Файл: Демидов Ю.М. Измельчение древесины для производства древесностружечных плит.pdf

24 000 пог. м (материал ножей сталь Р18). Это соответствует объе­

пути резания 22 000 пог. м равен р = 40 мк.

Расстояние между трещинами, радиус кривизны стружек, сте­ пень затупления ножа на глубину трещин в стружках не оказыва­ ют влияния. Затупление ножа вызывает увеличение шероховато­ сти стружек, так как тупая режущая кромка ножа вырывает во­ локна, разрывая их на части. Это характерно для древесины мяг­ ких пород: шероховатость у сосновых стружек больше, чем у буко­ вых и березовых.

Затупление ножа приводит к интенсивному росту силы резания и силы подачи древесины на нож. При увеличении пути прохож­ дения резца Sp до 18 000 Пог. м рост-силы резания составляет: для сосны 45%, березы 35%. При дальнейшем увеличении пути про­ хождения резца, соответственно и степени затупления ножа, уве­

растет в сторону отжима вследствие увеличения контакта задней грани резца с древесиной, так как наиболее интенсивному износу в процессе резания подвергается задняя грань резца.

Влияние влажности древесины. При измельчении древесины без гидротермической обработки получают стружки низкого каче­ ства с большим процентом мелкой фракции. Влажность измельчен­ ной древесины влияет на характер процесса стружкообразования в большей степени, чем температура.

При измельчении сухой древесины (ниже точки насыщения во­ локон) наблюдается процесс стружкообразования устойчивого неустановившегося типа, при котором получаются лентообразные стружки с систематическими трещинами на поверхности. Расстоя­ ние между трещинами примерно равно толщине стружек.

При измельчении влажной древесины (30% и более) наблю­ дается процесс стружкообразования неустойчивого установившего­ ся типа, при котором получаются лентообразные стружки с неси­ стематическими трещинами. Расстояние Между трещинами в не­ сколько раз превышает толщину стружки. На отдельных участках стружки трещины отсутствуют.

Влажность древесины при изготовлении стружек должна быть выше точки насыщения волокна. При низкой влажности (менее 20%) возрастает усилие резания и снижается качество стружек: увеличиваются число трещи«, кривизна, шероховатость и количе­ ство мелочи.

Таким образом, оптимальная влажность древесины при измель­ чении в стружки равна 30-^40%.

Силовые показатели надрезания. При измельчении древесины на дисковых стружечных станках наряду с силами резания необ­ ходимо учитывать силы надрезания резцами для получения стружек заданной длины.

60

Мощность, затрачиваемая на надрезание в дисковом стружеч­ ном станке, в зависимости от остроты надрезателей составляет 20-^30% общей мощности, затрачиваемой на измельчение древе­ сины.

Усилие на подрезание при изготовлении стружек из буковой и березовой древесины толщиной 0,2 и 0,4 мм составляет соответ­ ственно 28 и 40% усилия резания.

При применении гребенчатых ножей сила резания боковых ре­ жущих кромок гребней ножа составляет не более 10% силы реза­ ния основной режущей кромки ножа.

Если при использовании надрезных резцов сила на надрезание составляет в среднем 30% силы резания, то использование гребен­ чатых ножей приводит к экономии энергозатрат в 3 раза.

Параметры режима работы центробежного стружечного станка. Кинематика процесса измельчения древесины на центробежном стружечном станке отличается от других типов стружечных стан­ ков (дисковых, чашечных, фрезерных и с ножевым валом). Отли­ чительными факторами являются то, что исходным сырьем служит предварительно измельченная древесина в виде щепы или дроблен­ ии; подача измельчаемой древесины на нож и удержание ее в про­ цессе резания осуществляются под действием центробежной силы, создаваемой вращением режущего органа (ножевого ротора и крыльчатки); необходимая толщина срезаемого слоя древесины (стружки) обеспечивается только регулированием величины вы­ пуска лезвия над поверхностью ножедержателя (ножевого сегмен­ та); ориентация измельчаемой древесины волокнами относительно режущей кромки ножа осуществляется хаотично под действием центробежной силы.

Анализ процесса стружкообразования на центробежном стру­ жечном станке показывает, что основными факторами, характери­ зующими процесс измельчения древесины на указанном станке, являются (рис. 16): величина выпуска ножа /г; размер подножевой щели S; величина радиального зазора между крыльчаткой и ноже­ вым ротором г; радиус затупления режущих ножей р; размер и форма перерабатываемой щепы.

Величина выпуска ножей. На центробежном стружечном станке

вотличие от других типов стружечных станков необходимая тол­ щина стружек достигается регулированием величины выпуска но­ жа над поверхностью сегмента ножевого ротора. При этом на рав­ номерность толщины изготовляемых стружек влияют: отклонение

ввеличине выпуска ножей Ай от номинальной; размер подножевой щели S, имеющей несколько больший размер, чем толщина среза­ емых стружек; величина упругой деформации древесины, завися­ щая от радиуса затупления резца р; некратность толщины измель­

чаемой щепы Аещ по отношению к толщине срезаемых стружек.

С увеличением величины выпуска ножей средняя толщина стру­ жек растет. Однако увеличение средней толщины стружек отстает от роста величины выпуска ножей вследствие упругой деформации

70

древесины в процессе резания и некратности размера измельчаемой щепы толщине получаемых стружек (рис. 17).

С увеличением выпуска ножей разброс толщины стружек уве­ личивается, т. е. стружки получаются менее однородными.

Величина выпуска ножей Лнв зависимости от средней толщины изготовляемых стружек еср может быть определена формулой

вер = 0,767Ан -f- 0,054.

С увеличением величины /¿н увеличивается ширина стружек. Это объясняется увеличением сопротивления стружек изгибу по­ перек волокон по мере увеличения их толщины. Изменение вели­ чины /ін не вызывает изменения длины стружек, так как она зави­ сит от длины перерабатываемой щепы.

чество крупных фракций растет, а количество мелких уменьшается.

/ін = 0,45 мм (без учета степени затупления ножей).

Размер подножевой щели. Размер подножевой щели должен соответствовать заданной толщине изготовляемых стружек и со­ ответствующей им величине выпуска ножей. Геометрическим

71

построением расположения ножа относительно сегмента установ­ лена формула для определения размера подножевой щели в за­ висимости от величины выпуска ножей и угла резания ô. Эта за­ висимость может быть выражена равенством

COS 3

Размер подножевой щели S прямо пропорционален величине 2/н и обратно пропорционален cos ô. Коэффициент пропорциональ-

S

ности К, определяемый отношением -— , находится в обратной

зависимости от cos ô, т. е.

отсюда S = KtiH,

Поскольку cos ô изменяется от 1 до 0, то значение коэффициен­ та К всегда больше 1 (К ^1). При величине угла резания 6 = 43° (для станка ДС-3) размер подножевой щели определяется равен­ ством

S= 1,37АН.

Величина радиального зазора. Одним из условий обеспечения процесса измельчения древесины на центробежном стружечном станке является создание подпора измельчаемой щепы вращающи­ мися лопастями крыльчатки. Для этого необходимо, чтобы лопа­ сти крыльчатки проходили в непосредственной близости к режу­ щим ножам и в то же время не задевали их.

В идеальном случае радиальный зазор должен равняться вели­ чине выпуска ножей, т. e. z=h. Однако практически невозможно обеспечить это равенство, так как при изготовлении станка и в про­ цессе его эксплуатации неизбежно допущение отклонения в неко­ торых размерах угла резания. К ним относятся отклонения в вели­

бы задевание лопастей крыльчатки за режущие ножи', необходимо, чтобы минимальная его величина превышала величину выпуска ножей А„ на суммарную величину допускаемых отклонений а, т. е.

Гmin = ¿н +'а-

Величина А„, входящая в эту зависимость, является перемен­ ной, а величина коэффициента а, определяемая техническими усло­ виями изготовления станка, является постоянной.

72