальный раскрой). Толщина полотна пилы 4-6 мм, соответственно пропил - 7-10 мм. Выход - ниже, чем у пилорам.
- Сложность подготовки режущего инструмента. Пилы большого диаметра требуют высококвалифицированной подготовки, а соответствующих специалистов найти сложно. Неправильная подготовка пил приводит, в отличие от пилорам, не только к ухудшению качества пиломатериалов, но и к снижению скорости подачи и даже выходу из строя самой пилы (стоимость пилы 10-20 тыс. руб.).
- "Зажимание" пилы в пропиле. Пилы большого диаметра очень чувствительны к малейшему перекосу подачи. Перекос может возникнуть на кривых бревнах, а также из-за непрочного закрепления бревна и других ошибок станочника. Это может привести к перегреву пилы, после чего в лучшем случае требуется высококвалифицированная правка, в худшем - замена пилы. "Зажимание" также происходит в результате выгибания распиливаемого бревна под действием внутренних напряжений в древесине. Эффект выгибания усиливается при подсыхании бревен летом и замерзании зимой.
Выводы.
Кареточные круглопилы подходят для промышленного лесопиления при наличия дешевого сырья и квалифицированных пилоправов. Фактически можно организовать лесопиление, имея только один такой станок и торцовку. Однако очень желательно использовать станки второго ряда для минимизации потерь от толстого пропила.