چوب بری wood cutting

 بسمه تعالی

چوب بری: wood cutting

کارخانه چوب بری فن و هنر ™

چوب از قدیمی ترین مواد مهندسی در دست بشر بوده است زیرا انسان از دیر زمان بواسطه شکل طبیعی تنه درخت از آن بصورت نیمکت, گهواره, خانه چوبی و غیره استفاده می کرده است. مصری ها قبل از میلاد مسیح دارای کارگاه های نجاری بودند که بیشتر کارها با دست انجام می شد. ولی در سال 1808 که اولین ماشین های چوب بری اختراع گردید هنر مبلمان به تدریج مکانیزه شد به طوری که امروزه در هر لحظه تعداد زیادی محصولات از کارخانجات مبل سازی آمریکا و اروپا خارج و به بازار عرضه می گردد.

گرده بینه، چوب ماسیو و فرآورده های صفحه ای مانند تخته خرده چوب, تخته فیبر, تخته چند لایی و غیره بدلیل شکل خاص خود در ابتدا باید به قطعات کوچکتر تبدیل شوند. راندمان و کیفیت برش و نیز برش در جهت های مماس و شعاعی می تواند مقطوعاتی با کیفیت ها و تنوع خاصی را ایجاد نماید. از این رو چوب بری را بعنوان اولین مرحله در کارخانجات صنایع چوب نام می برند.

در این بخش مطالبی در مورد انواع چوب بریها, مکانیسم های برش و انواع اره های برش آشنا می شویم.

1- قطع درختان در جنگل:

منبع تولید چوب, درختان جنگل ها است و قطع و فرآوری چوب در جنگل با استفاده از اره های موتوری انجام می شود که مراحل آن بصورت زیر است:

الف) شیارزنی در طرف جلو (جلو برش): در این مرحله قطعه ای با سطح مقطع مثلثی در جلو درخت ایجاد می شود. یک سطح شیار به اندازه یک چهارم تا یک سوم قطر درخت در محل برش است.

ب) پشت برش: در این مرحله, برش قطع انجام می شود محل برش از پشت باید حدود 5 سانتی متر بالاتر از شیار جلو باشد در صورتی که بعد از برش درخت شروع به افتادن نکند بهتر است از گوه استفاده شود.

ج) شاخه زنی: در این مرحله شاخه های اضافی تنه قطع می شود برای قطع ابتدا شاخه های کم قطر و سپس شاخه های کم قطر و سپس شاخه های قطورتر را           می برند.(شکل 1)

د) قطع زنی (اندازه بری): قطع زنی عبارتست از عملیات تبدیل تنه درخت به گرده بینه هایی با طول های متفاوت طول گرده بینه ها طبق نیاز بازار انتخاب می شود و در ایران معمولا مضربی از 40/2 یا 60/2 متر است.

2- روش های انتقال گرده بینه:

– انتقال با چارپایان

– انتقال با کامیون

– انتقال با سیم بکسل

– انتقال از طریق رودخانه و دریاچه

– انتقال با سرسره

– انتقال ازطریق هلی کوپتر

3- شرایط یا رد گرده بینه:

مساحت یارد گرده بینه 35 تا 25 درصد کل مساحت کارخانه را تشکیل می دهد. بخش تولید 10 تا 5 درصد و یارد چوب های بریده شده 70 تا 55 درصد را تشکیل     می دهد. یارد شامل قسمتهای زیر است:

– جادة بار اندازی

– رمپ: سطحی است که حدود cm10 پایین تر از کامیون است و طول آن m10 بوده و کف آن از ریل آهنی یا چوبی با فواصل معین مفروش شده است.

– محل انباشته شدن گرده بینه های تقسیم نشده

– محل گرده بینه های تقسیم بندی شده

– محل حرکت به قسمت سالن برش

– حلقة آب پاش

– انتها بری

– حوضچه شستشو

3- 1- شرایط نگهداری گرده بینه ها در یارد کارخانه:

گرده بینه ها در یارد یا در استخر آب نگهداری می شود, نگهداری در استخر آب از هم کشیدگی گرده بینه در اثر خشک شدن و ترک برداشتن جلوگیری می کند, سطح مقطع گرده بینه را توسط مواد پوششی مانند پارافین, قیر ,رنگ و غیره پوشش می دهند یا تیغه های فلزی بشکل W,Z,S را بر روی ترکهای مقطعی یا در سطح مقطع سالم گرده بینه ها می کوبند و سطح را از ترک خوردن محافظت می کند.

در فصلهای خشک و در یاردهای غیر استخری به گرده بینی باید آب پاشی شود. گرده بینه ها در یارد برحسب نوع گونه و حتی المکان برحسب قطر, زمان قطع و یا زمان ورود به کارخانه دسته بندی می شوند.

4- انواع چوب بریها:

4- 1- چوب بریهای سیار یا موقت:

این چوبریها بطور موقت در مناطق جنگلی و توام با بهره برداری ازجنگل نصب شده و در همان محل گرده بینه ها را به الوار تبدیل می کند.

الف- فضای کافی برای کارخانه و یارد

ب- سرعت حمل گرده بینه و سرعت تبدیل گرده بینه و کاهش ضایعات

ج- ارزان بودن دستگاه ها

معایب:

الف- محدودیت در تامین انرژی – نیروی کار و امکانات فنی

ب- محدودیت در مصرف ابعاد بزرگ گرده بینه ها

ج- کیفیت کار و برش در حد متوسط یا پایان است, همچنین راندمان و ظرفیت پایین است.

4- 2- چوب بریهای دائمی:

مزایا:

الف- دارای ماشین آلات پوست کنی و شستشو

ب- دارای ماشین آلات درجه بندی اتوماتیک و افزایش کیفیت برش

ج- دارای ماشین آلات دسته بندی چوبهای بریده شده جابجا کردن آنها

د- دارای سیستمهای برنامه ریزی- خدمات فنی- نیروی متخصص- بخش اداری- خدمات رفاهی

معایب:

الف- نیاز به فضای زیاد

ب- مصرف انرژی بالا

ج- هزینه سرمایه گذاری بالا

5- مشخصات , کیفیت وجنس تیغه های برش چوب:

5- 1- خصوصیات فلز مورد استفاده:

الف- مقاوم بر حرارت باشد: در حرارت بالا فلزات سختی و بعضی از خواص خود را از دست می دهند.

ب- مقاومت مکانیکی بویژه سختی بالایی داشته باشند.

ج- مقاوم به زنگ زدگی باشند

د- مقاوم به سائیدگی زیاد داشته باشند.

5- 2- جنس تیغه ها:

الف- فولاد آبدیده: در حرارتهای بالای 200 خواص مکانیکی خود را از دست می دهند و اکثراً در برشهای با دور کم(اره های دستی) استفاده می شود. مقاومت آنها 100 -90 و سختی آنها Rc42-40 است.

ب- فولاد آلیاژ شده: در حرارت های بالا هم قادر به کار است و خواص مکانیکی خود را از دست نمی دهد مقاومت آنها 150 -130 است.

و سختی آنها Rc 52 -50 می باشد. در فولاد آلیاژ شده از کربن + فلزات استفاده می شود که این فلزات می توانند:کرم- کبالت- منگنز- مولیبدون- وانادیم و تنگستن باشد.

5- 3- روشهای مقاوم کردن دندانه های تیغه:

1- استفاده از دندانه های الماسه (کار باید)

2- آلیاژ استیلت(Stellit): کربن 5 % + تنگستن 15 % + کرم 30% + کبالت 50 % (آلیاژ کبالت)

3- آلیاژ نیکل: کربن و بر 2 %+ سیلیس 4%+ آهن 4%+ کرم 15% + نیکل 75%

4- پوشش دندانه ها با فلزات و آلیاژهای سخت(بروش الکترولیت)

5- استفاده از جریان رادیو فرکانس (RF)

6- فرم دندانه بندی و مشخصات دندانه ها:

در شکل 2 زوایا و مشخصات دندانه ها مشاهده می شود.

زاویه حمله             35- 15 درجه

زاویه نوک دندانه     60 – 40 درجه

زاویه تراشه           14- 10 درجه

زاویه حمله برای چوبهای سخت باید کوچکتر و برای چوبهای نرم بزرگتر است.

زاویه نوک دندانه ( ) برای چوب های سخت باید بزرگتر و برای چوبهای نرم کوچکتر است.

زاویه تراشه محدود بوده و بین 14 – 10 درجه کمترین میزان مصرف انرژی را دارد.

7- مکانیسم برش:

7- 1- سرعت برش(v):

سرعت برش در اره نواری واره گرد با فرمول روبرو محاسبه می گردد.

 = سرعت برش دراره نواری و اره گرد

N = سرعت چرخش (دور در دقیقه)RPM تیغه اره گرد یا پولی اره نواری

D= قطر(تیغه اره گرد یا قطر پولی اره نواری برحسب متر)

 = سرعت برش دراره رام

C = دامنه نوسان قاب اره برحسب متر

N= سرعت چرخش میل لنگ دستگاه (RPM)

7- 2- سرعت تغذیه (پیش روی):

عوامل زیر در تنظیم سرعت پیش روی دخالت دارند.

1- نوع چوب    2- ابعاد چوب 3- جهت الیاف          4- نوع اره

5- کیفیت برش 6- فرم دندانه ها       7- سختی و استحکام تیغه ها

8- 1- تنظیم عوامل جهت بهبود کیفیت برش:

– گام دندانه باید کوچک باشد.

– سرعت پیش روی کم باشد.

– تیغه بدون لرزش و ارتعاش باشد.

8- 2- کم شدن شکاف برش (کاهش ضایعات چوب):

– انتخاب تیغه نازک

– مقدار چپ و راست کمتر باشد.

– ارتفاع دندانه باید کمتر باشد.

– سرعت پیش روی کمتر باشد.

– تیغه کاملا صاف و بدون موج باشد.

8- 3 – افزایش راندمان تولید:

– گام دندانه بزرگتر انتخاب شود.

– زاویه حمله بزرگتر باشد.

– سرعت پیش روی چوب بیشتر باشد.

– تیغه کشیده وبدون ارتعاش باشد.

– قدرت موتور بیشتر باشد.

9- سراره ها: Head Saw

9- 1- اره نواری: Band saw

ماشین اره نواری یکی از قدیمی ترین ماشین های صنایع چوب است که اولین بار در سال 1808 در انگلستان ساخته شد و در حدود سال 1850 تکمیل گردید. ماشین های اره نواری معمولاً در بازار و کارگاه ها برحسب قطر فلکه شناخته می شود.

بدنه این ماشین از جنس چدن بوده و فلکه های بالا و پایین باید در یک راستا باشند. برای برش اولیه تنه درخت یا گرده بینه از اره ها ی نواری بزرگ به عنوان سراره استفاده می شود سراره نواری به تنهایی کامل نیست و همیشه همراه با واگن نگه داری گرده بینه است. قدرت دستگاه متناسب با قطر فلکه اره مشخص می شود.

D= قطر فلکه (به میلیمتر)                             اره های نواری کارگاهی D<80

                                                 برش ثانویه در چوب بریها D= 80-120

                                                                         سراره نواری D>120

9- 1-1 – اره نواری عمودی:

در سراره نواری عمودی فلکه ها یا پولی ها بطور عمودی و در یک راستا قرار دارند شکل 3 یک سراره عمودی را همراه با واگن نشان می دهد. همچنین شکل نحوه قرار گرفتن گرده بینه ها روی واگن مشاهده می کنید.

ظرفیت دستگاه اره نواری برای پهن برگان 8 تا 10 متر مکعب در ساعت و برای سوزنی برگان 12 تا 15 متر مکعب در ساعت است. سرعت رفت یا برش واگن کمتر از سرعت برگشت واگن می باشد. سرعت رفت  65 -60 سرعت برگشت  120 است.

 

9-1 -2- اره نواری افقی:

این ماشین برای برش گرده بینه های قطور و مخصوصا برش چوب ها و گرده بینه های مرغوب که برای تهیه روکش های تزئینی استفاده می شود و معمولا برای چهار تراش کردن گرده بینه ها برای تهیه ی روکش بکار می رود. در کارخانه های چوب بوی از دو سیستم اره های بزرگ نواری افقی برای تبدیل گرده بینه بهالوار و تخته استفاده می شود.

1- اره نواری بزرگ افقی برای تبدیل گرده بینه به الوار و تخته استفاده می شود.

2- اره نواری بزرگ افقی با دستگاه اره ثابت و گرده بینه متحرک (شکل)

شکل نحوه قرار گرفتن و ثابت شدن و گردش گرده بینه را نشان می دهد.

شکل ۳           

 – 1- 

93- اره نواری مایل:

در این نوع اره نواری وضعیت قرار گرفتن تیغه مایل است و زاویه 45 تا 35 درجه می سازد.این نوع اره ها دارای 2 مزیت است.

1- تعادل واگن در این نوع اره نواری بیشتر است و گرده بینه با وزن خودش تثبیت می شود.

2- در هنگام برش قسمت جدا شده در وضعیت مناسبی بطور خود به خود بر روی نقاله یا زنجیره انتقال قرار می گیرد.

شکل 4 تصویر این نوع اره را نشان می دهد.

9- اره متناوب (رام):  Gang Saw

تیغه اره رام در داخل قاب فلزی با مکانیزم مخصوص تنظیم و محکم می گردد و این قاب به وسیله دسته شاتون که نیروی محرکه را به واسطة میل لنگ دریافت می کند, به حرکت در می آید و حرکت آن در داخل ریل طرفین قاب به صورت بالا و پایین و عمود بر سطح افق می باشد شکل 5 این ماشین را نمایش می دهد.

شکل 5

پیشرفت چوب در ماشین برای عمل برش به وسیله غلطک های دندانه دار (شیار دار طولی) انجام می شود و نگهداشتن و هدایت چوب توسط گاری های چنگک دار با مکانیزم مخصوص صورت می گیرد.

شکل 6 تصویر شماتیک از قسمت های مختلف اره رام عمودی را نشان می دهد.

سرعت برش اره رام  است سرعت پیشروی در این دستگاه ممکن است با توجه به وضعیت تیغه، گام به گام یا پیوسته باشد اگر تیغه کاملاً عمودی بسته شود سرعت پیشروی گام به گام است ولی اگر تیغه کاملاً عمودی نباشد (مایل باشد) پیشروی می تواند پیوسته صورت گیرد این زاویه حدود 10 درجه است.

مزایای اره رام:

 – راندمان بالا

– دقت در برش و کیفیت برش بالا

– سرویس تیغه ها آسان است

– افت و ضایعات چوب کمتر است

معایب اره رام:

– برای گرده بینه های با فرم نامنظم مناسب نیست.

– قبل از برش باید گرده بینه ها تفکیک و دسته بندی شوند.

– برای گرده بینه های سبک و نیمه سبک مناسب است.

10- روش های تبدیل گرده بینه

 در شکل 7 چند روش مختلف برای برش های شعاعی و مماسی معرفی شده است