木材加工制材学.ppt

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1、第三章 制材设备-,主要工艺设备：带锯机、圆锯机、排锯机、削片制材联 合机等。运 输 设 备：原木拖进链、踢木机、横向运输链、滚筒运输机、皮带运输机等。其它工艺设备：原木分类机械、原木材积光电自动检测系统、选材机械、堆材机械、剥皮机、金属探测仪。辅 助 设 备：锉锯间与机修车间所配的各种设备等,第三章 制材设备,第三章 制材设备-,31 带锯机,以环状无端锯条作为锯具，绕在锯轮上朝一个方向连续运动的锯机。在我国应用最为普遍。,第三章 制材设备-,跑车带锯,第三章 制材设备-,一、类型,1、按用途：剖料带锯机：锯解原木 再剖带锯机：锯解毛方、板皮2、按 结 构：立式 卧式 双联3、按安装形式 固

2、定式 移动式4、按锯轮方向 左式 右式5、按锯轮直径 大型：1542 mm(60”)中型：1067(42”)1372 mm(54”)小型：965 mm(38”),第三章 制材设备-,一、类型,第三章 制材设备-,二、型号 按国家标准GB1244890，带锯机型号由以下符号表示：（*）*X*带锯机联数木工锯机类 技术参数通用或结构特性代号 锯轮直径（mm）1%取整 J 简式 1 普通木工带锯机 Z 自动 2 跑车木工带锯机 B 半自动 带 4 细木工带锯机 K 数控 锯 5 自动进料带锯机 X 数显 机 6 其他木工带锯机 7 卧式木工带锯机 Z 左向 8 多联对列木工带锯机 9 台式木工带锯机

3、 如：MJ3212锯轮直径1220mm带跑车木工带锯 MJ3812-2锯轮直径1200mm双联对列木工带锯机 MJ3712锯轮直径1220mm卧式木工带锯机,第三章 制材设备-,三、带锯机结构,第三章 制材设备-,三、带锯机结构,1、机体 机体是带锯机的骨架，支承各部件，承受工作中的作用力。它通常由床身（锯身）和底座（锯座）两部分组成。,整体式：小型（1000）带锯用。装配式：大、中型带锯用。材料：铸铁、铸钢 用途：支承锯轮，减少振动。,第三章 制材设备-,2、锯轮 挂锯条的一对轮子。立式为上下布置，卧式为水平布置。作用：张紧锯条，使之回转。其中下锯轮为主动轮；上锯轮为从动轮，起张紧作用。结构

4、：由于锯轮所起作用下同，其结构也不同。下锯轮为整体式，较重：A 起飞轮作用；B 减轻轴承负荷(张紧力向上)。上锯轮为辐条式：易带动，可随时旋转和停止，易散热，但噪音大。安装：为避免刮齿和便于排屑，下锯轮比上锯轮向后错开3-6mm。制动：为了在更换锯条或发生故障时能很快停车，带锯机下锯轮装有制动装置。,第三章 制材设备-,3、锯条张紧装置 锯条在切削过程中，由于各种因素的影响，如原木径级的变化、材质软硬不均、跑车进料速度快慢以及锯齿的锐钝不同，锯条所受阻力不同从而产生伸缩变化。这种现象如不及时消除，锯条就会窜动，导致材面弯曲甚至锯条断裂。为此，必须使锯条保持一定的张紧力，使上锯轮能按照锯条长度的

5、变化自动上升或下降，通常采用压铊式自动张紧装置。压铊式自动张紧装置有单杠杆式和双杠杆式两种形式。通过顶针和支杆形成的力偶与压铊所产生的力矩保持平衡，达到张紧锯条的目的。,第三章 制材设备-,4、上锯轮升降及仰卧装置 升降装置的作用有：A 调节锯轮中心距。使上锯轮能按照锯条的长度而适当升降，将锯条正确地挂在锯轮上。B 便于更换锯条。仰卧装置使锯条在锯解原木时能抵抗原木压在锯齿上的压力，稳定回转。因此，在工艺上要求将上锯轮稍向前倾斜，通常在15左右。通常上锯轮的升降与仰卧由一套机构来完成，蜗轮蜗杆机构常用。,第三章 制材设备-,5、锯卡 在锯条工作边切割区设有上下两个锯卡。其作用在于保持锯路平直，

6、限制锯条左右摆动。通常下锯卡固定在机座上，上锯卡安装在可上下移动的悬臂上，随原木直径不同而上下移动。,a 单侧平板式 b 双侧平板式 c 单侧滚柱式,e 双侧滚柱式 f 空气静力式 g 磁力式,第三章 制材设备-,四、技术特性 1、锯轮直径（D）：带锯机主要技术参数，用mm（习惯用in）表示，以152mm(6”)进级。国产锯机有公制整数如1200、1500 mm。锯轮直径的影响：1）锯条尺寸，锯轮转速，传动功率及机床的进料速度等。一般情况下，增大锯轮直径则锯轮转速减小，而锯条尺寸、传动功率和机床的进料速度则相应增加。2）所锯原木的直径，一般有如下关系：D=（1.21.4）dmax(dmax 原

7、木最大直径),第三章 制材设备-,2、锯轮中心距与轮径比值（L/D）锯轮中心距L对带锯的制材性能有重大的影响。中心距大,则锯解原木的直径大，但锯机稳定性差，振动大，同时锯条易扭曲，影响加工质量和生产效率。因此，应掌握好两者之间的关系。最大原木直径dmax可由锯轮中心距L和锯轮直径D之间的关系决定：d/D=,因此，为提高锯解能力，应增加D保持L/D不变。L/D：国产锯机 1.42.0,国外 1.5。,第三章 制材设备-,3、轮缘宽度 锯轮轮缘宽度与锯轮直径的关系可用下式表示：B=（0.10.15）D 如MJ3215 180mm,MJ3212 150mm,MJ3210 110mm。4、锯条尺寸 锯

8、条尺寸与锯轮尺寸的关系为：长度：l=D+2L+(3050)宽度：B+25b0.8B 厚度：=D/E 一般 D/1000（大锯轮）D/1250（中、小锯轮）由于锯条厚度决定了锯路宽度，从而影响出材率，因此，生产中应尽可能采用薄锯条。但锯条薄，稳定性差，影响生产及产品质量。生产中采用薄锯条时，应全面权衡利弊，在经济上是合理的，在技术上是可行的。,第三章 制材设备-,5、锯条切削速度 V=Dn 锯条切削速度V大，产量高，但动力消耗大。功率一定，加大切削速度V，锯条易打滑、发热，磨损轮缘、降低锯条稳定性，从而影响锯材加工质量。6、进料速度 进料速度根据原木规格、材质、树种、锯条尺寸、修锯技术、切削速度

9、而定。过大，容易跑锯。过小，影响生产率。实践表明：齿形选定，切削速度一定时，进料速度在最大极限值以下，锯材质量几乎稳定。因此，生产中应尽可能采用最大极限速度进料。一般，硬材、节多、树脂多、纹理杂、冰冻材、含水量少、修锯技术差时，应降低进料速度。,第三章 制材设备-,7、锯机所需动力 空转动力：WK=0.031*7bDn/7300000+0.37 kw 制材动力：WZ=(23)WK 总动力：W=WZ+WK 带锯机所需动力可参阅表34。表34 带锯机所需动力,第三章 制材设备-,五、带锯机进料装置1、原木带锯机进料装置-跑车 跑车是带锯机的主要附属设备。,作用：紧固原木纵向锯割侧向摇尺看材调梢自动

10、退避机械翻木,机构：卡木机构（搁凳、立桩与扎钩）行走机构摇尺机构（步进机构）微调机构（搬垫）车摆装置翻木装置,第三章 制材设备-,第三章 制材设备-,2、再剖和辅助带锯机进料装置 再剖和辅助带锯机除手工进料外，还采用机械进料，机械进料装置的主要形式,第三章 制材设备-,六、特殊带锯机 随着带锯机制材工业的发展，陆续出现了一些特殊类型的带锯条和锯机，其中包括双面齿带锯条、多联带锯机、高张紧力带锯机和倾斜带锯机等。它们的出现简化了带锯条的适张度修正作业，提高了带锯机的利用效率，并且提高了锯材精度。1、双齿带锯 在带锯条两侧开齿。A、来回制材，提高效率。达20-50。B、及时清除锯屑，减少磨擦发热。

11、,问题：A、上下料重叠；B、锯条变窄后的处理；C、锯条的锉修。,解决方法：A、设置专用挡料、上料装置；B、利用多根锯条；C、锯齿强化处理。,第三章 制材设备-,2、穿孔带锯 在带锯条上制作一定形状（圆形或椭圆形）的穿孔。优点：排屑性能好，稳定性高，抗阻性能强，节省动力，噪声小。耐切削，换锯次数减少。适用：东北、内蒙冰冻材的锯解。缺点：强度小。,第三章 制材设备-,3、高张紧力带锯 提高带锯机的张紧力，并采用先进的气（液）压张紧装置，是现代化带锯的一个显著特点。优点：1）锯条稳定性提高，锯割精度提高。+-1.27mm.2）采用薄锯条，锯口宽度大为减小（约45%）。结构特点：1）张紧：一般采用气动

12、隔膜式张紧装置。反应迅速 2）锯轮：辐板式，以承受高张紧力负荷。表面淬火，耐磨。转速高，需动平衡试验，3）锯卡：压力锯卡。4）锯身与底座：低重心、装配式结构。5）摇尺机构：步进油缸。,第三章 制材设备-,4、压力锯卡：5、无适张度带锯：,第三章 制材设备-,32 圆锯机,利用圆锯片作为锯具，锯片旋转切割木材。可用于所有的锯割工序，包括：原木造材或截断，原木剖料，毛方、板材、板皮的剖分，毛边板裁边以及锯材的截端和截断等。是制材生产中使用最广的锯机。,第三章 制材设备-,一、分类 跑车原木圆锯机 原木圆锯机 滚筒进料圆锯机 链条送料圆锯机 单圆锯机 纵剖圆锯机 裁边圆锯机 双圆锯机 多圆锯机 三角

13、材圆锯机 剖分圆锯机 半圆材圆锯机 制材圆锯机 板方材圆锯机 脚踏平衡圆锯机 摆式吊截圆锯机 横截圆锯机 摆式平衡圆锯机 直线进给圆锯机 横截圆锯机 多锯片横截圆锯机 平衡圆锯机 造材圆锯机 门式圆锯机,第三章 制材设备-,二、型号 按国家标准GB124481990，纵剖圆锯机型号由以下符号表示：1 木工锯机类 锯片数 1 纵剖圆锯 锯片直径的1/100取整 0 手动进料圆锯机 1 锯轴倾斜圆锯机 2 双圆锯裁边机 4 多锯片纵剖圆锯机 5 自动进给木工圆锯机 如 MJ108 纵向手动进料 锯片直径 800mm,第三章 制材设备-,按国家标准GB124481990，横截圆锯机型号由以下符号表示

14、：2 木工锯机类 锯片数 锯片直径的1/100取整 2 横截圆锯 0 多锯片圆锯机 1 脚踏平衡圆锯机 2 摇臂万能圆锯机 3 万能圆锯机 4 带移动工作台圆锯机 5 吊截圆锯机 6 移动工作台圆锯机 7 锯片往复横截圆锯机 8 往复靠板圆锯机 9 圆榫截断圆锯机 如 MJ256 吊截圆锯 650mm,第三章 制材设备-,三、结构 圆锯机在制材生产中，用途广泛，结构、型式多样。但其基本结构大体一致，由两个部分组成：切削部分和进给部分。1、切削部分 由机座、主轴、锯片、法兰盘及垫圈、锯卡、传动装置组成。,第三章 制材设备-,2、进给部分 分木料进给和锯片进给两类，前者多用于纵锯，后者多用于横截。

15、1）纵剖 A。单圆锯 B。双圆锯 C。多圆锯 D。跑车送料 E。滚筒进料 F。链条进料 G。三角材 H。半圆材 I。板方材,第三章 制材设备-,2）横截 A。脚踏平衡 B。摆式吊截 C。摆式平衡 D。直线进给 E。多锯片 F。多锯片 G。造材平衡,第三章 制材设备-,四、圆锯机技术参数 1、锯片直径（D）与锯割原木最大直径（dmax）dmax=(D-d-40)/2 式中：D、d分别为锯片和垫圈直径。锯片直径D越大，加工能力越大（dmax大），但稳定性差，一般锯片直径不大于1200mm。锯片垫圈直径d大，锯片稳定性好，但影响锯机加工能力即dmax减小。一般不小于5D。不同结构的圆锯机，上式略有不

16、同。,第三章 制材设备-,2、锯片厚度（t）可通过下式计算：t=RD R：系数。按表3-9选用。表39 圆锯片R系数的选用,由上式可见，锯片直径D增大，锯片厚度t加大，锯路宽，导致木材损耗增加，出材率降低。若减小锯片厚度t，则锯片稳定性差，锯材加工质量差。,第三章 制材设备-,3、切削速度(V)切削速度决定于锯片直径和锯轴转速，即：V=Dn m/s 增大锯片直径D，可提高切削速度V和生产率，但木材、动力消耗大。提高锯轴转速n，同样可以提高切削速度V和生产率，但锯片材料、修锯技术要求高，机械振动与锯片摆动加剧，材面粗糙。一般切削速度保持在 4060 m/s。4、进料速度 根据原木材质、尺寸、修锯

17、技术、机械性能而不同。单锯片：60-80 m/min 多锯片：30-60 m/min,第三章 制材设备-,5、圆锯机的传动功率 传动功率N是决定锯机生产率的主要因子之一，可用下式计算：N=KbHVmx/60/102/K单位切削比功，随树种、切削速度和锯口高度而异；b锯路宽度，mm；H直径或材高，mm；V进料速度，m/min；m锯齿磨钝系数，根据表39选择；x锯片数；机械效率，一般为0.70.8。,第三章 制材设备-,锯齿磨钝系数,第三章 制材设备-,33 排锯机,排锯机又称框锯机，是多锯条锯机。它利用曲柄连杆机构带动锯框作往复运动，由装在锯框中的一组锯条对原木或毛方进行加工。在欧洲地区应用较广

18、。,第三章 制材设备-,一、分类 窄档排锯机 双层排锯机 中档排锯机 通用排锯机 宽档排锯机 窄档排锯机 单层排锯机 中档排锯机 立式排锯机 宽档排锯机 柴用排锯机 专用排锯机 板用排锯机排锯机 短材排锯机 移动式排锯机 卧式排锯机,第三章 制材设备-,第三章 制材设备-,二、型号 按国家标准GB124481990，往复锯机型号由以下符号表示：4 木工锯机类 4 往复锯机 最大锯框开档的1/100取整 或锯条最大行程1/10 2 立式框锯机 3 镂锯机 4 线锯机 8 卧式框锯机 如 MJ425,第三章 制材设备-,三、排锯机结构 排锯机主要由机座和机架、传动装置、进给装置和夹原木跑车等组成。

19、排锯机结构如图。,第三章 制材设备-,四、排锯机技术特性1、形式 排锯机的形式是指：通用的或专用的；固定的或移动的；单层的或双层的；单连杆或双连杆的；机床牌号等。,第三章 制材设备-,2、开档 指锯框两立柱之间的距离大小。开档的宽度决定了可能锯解原木的最大直径，同时了表示了其他特征，如行程高度、转速、外形尺寸和重量等。开档的选择根据总原木数中占有一定比例的大径原木进行计算，其计算公式如下：S=d+al+2c(cm)式中：S-排锯开档的宽度，cm；d-可能锯解的原木最大直径，cm；l-原木的最大长度，m；a-原木的尖削度，cm/m；c-原木根端与锯框立柱之间的后备量，cm。后备量c是为了防止原木

20、对正排锯中心不准确、原木弯曲、根部大兜等预留的空隙，一般 c=5 cm。开档的选择应慎重，过大的开档，将不能充分地利用排锯的生产率。排锯的最大开档为1500 mm，一般为500-700 mm。,第三章 制材设备-,3、锯机曲柄的转速 它直接影响到切削速度，因而影响到机床的进料速度和生产率。当行程一定时，增加转速，则切削速度增加，生产率可增加。但是转速增大，惯性力成平方的增加，因而对机床的结构是不利的。现代化的排锯轴的转速一般为250-350 r/min。4、排锯行程的高度 锯框从最上端到最下端位置间的距离。影响机床的进料速度和生产率。增加行程的高度比增加转速来提高切削速度更为有利。因为惯性力的

21、增加行程增加只成一次方的关系。行程高度不应比原木直径小得太多，否则锯屑不能顺利地从锯路中排出，进料阻力增大，会加大原木在进料辊上的滑动，降低锯机的生产率。现代化的排锯行程高度为450-700 mm。,第三章 制材设备-,5、切削速度 切削速度的值决定了进料速度，一般生产中计算都采用平均的切削速度，可用下式计算：Vp=2Hn/1000=Hn/500(m/min)式中：Vp-平均切削速度，m/min；H-行程的高度，mm；n-锯轴转速，r/min。现代化排锯切削速度为400-450 m/min。6、允许安装的最多锯条数 它既和编制下锯图有关，也和开档的宽度和锯框结构有关系。小开档的排锯不能多装锯条

22、，锯条太多，作用在锯框横梁上的压力就大，因此锯机结构不允许。一般大功率排锯可安装12-16条，而中、小功率排锯可安装6-8条。,第三章 制材设备-,7、锯条尺寸 锯条的长度可按表312选择。锯条的宽度可按下式计算：B=(0.10-0.15)Ln(cm)式中：Ln-排锯条长度（连夹紧板），cm。增加锯条宽度相应的必须增加拨料量或压料量，同时提高了在排锯上安装锯条的精度要求。锯条厚度增加则稳定性好，但锯路大锯屑多，同时增加了切削功率。一般锯解硬木材和切削速度高时，锯条厚度可采用2-2.4 mm，而锯路高度不大和传动功率小时，锯条的厚度可采用 1.6-2.0 mm。,第三章 制材设备-,8、进料机构

23、的形式和进料量 进料机构的形式有连续和间隙二种。进料机构的形式决定了排锯机的结构和锯条的安装形式。为了正确的进行原木锯割，锯条的安装必须正确和具有一定的倾斜度。进料量是指排锯锯框每上下一次时，木材送进机床的距离。进料量分结构进料量和实际进料量两种。结构进料量是根据进料机构的传动方式计算出来的，而实际进料量是实际测定出来的。实际进料量可以根据锯条的工作能力（指保持锯条切削锐利，锯条不破裂等）、传动功率和锯割质量确定。,第三章 制材设备-,第三章 制材设备-,9、进料速度 排锯的进料速v可用下式计算：（mm）式中：-进料量，mm/行程；n-排锯每分钟锯轴的转数，r/min。从上式可以看出进料速度与

24、主轴转速和进料量有关，高速排锯的进料速度可达1521m/min。10、传动功率 它在一定程度上反映了排锯机可能的生产率。如利用橡胶皮带传动，可以利用下面的简式来计算：N=0.0025bmdn0.7355(kW)现代化的排锯功率可达到100kW。排锯机的外形尺寸和总重量，决定了安装的面积、等级和基础的种类等。,第三章 制材设备-,34 联锯,一、类型,1、双联,第三章 制材设备-,2、四联,第三章 制材设备-,3、双齿往复串联,第三章 制材设备-,二、进料装置,1、立式原木跑车,第三章 制材设备-,2、铣槽进料装置,第三章 制材设备-,3、卡木臂进料装置,第三章 制材设备-,4、原木回转装置,第

25、三章 制材设备-,35 削片制材联合锯机,随着制材生产的发展，小径级原木的大量使用，对工艺木片需求量的不断增加，出现了削片制材联合机。特点：产量高、生产率高、木材利用率高，工艺简化、车间面积减小。类型：1）削片锯解机：包括削片与锯解。2）削方机：只将原木削成木方。,第三章 制材设备-,一、削片制材联合机,1、第一种类型 1台机组完成削片、锯解。,第三章 制材设备-,2、第二种类型 由削方机和圆锯机组成。削方机上带有圆锯片，削方的同时在两边锯得1-3块边板。,第三章 制材设备-,3、第三种类型 由双圆盘削方机和双联带锯组成。先削成毛方然后锯两块边板。,第三章 制材设备-,4、第四种类型 由单铣刀盘与大带锯组成。原木送入带锯前，将一侧的板皮削成木片。,第三章 制材设备-,二、削方机,与前面联合机不同，没有锯解部分。由顶部和底部及两侧削片头组成。将原木加工成木方。,三、铣边机,综合双圆锯裁边机和削片机优点，将毛边板的边条部分直接加工成木片。优点：提高边条利用价值和利用率，减少处理设备，简化生产工艺，缩短车间长度。,第三章 制材设备-,第三章 制材设备-,第三章 制材设备-,第三章 制材设备-,第三章 制材设备-,