Зростання вартості лісоматеріалів, прагнення вийти на нові ринки, пошук шляхів економії матеріалу – це далеко не весь перелік актуальних проблем, які щодня постають перед українськими підприємствами лісопереробного комплексу. Практично всі вони мають у своєму складі дільницю розпилювання круглих лісоматеріалів. І саме на цій стадії технологічного процесу часто можна знайти чимало «зайвих» коштів…
Багаторічний досвід роботи на українському ринку дав нам змогу накопичити низку випадків, які, сподіваємося, допоможуть зберегти чимало коштів підприємствам, де розпилюють лісоматеріали.
Нині на ринку інструментів, зокрема, дискових пилок для поздовжнього пиляння, є понад 30 виробників цього «простого» інструмента. Природно, що придбати найвигідніший варіант не так уже й просто. Часто інструмент вже є в комплекті з верстатом ‒ і це далеко не найкращий його варіант. Тому, обираючи лісопиляльне обладнання та інструмент для найякіснішого виконання завдання, важливо дуже чітко розуміти, від чого залежатиме у кінцевому підсумку результат роботи.
Вибираючи пилки для поздовжнього розкрою, треба враховувати багато критеріїв – від властивостей розпилюваного матеріалу до характеристик обладнання, найважливішими серед яких є:
- вологість деревини;
- висота пропилу (товщина заготовок);
- продуктивність виробництва;
- порода деревини;
- геометрична точність заготовок;
- вимоги до якості поверхні заготовок;
- параметри роботи обладнання та ін.
Лише ретельний аналіз сукупності цих та інших факторів дає змогу точно визначити потрібний для роботи інструмент.
На перший погляд, всі диски виконані з цілісного шматка сталі та оснащені зубцями з твердого сплаву, проте є «трішки» відмінностей.
По-перше, різні виробники використовують різні марки матеріалів для виготовлення пилок. По-друге, технологічний процес виготовлення дискових пилок складається з багатьох технічно складних операцій, які не кожному виробнику до снаги. По-третє, конструктивні особливості пилок різних виробників є результатом випробувань і досліджень, які важливо використовувати максимально наближено до конкретних умов.
А ще пилки мають різну кількість і форму зубців, прорізів різної форми, обмежувачів подавання, заклепок тощо.
Проте насправді все залежить від вас! Якої б високої якості не була пилка, лише правильне її використання є головним секретом якісного та економічно вигідного розкрою лісоматеріалів.
Мета статті ‒ звернути увагу виробників на причини виникнення проблем, котрі призводять до економічних втрат.
Працюючи з круглими пилками, передусім важливо розуміти, що ви маєте справу не просто з механічною, а з термомеханічної системою. Конструктивно дискова пилка влаштована як велосипедне колесо, тільки уявні спиці в цьому колесі тиснуть не всередину, а назовні. У центрі розміщене непроковане опорне кільце – «втулка». На нього спирається інтенсивно прокована центральна зона пилки – розпиральні «спиці». А тиснуть вони на попередньо напружену в холодному стані вінцеву зону нашого уявного колеса, яка міститься безпосередньо під зубами пилки і становить приблизно одну десяту її діаметра.
Навіщо це робиться? Вся справа в температурному розширенні металу. Пилка виконує роботу різання своїми зубами. ККД цієї роботи далеко не стовідсотковий, відповідно, частина енергії виділяється у вигляді тепла на зубах пилки – вінець, звідки нагрівання поширюється на всю вінцеву зону, адже пилка сталева і теплопровідність її порівняно велика. Від нагрівання підвінцева зона пилки розширюється, тож якщо центральну зону якісно не підготувати, зусилля розтягування вінцевої зони згинає пилку у «вісімку». Наприклад, підвінцева зона пилки діаметром 500 мм під час роботи може розширитися на 4-5 мм, а непрокована центральна зона ‒ лише на 1 мм!
Високоякісна підготовка полотен пилок – одна з ключових характеристик якості
Пилка повинна бути ідеально рівною, інакше внаслідок тертя до стінки пропилу вона сильно нагріватиметься. За рахунок температурного розширення деформація ставатиме щоразу більшою і тертя буде ще сильнішим. Ознакою цього є сині та чорні плями на полотні. Пилка нерівномірно прогрівається і вигинається гвинтом ‒ наслідком є глибокі зарізи в деревину. До того ж процес цей розвивається лавиноподібно ‒ якщо вчасно не втрутитися, можна втратити пилку.
Зрозуміло, що над розпилюванням деревини працює система, яка складається з оператора, колоди, верстата, пилки, тож збій може відбутися в будь-якому місці «ланцюжка». Тому не на 100% за якість «відповідає» саме пилка.
Наприклад, не можна допускати нагрівання і центральної зони пилки, яке можуть спричинити нагрівання підшипників пиляльного вала або тертя заготовок до проміжних кілець. В цьому випадку пилка також зазнає надмірних температурних навантажень, вигинається в чашу, а потім починає інтенсивно тертися об стінки пропилу.
Вкрай важливим чинником, який впливає на стабільність роботи пилки в пропилі, є відцентрові сили інерції. Правильно підготовлена пилка, яка обертається, стабілізується в просторі і стає плоским і стійким гіроскопом: як кажуть, «розправляє крила». Однак порушити нормальну роботу пилки може фланець недостатньо великого діаметра або з забрудненою поверхнею, що призводить до радіального биття.
Доволі поширеною причиною неякісної роботи пилок є недостатня потужність приводу верстата, яка може проявлятися, коли на вал встановлено занадто багато пилок або вони занадто товсті. Дуже часто погане підготування пилок намагаються компенсувати збільшенням їх товщини і великим боковим виступом зубів.
Потужності приводу зазвичай бракує, коли товщина розпилюваного матеріалу надто велика або він в’язкий і твердий, наприклад, модрина або дуб. У таких випадках вирішального значення набувають якісне загострення пилок та правильний підбір подавання на зуб. Зазвичай цей параметр встановлюють, регулюючи швидкість подавання заготовок. Як показує наша багаторічна практика, саме ці два фактори відіграють вирішальну роль у досягненні якісних результатів роботи пилками.
Пилки також «люблять» математику
Ключовими параметрами, які забезпечують якісну роботу пилок, є швидкість різання та подавання на зуб. Ми на практиці переконалися, що недотримання цих показників здебільшого є причиною виникнення проблем при розкроюванні.
Швидкість різання залежить від кількості обертів і діаметра пилки. Її легко можна вирахувати з відповідної діаграми.
Діаграма визначення швидкості різання
Криві лінії показують швидкість різання (м/с-1) залежно від кількості обертів та діаметра інструмента. Відповідно, можна визначити необхідну кількість обертів, якщо відомі діаметр пилки та швидкість різання. Для дискових пилок з твердосплавними зубцями оптимальною швидкістю різання (Vc) є 70–100 м/с-1 для м’яких порід деревини та 70–100 м/с-1 для твердих.
Ще важливішим фактором, який впливає на якісну роботу, є подавання на зуб. Цей показник можна також обчислювати за відповідною діаграмою або за відомою формулою:
fz = Vf / (n x Z) x 1000
де: Vf – швидкість подавання (м/хв);
n – кількість обертів (хв-1);
Z – кількість зубців на пилці.
Оптимальним значенням для розкроювання є 0,2–0,9 мм для м’яких порід деревини і 0,05–0,15 ‒ для твердих.
Наприклад, при розкроюванні м’якої деревини на багатопиляльному верстаті при обертах 2 900 хв-1, пилками з кількістю зубів 24, швидкість подавання повинна становити від 14 до 62 м/хв. У цьому випадку гострі (!) та правильно встановлені (!) пилки працюватимуть максимально ефективно – не нагріватимуться і не втрачатимуть своїх характеристик.
Гострого зуба для пилки – замало…
На перший погляд, очевидна річ – загострення пилки є передумовою для тривалого часу роботи. Але на практиці більшість підприємств не надають цьому аспекту належного значення – дільниці підготування інструмента часто оснащені найпримітивнішим обладнанням. Теоретично загострити пилку нескладно. Але чому ж тоді так суттєво різниться час роботи пилок? Один із секретів – точність загострення.
Правильне загострення потребує лише високоточних верстатів
Якщо ж зуби пилки гострі, але мають різну висоту, цілі фрагменти зубів не виконують покладену на них роботу – вони просто прослизають повз дно пропилу. Відповідно, іншим зубам дістається подвійне навантаження. Робочі зуби при цьому значно швидше тупляться, сильно нагріваються, спричиняючи нерівномірне розтягування вінцевої зони, яке згинає пилку.
Без сумніву, слід витримувати кути загострення, встановлені виробником. Але найголовніше те, що кути загострення повинні бути суворо симетричні площині пилки, інакше гостріший кут «потягне» пилку у свій бік. Пилки слід загострювати з точністю ±1˚. Природно, що це можливо на сучасних загострювальних верстатах, якими обладнані лише спеціалізовані сервісні центри.
Дуже важливо дотримуватись і просто правильного загострення пилок – по задній та передній гранях зуба (чого з метою «економії» часто не роблять), а також дотримуватись не лише плавності подавання загострювального круга, а й самі круги використовувати лише найвищої якості.
Правильне загострення – головна умова довготривалої експлуатації пилок
Нас часто запитують, пилки якої товщини будуть стабільно різати? Звісно, це залежить від діаметра пилки і від конструкції верстата. Але в основному українські підприємства намагаються пиляти товстішими пилами. На перший погляд, здається, що так менше клопоту, але насправді гроші при цьому вилітають в трубу, в сенсі в трубу ексгаустера у вигляді тирси.
Як свідчить досвід, прекрасно можна пиляти і метровими пилками товщиною 3,6 мм, пилками діаметром 630 мм і товщиною 2,5 мм. І це далеко не межа, адже технології виготовлення пилок не стоять на місці.
Поширеним стереотипом є використання пилок з прорізами – стабілізаційними елементами. Як відомо, рушієм винахідницької думки людства є лінощі. Виробники створили в пилках безліч хитромудрих прорізів лише з однією метою – щоб не правити пилки і не проковувати їх. А істина полягає в тому, що кращі пилки – цілісні. Вони, за визначенням, найтонші і найстійкіші. Відповідно той, хто вміє майстерно готувати пилки до роботи, справедливо пожинає щедрі плоди у вигляді збережених виробничих витрат.
