Барабанные рубительные машины

В рубительных машинах барабанного типа рабочим инструментом является ротор (барабан) с закрепленными на нем режущими ножами или резцами. Барабан может быть как цельным (тогда щепа поступает в подножевые впадины), так и полым (тогда щепа поступает в барабан). Загружаются машины такого типа в основном горизонтально с подающего транспортера и оснащаются вальцовым приводом подачи с механическим или гидравлическим прижимом, однако существуют и машины с гравитационной загрузкой (свободной засыпкой) сырья. Такая загрузка применяется для короткомерных материалов — до 1,5 м длиной. Выгрузка щепы осуществляется вниз, на транспортер или в приемный патрубок пневмотранспортной системы.

Барабанные машины обычно имеют большое проходное сечение (до 1000 х 1600 мм), что позволяет перерабатывать в щепу крупномерный материал, однако качество получаемых частиц ниже, чем в дисковых машинах, зачастую они выходят чрезмерно длинными. При этом длина частиц увеличивается с нарастанием скорости подачи материала и уменьшается с повышением частоты вращения ротора и увеличением количества ножей на нем. Для стабилизации фракционного состава щепы механизм резания оснащается перфорированным поддоном (ситом), размер отверстий которого определяется назначением машины и требованиями к продукту. В зависимости от конструкции барабана такие рубительные машины могут производить щепу основной фракции длиной 4–12 или 10–35 мм, а в машинах для предварительного измельчения длина щепы доходит до 200 мм. Таким образом, полученная в барабанных машинах щепа, кроме стандартного использования, может находить применение в качестве микрощепы для коптилен или исходного материала в пеллетном производстве, а также как макрощепа для изготовления длинной узкой стружки, применяемой в производстве плит OSB.

Основное преимущество барабанной рубительной машины перед дисковой — широкий, универсальный спектр применения. Практически весь древесный сортимент — кругляк, отторцовка, горбыль, рейка, обрезки, кривоствольная и тонкомерная и даже предварительно раздробленная древесина — может быть переработан этой машиной. Кроме того, при переработке сучьев, веток и короткомерных отходов лесопиления и деревообработки барабанные машины показывают более высокую производительность, что при прочих равных условиях достигается за счет увеличенного сечения приемного окна загрузочного патрона. В подобных машинах также могут быть измельчены широкоформатные отходы плитных производств. Если раньше в определенных областях (целлюлозно-бумажная промышленность, производство MDF) предпочтение отдавалось дисковым рубительным машинам, то в последнее время и в этих областях все больше и больше применяются универсальные барабанные рубительные машины.

Рисунок 2. Измельчитель древесины (рубительная машина) «Петрозаводскмаш
МР5-150»

Рассмотрим подробнее дисковую рубительную машину.
Оптимизация параметров щепы при технологическом процессе на дисковой рубительной машине невозможна без предварительного изучения процессов резания. Проведение исследований на промышленных рубительных машинах затруднительно в силу того, что установка измерительных приборов, во-первых, требует применения специальных приспособлений, а, во-вторых, связана с изменением технологического процесса. Применение для целей исследования устройств, не дает желаемого результата из-за того, что в этих устройствах отсутствуют возможности варьирования геометрических параметров резания заготовки, и нет возможности управлять процессом резания. Для устранения отмеченных выше недостатков и для воздействия на большее количество параметров технологической щепы предложена дисковая рубительная машина для исследования процесса резания, функциональная схема которой приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Функциональная схема рубительной машины.

Рубительная машина для исследования процесса резания древесины содержит раму 1, на которой смонтированы электродвигатель 2, управляемый преобразователь для регулирования скорости резания 3, редуктор 4, ножевой диск 5, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси. На ножевом диске жестко закреплен сменный нож 6. На раме также установлен динамометрический стол 7 с передвижным упором 8 и загрузочное устройство 9 с контрножом 10.

Принцип регулирования контрножа показан на рисунках 4 и 5.

Рисунок 4 – Схема загрузки заготовки.

Контрнож смонтирован или выполнен заодно с ним на загрузочном устройстве 9, снабженном винтовым устройством регулирования 11 и сменной подставкой 12. Подаваемая заготовка 13 может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных плоскостях по отношению к торцу ножевого диска. Динамометрическое устройство для измерения силы резания Р состоит из жесткого стола 7, установленного на раме 1 с помощью нескольких упругоподатливых элементов 14 с тензометрическими датчиками 15, собранными в электрическую схему, подключенную к приборам (усилителю 16, осциллографу 17 и анализатору сигналов 18). На столе 7 смонтирован подвижный упор 8 для заготовки 13. Параметрами щепы можно управлять, изменяя расстояние от упора до режущей плоскости ножа. Расстояние от упора до режущей плоскости ножа лимитирует длину щепы.

Рисунок 5 - Схема регулирования контрножа.

Для удобства ведения наблюдения и/или съемки, а также с позиций безопасности, ножевой диск с ножом и зона резания закрыты съемным кожухом 19, выполненным из прозрачного материала. Для одновременного резания нескольких заготовок загрузочное устройство снабжено фиксатором 20, например, хомутом.

Принцип работы рубительной машины, а также контроля и измерения параметров резания следующий. С помощью средств регулирования 11 и 12 задают требуемые углы поворота и наклона загрузочного устройства. Выставляют положение упора для получения щепы требуемой длины. Загружают заготовку 13. Предварительно выполняется тарировка динамометрического устройства, позволяющая в дальнейшем по электрическому сигналу тензодатчика определять усилие резания. На ножевой диск 5 устанавливают сменный нож 6 с требуемой геометрией заточки. С помощью системы «преобразователь – двигатель» устанавливают требуемое число оборотов в минуту ножа с ножевым диском. Сдвигают заготовку 13 до упора 8. Включают приборы регистрации силы резания. Включают вращение ножевого диска. Это влечет за собой резание древесины с образованием щепы. Процесс резания и образования щепы можно наблюдать и снимать через прозрачный кожух. Геометрические параметры щепы, степень ее повреждения определяются путем непосредственного измерения и анализа. Результаты измерения и анализа сопоставляются с результатами записи силы резания. На рисунке 4 приведен график изменения силы резания в ходе технологического процесса реза щепы.

Рисунок 6 – График изменения силы резания.

Если параметры щепы не удовлетворяют требованиям технологического процесса, в котором предполагается ее использование, то варьируют настройку рубительной машины: винтовым механизмом 11 изменяют угол наклона , сменой подставки 12 изменяют угол , изменением положения упора 8 изменяют длину щепы, сменой ножа 6 изменяют геометрию заточки, средствами 2, 3 и 4 изменяют частоту вращения ножевого диска (скорость резания). С целью изменения параметров щепы может быть заменена порода дерева, а также состояние древесины (мерзлая, нормальная и т.д.). При этом регистрируют и анализируют график изменения силы резания и сопоставляют полученные результаты. Стабильность щепообразования (постоянные размеры щепы и меньшая степень повреждения щепы) сопровождается минимальным значением силы резания.

Период установившегося резания (АВ) характеризуется «пилообразным» изменением силы резания, где каждый цикл соответствует циклу щепообразования.

Таким образом, процесс варьирования режимом резания и геометрией получаемой щепы позволяет исследовать процесс резания древесины различной породы для выявления условий высокопроизводительного получения щепы с минимальной степенью повреждения.

Рисунок 7 – Схема щепообразования

1 – лезвийный нож, 2 – площадка загрузочного устройства, 3 – заготовка, подаваемая к ножевому диску, 4 – щепа, полученная из толстой стружки.

Поиск по сайту: