Технологической целью измельчения древесины является получение мелких
древесных частиц заданных размеров и формы, предназначенных для
дальнейшего использования
в производстве целлюлозы, бумаги, древесных плит,
гидролизе, а также в качестве топлива.
В соответствии с требованиями технологии и характером исходного сырья
станки для измельчения древесины подразделяются на дисковые и
барабанные. Барабанные рубительные машины применяют для переработки
сучьев, вершин, реек и отходов деревообработки на технологическую щепу,
идущую на изготовление древесностружечных (ДСП) и древесноволокнистых
плит (ДВП), дисковые рубительные машины — для получения щепы -из круглых
лесоматериалов (дров, балансов), отходов леео- и шпалопиления (реек,
горбылей и пр.).
Полено (чурак и др.) 3, скользя по патрону,
упирается в диск,
и ножи срезают слой древесины, равный выпуску ножей hc, который в
процессе резания проходит через подножевую щель и распадается на щепу.
Пройдя подножевую щель, щепа попадает на другую сторону диска и на
выносной транспортер или по трубопроводу в циклон.
Качество щепы зависит от стабильности полена в цдтроне в процессе
резания. Стабильность достигается формой патрона, числом ножей и формой
диска, зазором между лезвием ножей и упорными ножами 7.
При малом числе ножей (до 5—6) одновременно в резе участвует один нож,
что вызывает смещение полена в патроне, нарушая его стабильность. При
большем числе ножей в резе участвуют одновременно два и более ножа, что
стабилизирует процесс резания.
При плоском диске (рис. 111.51, б) контактная поверхность между
древесиной и диском мала, что вызывает ее смятие. При геликоидальной
форме диска (рис. III.51, в) и большом числе ножей поверхность контакта
очень велика и процесс резания происходит при стабильном положении
измельчаемого материала. В геликоидальных машинах диск между ножами
представляет собой винтовые поверхности, которые сливаются с задними
гранями ножей, заточенными по той же винтовой поверхности, что и
обеспечивает большую площадь контакта диска с материалом.
Чем меньше величина зазора между лезвием ножей И' кромками упорных ножей
(контрножей), тем лучше качество щепы. Величина зазора лежит в пределах
от 0,25 до 3 мм.
Подача материала в дисковые рубительные машины осуществляется благодаря
самозатягиванию его самими ножами, без дополнительных подающих
устройств.
Особенности процесса резания древесины в рубительных машинах. Процесс
резания древесины в рубительных дисковых машинах имеет некоторые
особенности по сравнению с широко распространенными видами резания,
применяемыми при механической обработке древесины (фрезерованием,
пилением, строганием и др.). Основной отличительной особенностью этого
процесса является то, что он происходит при снятии стружки большой
толщины (12—15 мм). Стружка (щепа), получаемая в рубительных машинах,
является товарной продукцией, в то время как при большинстве прочих
способов механической обработки древесины стружка или опилки являются
отходами производства. В связи с этим размерам элементов щепы должен
быть уделен максимум внимания.
Процесс переработки древесины в рубительных машинах основан на принципе
продольно-торцового или более сложного, продольно-торцово-поперечного
резания. По мере внедрения режущего ножа в древесийу напряжения
постепенно нарастают. Напряженное состояние срезаемого слоя древесины
характеризуется касательными и нормальными напряжениями в плоскости ОР,
параллельной волокнам (рис. III.52), а также напряжениями в зоне
контакта передней грани ножа с древесиной. Напряжения, возникающие в
плоскости ОР, следует рассматривать в первую очередь в связи с тем, что
предел прочности древесины при внедрении ножа будет достигнут именно в
этой плоскости, так как связь между волокнами древесины,
перпендикулярными этой плоскости, наиболее слабая. Напряженное состояние
древесины в зоне контакта ее с передней гранью ножа на участке ОЬ
характеризуется средними напряжениями смятия 0см. П9 мере продвижения
ножа какое-либо из напряжений достигнет своего предела, в результате
чего древесина разрушится в сечении, где этот предел наступил. Наиболее
опасным сечением в'.данном случае является плоскость, параллельная
волокнам древесины. В результате разрушения древесины в этой плоскости
происходит отделение элементов щепы.
Таким образом, результатом взаимодействия режущего ножа и древесины в
рубительной машине является образование элементов щепы. Для практики
весьма важно установить основные размеры этих элементов (длину и
толщину) в зависимости от основных параметров процесса резания и
характеристики перерабатываемой древесины.
Длина элементов щепы в основном определяется кинематическими
параметрами рубительной машины и практически мало зависит от геометрии
резца и свойств древесины.
На складах лесозаготовительных предприятий для
получения щепы применяют многоножевые рубительные машины МРНП-10,
МРНП-30, МРГ-40 с геликоидальным диском, устроенные по одной схеме.
На раме вертикально установлен ножевой диск, закрепленный на
горизонтальном валу, который приводится во вращение от электродвигателя
через соединительную муфту.
Машины МРН-10, МРНП-30 предназначены для переработки тонкомерной
низкокачественной древесины, короткомерных отходов лесопиления и
деревообработки на технологическую щепу, машина МРГ-40 — для переработки
на технологическую щепу для целлюлозно-бумажной промышленности
низкокачественной крупномерной древесины.
Для переработки сучьев, вершин и отходов лесозаготовок на щепу для
древесных плит применяют барабанные рубительные машины ДУ-2А и ЛО-56.
Машина ДУ-2А имеет барабан диаметром 600 мм. Щепа попадает внутрь
барабана и вентилятором подается в трубопровод. Подача материала
производится вальцами со скоростью 0,8 м/с по горизонтальной плоскости (cti
= 0) под углом к барабану ссг, равным 1,03 рад (55°). Горизонтальный
верхний подающий валец за счет собственной массы не только подает, но и
уплотняет слой подаваемых в рубку сучьев, а вертикальные вальцы
захватывают их с боков и направляют в барабан. Мощность
электродвигателей вертикальных вальцов 2,8 и горизонтального 1,7 кВт.
Барабанная рубительная машина ЛО-56 имеет барабан диаметром 900 мм. Для
измельчения реек и горбылей в обрабатывающих цехах применяются
барабанные станки Д-3, ДР-5.