胶合板生产工艺管理-旋切前准备.ppt

胶合板生产工艺管理,二、单板制造,1、木段旋切前准备 为了制得高质量的单板，提高单板出板率和旋切机生产率，进厂后的原木需经锯断、热处理、剥皮和木段定中心等工序。,1.1 胶合板生产对原木的要求（1）原木长度 原木长度为4、5、6m 长度公差为+6、-2cm。根据胶合板规格和质量要求，将原木截断成所需要的木段，同时要根据原木的缺陷，确定合理的锯断位置，保证单板质量，获得最大的利用率。,（2）原木径级原木径级直接影响到胶合板的出材率和劳动生产率；国标规定胶合板用材最小直径为26cm，检尺直径按2cm进级。人工速生林原木直径趋小。考虑采用无卡轴旋切机以减小木芯直径（5mm，有卡轴旋切机的木芯直径一般为10mm）,（3）原木质量原木质量（一、二等原木）根据原木本身所带的缺陷类别和尺寸，缺陷大致分为两类：一类是对胶合板出材率有影响：原木弯曲度、较大的尖削度、机械损伤、环端裂、伤疤、空腐心等；一类是对胶合板质量有影响：斜纹理、节子、涡纹、变色等。,（4）原木材性木材结构对胶合板生产的影响 年轮：环孔材旋切单板具有美观纹理，但易透胶;散孔材旋切单板均质光滑，组织均匀致密，可旋切薄单板。心材与边材：心边材差异明显，其含水率、木材硬度、胀缩都有差异，对热处理、旋切、干燥和热压生产工艺有影响。木射线：能增加单板表面美观，但影响胶合强度。,树脂道：旋切和干燥时，松脂会沾污旋刀和干燥机，热压时容易脱胶和鼓泡。硬度：过高会损伤旋刀，单板易开裂；过低单板易起毛，表面不平滑。尖削度：有尖削度的木材旋切的单板纹理美观，但影响单板强度。,木材物理及力学性质对胶合板生产的影响 太硬的木材对旋刀损伤大，在加工过程易开裂，单板背面裂隙度大；太软的木材在旋切时单板易起毛，板面不平滑。木材化学性质对胶合板生产的影响 木材的酸碱性质（抽提物）和缓冲容量对制定胶合板加工工艺有意义，与单板胶合，木材变色密切相关。,（5）判断标准 切削性能和干缩变形；木材的胶合性能；经济效益。（6）生产胶合板树种应具有的条件；能够旋出平整光滑的单板；具有一定的胶合强度；干燥后翘曲变形不严重；材质好、缺陷少；有一定的蓄积量。,（7）我国常用的胶合板树种：针叶材：马尾松、云南松、樟子松等。阔叶材：水曲柳、荷木、杨木、樟木、榆木、椴木、桦木、枫香、核桃楸、泡桐等。进口材：柳安、阿必东、克伦、奥克曼等目前，工厂常用树种：杨木、柳桉、水曲柳、马尾松等。,1.2 原木锯断,所谓原木截断，就是按木材材质情况和工艺要求把木材截成一定长度的木段。如生产46的胶合板，按照工艺要求，木段应截成表板用木段长为1.92m，芯板截成1.3m。,1.2.1原木缺陷的影响（1）影响正常旋切甚至不能制造单板的缺陷，如：纵裂、较大的环裂、严重的腐朽等；（2）影响单板出材率的缺陷：如弯曲、尖削度等；（3）影响单板表面质量和强度的缺陷。,原木锯断原则划线下锯原则：根据原木的外部特征，正确地判断木材的各种缺陷和所在的位置，按照既能保证单板质量，又能获得木材最大利用率原则，来确定原木锯断的合理位置。,1.2.3原木锯断工艺要求：截掉腐朽、纵裂、大环裂等不允许的缺陷。尽量多出直的或小弧度的木段，弯曲的木段应在弯曲转折处截断。尽量将缺陷集中在一根木段上，在原木长度不等于所需木段长度的倍数时，尽量将缺陷集中在短木段上。划线时应考虑到加工余量。由于木段端面通常有歪斜、斧伤、水浸变色等，因此，截断时应先把端头截去一片圆盘。,1.2.4 木段的长度和加工余量 木段的长度应根据胶合板的尺寸和必要的加工余量来确定，即 木段长度=胶合板尺寸+加工余量。胶合板尺寸决定于国家标准和用户需要，而加工余量则要考虑干缩量，胶合板锯边时余量的大小等，木段的加工余量为70100mm左右。3 980mm 4 1320mm 6 1950mm 7 2260 mm 8 2600 mm,1.2.5 原木锯断设备（1）链锯机优点：锯断速度快，生产效率高；结构简单，安装和使用方便；可锯断大径级原木；劳动强度低。缺点：锯路宽。（2）往复式截锯优点：锯口准确、锯路窄；可锯解大径级原木；缺点：木材固定困难；速度慢，生产率低。（3）圆锯机优点：设备简单，操作方便，生产率高；缺点：噪声大，刃磨和修锯困难，锯解直径小。,1.2.6 提高原木锯断质量的方法（1）木段过长、过短或偏斜木段过长一是浪费木材，二是超过旋切机长度规定不能用；木段过短、偏斜又会使单板尺寸不够长，只能改成小规格材，造成浪费。（2）夹锯 夹锯是由于锯路较窄，原木断面与锯身接触压力大而产生摩擦所致。夹锯容易使锯身发热而发生烧焦的现象，影响锯的使用寿命。,（3）原木锯割时振动是由于原木固定得不好所致。锯割时摆动，影响锯割速度，甚至会掰断锯片。（4）取材不当主要是经验不足，看不出木材内部的缺陷，使锯出的木段缺点多，影响单板质量和出材率。,1.3 木段热处理 目的（1）软化木段，增加可塑性，降低单板因反向弯曲引起的应力，减少背面裂缝。但也不能软化过度，否则会使单板起毛。单板质量好、强度高。（2）大幅度降低节子的硬度，不易损伤旋刀，延长刀具寿命，减少机床震动，减少动力消耗。,旋切下来成连续单板，把木段看成单板组成，即单板成圆弧状成卷曲状态，在单板旋切过程中，单板由原来的圆弧状被拉直，然后向反向弯曲，单板在旋切过程中改变了形状，这就产生了应力。在单板正面产生压应力，在单板的背面产生拉应力，如果拉伸应力大于木材横纹抗拉强度，那么在单板背面就会产生许多裂口，这个裂口叫做单板的背面裂隙。如果这个拉伸应力越大，背面裂隙越深，数目就越多，极大的影响着表面质量。对木材水热处理的目的就是要减少其拉伸应力。,（3）边材的部分树脂和细胞液经过水热交换后出来，有利于单板干燥、胶合和油漆。（4）剥皮容易（5）杀死虫卵，有利于单板贮存（6）防止旋切时单板被压尺压溃。,1.3.2 木材热处理的方法（1）企业术语 软工艺：水热处理温度低，处理时间较长 硬工艺：水热处理温度高，处理时间较短（2）木材在热处理过程中端部易产生开裂的原因 木材是热的不良导体，传热缓慢，在热处理过程 中内外温差大，易产生内应力，还有木材属于各向异性材料，在热处理过程中，其 径向和弦向受热膨胀不同，就加剧了内应力的产生。,（3）方法 水煮法：以水为介质进行木材热处理，把木段放在水泥池中，然后放入温水淹没木段，然后再通入蒸汽，缓慢提高木段的温度。优点：蒸汽消耗量小，蒸汽消耗量相当于饱和蒸汽喷蒸法的一半；温度容易控制；木材的软化效果好，操作简单方便。缺点：蒸汽大；木材变色。,饱和蒸汽喷蒸法 把木段放在密闭的水泥池中，用1.5-2个大气压的饱和蒸汽对木段进行喷射，为防止端裂，可采用间歇通气的方法，缓慢地提高水的温度，1-2小时后停半个小时再通气。这种方法缺点较多：首先蒸汽的消耗量大，其消耗量是整个胶合板蒸汽消耗量的20%；其次，只能提高木段温度，含水率提高很少；再者，温度控制困难，木段易端裂，易变色。这种方法应用在要求木材水热处理后，颜色不发生变化的情况下，其他情况很少采用。,1.3.3 木段热处理工艺,（1）木材所要求的加热温度 各种树种所用的水热处理温度不同，把每一种树种要求达到的温度叫木材所要求的加热温度。它与树种、单板厚度、含水率以及单板的制造方法有关。树种：旋切硬材比软材要求的温度较高。单板厚度：厚单板比薄单板要求的温度 含水率：含水率低要求的温度较高 单板的制造方法：旋切单板要比刨切单板要求的温度较高。,因此在实际生产中应根据具体情况来确定水热处理的温度。木段的加热温度根据树种、材长、径级等不同情况有一定要求，在处理时温度过高过低均不可以。温度对旋切单板质量的影响如下：如果温度过高 如果温度过高会降低木材强度，另外过高，木材塑性过大，木材纤维过于柔软，而不易切断，因此旋切时木段的部分纤维不是被切断而是被撕断，结果旋切时单板表面易起毛，影响单板光洁度和表面质量。如果温度过低 如果温度过低，木材的塑性不足，其背面裂隙较深,由于旋切时单板只旋到木芯表面，因此水热处理时只考虑木段表面和木芯表面间的温度，具体检查时只检查木芯表面的温度是否达到要求。根据生产实践经验，胶合板生产常用的树种木芯要求的温度，在下列范围较适宜。加热介质的温度同木芯表面所要求加热温度有关，一般比木芯表面所要求的加热温度高10-30左右，但节硬，树脂多的树种可超过上述范围。,（2）加热时间 加热时间与木材径级、湿材容积重、介质温度及木材要求加热温度有关。直径大，加热时间长；密度大，介质温度低，木材要求温度高，时间就长。,常用树种所要求的加热温度和介质加热温度如下：杨木 5-20 20-30椴木 25-35 50-60桦木 36-48 50-60水曲柳 44-50 60-68红松 42-50 75-80落叶松 44-50 65-85阿必东 55-60 80-85马尾松 55-60 75-85,（3）木材热处理过程和水热处理工艺曲线 木材热处理过程包括四个阶段：融溶和浸泡 介质升温 保温阶段 木材自然冷却、均温阶段,融溶和浸泡 冬季冰冻材要放在温度为30-40的温水中浸泡8小时左右进行融冰，对硬阔叶材即使不冰冻也要浸8小时以上，以免加热过程中端部产生开裂。介质升温 对于不易产生端裂的木材介质升温速度可快些，可为5-6/h，例如落叶松，但不超过10/h。对于容易产生端裂的木材，升温速度应慢些，可为2-4/h，例如水曲柳。,一般情况下，介质温度升温所需时间大约占整个热处理时间的一半以上，对于这些升温时易开裂的树种，可采用阶段升温方法来避免木段开裂。水曲柳：冬季浸泡8小时后，以2/h升温至55-60并保温8小时后，以3/h升温至65-70并保温12小时，在出池前2小时停汽。,保温阶段 为什么要有保温阶段？因为木段是不良热导体，传热慢，如果木芯表面要达到一定温度需一段时间，另外木材和木材所含水分都具有一定的热熔量，需要吸收足够的热量后温度才能升高。由于这两个原因，在介质升温阶段，只是木段表面温度升高，而木段里面的温度并没有升高，所以当介质温度达到预定温度后，为了使热量能够从木段表面向木芯传递，使木芯表面温度能达到木材要求的加热温度，就需要有一个保温时间，这个保温时间的长短与木材径级、容重、介质温度及木材要求温度有关。,木材自然冷却、均温阶段 木段在水泥池中停止加热，自然冷却，而不应立即从煮木池中取出木段，在室温下突然冷却，这样会产生内应力而导致开裂。,1.3.3 注意事项 木段投池时水温不能大于40；按树种、径级分池蒸煮；易开裂的木材要防端裂；夏季软阔叶材可不蒸煮，只需浸泡；定期清洗煮木池，更换水。,1.4 木段剥皮木段剥皮目的：（1）树皮与木质部结合薄弱，并且树皮有外皮、韧皮部和形成层组成，在胶合板生产中是无用的。（2）韧皮纤维韧性强，旋切时易堵塞刀门，并且不易被切断。（3）树皮内夹带金属物和泥沙等杂物，对刀具磨损严重，有时会产生崩刀。,木段剥皮要求：（1）树皮全部剥掉，泥沙金属杂物清除干净，排钉，暗钉挖净。（2）应不损伤木质部。（3）设备应该效率高，结构简单，不受木段直径、长度、树种、外形等影响。,剥皮方法 手工：手工剥皮很简单，2人一组，用铲子往下戗。人工剥皮虽然劳动量消耗较大,但木段木质部几乎不受损伤。机械：分刀具切削式、摩擦式和冲击式剥皮。部几乎不受损伤。而采用切削型机械剥皮,虽然生产效率较高,但对木质部损害较大。,1.5 木段定中心,一般木段带有尖削度和弯曲度，因此，在旋切成圆柱体以前，得到的都是碎单板（指单板长度小于木段长度）和窄长单板（板长等于木段长），木段旋成圆柱体以后，再继续旋切，才能获得连续的带状单板，最后存下的为木芯。带状单板的数量与圆柱体的直径有关。每一根木段，按照它的大小头直径及弯曲度，可以计算出理论最大内接圆柱体的直径。为了木段获得圆柱体的直径最大和多出连续单板，因此，旋切原木段，事前必须先要确定中心。,目的：正确确定木段在旋切机上的回转中心位置，使回转中心与木段最大内接圆柱体中心重合。意义：提高木材的利用率，减少零碎单板；提高单板质量，减少单板修理与胶拼工作量的工时消耗，提高经济效益。便于连续化生产。,定中心有两种方法：人工定中心：就是用目测估计出两个端面的圆心，用粉笔画上，送到卡轴中间，把卡爪 卡在目测的圆心上。机械定中心：人工定中心误差较大，机械定中心比人工定中心可提高出材率约2%-4%。从提高出材率的角度，应推行机械定中心，但目前我国由于技术水平限制，有些工厂仍然采用人工定中心。,机械定中心则可通过计算来确定。目前生产上一般有以下几种定中心。三点定中心：二只直角钢义定中心：四点定中心：光环定中心：将光环发生器形成的同心多圈光环，投射到木段端面上，使光环的中心与木段的内接圆柱体中心相重合，则光环的中心即为木段内接圆柱体的中心。以上几种机械定中心，均可在定心机上完成。,三点定中心法：利用三个相互交叉成120，并且与回转中心始终保持等距离的点，来确定该断面的中心，右图，但是在绝大多数情况下，木段横断面不是圆形，因此这种方法尚不能得到满意的结果，芬兰的ROUTE公司以及日本阿里斯德旋切生产线上的机械定中心装置依据该原理设计而成。,四点定中心 利用两对相对称的点，使其与未来的回转中心始终保持相等的距离，来确定木段的中心。显而易见，这种方法对于对称的断面是合适的，但由于实际设计该装置有些技术问题，因而常用直角钢叉定中心法。,成对直角钢叉定中心法 上钢叉可以左右转动，使直角的交点与回转中心始终保持等距离，利用这种方法设计的定中心机操作方便，而且可以直接装在旋切机上，但这种定中心误差较大一些。,光环定中心：将光环发生器形成的同心多圈光环，投射到木段端面上，使光环的中心与木段的内接圆柱体中心相重合，则光环的中心即为木段内接圆柱体的中心。,