Файл: 1. Приемники электрической энергии Введение.pdf

73
Полное устранение влаги из древесины применяется крайне редко. Для этого ее выдерживают при температуре около 103 ˚С. Такая просушка, как правило, не требуется, зато связана с большими затратами энергии. Обычно качественной считается древесина, содержащая от 8 до 12 % воды. Также нередко продают пиломатериалы с влажностью 15–20 %. Их вполне можно применять, но делать это нужно как можно скорее, пока их не повело.
Оборудование для сушки представляет собой оснащенное электрическими нагревателями помещение или камеру, в которой пиломатериалы укладываются в штабель и фиксируются. На рис. 51 показан распространенный вариант сушильной камеры.
Рис. 51. Сушильная камера
В сушилке обязательно должны быть измерительные приборы для контроля температуры и влажности. В современных сушильных камерах применяется автоматизированное управление процессом.
На одной из выставок демонстрировалось запатентованное оборудование для сушки дерева. В камере с плотными дверями также устанавливался штабель пиломатериалов, а тепло вырабатывалось весьма интересным способом. Высокооборотный двигатель мощностью около 50 кВт с помощью воздушного винта нагнетал воздух в камеру, создавая в ней избыточное давление. От давления повышалась и температура. При этом

74 значительные энергозатраты компенсировались многократным ускорением процесса – штабель высыхал до нормы за двое суток.
Деревообрабатывающие станки
Деревообрабатывающие станки можно классифицировать по множеству признаков: числу обрабатываемых заготовок и их сторон, числу позиций обрабатывающего инструмента, числу шпинделей, компоновке. Нас интересует классификация по технологическому процессу, то есть по характеру выполняемой работы.
Око́рочные станки предназначены для удаления коры с бревен.
Лесопильные рамы позволяют распиливать бревна на доски и брус согласно настройке. Ленточнопильные станки на производстве делают то, что домашние мастера делают электролобзиком: пилят деревянные изделия по криволинейной траектории. Круглопильные станки распиливают изделия по прямой линии, но обладают очень высокой производительностью. Фрезерные станки проделывают прямые и фигурные канавки, обрабатывают кромки.
Для соединения пиломатериалов под углом при изготовлении ящиков и рам традиционно выполняют шипы и проушины с помощью специальных шипорезных станков. Сверлильные станки позволяют проделывать круглые отверстия, как сквозные, так и несквозные. К ним можно отнести и сверлильно-пазовальные станки, предназначенные для проделывания пазов.
Назначение долбежных станков понятно из названия. То же можно сказать и о шлифовальных. О токарных станках речь уже шла в начале этой темы.
Все современные деревообрабатывающие станки имеют электрический привод. Мощность двигателей обычно составляет несколько киловатт, так как дерево – податливый материал.
После спиливания дерево в первую очередь освобождают от сучьев, чтобы его было можно транспортировать. Это делается с помощью той же бензопилы и топора. Затем его отправляют на перерабатывающее предприятие. Первой процедурой деревообработки на предприятии является

75 удаление коры. Это способствует продлению срока службы пил и позволяет хранить бревна до распиловки, не опасаясь гниения.
Окорочные станки
В эпоху ручной деревообработки кору с бревен снимали с помощью специального двуручного кривого лезвия – скобеля или пользовались топором. Такой способ был малоэффективным. В ходе промышленной революции для снятия коры были придуманы специальные станки, которые получили название око́рочных. По конструкции они бывают трех типов.
Самые распространенные – роторные с притупленными короснимателями.
Такой станок изображен на рис. 52.
Рис. 52. Окорочный станок
В них головки, оборудованные шипами, закреплены так, что при движении повторяют поверхность бревна, снимая при этом кору, но не повреждая древесину. Для более толстых бревен используют фрезерные головки. Есть в этой области и более оригинальные технологии – снятие коры струей жидкости или сжатого воздуха. Все описанные станки имеют электропривод.
Лесопильные рамы
Лесопильная рама предназначена для продольного распиливания бревен и брусьев на доски и другие пиломатериалы. Раньше это делалось двумя пильщиками с помощью длинной двуручной пилы. Кроме того, что

76 такой труд был крайне тяжел, качество распила было низким из-за ручного управления этим процессом.
Лесопильная рама, которую также называют пилорамой, работает по такому же принципу, но гораздо эффективнее. Основу ее конструкции составляет совершающая возвратно-поступательные движения рама с натянутыми в ней пилами, показанная на рис. 53.
Рис. 53. Основа лесопильной рамы
Источником механической энергии для нее является трехфазный асинхронный электродвигатель мощностью в несколько десятков киловатт.
Пилы распиливают сразу все бревно, и их количество в раме бывает разным.
Подача бревна осуществляется автоматически с помощью вальцов.
Ассортимент современных лесопильных рам достаточно велик. Есть одноэтажные и двухэтажные конструкции, в которых еще может быть несколько линий. Они используются на крупных деревообрабатывающих предприятиях. Есть рамы для распиливания коротких бревен – до 3 м.
Тарные рамы тонкими пилами распускают бревно на дощечки толщиной 6 мм, из которых делают упаковочные ящики. Для производства временных работ по распиливанию бревен выпускаются передвижные лесопильные рамы.
В последние годы для малых частных предприятий с небольшой производительностью выпускаются рамы принципиально другой

77 конструкции. В них бревно фиксируется неподвижно, а двигается каретка с двумя высокооборотными дисковыми пилами.
Пиломатериалы изготавливаются поштучно, что требует значительно больше времени на обработку бревна. Однако у таких конструкций есть и плюс – за счет высокой скорости воздействия зубьев на древесину полученные доски и брусья имеют гладкую поверхность.
Круглопильные станки
Круглопильные станки также называют циркулярными пилами. В них режущим инструментом является дисковая пила, размещенная на станине в виде стола и приводимая в действие электродвигателем. Это очень распространенный станок – им пользуются многие умельцы в гараже, на даче или в частном доме. Необходимо отметить, что это еще и очень травмоопасное устройство, особенно при ручной подаче пиломатериалов.
Его внешний вид представлен на рис. 54.
Рис. 54. Круглопильный станок
Круглопильные станки обычно применяют для раскроя достаточно тонких материалов – ДСП, фанеры и досок небольшой толщины. Как правило, такие станки снабжены регулируемыми ограничителями, что позволяет нарезать доски заданной ширины или длины. В некоторых моделях предусмотрено регулирование угла распила.

78
Пила в станке может быть всего одна, но может быть и несколько. Их расположение может быть как верхним, так и нижним. Механизмы перемещения пил тоже бывают разные, чаще всего маятниковые, то есть перемещающие пилу по дуге, и суппортные, обеспечивающие линейное перемещение. Последние обеспечивают большую точность.
При массовом производстве изделий из дерева круглопильные станки могут снабжаться программным управлением. Это повышает точность работы и позволяет избежать ошибок.
Ленточнопильный станок
Главный недостаток круглопильного станка – возможность пиления только по прямолинейной траектории, что в ряде случаев неприемлемо.
Более универсальным является ленточнопильный станок. Как следует из его названия, рабочим инструментом в нем является ленточная пила.
Станина имеет вид стола, на котором установлены шкивы, удерживающие режущую ленту. Один из них является ведущим, он через ременную передачу соединен с электродвигателем, размещенным внизу.
Практически во всех моделях станков данного типа применяются трехфазные асинхронные электродвигатели небольшой мощности – как правило, около 1 кВт [киловатта].
Вертикальный участок пилы является рабочим. Его высота около 40 см
[сантиметров], что позволяет распиливать достаточно толстые заготовки или пакеты листового материала. Ширина пилы невелика, что позволяет пилить по криволинейной траектории.
Другими положительными качествами ленточнопильного станка являются его достаточно малые массогабаритные показатели и низкий уровень шума при работе. Учитывая малое энергопотребление, эти станки могут работать практически где угодно, в том числе вблизи жилых домов.
Продольно-фрезерные станки
Обрезные доски и гладкие бруски часто подвергают продольному фрезерованию с целью придания им определенного профиля. Такие изделия

79 используются при изготовлении дверей, рам, пола. Обычно сначала с помощью фуговального станка строгают доски по ширине, чтобы устранить следы пил. Такой станок является наиболее простым. Вал со специальными ножами вращается со скоростью около 6000 оборотов в минуту. К нему подается вручную или с помощью валков доска. После обработки ее поверхность становится гладкой.
Для обработки боковых поверхностей применяется ре́йсмусовый станок. В нем на вертикальном шпинделе закрепляется фреза нужного профиля, которая при продвижении доски создает соответствующий профиль. Обычно обработка ведется с двух сторон разными фрезами, чтобы обеспечить стыковку досок боковыми поверхностями. В качестве примера подобной обработки можно привести доску пола и вагонку.
Самыми универсальными в этой категории станков являются четырехшпи́ндельные, которые могут за один проход обработать все четыре поверхности доски или бруса. Они обычно имеют систему подачи обрабатываемой детали и, нередко, программное управление. Устройство такого станка поясняется рис. 55.
Рис. 55. Устройство продольно-фрезерного станка
Внешне продольно-фрезерные станки представляют собой стол, оборудованный необходимым количеством шпинделей и подающих валков.
Двигатель, как правило, трехфазный асинхронный с короткозамкнутым

80 ротором. Ременная передача повышает скорость вращения примерно в два раза.
Фрезерные станки
Рассмотренные выше продольно-фрезерные станки являются лишь частью более обширной группы фрезерных станков. Главное отличие заключается в том, что фрезерные могут обрабатывать древесину не только в продольном направлении, но и по криволинейной траектории, в том числе в трех измерениях. Внешний вид фрезерного станка приведен на рис. 56.
Рис. 56. Фрезерный станок
В таких станках используются фрезы различной формы и размеров.
Они устанавливаются в шпиндель, приводимый в действие электродвигателем. Как правило, ременная передача обеспечивает повышение скорости вращения в 2 раза и более, что способствует повышению качества обработки.
Заготовка фиксируется на специальном столе или в другом устройстве, обеспечивающем движение подачи. В некоторых станках заготовка фиксируется, а фреза совершает как главное движение, так и движение подачи. Модели станков различаются не только характеристиками по обработке деталей, но и степенью автоматизации рабочего процесса. В

81 простых версиях вращается фреза, находящаяся в фиксированном положении, а движения подачи осуществляются вручную. В самых современных фрезерных станках применяется числовое программное управление.
Шипорезные станки
Мебельные ящики, оконные рамы и другие конструкции, в которых бруски соединяются под прямым углом, имеют одну общую конструктивную особенность – торцы досок обработаны определенным образом. Шипы одной доски входят в проушины другой, что позволяет их соединять без больших зазоров. Если такие соединения хорошо склеить, ящики и рамы служат десятилетиями.
Шипы и проушины бывают двух типов: обычные, то есть с параллельными краями шипов и проушин, и так называемый «ласточкин хвост», когда ширина шипа на конце больше, чем в начале.
Соответствующий профиль имеют и проушины. Такую обработку досок и брусьев выполняют на шипорезных станках.
Шипорезные станки бывают односторонними и двухсторонними, то есть обработка торцов заготовки производится поочередно или одновременно. Основу станка составляет массивная, как правило чугунная станина, на которой закреплены шпиндели для установки фрез и электродвигатель с повышающей ременной передачей. В первую очередь с помощью плоских фрез заготовка обрезается в размер, после чего выполняется удаление лишней древесины. Для простых шипов и проушин применяются обычные фрезы, а для «ласточкиных хвостов» – концевые, закрепленные в вертикальных шпинделях. Внешний вид шипорезного станка представлен на рис. 57.

82
Рис. 57. Шипорезный станок
Для повышения производительности труда обработке подвергают не отдельные доски или брусья, а целый пакет.
Сверлильные станки
Сверление древесины, как и других материалов, производится с помощью специального вращающегося режущего инструмента – сверла, являющегося рабочей частью сверлильного станка. За редким исключением в деревообработке применяются вертикально-сверлильные станки. Такой станок изображен на рис. 58.
Рис. 58. Вертикально-сверлильный станок

83
Такой станок состоит из массивной станины с установленным на ней винтом-колонной, который позволяет с помощью рукоятки двигать вверх и вниз верхнюю часть станка. В этой части содержится электродвигатель, передаточный механизм и шпиндель, в котором закрепляется сверло. Если используется сверло с цилиндрическим хвостовиком, то применяется зажимной патрон, а конический хвостовик вставляется в патрон специального типа.
Для управления двигателем имеются кнопки «пуск» и «стоп».
Электрическая схема – типичная для трехфазного асинхронного двигателя, коммутируемого магнитным пускателем. Сверление осуществляется следующим образом. Заготовку закрепляют на станине и рукояткой опускают верхнюю часть станка с вращающимся сверлом до соприкосновения с поверхностью и далее, исходя из нужной скорости сверления.
На сверлильном станке можно выполнять сквозные и несквозные отверстия, например для установки мебельных петель. В этом случае вместо сверла в патрон устанавливается фреза Фо́снера. Также можно проделывать и отверстия большого диаметра, для чего вместо сверла в патрон устанавливается коронка.
Еще одной разновидностью сверлильных станков являются сверлильно-пазовальные. С их помощью выполняют продольные углубления в деревянных изделиях. В шпиндель устанавливается торцевая фреза, которая опускается в заготовку на нужную глубину. Далее производится движение подачи с целью горизонтального перемещения заготовки. Подача в старых станках выполнялась вручную, а в современных чаще всего автоматически.
Токарные станки
Токарные станки являются самой многочисленной группой станков и используются для изготовления изделий круглого сечения – мебельных ножек, балясин, ручек инструмента и тому подобного. В основу их работы