Технологические процессы изготовления  деревянной тары. Применяемое оборудование

Для разгрузки круглых лесоматериалов, пиломатериалов, комплектов деревянной тары на складе сырья из железнодорожных вагонов, полувагонов и автотранспорта, выгрузки бревен из накопителей, формирования и разборки штабелей используются башенные и консольно-козловые краны грузоподъемностью 3; 5 и 10 т. Для внутризаводского транспортирования на складах пиловочного сырья и готовой продукции применяют автолесовозы, автопогрузчики, электропогрузчики разных марок, автотранспорт с прицепами и цепные продольные конвейеры.

Круглые лесоматериалы подают на распиловку с помощью цепных продольных сортировочных конвейеров с гравитационными сбрасывателями. Затем, через разобщители бревен, они поступают к окорочным станкам. Транспортирование круглых лесоматериалов в цех производится с помощью цепных продольных конвейеров. Бревна с таких конвейеров сталкиваются с помощью специальных сбрасывателей. Круглые лесоматериалы подаются на распиловку с помощью цепных поперечных конвейеров с механизмом поштучной выдачи. Пакеты необрезных пиломатериалов подаются в цех тележками по рельсовым путям или цепными напольными конвейерами. Для подачи комплектов ящичной тары в цех по сборке тары применяют электропогрузчики .

Для повышения выхода деталей деревянной тары из круглых лесоматериалов, преимущественно с кривизной, на некоторых предприятиях бревна предварительно распиливают на круглопильных станках. Головным оборудованием для распиловки круглых лесоматериалов являются одно- и двухэтажные рамы. При распиловке круглых лесоматериалов на лесопильных рамах получаются пропилы с хорошим качеством поверхности, высокая точность распиловки и высокая производительность. На лесопильных рамах осуществляется групповой раскрой сырья средней толщины, причем распиловка производится вслепую.

Другим распространенным оборудованием для распиловки являются круглопильные станки ЦДТ-5 и ЦДТ-6. Распиловка бревен на таких станках называется открытой, так как после первого раза станочник может определить качество древесины и решить, какую продукцию рациональнее вырабатывать. У круглопильных станков данных типов есть серьезные недостатки: низкая точность распиловки, большие шероховатость поверхности и энергоемкость, а также недопустимые потери древесины в опилки из-за большой ширины пропила. Для распиловки по ширине короткомерных круглых лесоматериалов длиной 1 – 2,5 м на толстые доски и горбыли применяются круглопильные станки Ц2К-М. Бревна подаются на распиловку с помощью цепного конвейера с упорами.

Перспективна распиловка круглых лесоматериалов, особенно крупномерных, на лесопильных станках и линиях. При такой распиловке не требуется сортировка сырья по толщине и качеству; можно индивидуально распиливать низкосортные круглые пиломатериалы. При этом за счет сокращения потерь древесины в опилки увеличивается выход деталей тары. В настоящее время тарное производство располагает ленточнопильным оборудованием для производства комплектов деревянной тары .

В настоящее время серийно выпускаются многопильные круглопильные станки для продольной распиловки толстых пиломатериалов (лафета) СБ15-Т2. В данном станке используются плавающие пилы и плавающие направляющие, что позволяет более точно устанавливать пилы при существующем уровне их подготовки и при необходимости использовать в одном поставе пил разной толщины. При нагреве в процессе работы пилы охлаждаются водой.

Ребровое деление (продольное деление пиломатериалов, установленных на ребро) пиломатериалов и горбылей осуществляется на круглопильных станках ЦР. Используются также вертикальные ленточнопильные делительные станки ЛД150-1 для ребрового деления пиломатериалов и горбылей. В настоящее время для ребрового деления применяются импортные ленточнопильные станки.

Поперечный раскрой пиломатериалов производится на однопильных торцовочных станках ЦМЭ-2, ЦМЭ-3, ЦПА-40 и ЦКБ-40. Освоен серийный выпуск восьмипильных торцовочных круглопильных станков ГСПР16-М8. Для изготовления строганой ящичной тары четырехстороннего профильного фрезерования используются четырехсторонние продольные фрезерные станки С16-1А, С25-4 и С25-6. Одностороннее фрезерование производится на рейсмусовых станках СР3-6А, СР4-1, СР6-9 и СР8-1; фугование заготовок на плоскости и под углом – на станках СФ4-1А и СФ6-1; фрезерование – на фрезерных станках ФСШ-1; сверление отверстий – на станках с механической подачей СВА-2М; высверливание сучков и дефектов в щитах, брусках и досках с последующей заделкой отверстий пробками на клею – на станке с автоматическим циклом СВСА-2. Для фрезерования шипов и проушин в деталях рамочных и каркасных конструкций используют шипорезные односторонние станки ШО16-4; для одновременного фрезерования шипов и проушин на обоих концах этих деталей – шипорезные станки ШД10-8. Для чистового шлифования пластей (широких поверхностей) щитовых деталей применяют шлифовально-ленточные станки с подвижным столом ШЛПС-7; для шлифования плоскостей небольших размеров (футляров), расположенных под различными углами – шлифовальные станки с диском и бобиной ШЛДБ-5.

Механизация межстаночных операций осуществляется путем применения продольных и поперечных цепных, приводных и неприводных ленточных и скребковых конвейеров, а также поштучной выдачи пиломатериалов. При сборке ящичной тары применяют специальные станки для набора щитов из нескольких дощечек с обрезкой щита длиной 250 – 800 мм и шириной 260 – 600 мм. Сборку малогабаритных и среднегабаритных ящиков, включая изготовление щитов, сборку корпусов и пришивку дна, производят на двухбойковых гвоздезабивных станках ГЗС и 2ЯГ-1.

Для механизированной сборки щитов более крупных ящиков выпускаются проволокосшивные станки с использованием проволоки диаметром 1,4 – 1,8 мм. Сборку крупногабаритной ящичной тары на некоторых предприятиях производят с помощью гвоздезабивных, скобозабивных и проволокосшивных пистолетов. Для резки металлической проволочной ленты холодного проката, предназначенной для обтяжки ящиков на необходимый размер, используются электроножницы ИЭ-5405 .

Механизация сборки дощатой ящичной тары. Тара, в частности – деревянные дощатые ящики, требуется в разных отраслях промышленности в большом количестве. Однако изготовление таких ящиков весьма трудоемко. На передовых предприятиях ящики, как дощатые так и состоящие из готовых планок, торцевых дощечек, боковых стенок, дна и крышек, монтируются на поточных линиях на базе односторонних двухбойковых гвоздезабивных станков ГЗС или 2ЯГ-1.

Технология поточного изготовления плотных ящиков включает процессы сколотки ящиков отдельными операциями. Все технологические операции поточной линии механизированы, а операции перемещения, которые ранее выполнялись вручную, сведены к минимуму. Переход на производство ящиков других типоразмеров ограничивается перестройкой стола гвоздезабивного станка, заменой гвоздей соответствующих размеров в качающемся ящике станка, регулировкой щелей направляющих, сменой пластинки отсекателя и некоторыми незначительными изменениями приемов при выполнении той или иной технологической операции (рис. 4. 4).

Тарные гвозди должны быть обезжирены, отгалтованы (очищены от заусенцев, ржавчины и т.д.) и иметь соответствующие размеры; стальная упаковочная лента – нарезана на отрезки установленной длины. Гвозди для сколотки ящиков на гвоздезабивных станках должны быть чистыми, без заусениц, отсортированы, иметь одинаковые диаметр и длину и не должны быть изогнутыми. Отклонения от этих требований вызывают перебои в работе оборудования и снижают производительность труда.

Для снятия у гвоздей заусениц, обезжиривания и очистки гвоздей от ржавчины требуется галтовка гвоздей в специальных барабанах. Шестигранный барабан изготавливается из листовой стали и устанавливается асимметрично относительно своей оси, что позволяет сократить длительность галтовки до 25 – 30 мин. В барабане вырезано отверстие (окно), в которое засыпают примерно два  ящика   гвоздей  и  столько же древесных опилок.  При вращении

барабана в результате трения друг о друга и об опилки гвозди галтуются. Под барабаном в средней части станины установлено сито. После галтовки открывают задвижки, и содержимое барабана высыпается на сито. Опилки высыпаются сквозь ячейки, а гвозди остаются на сите. Сито с очищенными гвоздями выдвигают, гвозди ссыпают в определенные емкости и доставляют к месту сколотки ящиков.

Процесс изготовления ящиков на одностороннем двухбойковом гвоздезабивном станке (рис. 4.5) начинается с настройки этого станка в соответствии с выполняемой на нем технологической операцией. При настройке рабочего стола на требуемую высоту при сколотке торцевых стенок и щитов необходимо поднять стол на нужную высоту (это делается путем вращения маховика, расположенного под рабочим столом) и закрепить. Необходимая рабочая высота для сколотки торцевых стенок и крышек на одностороннем двухбойковом гвоздезабивном станке определяется по формуле

H = 2h + 10,      (4. 4)

где h – толщина дощечек щита торцевых стенок или крышек, мм;

      10 – постоянная величина, характеризующая свободное расстояние между нижней площадкой карабинов и верхней плоскостью планок торцевой стенки .

                                                          10

                                                                                                3

                                                              9

                                                                 6

1      2   3           4                  7            8

                                                                         9

                                                                    10

                                                                       5

Рис.4.4. Приспособление к гвоздезабивному станку для сколотки ящиков:1 – угольник направляющий; 2 – стол станка; 3 – стойка; 4 – кондуктор; 5 – подставка опорная; 6 – рамка П-образная;  7 – ось; 8 – ролик; 9 – пластина пружинная; 10 – угольник-ограничитель

                                                    а

                                                                 5         

                                                   Ось             

                                3                 бойка

      1  Ось             а                                  1  Ось         б

          бойка                                                 бойка

                        6                                                         6

                                 3                                                          3

               2                                                         2

                         1   Ось           г                                       1              д

                    бойка

                                 6

                                                                                             6

                                                                                            4       5   

       Рис. 4. 5. Приспособление для сколотки ящиков на двухбойковом гвоздезабивном станке

 а – схема приспособления; б – прибивка дощечек боковой стенки к торцевой стенке; в – прибивка дощечек боковой стенки ко второй торцевой стенке; г, д – прибивка дощечек второй боковой стенки к торцевой стенке.1 – упор; 2 – 5 – кронштейны опорные; 6 – маховики регулировочные

круглопильном торцовочном станке; подборку щитов на щитонаборном станке ЦЩ-1; сколотку щитов торцевых стенок и крышек на одностороннем двухбойковом гвоздезабивном станке ГЗС или 2ЯГ-1; наживление готовой крышки к ящику двумя гвоздями на станках ГЗС или 2ЯГ-1.

На некоторых предприятиях ящики комплектуются крышками,  которые пробивают двумя гвоздями. При наживлении крышки ящика на гвоздезабивном станке выключают один из карабинов, для чего перекрывают одну из прорезей на передней стенке качающегося ящика и таким образом прекращают поступление гвоздей из щелей наклонных направляющих. Полученные ящики передают со стола на склиз и по нему на ленточный конвейер, транспортирующий ящики на склад готовой продукции для отгрузки потребителям .

Сшивка ящичной тары. Для сшивки деревянных ящиков предназначены проволокосшивные станки ЯС-2Г, ЯС-2Д, ЯС-2К и ЯС-2Щ. Ящики сшивают проволчными скобами с загибанием концов этих скоб в древесину. Cтанки унифицированы и составляют комплект оборудования, обеспечивающий пооперационную сборку дощатых и фанерных ящиков.

Станок ЯС-2Щ предназначен для сшивания щитов деревянных ящиков, ЯС-2Г – для сшивания полукорпуса ящика (торцевых стенок с боковыми крышками), станок ЯС-2К – для сшивания корпуса ящика из двух полукорпусов, станок ЯС-2Д – для пришивки дна.

Базовой моделью является станок ЯС-2Щ со столом. Станки ЯС-2Г, ЯС-2Д и ЯС-2К вместо стола оснащены соответствующими технологическими приспособлениями для выполнения заданных операций; эти приспособления регулируются на размеры сшиваемых элементов ящиков. Данные станки оборудованы скобозабивными головками и механизмами подачи проволоки из мотка, выпрямления и обрезки проволоки, скобообразования и внедрения скобы в древесину. В станке ЯС-2Щ под скобозабивной головкой на кронштейне, премещающемся по направляющим станины, расположены стол и наковальня с механизмом забивки скобы. В проволокосшивных станках ЯС-2Г, ЯС-2Д и ЯС-2К в нижней части станины устанавливаются сменные приспособления для ориентации элементов ящика в процессе их сшивания. Весь цикл сшивания (подача и обрезка проволоки, формирование скобы, забивка скобы в изделие с загибкой концов в древесину), за исключением установки сшиваемых элементов в станок, осуществляется автоматически при нажатии на педаль. Привод проволокосшивных станков осуществляется от одного электродвигателя .

Технология изготовления бочковой тары. Деревянные бочки в собранном виде должны иметь симметричную правильную форму без выпуклостей и перекосов.

Клепка остовов и доньев бочек, высушенная до необходимой влажности, поступает на обработку в бондарный цех для одновременного фрезерования наружной и внутренней поверхности на клепкострогальный станок.

Выпускаются клепкострогальные станки следующих типов: БСЛ (легкий), предназначенный  для наибольших размеров клепки 90 ´ 600 мм; БСС (средний) – 110 ´ 850 мм; БСТ (тяжелый) – 130 ´ 1180 мм .

Для изготовления бочек вместимостью 50 – 250 л широко применяются клепкострогальные станки БСС (рис. 4. 6). На станке БСС, равно как и на других моделях этого типа, производится двустороннее фрезерование (с выборкой выемки на внутренней плоскости) плоских пиленых клепок. На литой станине и внутри нее смонтированы все узлы станка. Слева наверху установлен кронштейн с качающимся суппортом верхней фрезы и прижимами клепки. Сзади установлен суппорт нижней фрезы, по направляющим которого электродвигатель с фрезой перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскостях. От привода подающей цепи происходит вращение копир, качающегося суппорта верхней фрезы при выборке выемки и кулачка привода центрирующего механизма, который в свою очередь обеспечивает центрирование заготовки шириной 43 – 110 мм по продольной оси .

Положение заднего стола регулируется в зависимости от величины снимаемого фрезой слоя. Станок оснащен механизмом загрузки клепки, в котором непосредственно происходит центрирование заготовки, после чего клепка захватывается планками на подающей цепи и подается в зону резания. Фрезерованная поверхность имеет сферическую форму с радиусом, равным радиусу бочки в пуке (наибольшей выпуклой части остова бочки).

Фрезерованная клепка остова бочек поступает на клепкофуговальные станки, которые выпускаются в трех моделях для бочек различной вместимости: БФЛ (легкий), предназначенный  для наибольших размеров клепок 90 ´ 560 мм; БФС-1 (средний) – 110 ´ 800 мм; БФТ (тяжелый) – 130 ´ 1130 мм .

     3                                   6                                   8

              4                   5      7

                                                                               9           11

                                                                                      10

    2   1                                         16     15            12  14 13

                Рис. 4. 6. Клепкострогальный станок БСС

1 – станина; 2 – привод с кулачковым механизмом; 3 – редуктор; 4 – передняя направляющая цепи; 5 – механизм прижима клепки; 6 – верхний ножевой вал; 7 – нижний ножевой вал; 8 – магазин; 9 – передний стол; 10- звездочка; 11 – ограждение цепи; 12 – цепной конвейер; 13 – ограждение электродвигателя; 14 – подмоточная плита с электродвигателем; 15 – распределительная коробка; 16 – кнопочная станция

Клепкофуговальный станок БФС-1 (рис. 4. 7) для бочек вместимостью 50 – 250 л предназначен для двустороннего фугования кромок плоских пиленых клепок остовов бочек. На литой станине этого станка смонтированы кулисы (суппорты). Суппорты ножевых конических фрез неподвижны в процессе обработки клепки. Фрезы своими режущими кромками образуют угол, соответствующий ширине клепки и диаметру в пуке. Суппорты с фрезами автоматически раздвигаются и сдвигаются в зависимости от ширины клепки. Механизм установки суппортов связан с приводом подачи и цепью конвейера.

Станок оборудован механизмом для базирования клепок при их обработке. Клепка подается в зону обработки упорами подающей цепи. Для обеспечения выпуклой формы бочки клепке придается криволинейная форма с уменьшением клепки от середины (пука) к концам. Для этого раме конвейера вместе с подающей цепью сообщается качательное движение в вертикальной плоскости от сменного копира. При фуговании клепки ее кромки должны быть скошены под углом к ее поверхности. От точности фугования клепки, в основном, зависят плотность и прочность бочки.

                   6                                7                                 11

           5                                            8

                                                                 9               10

    3

                       2                           12

                                 1

            4

                   Рис. 4. 7. Станок клепкофуговальный БФС

1 – левая кулиса; 2 – направляющая цепи; 3 – подающая цепь; 4 – противовес; 5 – качалка; 6 – прижим клепки; 7 – механизм регулирования кулис; 8 – ножевая головка; 9 – механизм управления; 10 – кулачки; 11 – привод; 12 – рычаг копира

После фрезерования и фугования клепок остова дна, они (т. е. клепки) поступают на сортирование по породам и качеству древесины. Для заделки дефектов клепки (высверливания сучков и заделки пробок на клею) применяют автоматические станки СВСА-3. Порода древесины пробок для заделки сучков должна быть той же, что и у клепок, на которые они ставятся. Волокна древесины и пробок должны быть расположены в одном направлении. Выступ пробок над поверхностью клепок не допускается .

Качественно обработанная клепка поступает на сборку остовов и щитов дна. Кромки смежных клепок дна должны быть соединены стальными проволочными шпильками длиной 40 – 45 мм и диаметром 2 – 2,5 мм, стальными пластинками в форме ромба или гофрированными металлическими скрепками (рис. 4. 8).

Щиты дна сшивают из профугованных клепок металлическими шпильками с двусторонним заострением на станках БЩ-3, а дно вырезают на донновырезных станках БД-3.

Для плотности сборки бочки последняя клепка набирается определенной ширины и туго вставляется в остов. Для придания древесине клепок пластичности и предупреждения излома при гнутье остов бочки перед стяжкой прогревается путем пропарки под пропарным колпаком. На некоторых предприятиях применяют проварочные установки карусельного типа, которые состоят из колес с гнездами для остовов бочек и ванн с горячей водой .

                                                                       б

                а 

                                             в

Рис. 4. 8. Соединения кромок смежных клепок дна бочки

а – проволочными шпильками; б – металлическими скрепками;

в – стальными пластинками в форме ромба 

Проваренные в горячей воде или пропаренные остовы бочек подаются на стяжку. Стяжка остовов бочек производится на стяжном станке БВ-3, который предназначен для стяжки распущенного конца остова бочки с помощью затягивающей петли стального троса, а также для задонки бочек. Для снятия остаточных деформаций изогнутой формы клепок в стянутом остове его (т. е. остов) обжигают. Эта операция производится на электромангалках стационарных и конвейерных, проходного типа. Обжиг должен производиться без обугливания древесины, а внутренняя поверхность бочек должна быть чистой и без постороннего запаха.

После обжига бочек производится осадка головных рабочих колец на обручеосадочных прессах БПЛ (легком) или на БП-1. Для предотвращения излома клепок при осадке рабочих колец данная операция должна производиться на нагретых остовах .

Остовы с рабочими кольцами поступают на обработку на двусторонний уторный станок БУЛ (легкий), БУС (средний) или БУТ (тяжелый) в зависимости от вместимости бочек (рис. 4. 9). На этих станках одновременно обрабатываются оба конца остова, обрезаются концы клепок, с внутренней стороны торцов остова снимается фаска, зачищается внутренняя поверхность остова в местах расположения уторных пазов и нарезаются последние. Торцы остова должны быть обрезаны чисто и ровно, без сколов и отщипов. Расстояние от торца до упора по всей окружности бочки должно быть одинаковым. С внутренней стороны торца бочки снимается фаска шириной не более ½ толщины клепки. Уторный паз должен быть чистым, без сколов и располагаться в плоскости, перпендикулярной оси вращения бочки .

Выравнивание  провесов  клепок в остовах бочек вместо ручной

зачистки в некоторых бондарных цехах производится путем прокатки

между  вальцами  на  нестандартном оборудовании. Обработанные на

                                                                   8

                                                     5

                                                         6

                     4                                      

                          3

                    2

            1

                                  7                                                 9 

                                                                                          10

               Рис. 4. 9. Уторный двусторонний станок БУ

1 – электродвигатель подачи ножевых головок; 2 – коробка скоростей; 3 – электродвигатели привода ножевых головок; 4 –зубчатое колесо; 5 – ножевая головка; 6 – каретки; 7 – станина; 8 – кнопочная станция; 9 – распределительная коробка; 10 – регулировочный маховик

уторном станке с выравненными провесами остовы бочек подаются к механическому стяжному вороту БВ-3 (рис. 4. 10), с помощью которого производится задонка остовов. Перед стяжным воротом устанавливается подставка с выступом цилиндрической формы диаметром на 15 – 20 мм меньше внутреннего головного диаметра остова. После установки остова на подставку на верхний конец этого остова надевают петлю троса стяжного ворота. Петля троса располагается на остове ниже рабочего кольца. Затем включают стяжной ворот на рабочий ход и петля троса стягивает остов. Когда конец остова стягивается, с него снимают рабочее кольцо, после чего стяжной ворот переключают на холостой ход и петля троса ослабляется, отчего конец остова распускается настолько, что в него можно вставить дно. После вставки дна конец остова снова стягивается петлей троса, и на остов надевается уторный обруч; затем петлю троса ослабляют, остов снимают с подставки, переворачивают, устанавливают на подставку задоненным концом и вставляют второе дно в той же последовательности операций, что и первое дно. Донья должны плотно входить в уторы и вставляться так, чтобы ребра клепок дна были перпендикулярны плоскости, проходящей через геометрическую ось бочки.

                                                        4

                                                             5

               2            3

          1

                                                                                       10

                        8                            8

                                                                                         6

                                                     9

Рис. 4. 10. Стяжной механический станок БВ – 3

1 – стол; 2 – устройство регулирования длины троса; 3 – ползун; 4 – трос; 5 – рукоятка управления; 6 – электродвигатель; 7 – стойка; 8 – рычаги; 9 – направляющая; 10 - привод

Осадку уторных, шейных и пуковых обручей производят на обручеосадочном прессе БП-1 или БПЛ (рис. 4. 11). Бочку устанавливают на плиту станины по имеющимся концентрическим рискам. Нажатием ноги на педаль включают электродвигатель, приводящий в действие винт, и платформа рычага опускается. Нажатием рукоятки управления осуществляется сближение рычагов, которые своими кулачками захватывают и осаждают обруч. На заливную бочку надевают два уторных и два пусковых обруча. На бочки вместимостью 50 л и более кроме уторных и пусковых обручей ставятся также два шейных обруча, которые по ширине и толщине равны размерам пусковых обручей. Задиры поверхностей обручей не допускаются.

                                                                   1

                                                                           2

                                                                                 3

                                                                                       4

                                                                                         5

                                                                                         6

                                                                                             7

                                                                                          8

                   Рис. 4. 11. Обручеусадочный пресс БП - 1

1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – траверса; 4 – платформа; 5 – винт; 6 – рычаги усадочные; 7 – стойка вертикальная; 8 - плита

Плоские стальные обручи изготавливают на комбинированном станке БО-3. На этом станке производится резка и вальцовка стальной ленты на соответствующий диаметр бочки с одновременной развальцовкой  отрезка  ленты.   Концы   обручей   соединяют   путем

точечной сварки не менее, чем в трех точках. В бондарных цехах для сварки обручей применяют сварочные аппараты АТП-25 .