Особенности сортировки пиломатериалов

Назначение пиломатериалов

Различные виды пиломатериалов нашли применение практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Но большая часть всей произведенной древесины используется в строительной и мебельной промышленности, а также для внутренних и внешних отделочных работ. Причем пиломатериал часто дополнительно обрабатывается перед конечным использованием, его шлифуют, полируют, окрашивают или покрывают лаком, вырезают пазы, узоры и отверстия. В некоторых сферах требуется дополнительная обработка, древесину обрабатывают химическими веществами от грызунов, повышенной влаги или же противопожарной жидкостью.

При производстве мебели часто требуется изгибать древесину, для получения необычных форм и узоров. Изделия изогнутой формы наиболее дорогостоящие, так как технология их производства очень ресурсоемкая, требует много времени, определенных знаний и специальной техники.

Примечательно то, что уже изогнутое изделие, можно изгибать повторно, изменяя форму. Для этого нужно всего лишь намочить и нагреть древесину, часто для таких целей используют пар под давлением.

УСТРОЙСТВА ПОШТУЧНОЙ ВЫДАЧИ

Устройство поштучной выдачи – это одна из ключевых позиций на линии сортировки, особенно если речь идет о линии сортировки сырых пиломатериалов. При поштучной выдачи штуки пиломатериалов должны размещаться между упорами оптимальным образом и к тому же эффективным с точки зрения инвестиций. Поэтому Jartek предлагает различные варианты устройств поштучной выдачи, всегда в соответствие с требованиями Заказчика.

Традиционное устройство поштучной выдачи осуществляет поштучную выдачу при сортировке по качеству до 200 штук в минуту, при сохранении разумных инвестиционных затрат.

Устройство поштучной выдачи, также как и все другое оборудование можно оснастить необходимыми для Заказчика опциями.

Автоматизация технологического процесса распиловки

Прежде чем рассмотреть процесс сортировки, целесообразно установить его место в цепи автоматизированной системы управления (АСУ) процессами обработки древесины на предприятии, то есть движения бревна от поступления на предприятие до готовой продукции. Вот как выглядит эта последовательность.

Схема распила ствола дерева.

1. Поступающий материал (бревна) регистрируют. Это могут выполнять вручную или с помощью автоматической линии приемки.
2. Торцовка и распиловка, например, на доски.
3. Сырая сортировка досок с помощью локальной линии.
4. Подача досок на специальные машины, которые формируют штабель, поступающий далее в сушильный цех.
5. Сушка досок и их движение в штабелях в пределах сушильного цеха.
6. Подача досок на линию сухой сортировки.

Далее, осуществляется формирование пакетов в соответствии с результатами сортировки.

Получается, что распределение пиломатериалов по сортам начинается после распиловки бревна, то есть из одного и того же кругляка можно получить разный по качеству материал, что и выполняет линия сухой сортировки. В технологической цепочке линия сортировки расположена после сушки.

Такое место локальной подсистемы сортировки пиломатериалов в технологической цепочке АСУ позволяет выявить выпадающие после сушки доски сучки и резче обозначить другие изъяны.

Свилеватость.

Прочность древесины является наибольшей вдоль или параллельно волокнам и наименьшей поперек волокон. Резкая свилеватость заставляет продольные напряжения растяжения или сжатия действовать в направлении поперек волокон, т. е. в направлении, где прочность дерева меньше. Лесоматериалы, имеющие значительную свилеватость, подвержены скручиванию и короблению с изменением влажности. Допустимая величина свилеватости для леса, работающего на изгиб, 1 : 20 для  древесины первого сорта и 1 : 8 для древесины, имеющей 50% прочности древесины первого сорта. Для лесоматериалов, подверженных действию продольных сил, свилеватость имеет меньшее значение, чем для леса, работающего на изгиб. Однако и в этом случае значительной свилеватости следует избегать, так как она может привести к короблению леса или к образованию косых трещин при сушке.

Особенности инновационного метода

Этот способ позволяет выявить механическую прочность продукта. Суть заключается в определении качества материала. Исследуются его механические и физические свойства.

Соответственно, потребитель пиломатериала получает возможность существенно сэкономить. Материал, имеющий высокую прочность, оценивается на рынке очень высоко. Пиломатериал, обладающий низкой прочностью, имеет худшее качество.

Новые методы

Единственный плюс – цена. Но, с учетом низкого качества, она не так важна.

Владея информацией относительно прочности продукции, мастер, работающий над несущей конструкцией, имеет возможность снизить параметры одной доски.

Это приводит к существенной экономии кубометров. Итоговая сумма, затрачиваемая на приобретение пиломатериала, будет меньше. В конечном итоге это способствует существенному понижению себестоимости всего здания.

Какую линию сортировки – отечественную, или западную стоит выбрать? Вопрос решается в индивидуальном порядке. Значение имеют следующие критерии:

• площадь установки линии;
• обслуживающий персонал (количество человек);
• функциональность;
• стоимость.

Отечественное оборудование во многом уступает западному. Основная проблема заключается в плохой функциональности. Также отечественный персонал, привыкший работать «вручную», зачастую испытывает проблемы с освоением оборудования. В результате возникают поломки, что приводит к притормаживанию всего процесса.

По всем канонам

Следует понимать, что небрежность при сортировке может повлечь не только увеличение отходов, но и в дальнейшем расширить статью трудовых и материальных затрат. Поэтому большинство предприятий пересмотрели традиционные методы сортировочного процесса и охотно «апеллируют» к современным линиям сортировки пиломатериалов. Для наглядности, упрощенного типа линии с возможностью ручной сортировки пиломатериалов обладают производительностью до 50 000 м обрабатываемых пиломатериалов в год, а унифицированные — до 120 000 м3за тот же период.

Самый типичный состав линии сортировки оснащают транспортерами разборки пакетов и удаления прокладок, транспортерами для передачи пиломатериала, транспортером для сортировки со сканером дефектов и измерителем геометрии или операторским местом для визуального контроля, триммером, карманами в комплектации с подъемными и сбрасывающими механизмами, пакетоформирующим агрегатом и рольгангами выгрузки материала. Также для централизованного управления процессами на линии сортировки применяют автоматизацию. Каким образом автоматизация влияет на рентабельность процесса сортировки, да и на производство в целом?

«Как правило, современный подход к сортировочному процессу основан на внедрении специализированного оборудования в виде программируемых логических контроллеров (ПЛК).

Большая часть нашего оборудования имеет «оптимизаторы», которые представляют собой смесь лазеров, камер и программного обеспечения. Эти оптимизаторы чаще всего используются для измерения древесины (бревна, брус, лафет, доска, ET) и определения того, как наиболее эффективно в дальнейшем переработать пиломатериал. Сочетание «Оптимизаторы и ПЛК» есть не что иное, как логичная система установления максимальной отдачи от каждого бревна, поступающего на сортировку», — повествует генеральный директор российского подразделения компании USNR Аллан Цингер (США).

Следует учитывать, что автоматическая работа оборудования является оптимальным средством получения существенной прибыли с точки зрения полной выработки обрабатываемых пиломатериалов. На мой взгляд, благодаря новым решениям в сортировке устанавливается баланс между выходом, производством, сортностью и желаемым ассортиментом продукции.

Существует же несколько сценариев судьбы забракованных досок: сорт таких досок может быть понижен, они могут быть обрезаны на специальном станке или разделены на несколько досок меньших размеров, или отправлены в рубильную машину. Щепу используют для производства такой продукции, как OSB, ДСП, или в качестве топлива для нагрева сушильных камер и прочего, но кому хочется терять свои деньги? Поэтому целесообразно провести модернизацию сортировочной линии и на месте изготовить простое оборудование и сборочные узлы, вместо того чтобы отправлять их через океан.

Каким производственным потенциалом будет обладать организация и следовать ли международным стандартам, решает непосредственно сам руководитель. Только теперешний рынок диктует свои правила, а на мировой арене извечную борьбу интересов продавцов и покупателей сдерживают «немые» слуги Фемиды.

Ориентировка на сортировку

В момент сортировки идет непосредственное распределение сортиментов на группы.

А точнее — поставлен акцент на породу древесины, ее качественные характеристики, размер (толщину, ширину и длину), степень распила (обрезные и необрезные) и назначение

От сортировочного процесса всецело зависит дальнейшее целевое использование материала, и тут важно различать качественные пороки: сучки, метик, прорость; производственные дефекты: обзол, риски, мшистость, заколы и другие; дефекты состояния: синева, сырость, трещины усушки, обесцвеченность. В столь обширном перечне показателей нельзя не отдать дань существенной теме в процессе сортировки — классификации сортов пиломатериала

По словам экспертов, несмотря на то что правила сортировки предназначены для использования на внутреннем рынке США, их знание необходимо покупателям пиломатериалов во всем мире.

Качество закупленного пиломатериала определит дальнейшие затраты и потери, связанные с производством готовой продукции

Поскольку сорт пиломатериала зависит от процентного содержания чистой древесины в каждой доске, многие из других характеристик дерева могут не приниматься во внимание при расчете чистой выработки. Именно на этот факт обращается внимание при иллюстрации основных сортов пиломатериалов

Пиломатериалы из твердой древесины обычно классифицируются по размеру и количеству отрезков (кусков), получившихся в результате обработки, которые могут далее использоваться в производстве. Правила классификации были разработаны для определения при производстве мебели процентного содержания чистой, не содержащей дефектов древесины в пиломатериале каждого сорта. Высшие сорта пиломатериалов представляют собой длинные отрезки чистой древесины, в то время как сорта Common предназначены для последующего распила на отрезки меньшего размера.

Сорта пиломатериалов высшего качества, такие как Select, больше всего подходят для столярных изделий больших размеров, например дверных рам и материалов для отделки помещений, а также использования в производстве крупных предметов мебели.

Сорта Common №1 и Common №2 наиболее подходят для производства кухонных шкафов и прочих предметов мебели, а также деревянных полов, в том числе паркетных. Отметим, что повторно распиленные заготовки древесины сортов Common идентичны по качеству заготовкам древесины высших сортов, но имеют меньший размер (как по длине, так и по ширине).

Строительные пиломатериалы.

Этот сорт леса включает в себя пиломатериалы толщиной менее 125 мм, предназначенные для использования на строительстве. Они имеют обычно стандартные размеры и не классифицируются по допускаемым напряжениям. Строительные пиломатериалы делятся в зависимости от сечения и длины без учета возможного использования на поделки, причем в основу такого деления положено общепринятое назначение материалов определенного размера. Имеется хорошо разработанная классификация пиломатериалов для гражданского строительства.

Строительная древесина. Эта категория охватывает пиломатериалы относительно крупного размера, подобранные так, чтобы рабочее сечение было поставлено в наиболее выгодные условия работы. Такие пороки древесины, как сучковатость, свилеватость, морозобойные и мети- ковые трещины, снижают прочность лесоматериалов, однако их влияние зависит от способа нагрузки дерева. Строительные пиломатериалы для более эффективного их использования в зависимости от размера и назначения делят на три основные категории.

Лафетник и половые доски представляют собой пиленый лес толщиной от 5 до 10 см и шириной 10 см и более, отобранный по условию сопротивления изгибу при установке на ребро при применении в качестве балок или плашмя при использовании в качестве половых досок.

Балки и брусья — пиленый лес прямоугольного сечения размером 12,5 х 20 см и более, прочность которого оценивается по условиям сопротивления изгибу при установке на ребро.

Стойки и бруски — пиленый лес квадратного или почти квадратного сечения размером 10 х 10 см и более, идущий главным образом на стойки и подпорки, так что важнейшим качеством является сопротивление сжатию параллельно волокнам. Однако пиломатериалы этого сорта можно применять для различных целей, когда сопротивление изгибу не является решающим. Подмости и кружала, как правило, изготовляются из таких брусков.

Ниже приводятся основные понятия о допускаемых напряжениях и об основных пороках древесины.

Видео по теме

Предлагаю посмотреть тематический небольшой двухминутный ролик — работа автоматической линии сортировки.

«Метрические старты» в области сортировки пиломатериалов в России начались еще в 1990-х, когда рыночные отношения в который раз «прорубили окно» в экономику страны.Для одних промышленников тогда мировой рынок представлялся некой панацеей, для других — «тираном», попирающим традиционные подходы хозяйствования.

И каким бы в тот период болезненным ни был переход, сегодня не теория, а практика движет современными руководителями деревообрабатывающих предприятий. В поле зрения каждого участника индустрии лесопереработки — выпуск продукции, с минимумом рекламаций от зарубежных потребителей, и аккурат сортировка считается переломным моментом для последующего перерождения древесины в новую, совершенную форму.Переработка древесины сопряжена, как правило, со множеством операций, но ни одна из них не удостоилась столь обширной полемике в мировых кругах, как сортировка. А все дело в расхожести нормативно-документальной базы стандартизации на межгосударственном уровне, и то, что приемлемо в рамках одной страны, вполне может стать камнем преткновения при заключении сделки в другой.

Основные допускаемые напряжения.

Этим термином принято обозначать допускаемые напряжения для свежесрубленного леса, не имеющего дефектов, снижающих прочность, и применяемого в условиях, где невозможно гниение древесины. В дальнейшем в принятые значения допускаемых напряжений вносились поправки в зависимости от прочности различных пород леса и делались допущения на длительность действия прилагаемых усилий.

В значения основных напряжений закладывается также некоторый коэффициент запаса. Допускаемые (рабочие) напряжения для различного сортимента торговых лесоматериалов получаются путем умножения значений основных допускаемых напряжений на соответствующий коэффициент, характеризующий прочность или зависящий от размеров сечения сортимента. Коэффициент прочности какого-либо сортимента характеризует его прочность с учетом максимально допустимого числа и размеров сучков, размеров свилеватости и величины трещин в свежей древесине.

Определение влажности пиломатериала

Когда осуществляется монтаж, очень важно не только определиться с сортом пиломатериала, но и с уровнем его влажности. Причем уровень влажности нужно определить в процентном отношении

Для определения уровня влажности древесины есть несколько способов.

Для того чтобы определить уровень влажности с максимальной точностью, рекомендуется воспользоваться специальным прибором, который называется электровлагомером. Такой прибор устроен таким образом, что нужно вставить металлическую иглу в дерево, потом пускается ток, который идет по специальным проводам, соединенным с иглой. Так измеряются самые разные части пиломатериала, и уровень влажности можно определить до одной сотой процента.

Схема распила бревна с размерами.

Если такого прибора под рукой нет, то уровень влажности древесины без особого труда можно определить «на глаз». Для этого нужно просто провести по пиломатериалу рубанком, сняв несколько стружек. Потом стружку нужно зажать в руке. Если стружка легко ломается, значит, уровень влажности достаточно низкий, поэтому такую древесину можно использовать для монтажа и хранения.

В том случае если стружка просто мнется в руке и никаких особых повреждений при этом не наблюдается, значит, древесина нуждается в дальнейшем досушивании. Однако нужно учитывать то обстоятельство, что чрезмерная пересушка древесины тоже ни к чему хорошему не приводит.

Если сделать заготовки из пересушенного пиломатериала, то они очень скоро попросту начнут крошиться, на них появляется большое количество трещин. В подобные заготовки не рекомендуется закручивать шурупы и болты, так как они могут быстро сломаться.

Нужно учитывать, что определение уровня влажности такой продукции без специальных приборов возможно только в том случае, если есть некоторый опыт работы с деревом. Для этого нужно знать ее плотность и уровень естественной влажности.

При определении сорта пиломатериала не стоит пренебрегать оценкой уровня влажности, так как именно из-за этого пиломатериалы могут прийти в негодность через самое непродолжительное время.

В завершение следует отметить, что такую продукцию рекомендуется приобретать у производителей, так как у них в большинстве случаев она хранится должным образом.

Хранение осуществляется при очень строгом климат-контроле. Что касается поставщиков, то они нередко нарушают правила хранения такого материала, что приводит к значительному ухудшению эксплуатационных качеств. К сортности пиломатериалов нужно относиться внимательно.

Нормативные требования

Исходя из характеристик пиломатериалов и выдвигаемых к их свойствам требований, разработана нормативная база, на которую опираются производители древесины. Вся подробная информация о сортности пиломатериалов указана в ГОСТах.

ГОСТ содержит следующие характеристики пиломатериалов:

1. Сорта. Доски и бруски делятся на 5 сортов, а брус на 4.
2. Шероховатость. Указывает на максимально допустимую величину неровностей на поверхности древесины, отдельно описана для каждого класса.
3. Влажность. Влажность древесины от 1 до 3 сорта не должна превышать 22%, для материалов низших классов допустимый показатель влажности не регламентируется.

Дополнительными характеристиками, указанными в ГОСТе, являются количество сучков, их тип и состояние, наклон волокон, наличие гнили, грибка, участков повышенной влаги и различных оттенков.

Опираясь на показатели ГОСТа можно с высокой точностью определить сорт пиломатериалов.

Автоматизация процесса сортировки пиломатериалов

В процессе изготовления доски сортировка выполняется дважды: до сушки и после нее.

При подготовке к сушке выполняют частичную обрезку досок для устранения пороков на их концах. Доски сортируют по породам дерева и по размерам поперечных сечений. После сушки их сортируют по качеству и на последнем этапе осуществляют деление по длине.

Деление по размерам поперечных сечений необходимо для формирования однородных сушильных пакетов, которым подбирают соответствующий режим и длительность сушки. Толщину и ширину измеряют в любом месте доски, но не ближе 150 мм от ее торцов. Для низкосортных досок пакеты могут формировать только с учетом их толщины.

Схема сушки пиломатериалов.

На этой стадии оператор линии, получив данные о размерах, направляет изделие в соответствующий накопитель, в котором создается заданное их количество, после чего накопитель открывают и материал по конвейеру направляют в сушильный цех. В цеху формируют сушильные пакеты.

Деление пиломатериала по качеству может осуществляться контролером при нахождении досок на торцовочных столах в распиловочном цеху. Однако на столах более 7-8 досок в минуту контролер отсортировать не сможет.

Основное деление выполняют на транспортировочных конвейерах. Контроль осуществляется несколькими рабочими-контролерами. Они располагаются последовательно вдоль конвейера и вручную изменяют направление движения досок в соответствующий накопитель.

Такой метод далек не только от автоматического, но и автоматизированным его назвать нельзя.

Об автоматизации процесса можно говорить, если во время движения по конвейеру доску разворачивает так, что оператор имеет возможность осмотреть доску со всех сторон и, решив, к какому сорту отнести, направить ее в соответствующий накопитель. Для этого на конвейере имеются шибера, которыми он и управляет.

Оператор может по своему усмотрению изменить сортность доски. Иногда бывает так, что с учетом всей длины доска соответствует 3-му классу. Но имеется участок достаточной длины, в котором количество дефектов соответствует требованиям более высокого класса.

Понятно, что такой способ деления по сортам малоэффективен и пригоден только для производств с небольшим объемом выпускаемой продукции. Для крупных лесопильных предприятий экономически выгодно создавать автоматические линии.

https://youtube.com/watch?v=EeLi_d0chWQrel%3D0%26amp%3Bcontrols%3D0%26amp%3Bshowinfo%3D0

Технология производства

Технология производства пиломатериалов практически не отличается в зависимости от сорта древесины, типа пиломатериалов и размеров предприятия.

Затем следует первичная обработка. Кругляк очищается от коры, веток, больших сучков и других включений. Часто лес продается уже очищенным. Очищенные бревно можно распиливать. Тип распила зависит от размеров бревна, качества древесины и желаемого конечного продукта. После распила полученный материал сортируют по качеству и назначению. Шлифуются продольные и широкие стороны обрабатываются кромки (кромкой называется сторона пиломатериала). Затем наступает процесс просушки элементов пиломатериалов и продукт готов к реализации.

Оборудование для производства пиломатериалов имеет не менее важную роль. От его разнообразия и производительности зависит эффективность производства и разнообразие полученного ассортимента

Очень важно полноценно обучить персонал для работы со станками, так как из-за неопытности они могут часто выходить из строя и быстро изнашиваться. Станки нужно вовремя обслуживать и своевременно заменять изношенные детали

Также важно следить за соблюдением техники безопасности, так как изготовление пиломатериалов очень опасное занятие.

О сортах круглого леса и пиломатериалов

Изначально кругляк, в зависимости от породы дерева, делят на две группы: хвойные и лиственные. Следующей ступенью является деление по толщине. Для обеих групп лесоматериалов по толщине предусмотрено три вида: мелкие, средние и крупные.

По виду обработки кругляк делят на четыре группы. Его можно:

1. Использовать в круглом виде.Превратить в древесную массу или переработать на целлюлозу.Превратить в шпон путем лущения или строгания.Превратить в пиломатериалы.

Пиломатериалы делят на четыре сорта:

Изображение 1. Схема раскряжевки хлыстов.1 сорт получают из комлевой части бревна, в которой практически нет сучков;2 сорт получают из комлевой и срединной части, имеющих небольшое количество сучков;3 и 4 сорт можно получить из любой части бревна;в отдельную категорию выделен наивысший, отборный сорт.Сорт в процессе сортировки пиломатериалов определяется:для доски — по худшей ее стороне или кромке;для бруса или бруска — по худшей стороне.Из какой части спиленного хлыста какой сорт пиломатериала можно получить, понятно по изображению 1.Основными признаками сортности являются следующие:сучки;грибная окраска и гниль;химическая окраска;следы, оставленные насекомыми;растрескивания и деформация;последствия нарушения формы ствола;изъяны строения древесины;раны;естественные (нормальные) отложения древесины;дефекты обработки и транспортировочные повреждения.В процессе сортировки пиломатериалов в результате каждый сорт должен соответствовать конкретным требованиям по отсутствию изъянов. Укажем только на требования относительно сучков и трещин.Таблица сортов сырьевого лесоматериала и стволовой древесины.Отборный сорт.Никакие пороки, кроме сучков, не допускаются.

Сучков может быть не более 2 на 1 м длины. На ребрах досок допускаются части сучка, размер которых не превышает 20 % его диаметра.1 сорт.Не должно быть сучков, диаметр которых превышает 10 мм, сучков, которые могут в любой момент вывалиться, и впадин, оставшихся от уже выпавших сучков. Общая длина трещин (не сквозных) не должна превышать четверти длины материала.2 сорт.

Не должно быть выпадающих сучков и здоровых сучков, диаметр которых превышает 20 мм.Общая длина трещин (не сквозных) не должна превышать трети длины материала.3 сорт. Допускаются практически все пороки.4 сорт. Пороки определяют не для конкретного изделия, а на 1 м3материала.