李 夏， 胡德彪， 王雯雯

(鎮(zhèn)江中福馬機(jī)械有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212027)

普通刨花板是人造板的主要品種之一，具有斷面密度分布均勻、機(jī)械力學(xué)性能優(yōu)良、二次加工性能好等特點(diǎn)，在家具、包裝、裝修等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前的普通刨花板相對來說仍存在力學(xué)強(qiáng)度偏低、表面粗糙度低、尺寸穩(wěn)定性差等問題，無法適應(yīng)定制家居快速發(fā)展的高端市場需求。定向刨花板(Oriented Strand Board，OSB)表層刨花呈縱向排列、芯層刨花呈橫向排列，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，主要供應(yīng)高端家具市場，但其原料長材刨片制備要求原材料徑級相對較大、長且直的原木，原材料成本高[1-2]。而目前盛行的超強(qiáng)刨花板有精細(xì)的表面，同時具有穩(wěn)定性好、相對質(zhì)量輕、節(jié)約資源、含沙量低、加工無毛邊、適用于多種貼面材料等優(yōu)點(diǎn)，逐步供應(yīng)家居中高端市場應(yīng)用。

為適應(yīng)中高端家具市場的要求，結(jié)合我國國情特有的多元化原料特征，刨花制備作為重要環(huán)節(jié)，目前在超強(qiáng)刨花板生產(chǎn)工藝刨花制備工序中，二工段長刨花制備法被更多的廠家采用。

1 二工段長刨花生產(chǎn)流程

根據(jù)不同生產(chǎn)工藝需求，制備的長刨花長度主要要求在50～120 mm范圍，大體分為50～60 mm、60～80 mm、80～100 mm、110～120 mm等4檔。二工段長刨花制備先將原料切削成長木片，再將長木片刨削成長刨花，對原料要求相對較低，可采用小徑木、枝丫材，也可采用板條、原木芯等原料。生產(chǎn)流程與普通刨花制備生產(chǎn)類似，二工段長刨花制備生產(chǎn)流程如圖1所示。

圖1 二工段長刨花制備生產(chǎn)流程

以上二工段長刨花制備生產(chǎn)流程具有如下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：

(1)原料通過上料運(yùn)輸機(jī)(鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī))進(jìn)入剝皮機(jī)，可以有效地剝離原木外表面樹皮，清除雜質(zhì)，提高刨花的質(zhì)量，從而提高超強(qiáng)刨花板質(zhì)量；

(2)原料經(jīng)過剝皮，依次經(jīng)輥臺運(yùn)輸機(jī)、配有金屬探測儀的皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入鼓式削片機(jī)，輥臺運(yùn)輸機(jī)可清除樹皮、表面金屬、沙石等雜質(zhì)，保證木片質(zhì)量并減少對鼓式削片機(jī)的損壞；

(3)經(jīng)鼓式削片機(jī)削出的長木片經(jīng)出料運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入木片料倉儲存，輸送過程中應(yīng)設(shè)置除鐵器對木片中的金屬進(jìn)行去除；

(4)長木片經(jīng)運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入長木片篩選機(jī)，將過長木片、殘余細(xì)沙石篩出，同時篩選出的合格長木片經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送入環(huán)式刨片機(jī)；

(5)生產(chǎn)的長刨花經(jīng)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送至刨花濕料倉，供下一道干燥工序使用。

二工段長刨花制備生產(chǎn)流程中主要設(shè)備是鼓式削片機(jī)和環(huán)式刨片機(jī)，鼓式削片機(jī)削出的長木片規(guī)整度直接影響長刨花的質(zhì)量。

2 二工段鼓式削片機(jī)

削片機(jī)用于將原料切削成一定規(guī)格的木片，通常制造中密度纖維板的木片長度為25 mm左右，普通刨花板用的木片長度為30～40 mm。而二工段長刨花制備所需的木片長度一般為60～130 mm。

2.1 二工段鼓式削片機(jī)結(jié)構(gòu)組成

目前，鎮(zhèn)江中福馬機(jī)械有限公司研發(fā)的二工段BX2113、BX2116等鼓式削片機(jī)日益成熟并被廣泛應(yīng)用，以BX2113/13型為例，二工段BX2113/13鼓式削片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 二工段BX2113/13鼓式削片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1.驅(qū)動總成；2.機(jī)座總成；3.刀輥總成；4.上喂料輥總成；5.下喂料輥總成

原料通過輸送帶由削片機(jī)喂料口進(jìn)入削片機(jī)，刀輥在驅(qū)動總成帶動下高速旋轉(zhuǎn)，由安裝于刀輥上飛刀與機(jī)座上底刀形成的剪切副作用下，原料被切削成木片。合格木片從刀輥下方的篩網(wǎng)孔排出，少許長木片因不能通過篩網(wǎng)孔，則繼續(xù)在刀輥和再碎板的作用下再次破碎成合格木片排出。

2.2 二工段鼓式削片機(jī)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計

相對于普通鼓式削片機(jī)，二工段鼓式削片機(jī)要將原料切削成≥60 mm木片，主要針對刀輥、篩網(wǎng)等結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)技術(shù)設(shè)計。

2.2.1 刀輥結(jié)構(gòu)設(shè)計

普通型BX2113/13鼓式削片機(jī)刀輥的主要參數(shù)如下：刀輥直徑1 300 mm、刀片數(shù)為4，刀輥轉(zhuǎn)速375 r/min，上、下喂料輥進(jìn)料速度44 m/min，根據(jù)公式：

(1)

式中：L為木片長度(mm)；V為上、下喂料輥進(jìn)料速度(m/min)；n為刀輥轉(zhuǎn)速(r/min)；N為刀片數(shù)[3-4]。

木片理論長度30 mm，實(shí)際切削出的木片長度為(0.65～1.25)L×30 mm。

由式(1)，二工段鼓式削片機(jī)切削出的理論木片長度為60 mm，刀輥刀片數(shù)為3，刀輥轉(zhuǎn)速320 r/min，上、下喂料輥進(jìn)料速度57 m/min；切削理論木片長度為80 mm，刀輥刀片數(shù)為2，刀輥轉(zhuǎn)速320 r/min，上、下喂料輥進(jìn)料速度51 m/min；切削理論木片長度為110 mm，刀輥刀片數(shù)為1，刀輥轉(zhuǎn)速400 r/min，上、下喂料輥進(jìn)料速度44 m/min。

普通4片刀鼓式削片機(jī)切削示意如圖3所示，二工段3片刀鼓式削片機(jī)切削示意如圖4所示。

圖3 普通4片刀鼓式削片機(jī)切削示意圖

圖4 二工段3片刀鼓式削片機(jī)切削示意圖

2.2.2 篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對切削出木片長度較長的要求，貯料槽形狀相應(yīng)變化，篩網(wǎng)與飛刀距離相應(yīng)加大，以保證有足夠貯存空間。另外，為使合格長木片從篩網(wǎng)順利篩出，針對不同長度的長木片，配置不同篩網(wǎng)孔大小的篩網(wǎng)。

3 二工段環(huán)式刨片機(jī)

普通環(huán)式刨片機(jī)一般用于將長度小于50 mm的木片切削成普通刨花，而二工段環(huán)式刨片機(jī)用于將長度60 mm的木片切削成長刨花。

3.1 二工段環(huán)式刨片機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

環(huán)式刨片機(jī)主要分為雙動刀環(huán)式(雙鼓輪)和固定刀環(huán)式(單鼓輪)兩種型式。雙動刀環(huán)式刨片機(jī)的特點(diǎn)是刀環(huán)與葉輪相向旋轉(zhuǎn)，刀環(huán)內(nèi)耐磨墊板磨損相對均勻，工作時刨花不堆積[5-6]。以鎮(zhèn)江中福馬機(jī)械有限公司研制的二工段BX4616/5A型雙動刀環(huán)式刨片機(jī)為例介紹其基本結(jié)構(gòu)。二工段環(huán)式刨片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

圖5 二工段環(huán)式刨片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1.振動給料器；2.磁選裝置；3.重物分離器；4.機(jī)座；5.葉輪體；6.刀環(huán)；7.主電機(jī)；8.刀環(huán)驅(qū)動電機(jī)

長木片經(jīng)輸送系統(tǒng)進(jìn)入振動給料器，在振動作用下長木片均勻鋪開落入磁選裝置，清除混入木片的鐵質(zhì)物。磁選裝置下方裝有重物分離器，可進(jìn)一步清除混入木片中的雜質(zhì)(如石子、土塊、非鐵金屬物及過大木塊)，分離后的合格長木片進(jìn)入環(huán)式刨片機(jī)刨削腔中，在高速轉(zhuǎn)動的葉輪體和反向低速轉(zhuǎn)動的刀環(huán)作用下，長木片被刨削成厚度均勻的長刨花，從機(jī)座下面排出。

3.2 二工段環(huán)式刨片機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計

二工段刨花制備使用的木片長度通常為60～130 mm，針對適應(yīng)于長木片的重物分離器和刨片機(jī)內(nèi)部切削結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

3.2.1 重物分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

由于木片長、質(zhì)量大，若采用普通的刨片機(jī)重物分離器，木片滑入重物分離器橫向調(diào)節(jié)板后容易出現(xiàn)原料堆積，即使通過負(fù)壓系統(tǒng)吸料也不能吸走較重木片，造成送料通道堵塞導(dǎo)致刨片機(jī)不能正常工作。

普通刨片機(jī)重物分離器結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。

圖6 普通環(huán)式刨片機(jī)重物分離器結(jié)構(gòu)示意圖1.第一緩沖板；2.第二緩沖板；3.橫向調(diào)節(jié)板

對于長度60～130 mm的木片，設(shè)計使用專用重物分離器，結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。

圖7 長度60～100 mm木片環(huán)式刨片機(jī)重物分離器結(jié)構(gòu)示意圖1.第一緩沖板；2.物流導(dǎo)流板；3.第二緩沖板

木片進(jìn)入重物分離器，依次滑落至傾斜設(shè)置的第一緩沖板、第二緩沖板、物料導(dǎo)流板，木片沿著導(dǎo)流板在負(fù)壓作用下進(jìn)入刨片機(jī)內(nèi)部。同時增大物流通道距離，使物料通道順暢，不卡塞。

尤其對于長度大于100 mm的木片，木片長且重量大，在輔助風(fēng)機(jī)作用下，負(fù)壓系統(tǒng)吸料仍不能吸走此種木片，因此重物分離器不設(shè)置輔助風(fēng)機(jī)。為避免對刨片機(jī)的損壞，需要提高木片純凈度要求，建議在前面工序增加水洗或風(fēng)洗除去金屬和石子。長度大于100 mm木片環(huán)式刨片機(jī)重物分離器結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8 長度大于100 mm木片環(huán)式刨片機(jī)重物分離器結(jié)構(gòu)示意圖

3.2.2 葉輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計

木片經(jīng)過重物分離器進(jìn)入刨片腔后，由于葉輪體高速旋轉(zhuǎn)，使木片產(chǎn)生足夠大的離心力緊貼在刀環(huán)耐磨墊板表面，在飛刀作用下刨切出一定厚度的刨花。葉輪體結(jié)構(gòu)示意圖如圖9所示。

圖9 葉輪體結(jié)構(gòu)示意圖

普通型葉輪體葉片數(shù)采用25片，葉片與相鄰葉片之間的距離L較小，且葉輪體轉(zhuǎn)速較快約850 r/min，此種結(jié)構(gòu)無法容納長度較長的木片刨削，造成木片機(jī)內(nèi)堆積出料不暢，影響產(chǎn)能和刨花形態(tài)。

對于長度60～80 mm的木片，葉輪體葉片數(shù)設(shè)計為19片，同時葉輪體轉(zhuǎn)速可設(shè)置為730 r/min，刀環(huán)轉(zhuǎn)速設(shè)置為50 r/min，在保證產(chǎn)能的基礎(chǔ)上可以刨切出更高比例的長刨花；對于長度大于80 mm的木片，葉輪體葉片數(shù)設(shè)計為15片，同時葉輪體轉(zhuǎn)速設(shè)置為620 r/min，刀環(huán)轉(zhuǎn)速設(shè)置為50 r/min，刨花形態(tài)較好。長度60～80 mm、80～100 mm、100～120 mm的楊樹木片刨切出的刨花分別如圖10所示。

圖10 不同長度規(guī)格木片刨切的長刨花

3.2.3 電機(jī)功率配置

長木片刨切時，電流波動大且功耗比刨切普通木片時更大。普通刨花BX4616/5型刨片機(jī)葉輪體主電機(jī)配置功率一般為315 kW或355 kW，而用于長刨花制備的BX4616/5A型刨片機(jī)為保證產(chǎn)能和設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，根據(jù)不同樹種木片及木片長度，選用相應(yīng)功率的電機(jī)，功率可選355 kW、400 kW或450 kW。

4 結(jié)束語

超強(qiáng)刨花板以良好的特點(diǎn)以及能適應(yīng)中國國情特有的原料特征，在中高端市場被應(yīng)用得越來越廣泛。二工段長刨花制備作為超強(qiáng)刨花板生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)，長刨花的形態(tài)直接影響超強(qiáng)刨花板的質(zhì)量和成本。隨著廣大技術(shù)人員經(jīng)驗的不斷積累、制備裝備的不斷改進(jìn)，長刨花制備工藝也將不斷發(fā)展和成熟。