Раскрой бревна: способы распиловки, определения

Виды пиломатериалов и способы распиловки

В процессе лесопиления вырабатывают различные пиломатериалы, которые подразделяются на виды, рассмотренные ниже.

Пластины – пиломатериал, получаемый путем продольного распиливания бревен пополам.

Четвертины – пиломатериал получается путем продольного распиливания пластин в радиальной плоскости на две части.

Брусья – пиломатериалы толщиной и шириной более 100 мм. По числу пропиленных сторон брусья бывают двух-, трех- (ванчесы) и четырёхкратные; по форме поперечного сечения — остро- и тупокантные. Острокантные брусья имеют квадратную или прямоугольную форму без обзола на нижнем торце; на верхнем торце допускаются обзолы, образующие тупые углы. Тупокантные брусья имеют на торцах обзолы, т. е. оставшуюся часть поверхности бревна.

Бруски получают путем продольного распиливания толстых досок и имеют толщину до 100 мм, ширину не более двойной толщины, т. е. до 200 мм (за исключением авиационных).

Доски – пиломатериалы толщиной до 100 мм, шириной более двойной толщины. Их получают путем распиливания бревна в продольном направлении по нескольким параллельным плоскостям.

Обапол – пило продукция, получаемая из боковой части бревна и имеющая одну пропиленную, а другую не пропиленную или частично пропиленную поверхности.

Шпалы – пиломатериалы в виде брусьев, предназначенные для укладки под рельсы железных дорог. Бывают обрезные, имеющие четыре опиленные грани (пласти), обычно с обзолом на двух сторонах, и необрезные, имеющие две опиленные грани.

Переводные брусья для стрелочных переводов изготавливают в поперечном сечении по типу шпал; они отличаются длиной и шириной верхних и нижних пластей.

По характеру обработки пиломатериалы подразделяются на обрезные пиломатериалы, у которых обе кромки пропилены по всей длине или каждая из них пропилена не менее чем на половину длины, и необрезные пиломатериалы, у которых кромки совершенно не пропилены или пропилены менее чем на половину длины. Обе пласти как в обрезных, так и в необрезных пиломатериалах должны быть пропилены по всей длине.

Пиломатериалы общего назначения подразделяются на тонкие, толщиной до 32 мм, и толстые, толщиной 35 мм (лиственные), 40 мм (хвойные) и более.

Рис. 1. Виды пиломатериалов:

1 — пластина; 2 — четвертина; 3 — двухкантный брус; 4 — трехкантный брус; 5 — четырехкантный брус; 6 — брусок; 7 — необрезные пиломатериалы; 8 — горбыль; 9 — брусковая шпала; 10 — обрезная шпала

По количеству одновременно работающих в станке пил различают индивидуальную и групповую распиловку бревен.

Индивидуальная распиловка на пиломатериалы предусматривает последовательное отпиливание от бревна одной пилой по одной доске, а групповая — распиливание бревен одновременно несколькими пилами с получением нескольких досок. Групповая распиловка наиболее производительна, поэтому имеет широкое применение в средних и больших лесопильных производствах, соответственно, индивидуальная распиловка применяется на небольших производствах.

Индивидуальная распиловка бревен возможна и при одновременной работе двух пил, если они являются передвижными и могут менять взаимное расположение по задаваемой программе.

Способы распиловки бревен

рис. 2.а – распиловка бревен на пиломатериалы вразвал нечетным поставом;

рис. 2.b – распиловка бревен на пиломатериалы вразвал четным поставом;

Способы распиловки бревен различаются также по схемам раскроя. Наиболее распространенной является распиловка вразвал (рис. 2.a, 2.b), при которой бревно пропускают через лесопильную раму один раз и распиливают на несколько необрезных досок. По местоположению в бревне различают сердцевинные 1, центральные 2 и боковые 3 доски.

На рисунках 2.а и 2.b цифри обозначают: 1 – сердцевинная доска; 2 – центральные доски; 3 – боковые доски; 4 – горбыли

рис. 3.a – распиловка бревен на пиломатериалы вразвал с брусовкой, первый проход;

рис. 3.b – распиловка бревен на пиломатериалы вразвал с брусовкой, второй проход;

При распиловке с брусовкой (рис. 3.a, 3.b) бревно через лесопильную раму пропускают дважды. При первом проходе из средней части бревна выпиливают двухкантный брус и из боковых частей необрезные доски. При втором проходе через раму пропускают брус, из которого получают в пределах пропиленных властей бруса обрезные доски и из боковых частей необрезные доски.

Имеются и другие способы распиловки: круговой (рис. 4), брусово-сегментный (рис. 5), развально-сегментный (рис. 6), секторный (рис. 7). Их применяют в тех случаях, когда необходимо получить пиломатериалы, отвечающие специальным требованиям в отношении расположения пластей к направлению годовых слоев древесины.

рис. 4 – круговой распил бревен на пиломатериалы;

рис. 5 – брусово-сегментный распил бревен на пиломатериалы;

рис. 6 – развально-сегментный распил бревен на пиломатериалы;

рис. 7 – секторный (a – тангенциальный, b – радиальный) распил бревен на пиломатериалы;

Использование пиловочного сырья.

Полезный выход пиломатериалов определяется процентным отношением объема полученных пиломатериалов к объему распиленного сырья. При отклонении в подборе диаметра бревен от диаметра для заданного постава объемный выход пиломатериалов уменьшается по сравнению с расчетным на величины, приведенные в таблице 1.

Таблица1. Величины снижения выхода пиломатериалов

Выход пиломатериала уменьшается:

на 0,7 % при распиловке одним поставом бревен двух четных диаметров;

на 0,7 % при применении пил толщиной 2,2 мм вместо 2 мм;

на 0,1 % при отклонении средней толщины досок в поставе от оптимальной на каждый миллиметр отклонения;

от 8 до 23%, в зависимости от характера и степени кривизны; при распиловке бревен с разносторонней кривизной трудно обеспечить выгодные условия выхода; потери на кривых бревнах увеличиваются с уменьшением диаметра бревна.

При разности между длиной большой и малой осей эллипса (овальности поперечного сечения бревна) 4 см выход чисто обрезных пиломатериалов понижается на 2. 3 % от объема сырья. Такие бревна следует распиливать в направлении по большей оси эллипса.

Выход пиломатериала возрастает в следующих случаях: при увеличении объема распиловки с брусовкой каждый процент брусовки увеличивает общий выход на 0,04 %, в том числе досок на 0,025 %, каждый процент необрезных пиломатериалов — на 0,15%, каждый процент пиломатериалов с допуском обзола по нормам III сорта — на 0,06%; при распиловке нечетным поставом по сравнению с четным — на 1 %; при выпиловке на рамах вместо тонких досок более толстых кратных толщин с последующим делением их на ребровых станках — до 3 . 5 %.

Технологический процесс лесопиления.

В состав операций лесопильного цеха входят подготовка сырья, подача бревен в лесопильный цех, навалка на впередирамные тележки и ориентация бревна на поставе, подача в лесопильную раму и распиловка на рамах первого и второго ряда, обрезка необрезных пиломатериалов. За пределами цеха пиломатериалы сортируют по сечениям, формируют сушильные пакеты, производят сушку, контроль качества, торцовку и маркировку, сортировку по сортам и длинам, формирование транспортных пакетов.

Наиболее распространенными технологическими процессами в лесопильных цехах являются: раскрой хвойного пиловочного сырья с брусовкой на обрезные пиломатериалы; раскрой сырья хвойных и лиственных пород вразвал с последующей обрезкой досок по ширине; раскрой сырья хвойных и лиственных пород вразвал на необрезные пиломатериалы.

При раскрое сырья на пиломатериалы выделяют такие операции: продольную распиловку бревен и брусьев на доски; раскрой и обрезку досок по ширине; раскрой досок по длине (торцовку досок)

Для переработки бревен на пиломатериалы и технологическую щепу применяют фрезернопильные станки. При формировании бруса методом фрезерования их горбыльной части используют фрезерно-брусующие станки.

Раскрой бревна, способы раскроя бревен

При выработке пиломатериалов бревна раскраиваются в продольном направлении. По числу пил, одновременно участвующих в процессе, различают индивидуальный и групповой виды раскроя бревен.

Индивидуальная распиловка осуществляется последовательно одной пилой; каждый рез назначается с учетом особенностей распиливаемого бревна.

При групповом раскрое бревна раскраиваются несколькими пилами одновременно. Данный вид раскроя имеет широкое применение и является более производительным.

Способы раскроя бревен обусловлены размером и качеством продукции, а также техническими требованиями к ней. Различают раскрой с ориентацией пропила относительно годичных слоев: радиальную — по радиусам годичных слоев, тангенциальную по касательным к ним, а также раскрой параллельно щей бревен для получения пиломатериалов с минимальны наклоном волокон, что необходимо при производстве лыж.

В условиях массовой выработки пиломатериалов используют два основных способа раскроя бревен — вразвал и с брусовкой. При раскрое бревен вразвал бревно пропускается один раз так, что плоскости всех пропилов параллельны между собой. В результате, получаются необрезные доски и два горбыля. Данным способом распиливают почти все сырье лиственных пород и часть хвойных пород — тонкомерные бревна диаметром 14. 16 см.

Раскрой бревен с брусовкой осуществляется в два этапа (прохода). Сначала из бревна получают двухкантный брус, необррезные доски и два горбыля (первый проход). Затем брус распиливается в продольном направлении перпендикулярно его пропиленным пластям на обрезные и необрезные доски (второй проход). При раскрое толстомерных бревен диаметром 40 см и более на первом проходе возможна выпиловка нескольких брусьев. С брусовкой раскраиваются почти 60 % всего сырья, в основном хвойного, диаметром 18 см и более.

Преимущества раскроя бревна с брусовкой перед раскроем бревна вразвал заключаются в том, что она увеличивает процент выхода спецификационных обрезных пиломатериалов, позволяет получать обрезные доски одной ширины и лучшего сорта за счет использования качественных зон бревна. Недостатком является необходимость двух лесопильных станков, что увеличивает площадь цеха.
Кроме данных способов раскроя бревен существуют специальные. Секторный — характеризуется тем, что бревна диаметром 26 см. и более распиливаются на секторы, а затем каждый сектор в отдельности раскраивается на радиальные или тангенциальные пиломатериалы. Число секторов может быть от 4 до 8, в зависимости от диаметра бревна.

При развально-сегментном способе раскроя бревен из средней части бревна диаметром 26 см и более получают два сегмента и несколько необрезных досок. Затем каждый сегмент раскраивается на радиальные полуобрезные доски.

Брусово-сегментный способ раскроя бревен отличается от предыдущего тем, что из средней части бревна выпиливается брус, а полученные сегменты раскраиваются на тангенциальные пиломатериалы.

Круговой способ раскроя бревен заключается в последовательном повороте бревна на 90° после отпиливания нескольких параллельных досок. Данный способ относится к индивидуальным и позволяет отделить здоровую древесину от пораженной, особенно в случаях с гнилью и ложным ядром.

Каждый способ раскроя бревна представляется в схемы, носящей название постава, на которой показаны порядок и место пропилов, их толщина. А понятие «постав пил» подразумевает набор пил в станке при групповой распиловке. Расстояниемежду пилами определяется толщиной межпильных прокладок, которая (дается с учетом толщины пиломатериала.

По расположению пропилов относительно оси постава – линии параллельной линии пропилов и проходящей через центр вершинного торца бревна, — постав может быть симметричным и нессиметричным. При симметричном поставе пропилы попарно симметричны относительно его оси, при несимметричном – пропилы нессиметричны.

По числу досок постав может быть четным или нечетным. В нечетных симметричных поставах сердцевина бревна попадает в среднюю доску — сердцевинную, в четных симметричных поставах сердцевина попадает в центральный пропил между двумя центральными досками.

Постава составляют и рассчитывают до распиловки. Изменяя их, можно изменять размеры, качество и выход пиломатериалов. Поэтому существуют постава максимальный — для обеспечения наибольшего объемного выхода пиломатериалов — и оптимальный для наибольшего выхода спецификационным пиломатериалов которые могут быть одинаковыми при определенных условиях.

При переработке сырья одной из основных задач является сокращение отходов и потерь, которые зависят от технологических факторов оценки степени и рациональности использования сырья служат объемный, посортный и спецификационный выходы пиломатериалов, посортный состав пиломатериалов, коэффициент комплексного использования сырья, а также баланс древесины.

Объемный выход — это отношение объема полученной продукции к объему распиленного сырья.

Посортный выход — это выход пиломатериалов по сортам к объему распиленного сырья.

Спецификационный выход — это отношение объема спецификационных пиломатериалов к общему объему полученной пилопродукции.

Посортный состав — это доля каждого сорта и сортимента пиломатериалов в их общем объеме. Коэффициент комплексного использования сырья учитывает отношение суммарного объема пиломатериалов, другой пилопродукции, технологических отходов, реализованных на сторону или использованных для выработки тепла и энергии, к распиленного сырья.

Баланс древесины — это распределение древесины при переработке и распиловке по видам продукции, отходов и потерь отражает рациональность использования древесины и зависит от способов распиловки, размеров и качества сырья, назначения пилопродукции и т.д. Расчет баланса — это определение объемов и процентного соотношения пиломатериалов, технологи щепы, опилок, кусковых отходов и усушки.

К отходам относятся опилки, рейки, горбыли, торцовые срезки, а также вырезки участков с дефектами. Объем древесины в виде опилок зависит от толщины пил, величина остальных отходов зависит от размеров и форм бревен, а также от способа их раскроя.

К потерям относят припуски на усушку древесины, которая меняет свои поперечные размеры с изменением влажности. Припуски на усушку составляют 5. 6 % от объема распиливаемого сырья.

Раскрой бревна на ленточной пилораме

Основной целью распиловки древесины является получение качественных пиломатериалов с минимальным количеством отходов. Наиболее популярный метод – пилить кругляк на ленточной пилораме. Это оборудование позволяет производить продольные и смешанные материалы разной толщины. Для того чтобы правильно пилить на раме ленточного типа необходимо изучить правила раскроя и следовать выбранной технологии.

Раскрой пиломатериалов

Перед началом раскроя на ленточной пилораме бревна необходимо сделать предварительные расчеты. Необходимо учесть направление режущих поверхностей, качество древесины, количество и размер будущей продукции. Неоднородность материала может усложнить задачу. Поэтому для избежания брака предварительно разрабатывают схему распила ствола дерева.

После того как бревно закреплено на полотне пилорамы составляется расчет по количеству будущей продукции. Для этого производят следующие замеры:

• Дерево мысленно делят на 4 части и осматривают каждую отдельно. Качественной считается грань без дефектов, признаков плесени, сколов и повреждений от насекомых. Из нее делают самые лучшие материалы. Бруски часто напиливают из доски, вырезанной на худшей стороне бревна.
• На линейке пилорамы выставляют размер диаметра заготовки. К этой величине добавляют высоту выпуклости. Она представляет собой разницу диаметров между вершиной и комлевой частью.
• Рулеткой измеряют высоту верхушки дерева. Отталкиваясь от этой величины, рассчитывают первоначальный размер будущих материалов, включая прибавку на распил 2-5 мм.
• Далее, поворачивают бревно на 90 0 и производят аналогичные вычисления.
• Заготовку поворачивают таким образом, чтобы при распиле получилось наименьшее количество горбыля.

После того как произведены все необходимые замеры, и составлена карта раскроя бревна, определяются с технологией распиловки.

Типы распила бревна

Перед распиловкой круглого леса делают продольные срезы по бокам бревна, реже со всех сторон. Получившийся горбыль используют для производства двухкантного бруса и необрезной доски.

Меняя направление пилы по отношению к годовым кольцам на бревне можно получить пиломатериалы с уникальным рисунком. Качество таких досок будет отличаться. Этот момент учитывается при составлении схемы распила бревна.

Существуют следующие виды распилов:

• Радиальный. Распил делается перпендикулярно рисунку колец. Разрез ценится тем, что получается доска с однородной текстурой и цветовой гаммой. Она имеет повышенную устойчивость к влажности и усушке. Такой материал считается самым качественным
• Тангенциальный. Распил бревна производится параллельно или по касательной линии относительно годовых колец. Полученные доски отличаются низким качеством, но при этом имеют интересный рисунок. Материалы чувствительны к повышенной влажности, их использование рекомендуется в сухих условиях.
• Рустикальный. Разрез выполняется под различными углами относительно бревна. Доска содержит различные дефекты в виде сучков и заболонь. Отличается средними показателями усушки и разбухания от влажности.
• Поперечный. Разрез осуществляется по центру дерева поперек волокон. Доска имеет рисунок в виде среза годовых колец. Отличается низким качеством.

Для того чтобы получить наибольшее количество материала с минимальными издержками можно воспользоваться специальными программами или таблицей раскроя бревна на ленточной пилораме.

Настройка пилорамы

Для того чтобы работа на пилораме была эффективной, необходимо регулярно проверять и настраивать все важные механизмы оборудования.

В процессе эксплуатации необходимо контролировать следующие моменты:

• Натяжение полотна. Ленточную пилу рекомендуется использовать не более 2 часов непрерывно. При перегреве полотно снимают и оставляют отдыхать на 24 часа.
• Разводка пилы. Для получения качественного распила необходимо постоянно проверять этот параметр. Оптимальной считается разводка, когда соотношение опилок и воздуха между бревном и пилой составляет 3:1.
• Скорость работы пилорамы. Если пилить бревна с высокой скоростью получится более качественный срез, но при этом сокращается срок эксплуатации ленточной пилы. Лучше всего не превышать 1/2 допустимого значения.
• Для увеличения срока эксплуатации механизмов ленточной пилорамы необходимо использовать смазку для ленточных пил. Оптимальный состав включает в себя смазочное масло для бензопил и солярку в пропорции 1:1. Раствор наносится в небольших количествах на обе стороны полотна.

После проверки и наладки механизмов ленточной пилы приступают к подготовке древесины.

Подготовка к работе

Перед началом работы рекомендуется отсортировать деревья, в зависимости от их назначения. Необходимо очистить их от грязи, удалить сучки и гвозди. Сортировка производится по следующим критериям:

• диаметр ствола;
• кривизна;
• количество сучков, различных дефектов;
• диаметр ядра.

Непосредственно перед распилом необходимо:

• Проверить качество креплений и соединений деталей.
• Проверить наличие заземления.
• Произвести смазку поверхностей, подверженных трению.
• Проверить правильность установки ленточной пилы.
• Проверить движение ленты на холостом и обратном ходу.
• При необходимости изменить стрелу пилы, передвинув ролик с левой стороны на 5-10 см.

Бревно, подготовленное таким образом к распиловке, устанавливают на раму и надежно закрепляют зажимами. Необходимо убедиться, что оно свободно перемещается между направляющими.

Технология распила

При выборе технологии распиловки бревна на доски учитываются характеристики и размеры древесины. Существует три способа работы на ленточной пилораме:

• Пиление в развал. Дерево распиливают по прямой линии до конца без переворота. На выходе получают необрезные доски. Минусом является низкое качество полученного материала и большое количество отходов. Полученные доски необходимо дополнительно обрезать. В процессе эксплуатации есть большая вероятность их растрескивания.
• Пиление по кругу. После первого распила бревно переворачивается на другую грань. Обычно практикуют пять переворотов. Способ позволяет производить распиловку бревна по размерам с минимальным количеством отходов. В качестве минуса такого способа можно выделить низкую скорость производства.
• Пиление бруса. Основная часть распиловки бревна осуществляется по кругу. Центральная часть выпиливается в форме бруса. Для этих целей, как правило, используют самые большие бревна.

Технологический процесс распила включает в себя размер доски и поворот бревна.

Поворот бревна

После того как полотно пилорамы достигло отметки нужной высоты, ствол переворачивают. Непропиленный материал замеряется, делаются расчеты для его использования. Далее бревно поворачивают на 90 0 и повторяют замеры. При расчетах важно не забывать делать припуски на распил.

Первый пропил

Существует два варианта начала распила дерева в зависимости от выбранной грани:

• Начать пилить с самой плохой части. В этом случае не нужно учитывать наклон ствола. При распиливании этой грани получаются доски небольшой длины и большое количество необрезного материала.
• Начать пилить с самой лучшей части. В этом случае бревно необходимо установить таким образом, чтобы пила располагалась параллельно коре дерева.

Так как в первом варианте лучшая часть ствола скрыта, то при дальнейшей распиловке возможны погрешности. Этот способ больше подходит при работе с древесиной невысокого качества.

Переворот бревна

В процессе работы на пилораме бревно переворачивают согласно схеме раскроя. Переворот осуществляется двумя способами:

• Переворот на 180°, в этом случае получают необрезные доски.
• Переворот на 90°, дает необрезные и полуобрезные доски.

С помощью первого способа можно получить более широкие доски. Второй способ более удобен, так как под этим углом легче переворачивать бревно.

Распространенные ошибки и способы исправления

В таблице ниже приведены наиболее часто встречающиеся сложности в работе и способы их устранения.

Распиловка на ленточной пилораме является одним из важных этапов лесозаготовки. Качество полученной продукции напрямую зависит от выбранной схемы, организации работы и подготовки оборудования.

3.3 Способы раскроя брёвен на пиломатериалы

Для получения пиломатериалов брёвна раскраиваются, то есть делятся вдоль оси на части пилами для продольного пиления (рамными, круглыми и ленточными). При этом распиловка ведётся либо одной пилой, либо группой пил.

Во втором случае в работе участвуют не менее двух пил, иногда их число доводится до 16…20. Этот способ называют групповой распиловкой. Групповая распиловка характерна для лесопильных рам, реже для круглопильных станков.

Если при распиловке делается только один рез и отделяется только одна часть бревна, такая распиловка называется индивидуальной. По этому способу используются ленточнопильные или круглопильные станки.

Индивидуальная распиловка позволяет лучше использовать древесину с учётом особенности различных частей бревна.

Групповая распиловка применяется для сырья малых и средних диаметров, однородного по строению и малоценного (хвойные и мягкие лиственные породы).

Пропилы в бревне могут быть расположены либо параллельно волокнам древесины, что соответствует направлению образующей бревна (по сбегу), либо, что чаще всего, под некоторым углом к направлению волокон и параллельно оси бревна (характерно для групповой распиловки).

По отношению к годичным слоям пропилы могут быть радиально направленными, по касательным к годичным слоям, либо занимать промежуточное положение.

Распиловку со строго определённым направлением пропилов называют ориентированной. Пиломатериалы ориентированной распиловки получают различные дополнительные свойства (радиальные пиломатериалы – повышенное качество). Направление пропилов может являться значительным дополнительным фактором, обеспечивающим повышение качества пиломатериалов. Наибольший выход пиломатериалов ориентированной распиловки можно получить при индивидуальном способе раскроя.

Выбор и обоснование того или иного способа распиловки круглых лесоматериалов определяется экономическими показателями. Главнейший из них – выход конечной продукции.

Под выходом пилёной продукции понимается отношение объёма полученной продукции к объёму затраченного на неё сырья:

, (10)

где – коэффициент выхода готовой продукции;

– процент выхода пиломатериалов;

– объём продукции, получаемой из сырья;

– объём сырья, затраченного на выработку данной продукции.

Раскрой бревна на пиломатериалы осуществляется совокупностью пропилов. Ее легко представить проекцией бревна на плоскость, перпендикулярную продольной оси бревна. Бревно принимаем за правильное геометрическое тело, вращающееся вокруг оси.

Основные способы раскроя лесоматериалов на пилопродукцию (рис.5):

Распиловка при развальном способе производится параллельными плоскостям пропилами, получаются необрезные доски, при этом средние – радиальной распиловки; крайние боковые – тангенциальной, остальные – смешанной, горбыли и технологическая щепа. Распиловка вразвал применяется для получения необрезных досок сравнительно коротких длин, заготовок для получения обрезных досок тонкомерных брёвен, так как другие способы дают сильное уменьшение ширины досок.

Характерно, что при обрезке необрезных досок, занимающих одно и то же место в схеме раскроя, практическая ширина доски будет различная (так называемое «рассеивание») из-за неправильности формы брёвен, неточности обрезки досок и подбора брёвен в поставе.

Рис. 5. Способы раскроя бревен: 1 – развальный; 2 – брусово-развальный; 3 – сегментный; 4 – секторный; 5 – круговой

По этой причине затруднительно выполнение заказов на пиломатериалы заданной ширины.

Распиловка брусовым способом производится следующим образом: вначале из бревна выкраивают двухкантный брус и боковые доски. В дальнейшем полученный брус раскраивается на доски, причём все средние доски получаются чистообрезными одной ширины, равной толщине бруса. Последующая переработка необрезных досок осуществляется по аналогии с досками развального способа.

Так как количество обрезных досок из одного бревна составляет 65…70 % от объёма всех досок, то легко выполняются заказы на пиломатериалы определённой ширины.

Брусово-развальный способ позволяет вырабатывать продукцию с высокой степенью завершенности (40 % пиломатериала – обрезные) и более высоким, по сравнению с развальным способом, качественным выходом пиломатериала.

Сегментный способ заключается в том, что из средней части бревна выпиливается брус или несколько досок, а с боковых сторон получаются две пластины, имеющие в поперечном сечении вид сегмента. В дальнейшем сегменты могут быть распилены различными способами для получения преимущественно радиальных или тангенциальных пиломатериалов.

Сегментный способ с получением радиальных пиломатериалов широко применяется для получения резонансных пиломатериалов при диаметре бревен 30 см.

Распиловка сегментным способом может производиться как групповым, так и индивидуальным методами. При распиловке каждого сегмента отдельно получается хорошее качество распиловки, так как имеется базовая поверхность в виде плоскости.

При секторном способе кряж раскраивается на четыре части или более, каждая из которых в поперечном сечении имеет вид сектора. При групповом методе выкраивается четыре сектора, при индивидуальном – более.

Секторный и сегментный способы очень трудоёмки, характеризуются большим количеством отходов древесины, поэтому применяются смешанные способы раскроя.

Круговой способ раскроя характеризуется поворотом бревна вокруг его продольной оси, который может осуществляться после каждого отреза очередной доски. Каждый последующий пропил может быть направлен либо параллельно, либо перпендикулярно, либо под углом, чаще всего перпендикулярно. Очевидно, что круговой способ возможен только при индивидуальном методе распиловки.

Все способы имеют принципиальные различия. Каждый способ определяет соответствующую технологию и оборудование и предназначается для получения пиломатериалов установленного вида, размеров, назначения.

Выбор правильного, наиболее целесообразного, технически и экономически обоснованного способа распиловки – важная задача технологии механической обработки древесины.

Критерием эффективности раскроя брёвен на пилопродукцию является объемный выход.

Объёмный выход (О, %) – степень использования древесины без учёта размеров и качества пилопродукции:

, (11)

где – объём выработанной пилопродукции, м 3 ;

– объём затраченного сырья, м 3 .

Современные способы распиловки круглых лесоматериалов

Выбор наиболее рационального способа раскроя пиловочных бревен зависит от породы, размеров и качества сырья, назначения пиломатериалов, влияния на качество и время сушки (с точки зрения поперечной покоробленности и др. факторов) досок радиальной, тангенциальной и смешанной распиловки, а также объема и технического уровня производства.

По числу одновременно работающих в станке пил различают индивидуальный и групповой способы распиловки бревен. Кроме этого может быть выделен также индивидуально-групповой способ раскроя бревен.

Индивидуальный способ предусматривает последовательный раскрой – последовательное отпиливание одной пилой от бревна сортиментов (горбылей, досок, брусьев), а групповой – распиловку бревна одновременно несколькими пилами, установленными в соответствии с размерами выпиливаемых пиломатериалов на одном станке или линии. Если на линии раскрой бревна осуществляется последовательно с выпиловкой на станке с одной пилой крупных элементов бревна (брусьев, сегментов, секторов) с их последующей распиловкой на станке с несколькими пилами, то это индивидуально-групповой (смешанный) способ раскроя.

По направлению пропилов в бревне, а также числу проходов бревна через бревнопильные станки различают следующие способы раскроя бревен:

• вразвал,
• с брусовкой,
• сегментный,
• развально-сегментный,
• брусово-сегментный,
• секторный,
• круговой.

При распиловке вразвал (рис. 1 а) на лесопильной раме бревно сразу распиливается на несколько необрезных пиломатериалов. При распиловке развальным способом на станках с одной пилой необрезные пиломатериалы выпиливаются последовательно. С точки зрения достижения максимального выхода пилопродукции этим способом лучше распиливать бревна диаметром 14-20 см на лесопильных рамах и круглопильных станках.

При распиловке брусо-развальным способом (с брусовкой) сначала из крайних частей бревна выпиливают необрезные пиломатериалы, а из средней части получают двухкантный брус, из крайних частей которого выпиливают необрезные пиломатериалы, а из зоны, ограниченной пластью бруса, – обрезные (рис. 1 б).

Рис. 1. Способы распиловки бревен: а – развальный, б – брусово-развальный

Этим способом распиливают бревна от 18 см и более. При распиловке толстомерных бревен диаметром 36-40 см выпиливают два или три бруса.

На первом проходе применяются лесопильные рамы, ленточнопильные или круглопильные станки. На втором проходе оптимальным будет использование лесопильных рам или круглопильных станков.

Для выработки специальных видов пилопродукции радиальной или тангенциальной распиловки, требующих четкой ориентации пластей пиломатериалов относительно годичных слоев древесины, применяют секторный и сегментный способы раскроя.

Разновидностью последнего являются развально-сегментный способ (для выработки пилопродукции преимущественно радиальной распиловки) и брусово-сегментный (для выработки тангенциальной пилопродукции).

Секторный способ раскроя бревен (рис. 2 а) обеспечивает получение как радиальных, так и тангентальных пиломатериалов. Сначала круглый лесоматериал распиливается на секторы, количество которых может быть от 4 до 8 в зависимости от диаметра. Затем каждый сектор распиливается на пиломатериалы с заданной ориентацией годичных колец. Иногда одновременно с распиловкой толстомерного бревна на секторы из его средней части выпиливают один или несколько необрезных пиломатериалов.

Распиловка секторным способом осуществляется одной пилой на круглопильном или ленточнопильном оборудовании. Этим способом целесообразно распиливать круглые лесоматериалы диаметром 32 см и более.

Сегментный, развально-сегментный и брусово-сегментный способы раскроя (рис. 2 б, в, г) применяют для распиловки крупных лесоматериалов диаметром 26 см и более. Первые два способа применяются для выработки преимущественно радиальной пилопродукции, а третий – тангенциальной.

Рис. 2. Способы распиловки крупных бревен: а – секторный, б – сегментный, в – развально-сегментный, г – брусово-сегментный, д – круговой

Круговой способ раскроя (рис. 2 д), применяемый при индивидуальной распиловке (на однопильных станках), характеризуется тем, что бревно после отпила горбыля и одного или нескольких пиломатериалов или сегмента поворачивается на 90° для отпиливания следующей группы пиломатериалов или сектора и т.д. Этот способ используется при индивидуальном раскрое круглых лесоматериалов диаметром 32 см и более, особенно пораженных ложным ядром или сердцевинной гнилью, поскольку при этом появляется возможность отделить качественные пиломатериалы от центральной низкокачественной зоны бревна. Распиловку круглых лесоматериалов по круговому способу эффективнее производить на ленточнопильных станках.

По отношению пропилов к оси пиловочного бревна различают способы распиловки параллельно оси и параллельно образующей лесоматериала. Преимущество способов распиловки параллельно образующей состоит в том, что в этом случае получаются пиломатериалы практически постоянной ширины по всей длине (т.е. у них нет сбега по ширине). Это способствует более эффективному их использованию при получении из них заготовок.

Преимущества способов распиловки круглых лесоматериалов параллельно образующей:

• Величина коэффициента сбега центральных и боковых необрезных пиломатериалов, выпиленных параллельно оси бревна, всегда больше коэффициента сбега исходного бревна и возрастает при удалении пиломатериала от центра вершинного торца бревна, а величина коэффициента сбега необрезных пиломатериалов, выпиленных параллельно образующей бревна, всегда меньше величины коэффициента сбега исходного бревна и уменьшается при удалении пиломатериала от центра вершинного торца бревна.
• Из необрезных пиломатериалов, полученных при распиловке круглых лесоматериалов параллельно образующей, возможно получение большего объема длинномерных обрезных пиломатериалов.
• Необрезные пиломатериалы, выпиленные параллельно образующей бревна, имеют длину, равную длине исходного бревна. Такие пиломатериалы не требуют укорочения при выработке из них обрезных пиломатериалов максимального объема, более однородны по качеству и влажности, а, следовательно, будут меньше коробиться при сушке. У них в меньшей степени перерезаны годичные слои, что обусловливает их более высокую прочность.
• При распиловке бревна параллельно его образующей уменьшаются площади пропиленных пластей пиломатериалов, объем опилок, износ инструмента и расход электроэнергии.

На выбор способа распиловки влияют такие факторы как размеры пиловочных бревен (диаметр), форма ствола, назначение и спецификация пилопродукции (размеры), пороки древесины, а также параметры лесопильного оборудования для раскроя.

Помимо традиционных способов раскроя бревен существует множество способов раскроя, подтвержденных авторскими свидетельствами и патентами на изобретение.

В настоящее время большую популярность получила клееная древесина. Множество способов направлены на получение не просто пилопродукции, а клееной пилопродукции. Некоторые способы представлены на рисунках 3-5.

На рис. 3 изображен способ получения клееных заготовок радиальной распиловки, при котором раскрой бревен производят на секторы, склеивание секторов осуществляется путем совмещения радиальных поверхностей, причем присердцевинную часть одного сектора совмещают с периферийной частью другого, а их комлевые части с вершинными. Автором этого и многих других способов является В.А. Червинский.

Рис. 3. Секторный способ получения клееных заготовок радиальной распиловки (А.с. 490651)

Другой способ получения клееной пилопродукции, при котором раскрой бревен производят с получением заготовок поперечным сечением в виде правильного шестиугольника (рис. 4 а) или восьмиугольника (рис. 4 б), а затем раскраивают с получением пятиугольника и двух треугольников или шестиугольника и четырех треугольников.

Рис. 4 – Способы получения клееной пилопродукции: а, б – А.с. 891436, в – патент РФ № 2415749

После разворотов и сопряжений получают клееную пилопродукцию прямоугольного сечения.

Модификацией предыдущего способа является способ получения клееных материалов из бревен, изображенный на рис. 4в.

С.П. Исаев предлагает способ переработки бревен (рис. 5 а), включающий оцилиндровку бревен, распиловку их на брус квадратного сечения и четыре одинаковых горбыля. После обработки горбыли склеивают в полый брус прямоугольного сечения.

Рис. 5. Схемы клееных конструкций: а – клееный брус (патент РФ № 2185280), б – клееный щит

Ю.Б. Левинский предлагает раскрой тонкомерного пиловочного сырья развальным способом, обрезку кромок необрезных пиломатериалов по сбегу, совмещение комлевых торцов с вершинными и дальнейшее их склеивание (рис. 5б).

В.А. Червинский предлагает похожим способом склеивание только боковых досок с обрезкой их по сбегу и с наклоном, соответствующим наклону поверхности кромки (патент РФ № 2438861).

Выбор того или иного способа раскроя круглых лесоматериалов зависит от возможностей бревнопильного оборудования, размерно-качественных характеристик пиловочного сырья и получаемой пилопродукции. Кроме того на выбор способа раскроя влияет применяемый критерий эффективности, в качестве которого чаще всего используется объемный выход пилопродукции.

Распиловка круглого леса: карта раскроя, необходимый инструмент

Распиловка леса представляет собой цикл действий с применением разнообразных технологий,направленный на получение из кругляка пиломатериалов, пригодных для дальнейшего использования в промышленности.Длительность и трудозатратность процесса зависят от выбранного метода обработки кругляка, а также времени года.

Инструмент и оборудование

В производство идут стволы и большого размера ветки. Весь материал разбивается на группы по толщине и наличию коры. Часто предприятия по переработке леса имеют цеха рядом с местом заготовки, в которых устанавливаются станки для первоначальной обработки дерева.

Ручная окорка леса

Не прошедший этап окорки лес может применяться на устройстве перекрытий или в качестве конькового бруса в соответствующем интерьере, или как опорное приспособление в ходе строительства.

Промышленная окорка леса

Если запланирован другой вариант использования дерева, то проводится распиловка, на выходе дающая следующие сегменты:

• необрезные и полуобрезные (черновой материал, из которого монтируют основы пола, стен или потолка);
• обрезные (предназначены для чистового настила).

Распил может осуществить выездная организация, у которой имеется весь необходимый инструмент.

Карта распиловки дерева

Рациональное использование материала обеспечивается соответствием с картой распиловки. Это позволяет уменьшить себестоимость за счет отходов, процент которых карта позволяет значительно сократить. Применяемый инструмент и виды лесообрабатывающего оборудования зависят от объема, желаемого качества и размера готового пиломатериала.

Станок для распиловки леса

Чаще всего используют циркулярную пилу и различные станки:

• циркулярка за счет дисковой пилы позволяет выполнить точные надрезы различной направленности. Подходит как для профессионального, так и для домашнего применения, прекрасно справляется с диаметром кругляка выше среднего;
• бензопила;
• станки для чистого снятия коры;
• распиловка на ленточной пилораме дает возможность обработки плотных бревен, считается самой популярной, так как выход дает качественный материал и небольшой объем отходов;
• дисковый станок: производство двухкантного бруса и необрезных досок;
• рамная пилорама не нуждается в фундаменте, технология с ее использованием позволяет установить оборудование в непосредственной близости к месту вырубки;
• тонкомер обрабатывают универсальные станки, выход дает качественные стройматериалы даже из низкосортных хлыстов;
• распиловка круглого леса на крупном деревообрабатывающем предприятии должна производиться с наибольшим количеством пиломатериалов, отличающихся от остальных особым качеством и точными размерами. Для этой цели устанавливают специальные линии, предназначенные для распиловки.

На пилораме получают брус и обрезную доску благодаря разрезу бревна длиной до 7м и диаметром 15-80см по продольной линии. Циркулярная пила имеет один или несколько дисков, обрабатывает разный диаметр леса соответственно их количеству.

Если в домашних условиях необходимо обработать небольшой объем древесины, то можно воспользоваться обычной бензопилой.

Раскрой дерева

Перед тем как выбрать инструмент, необходимо определиться с видом распила, ориентируясь на годовые кольца бревна. Выделяют несколько видов:

• радиальный (по радиусу);
• тангенциальный (спил параллелен одному радиусу, касается годовых колец);
• волокна располагаются параллельно относительно производимого раскроя.

Среди способов распила выбирается тот, который наиболее подходит для конкретного случая:

1. Вразвал. Распиловка леса таким способом производится для лиственных деревьев с небольшой толщиной ствола, считается простейшей обработкой. Выход: необрезные элементы и горбыли.
2. Если имеется еще один лесообрабатывающий станок, то есть возможность раскроить до 65% материала для выхода одинаковых по ширине обрезных досок. Сначала выпиливается двухкантный брус и доски с боков, а затем из бруса получается некоторое количество обрезного пиломатериала.
3. Более специфические методы – секторное и сегментное распиливание. Количество элементов в первом методе варьируется от 4 до 8, и зависит от толщины ствола. После разделения из каждого сектора напиливают элементы по тангенциальной или радиальной линии. Второй способ начинается с выхода бруса из центральной части, а из боковых сегментов по тангенциальному направлению напиливаются доски.
4. Для индивидуального распила дерева подходит круговой метод. Он основан на повороте бревна по продольной линии на 90° после каждой отпиленной доски. Это позволяет следить за качеством древесины и своевременно удалять пораженные участки ствола.

Ручная работа: применение бензопилы

Для домашнего раскроя нескольких стволов нецелесообразно приобретать инструмент, стоимость которого в разы превышает цену готовых изделий. Если есть необходимый навык, то эффективнее и дешевле проделать всю необходимую работу обычной бензопилой, или цепным оборудованием, работающим от электричества. Конечно, такая работа требует гораздо больше физических затрат и времени, но зато цена вопроса существенно уменьшается.

Работа на садовом участке требует обрезки плодовых деревьев, а также появляется возможность дополнительно изготовить материал для хозяйственных построек, не прибегая к услугам специалистов, так что любой рачительный хозяин предпочтет купить бензопилу. Чаще всего для дома заготавливаются хвойные породы, с распилом которых прекрасно справляется этот инструмент. Благодаря ровным стволам проще наметить линии разреза, что увеличивает скорость работы. Профессионалы, кстати, чаще всего пользуются именно бензопилой, так как она мощнее электрической и воспользоваться ей можно в любом месте, независимо от наличия на месте вырубки или распила источников электропитания.

Варианты распиловки древесины

Для работы бензопилой на раскрое бревен понадобится такое приспособление, как насадка на пилу, а также направляющие распила и закрепители основы-ствола. Насадка в виде рамки крепится на инструмент так, чтобы оставалась возможность регулирования расстояния между цепью и самой рамкой. Делается это для возможности выхода готовых пиломатериалов, разных по толщине. На роль направляющей можно взять либо нужной длины профиль, либо ровную деревянную планку с достаточной жесткостью. На инструмент подбирается специальная цепь, предназначенная для разреза ствола вдоль. Ее отличие от остальных состоит в зубьях, заточенных под определенным углом.

Перед тем, как приступить к работе, необходимо не только подготовить весь необходимый инструмент. Вне зависимости от того, предназначается для обработки ствола деревообрабатывающий станок или ручное приспособление, первым делом нужно ознакомиться с картой распила. Это делается для того, чтобы минимизировать процент отходов, и увеличить выход полезной продукции.

Первое, о чем нужно побеспокоиться при продольном распиле – равномерная плотность готовых досок. Для этого грамотный распиловщик направляет инструмент с восточной стороны бревна на западную, или в обратном направлении. Это объясняется большей плотностью кругляка в его северной части, чем в южной.

Далее бензопилой снимается горбыль с двух сторон таким образом, чтобы получить двухкантный брус. Его, в свою очередь, распиливают в соответствии со схемой распила, выбранной в начале работ. Выход дает необрезную доску. Если в стволе присутствует некоторый процент пороков, то возможен круговой распил с поворотом ствола под прямым углом или на 180°.

Количество готового материала, цена распила

Выход полезного материала с хвойных и лиственных пород отличается в процентном соотношении. Для пиломатериалов, полученных с хвойных деревьев, характерны следующие показатели:

• при условии, что операцию проводит профессионал, и используется дисковая пилорама, процент готового леса будет наиболее высоким (80-85%);
• обрезной материал, который дают станки, составляет в среднем 55-70%;
• необрезная доска при работе бензопилой оставляет до 30% отходов.

Цифры приводятся без учета готового отбракованного леса, количество которого может достигать 30%. Однако такой материал идет на изделия, допускающие определенный брак.

Готовые изделия из дерева после распиловки

Лиственный кругляк дает 60% готового необрезного леса и около 40% обрезного. Это объясняется исходной кривизной кругляка. Можно увеличить количество получаемой продукции: для этого потребуются лесообрабатывающие станки различной направленности. Определенного рода приспособление может повысить количество пиломатериала на 10-20%. На один куб пиломатериала понадобится около 10 кубов лиственного кругляка. Цена на установку дополнительного оборудования окупится стоимостью готового леса. Специальные линии дают больший объем, но их использование целесообразно только на большом участке. Средняя цена распиловки леса на обычной пилораме составит примерно 150-180 рублей за кубометр досок.

Карта распиловки

Карта распиловки представляет собой расчет оптимального количества готового пиломатериала из одного бревна. Ее можно рассчитать самостоятельно для каждого конкретно диаметра бревна, а можно воспользоваться компьютерной программой, значительно облегчающей расчет, и цена которой вполне доступна.

Выход материала после распила дерева

Либо источником может стать обычный справочник по лесопильному делу. В итоге получается таблица, которую берут за основу. Лесопильное приспособление всегда должно быть ориентировано на ее данные, для получения большего количества пиломатериалов любой породы дерева.