Глава 1. понятие о рабочих процессах машин

Совокупность всех процессов, связанных с превращением сы­рья в готовую продукцию, называется производственным процессом. Часть производственного процесса, непосредственно связанная с изменением формы, размеров или свойств перерабатываемого сы­рья, называется технологическим процессом. По ряду признаков технологический процесс может быть разделен на отдельные эта­пы (например, склеивание, отделка, сборка), а каждый этап мо­жет состоять из отдельных технологических операций.

Операция — это неделимая часть технологического процесса. В ос­нове каждой операции лежит какой-либо рабочий процесс, реа­лизуемый с помощью рабочей машины, например: сверление, измельчение, сортирование. Существуют машины, предназначен­ные для выполнения технологического этапа, в которых реализу­ется несколько рабочих процессов. Таким образом, рабочими на­зываются машины для облегчения или замены труда человека при выполнении технологических операций какого-либо производ­ственного процесса.

Рассмотрим рабочие процессы машин лесопильно-деревообрабатывающих производств.

Механическая обработка используется для получения из первич­ного древесного сырья изделий и деталей определенных форм, разме­ра и качества, а также для придания окончательной формы, размеров и качества собранным узлам и изделиям. Механическая обработка осу­ществляется резанием, раскалыванием, давлением, дроблением.

При обработке резанием происходит нарушение связи меж­ду частицами материала по строго заданному направлению, когда обрабатываемый объект разделяется на части с образованием стружки или без нее. Резанием обрабатывают натуральную древесину (пило­материалы, заготовки, строганый и лущеный шпон), искусственные материалы на древесной основе (прессованную, пластифицирован­ную и клееную слоистую древесину, древесно-стружечные и древесно-волокнистые плиты), синтетические облицовочные материалы (пленки на основе пропитанных бумаг или полимеров).

Раскалывание — разделение древесины по слоям. Поскольку при этом объекты обработки не имеют строго заданной формы, этот процесс применяется в основном на подготовительных операциях.

Обработке давлением подвергается как массивная, так и измельченная древесина. В первом случае с помощью этого про­цесса изменяют форму древесины изгибом (гнутьем) или прессо­ванием. Однако прессование не получило достаточного распрост­ранения в связи с малой пластичностью древесины.

При дроблении древесины разделение на части происходит неорганизованно, без соблюдения заданной геометрии частиц, обыч­но по наиболее слабому направлению материала. Такой процесс имеет место при ударном дроблении и абразивном размоле.

Гидротермическая обработка древесины состоит в ее сушке и, если необходимо, пропитке. Сушка — это процесс удаления влаги из древесины с целью придания ей равномерной влажности и ста­бильности свойств при дальнейшем использовании, предохране­ния от порчи и загнивания, уменьшения массы, повышения проч­ности, улучшения качества склеивания и отделки. Древесина дол­жна быть высушена так, чтобы ее влажность по сечению была рав­номерной и отсутствовали внутренние напряжения. Однако внут­ренние напряжения, уравновешенные в высушенном материале, могут стать причиной коробления деталей при обработке, когда материал делится на части или удаляются (обрабатываются) от­дельные участки детали. Напряжения растяжения приводят к рас­трескиванию и порче древесины.

Пропитка заключается во введении в древесину различных жидких составов с целью ее окраски, пластификации, антисептирования, консервирования, огнезащиты и т.д. Пропитывают дре­весину двумя способами — без давления и с созданием внешнего давления. Промышленное значение имеет пропитка под давлени­ем, включающая пропитку с торца и в автоклавах.

Склеивание применяется для следующих целей:

• получения деталей большего сечения, чем сечение исходного материала (склеивание брусков пластями);
• получения деталей большей ширины, чем ширина исходного материала (склеивание брусков кромками в плиту);
• получения деталей криволинейной формы (склеивание с одно­временным гнутьем);
• получения узлов рамочной и каркасной конструкции (склеива­ние деталей в узлы с применением шиповых соединений);
• облицовывания деталей (склеивание массивной древесины и плит со шпоном);
• соединения деталей и узлов при сборке; получения плит (склеивание древесных частиц).

Склеивание позволяет получить изделие заданной формы и свойств или улучшить его внешний вид. Процесс склеивания со­стоит из двух основных операций: нанесения клея на древесину и запрессовки. Количеством наносимого клея определяется толщи­на клеевого слоя и прочность клеевого соединения. Запрессовка, т.е. обеспечение определенного давления на склеиваемые детали, необходима для плотного соприкосновения склеиваемых поверх­ностей и смачивания клеевым раствором всей площади склеива­ния. Применяемые в настоящее время синтетические клеи позво­ляют интенсифицировать процессы склеивания и отверждать клеи за время, исчисляемое минутами и даже секундами.

Сборка — это процесс соединения отдельных (и не только дере­вянных) деталей и элементов в готовое изделие без склеивания. Расчленение готового изделия на элементы позволяет упростить и механизировать технологический процесс изготовления изделия. Варианты сборочных работ различны в зависимости от конструк­ции изделия. Крупногабаритные изделия, как правило, делают раз­борными. Их отделывают в узлах, а сборка заключается во взаимной стыковке соединяемых элементов и закреплении их разъемными соединительными элементами: стяжками, шурупами, винтами. Сбор­ка производится с помощью специальных сборочных приспособле­ний и станков на одном рабочем месте или на конвейере.

Отделка заключается в создании на поверхностях деревянных дета­лей и изделий покрытий, защищающих изделие от вредных воздей­ствий, улучшающих его эксплуатационные и декоративные качества.

Различают три вида отделки — прозрачную, непрозрачную и имитационную.

Прозрачная отделка (покрытие прозрачными лаками) при­меняется для изделий, облицованных шпоном или пленками на основе бумаги, и для изделий из массивной древесины, имеющей красивую текстуру. Изделия из малоценных пород древесины, плит­ных и листовых материалов отделывают, полностью закрывая по­верхность непрозрачной пленкой, краской, эмалью, пласти­ком, бумагой. Имитационная отделка улучшает декоративные свойства обычных древесных материалов, придавая им внешний вид древесины ценных пород или других материалов. Для этого приме­няют глубокое крашение, наносят декоративный печатный рису­нок, облицовывают пленками и пластиком.

Процесс отделки состоит из следующих стадий: подготовка к отделке, нанесение покрытия, облагораживание покрытия.

Все перечисленные выше рабочие процессы (за исключением механической обработки) подробно изучаются в соответствующих технологических дисциплинах учебного плана. Поэтому нет смыс­ла повторять уже известные положения и рекомендации. Вопросы же механической обработки затрагиваются в дисциплинах поверх­ностно и требуют глубокого и внимательного изучения в данном курсе. Причем большую долю в операциях механической обработ­ки занимает процесс резания, которому и уделено в учебнике ос­новное внимание. Такие процессы, как раскалывание, давление и дробление, применяются значительно реже и будут рассмотрены при изучении соответствующих видов оборудования.