8. Виробництво столярних виробів

 

8.1. Класифікація та склад підприємств

 

Значний об’єм столярних виробів і конструкцій з деревини для потреб будівництва виготовляється на спеціалізованих деревообробних підприємствах або комбінатах – ДОКах.

Але і в будівельних організаціях є значна кількість деревообробних цехів і майстерень.

Великі спеціалізовані підприємства (ДОКи) виробляють масову стандартну, транспортабельну продукцію, мають велику потужність та знаходяться в лісових районах. Місцеві підприємства (окремі цехи і майстерні) виготовляють нестандартну або малопристосовану для транспортування продукцію, столярні вироби, щитову опалубку тощо.

Виробництва будівельних організацій, як правило працюють на привізній сировині у вигляді заготовок або напівфабрикатів, які надходять з підприємств лісопильної промисловості.

 

 

Рис. 8.1. Технологічна схема деревообробного підприємства

 

За характером виробництва деревообробні підприємства поділяються на:

- лісопильно-стругальні;

- столярно-механічні;

- комбіновані.

Основною продукцією лісопильно-стругальних підприємств є дошки, бруси, шпали тощо. Столярно-механічні підприємства виготовляють головним чином готові конструкції і деталі: віконні та дверні блоки, вмонтовані меблі, щитовий паркет і т.п.

Склад та виробнича потужність деревообробного підприємства визначаються потребою в його виробах району, що обслуговується, а також іншими місцевими умовами (рис. 8.1).

 

Деревообробне підприємство складається з наступних цехів або дільниць: лісопильний, сушильно-розкрійний з відділком антисептування, деревообробний з машинно-заготовчим відділком, збиральний з опоряджувальним та комплектувальним відділком, а також склади сировини та готової продукції (рис. 8.2).

 

 

Рис. 8.2. Схема розміщення виробництв деревообробного підприємства (ДОК):

1 – приймально–сортувальна дільниця; 2 – крани; 3 – басейн; 4 – лісопильний цех; 5 – сортувальня; 6 – електростанція; 7 – цех розкроювання сирих дощок; 8 – сушарня; 9,10 – деревообробні цехи; 11 – склади; 12 – склади технічних матеріалів; 13 – ремонтно–механічна майстерня; 14 – цех дерево-тирсових плит; 15 – штабелі пиловочної сировини; 16 – склад пиломатеріалів; 17 – повздовжний ланцюговий транспортер

 

На деяких підприємствах є також цехи з виробництва паркету та паркетних дошок, деревоволокнистих та деревотирсових плит, цех утилізації відходів виробництва. Для обслуговування основного виробництва на великих підприємствах створюються ремонтно-механічний, пилозаточувальний, транспортний та енергетичний цехи.

 

8.2. Технологія і організація виробництва на деревообробних підприємствах

 

Склади сировини. Сировина на деревообробне підприємство транспортується залізничним, водним або автотранспортом. Для вивантаження колод з транспортних засобів застосовуються стаціонарні і пересувні крани з канатними захватами, мостові, кабельні та козлові крани, автонавантажувачі з вилочними захватами.

На великих підприємствах застосовується спеціальний сортувальний комплекс, що дозволяє виконувати сортування круглого лісу за діаметрами і подачу його в лісопильний цех з розрахунком отримання з даної кількості сировини найбільшого виходу пиломатеріалів необхідної якості. Сортувальний комплекс оснащений системою транспортерів, козловим та баштовими кранами для розкладання відсортованих колод по штабелях.

Спосіб зберігання лісоматеріалів і схема організації навантажувально-розвантажувальних робіт проектуються з урахуванням кліматичних умов, строку зберігання, кількості, якості, призначення деревини та способу її доставки на склад.

 

 

Рис. 8.3. Лісопильна дільниця

 

Виробництво пиломатеріалів. Виробничий процес, який пов’язаний з переробкою колод на пиломатеріали включає приймання, сортування, зберігання та підготовку сировини до розпилювання, розпилювання колод на лісопильних рамах або для дрібномірної сировини (діаметром до 12 см), сортування та складування готових матеріалів, утилізацію відходів. Розпилювання колод може виконуватися трьома способами: врозвал, з брусуванням та змішаним (рис. 8.3).

 

При розпилюванні з попереднім брусуванням або першій проходці крізь лісопильну раму колода опилюється на два ранти, а потім при другій проходці, отриманий брус, розпилюється на обрізні дошки. Процес брусування знижує продуктивність лісопильної рами, але корисний вихід пилопродукції збільшується на 1,5...2% та відпадає потреба в обрізних станках. Як правило, передбачається до 80% розпилювання колод з брусуванням.

Широке поширення отримав змішаний спосіб розпилювання, який дозволяє отримувати пиломатеріали різної номенклатури та найкраще використовувати обладнання. Раціональний розкрій деревини, з врахуванням максимальної кількості випилювання специфікованих пиломатеріалів, підвищує корисний вихід деревини до 67-68%.

Сортуються пиломатеріали по товщині, ширині, довжині та сорту або в лісопильному цеху в процесі обробки, або на сортувальному майданчику.

Потужність лісопильного цеху в складі деревообробного підприємства повинна відповідати потужності цеху механічної обробки деревини або бути вищою за неї. В останньому випадку лісопильний цех частково випускає товарний пиломатеріал для суміжних підприємств.

Для отримання готової продукції більш широкої номенклатури та попереднього розкрою лісоматеріалу лісопильні цехи разом з рамами забезпечуються горизонтальними циркулярними верстатами (рис. 8.4), вертикальними циркулярними верстатами (рис. 8.5) та кутопильними верстатами (рис. 8.6).

 

Рис.8.4.Горизонтальний циркулярний верстат

 

 

Рис. 8.5. Розпилювання колоди на вертикальному циркулярному верстаті

 

 

Рис. 8.6. Кутопильний верстат

 

Сушіння пиломатеріалів. Після розпилювання лісоматеріали піддаються сушінню природним або штучним способами. При природній сушці лісоматеріали витримують при певних режимах в штабелях на спеціальних майданчиках (рис. 8.7), що захищені від впливу атмосферних опадів, сонячного проміння. Для кращого провітрювання лісоматеріали вкладають в пакетні або рядові штабелі секціями, які розділені поздовжніми і поперечними проїздами. Тривалість природної сушки залежить від пори року і місцевих кліматичних умов та складає тривалий період – від 7 до 75 діб. При цьому мінімальна вологість досягає 16...18%, що не допускається при виготовленні окремих видів столярних виробів. Крім того, для організації природної сушки лісоматеріалів необхідні значні їх запаси та великі площі для розміщення в штабелях.

 

 

Рис. 8.7. Приміщення природної сушки лісоматеріалів

 

Тому нині на деревообробних підприємствах разом з природною сушкою організовують штучну сушку пиломатеріалів у спеціальних сушильних камерах.

Сушильні камери класифікуються залежно від виду теплоносія та способу циркуляції повітря:

-      аеродинамічні з природною або примусовою циркуляцією повітря;

-      газові;

-      електричні.

Аеродинамічні камери з штучною циркуляцією повітря, обладнані вентиляційними пристроями. В залежності від режиму сушильні камери бувають періодичної та безперервної дії.

 

 

Рис. 8.8. Аеродинамічна сушильна камера

 

Використовуються конструкції збірних металевих сушильних камер, що працюють на перегрітій парі при температурі 110...125°С і тиску 0,2-0,3 МПа. Сушіння дощок при цьому продовжується 36 годин, тоді як в звичайних камерах періодичної дії при температурі 80...90°С – 144 години.

Збірно-розбірні сушильні камери можуть застосовуватися не тільки на ДОКах, але і на будівельних майданчиках при невеликих столярних майстернях (рис. 8.8).

 

Газові сушильні камери частіше застосовуються для хвойних пиломатеріалів товщиною до 50 мм. На ряді підприємств деревообробки використовуються сушильні камери з осьовими реверсійними вентиляторами. Завдяки більш високій швидкості циркуляції повітря продуктивність цих камер в 1,5...2 рази вища від камер звичайної конструкції. Регулювання процесу сушки виконують за допомогою багатоканальних електронних регуляторів (рис.8.9).

В окремих випадках сушка деревини може виконуватися струмами високої частоти. Термін сушки при цьому значно скорочується, а процес протікає більш рівномірно без утворення тріщин. Недоліком згаданого способу є значна витрата електроенергії – до 250...350 кВт∙год. на 1 м³ висушеної деревини.

 

 

Рис. 8.9. Газові сушильні камери

 

Ефективним є спосіб сушки пиломатеріалів в наповнених петролатумом (відходи переробки нафти) ваннах при температурі 110...113 °С. Сушка деревини в петролатумі в порівнянні із звичайною камерною сушкою відбувається швидше в 6-8 разів та доводить вологість хвойних порід до 10…12 %. Перевагою даного способу є можливість одночасного сушіння та антисептування деревини, а недоліком – підвищена кількість відходів деревини при її наступній обробці, так як верхній шар всмоктує петролатум.

На деревообробних підприємствах, як правило організовують спеціальні сушильні цехи. Потужність встановлених в них сушильних камер повинна відповідати потужності основних цехів, що виготовляють столярні вироби.

Виробництво столярних виробів. Столярні вироби (вікна, дверні полотна та ін.) виготовляються в спеціалізованих цехах (рис. 8.10).

Для виконання операцій в цеху створюються відділення: машинно-заготовче, збиральне та опоряджувально-комплектувальне.

В машинно-заготовчому відділенні виготовляються окремі уніфіковані деталі конструкцій, наприклад бруски коробок, внутрішні та зовнішні віконні шибки тощо. Механічна обробка заготовок (розпилювання, стругання, фрезерування, свердління та ін.) виконується на напівавтоматичних поточних лініях, споряджених станками для поперечного та поздовжнього розкрою заготовок, стругальними станками, фрезерними автоматами, шліфувальними станками.

 

 

Рис. 8.10. Загальний вигляд столярного цеху

 

Переміщення деталей в процесі обробки на поточній лінії виконується за допомогою системи конвеєрів та підйомних ліфтів.

Для захисту дерев’яних деталей та конструкцій від загнивання та ураження комахами, їх після механічної обробки обробляють антисептиками. Для антисептування застосовують маслянисті, водні та водонерозчинні антисептичні засоби. Найбільш ефективним способом антисептування, який отримав поширення на деревообробних підприємствах є просочування деревини антисептиками в спеціальних ваннах.

Окремі елементи віконних та дверних блоків компонуються в збиральному відділенні. Технологічна лінія зборки коробок, внутрішніх і зовнішніх стулок та кватирок складається з автоматів для зборки конструкцій, високочастотних сушильних установок для полімеризації клейових з’єднань, автоматів для обробки стулок по периметру, двосторонніх шліфувальних станків та карусельних агрегатів для установки фурнітурних виробів.

Дверні блоки з полотном щитової конструкції виготовляються на напівавтоматичних поточних лініях, обладнаних деревообробними станками, агрегатами і транспортними засобами. На поточних лініях спочатку виробляються окремі деталі для рами, обкладки та коробки дверних полотен, які переміщуються в збиральне відділення для збирання, лицювання і склеювання дверних полотен в пресах холодним або гарячим способами. Після склеювання та витримування полотна воно надходить на форматний станок для обрізання по периметру. Далі готове полотно по периметру оздоблюється обкладкою і навішується на петлі в коробку.

На поточних лініях передбачено виготовлення різних типів дверних блоків з полотнами щитової конструкції з суцільним рейковим заповненням твердими деревоволокнистими плитами з покриванням шпоном цінних порід.

Здійснюється також виробництво комбінованих дверних блоків з пластмас та деревини. Дверні полотна, в цьому випадку, являють собою трьохшаровий щит, зовнішні шари якого виконані з декоративного полівінілхлориду, внутрішній шар-заповнювач – із спіненого полістиролу, обрамленого дерев’яною рамкою-каркасом. Комбіновані двері в 2...2,5 рази легші від звичайних, мають підвищені звуко- та теплоізоляційні властивості, легко миються водою з миючим порошком.

Фарбування, встановлення скла та заключна комплектація столярних виробів виконуються в опоряджувально-комплектувальному відділенні. Для фарбування віконних та дверних блоків синтетичними фарбами, емалями і лаками застосовуються напівавтоматичні поточні лінії, на яких використовують метод фарбування в електростатичному полі.

Для потреб будівництва на деревообробних підприємствах створені спеціальні технологічні лінії для виготовлення комплектів інвентарної щитової опалубки. Технологічний процес її виробництва полягає в транспортуванні дошок із складу електрокарами або вагонетками до маятникової пили, де виконується заготовка дошок необхідної довжини. Далі дошки поздовжньо розпилюють на циркулярній пилі, обробляють на групі стругальних станків (фугувальних, рейсмусових, фрезерних) та збирають на верстаках з кондукторами, після чого готові щити з лицевої поверхні покриваються масляною змазкою розпилювачем.

 

Рис. 8.11. Виготовлення клеєних фанерних виробів

 

Для виготовлення різних клеєних та клеєфанерних конструкцій на деревообробних виробництвах створюють спеціалізовані цехи. Технологічний процес виготовлення клеєних конструкцій має таку послідовність: в заготовчому відділенні дошки до склеювання витримують на протязі 1...2 діб до набуття ними температури 16 °С; потім їх сортують, торцюють, стругають та передають на пости збирання конструкцій. Для склеювання окремих елементів виробів застосовуються водостійкі, фенолформальдегідні клеї.

Запресування клеєних елементів конструкцій виконується в ручних гвинтових або пневматичних пресах. Ручні гвинтові преси застосовують для запресування великорозмірних конструкцій. Прямолінійні конструкції довжиною 3...6 м доцільно склеювати за допомогою пневматичних пресів (рис 8.11).

Для зменшення строків витримування склеєних конструкцій їх нагрівають гарячим повітрям, масляними теплоносіями, інфрачервоними променями, або струмами високої частоти. Вироби нагрівають в сушильних камерах або прес-камерах при температурі 50 – 90 °С.

Клеєні деталі отримали застосування і при виробництві різних столярних виробів. Склеєні з окремих дощечок бруски відрізняються великою механічною міцністю та стабільними експлуатаційними властивостями. Вихід специфікованих пиломатеріалів при цьому збільшується на 10...15 %.

Тимчасове зберігання готової продукції деревообробних підприємств здійснюється в сухих, провітрюємих приміщеннях або під навісом, який захищає від вологи і сонячного проміння. При цьому віконні та дверні блоки укладають в ряди на ребро, а паркетні дошки, полові бруски – в штабелі.