国产制材生产线典型实例介绍及基型制材工艺(第1次投稿)

国产制材生产线典型实例介绍及基型制材工艺唐宇，崔艳慧，李相国，罗礼明(信阳木工机械有限责任公司,河南信阳464000)摘要：木材是可再生资源，制材生产是人类生活中不可缺少的。本文介绍了几种实用可行的制材生产线实例，并推荐了一种基型制材工艺，供大家在设计制材生产线工艺时参考。关键词：制材；生产线HomemadeModelConversionproductLinesAreIntroducedAndStandardConversionproductlineTANGYu，CUIYan-hui，LIXiang-guo，LUOLi-ming（XinyangWoodworkingMachineryCo.Ltd.，Xinyang464000，Henan，China）Abstract：Woodcanberevegetatedendlessly,Conversionproductionisnecessaryinhumanlife.PenmanintroducessomeConversionproductlinesthatareavailableandrecommendstheStandardConversionproductline,ItcanhelpyoutodesignConversionproductline.Keywords：conversion；productline随着人们生活水平的不断提高，实木家具、实木地板等实木制品的需求量越来越大。而生产实木制品首先要将原木锯切成各种规格的板方材，也就是制材（Conversion）。因此近两年来到我公司订购制材生产成套线的客户越来越多，仅2010年我公司就承接了3条制材生产线。我公司从上个世纪80年代初开始就为国内外用户提供制材生产成套线，到目前为止已累计售出40多条。由于我公司在制材生产线方面的研制水平及市场占有率在国内同行中一直处于领先地位，所以笔者认为至少到目前为止我公司的制材生产线研制水平基本上可以代表目前的国产水平。下面从我公司为国内外用户提供的制材生产线中挑选出4种最有代表性的典型制材工艺实例来加以讨论，同时推荐一种“基型制材工艺”，供国内制材界业内人士参考。1双线交叉型制材线图1为我公司在1983年为广州木材公司提供的年产2万立方米制材生产线，这是我国第一条由一个生产厂家提供全套设备的国产制材线。该线占地面积为20米×136米，其工艺为典型的双线交叉型。图1双线交叉型制材线Fig.1TwolinecrossConversionproductline1.1流程原理原木首先由装载机1从楞场运送到原木横向运输机2上储放，由2将原木逐一运送到原木纵向运输机3上然后运入车间。径级较大的原木由转向器4横向转移到原木横向运输机5上，然后通过装料机6将原木装上大跑车7，由60寸大带锯8锯剖。径级较小的原木由3一直往前运输到达12的位置，由转向链臂12横向转移到横向运输机13上，经装料机14装上小跑车15，由42寸小带锯16锯剖。大带锯8锯下的毛方或板材落到纵向运输辊台9上后有两种去向：（1）尺寸较大的毛方由转向器10横向转移到横向运输机11上，通过链臂12、横向运输机13及装料机14将大毛方装上小跑车15，由小带锯16锯剖；（2）尺寸较小的毛方或板材由9一直运走，到达前面的转向器10的位置时被横向转移到储料横向运输机18上，然后由台式带锯23、25进行再剖，锯出的板材由出料横向运输机21运送到另一条纵向运输辊台17上。小带锯16锯剖下来的毛方或板材落到纵向运输辊台17上，由17上的前两个转向器10横向转移到储料横向运输机18上，然后由台式带锯20、27进行再剖，锯出的板材由出料横向运输机21运送到另一条纵向运输辊台9上。这里的台式带锯20、23为自动进料台式带锯，配有回送料辊台，可对毛方进行多次循环锯割，因此适用于锯切较大的毛方。而台式带锯25、27为手动进料台式带锯，只适用于锯切较小的毛方及边料。运输线9和17的末端上的转向器10将需要横截的板材横向转移到横截辊台29上，然后由吊截锯30进行横截。9和17的终端有下料链臂31，31将成材从运输线上卸到车间地面堆放。1.2控制与操作这是一条半自动制材生产线，在每一台主机的前后都有操作者来操作与控制该机。主机以外的所有运输设备由一名操作者通过一个运输线操纵台来集中控制。运输线的控制一般采用以下3种常用的方式：（1）“启动-停止”按钮控制——用于一般的纵向运输线及横向运输机。（2）预选控制——常用于纵向运输线上的转向器，比如图1中的转向器4和转向器10。当某个转向器被预选到“转向”方式，纵向运输线上的木材运行到该转向器位置时转向器就会自动启动，木材被横向转移，否则木材就一直往前走。（3）自动控制——常用于运输线的终端，比如图1中的下料链臂31。当木材运行到运输线的终端，下料链臂31自动启动运行，将成材从运输线上卸下。上述的操作与控制方式一直沿用至今，在下面讨论的其它类型的制材工艺中，主机及运输线的操作与控制方式都与此类似。1.3工艺特点1.3.1优点（1）小带锯16既能锯较小的原木，也能够再剖大带锯8锯下的大毛方。（2）台式带锯都是从一侧运输线给料，锯出成材后从另一侧运输线运走，这就是台式带锯最合理的S形流程。实践证明，台式带锯采用S形流程操作最方便。（3）小带锯16及大带锯8都可以锯出成品直接运出，可生产大规格的成材。1.3.2缺点（1）再剖台式带锯呈单排纵向布置，生产线太长。（2）在图1中，纵向运输辊台9和17既是跑车带锯下料的出料辊台，也是再剖台式带锯的出料辊台，因此在辊台9和17上可能会经常出现“混料”现象。所谓“混料”就是分别来自跑车带锯和再剖台式带锯的两块木材在纵向运输辊台上并排行走，可是这两块木材需要在不同的位置横向转移，现有的转向器是无法实现的。要避免这种现象，只能靠运输线的集中控制操作者及时暂停某一台出料横向运输机，或在每条纵向运输线上安排一名工人来人工排除。2单线一拖二型制材线图2a为我公司2010年出口安哥拉的星瑞特制材线，这是单线型中最简单的“跑车带锯+台式带锯”的一拖二型。图2b为我公司2007年出产的日照中兴木业制材线，是单线的“跑车带锯+台式带锯”的一拖二迂回型。这两条线的单班产量为60～80立方米，占地面积约为50米×12米。图2a单线一拖二型制材线Fig.2aOnelineonewithtwoConversionproductline图2b单线一拖二迂回型制材线Fig.2bOnelineonewithtworeturnConversionproductline2.1流程原理在图2a与图2b中，原木由装载机1运送到原木横向运输机2上储放，通过装料机3装上跑车4，由带锯机5锯剖，锯剖下来的毛方落到纵向运输辊台6上。如果毛方比较大（比如半边原木），储料回送运输机7将毛方从6上抬起并运到7上暂时存放，待跑车4上的木材锯完运走后7再将大毛方装上跑车。这里的跑车4必须具有车上翻木链，大毛方才能从7装上跑车。如果毛方比较小，就由6直接运出，到达转向器8处时被横向转移到储料台9上，然后分别由带有回送料辊台的自动进料台式带锯10和手动进料台式带锯11来进行再剖。剖出成材就地堆垛，由叉车运走。图2a与图2b的区别在于再剖台式带锯10、11的进料方向相反。当木材的长度变化较大时（比如2米到6米），采用图2b的迂回型布局有利于进料操作者从储料台9上抓获木材，因为木材从6横向转移到9时是由挡木器12挡住木材的前端来定位的.这种迂回型布局在出口马来西亚的制材线中也很常见。转向器8是可以设计成双向转向的，因此再剖台式带锯10、11可以在纵向运输辊台6的两边同时配置（一边右锯一边左锯）。在出口马来西亚的制材线中，曾经在1台60寸跑车带锯下面配置了6台再剖台式带锯（3台右锯3台左锯）。在图2a与图2b中，当原木最大直经大于1000mm时跑车带锯推荐采用60英寸，原木最大直经小于1000mm时跑车带锯推荐采用48英寸。再剖台式带锯一般用42英寸。当原木直经小于400mm时7号设备可省略。2.2工艺特点（1）工艺最简单，设备投资少，占地面积小。很多大中型家具厂、实木地板块厂的备料车间常采用此类工艺。（2）采用储料回送运输机（7号设备），半边原木及大毛方可2次装上跑车来进行锯切，充分利用了跑车带锯的功能。3单线万能型制材线图3为我公司在1999年出口到加蓬艾隆公司的一条班产150～200立方米制材线,，该线占地面积为24米×96米，是一条单线万能型制材线。图3单线万能型制材线Fig.3AlmightyonelineConversionproductline3.1流程原理图3中1为60寸液压跑车带锯，2为48寸液压跑车带锯，3为带回送料辊台的48寸数控自动进料台式带锯，4为多锯片纵剖木工圆锯机（简称多片锯），5为裁边锯，6为横截锯。图3中间是一条纵向运输辊台10，在10的上游有升降链臂7和8。其中升降链臂7用于给2号锯上原木以及将1号锯剖下的毛方横向转移给2号锯再剖。升降链臂8用于将2号锯剖下的毛方横向运过纵向运输辊台10，送给3号锯再剖；同时也可以将1号锯剖下的毛方横向转移给3号锯再剖。在纵向运输辊台10的下游有3组链条挡块式转向器9，位于终端上的转向器9用于将10上的成材横向卸下。其余两组转向器9用于将10上的木材横向转移给4号、5号及6号锯进行再加工。图3中的其他图形符号的含义参照图1。3.2工艺特点3.2.1优点（1）2号锯既能锯较小的原木，也能够再剖1号锯剖下的大毛方。（2）可实现比较多的加工流程。因为从1号锯及2号锯下来的木材既可以直接运出终端，也可以经过后面的任意一台或任意几台设备加工后再运出终端。在图3中可能的加工流程理论上共有36种！（3）图3中包含了跑车带锯、台式带锯、多片锯、裁边锯、横截锯，因此这条线能完成制材生产中的所有常规作业，属于“万能型”制材线。可加工各种规格的板、方材及实木地板块坯料等。3.2.2缺点（1）由于只有一条纵向运输辊台10，3号锯的进料端与出料端都只能与10联接，不能实现S形流程，操作不太方便。（2）在纵向运输辊台10的下游可能有“混料”现象。4对称型制材线图4为我公司在2000年为山东蓬莱环球木业提供的班产150～200立方米制材生产线，该线占地面积为98米×30米，为对称型制材线。图4对称型制材线Fig.4SymmetricalConversionproductline4.1流程原理图4中1为60寸液压数控跑车带锯，2为48寸液压数控跑车带锯，3为42寸自动进料台式带锯，4为横截锯，5为纵向运输辊台，6为皮带运输机。其他图形符号的含义参照图1及图3。原木首先由1号锯剖成两半或大毛方然后分给两台2号锯，2号锯将半边材或大毛方锯剖成较小的毛方给下面的3号锯再剖，需要时2号锯也可以直接锯出大规格的成材。从2号锯及3号锯出来的成材都可以经过4号锯横截，也可以不横截而直接运到终端出料。考虑到只靠终端的两台4号锯不能完成横截任务，又在两边各放1台4号锯。图4中没有裁边锯，出现毛边板时只能用台式带锯3来裁边，其裁边的精度及效率都远不如圆锯裁边机。皮带运输机6用于运走各台锯机锯下的边皮、截头等废料。4.2工艺特点4.2.1优点（1）除1号锯外所有设备都是左右对称布置，这就使得设备的种类比非对称时要少得多，这样一来厂房及设备基础的土建施工、设备的安装及维修都比非对称时方便得多。（2）对称布置的工艺比较整齐美观。4.2.2缺点（1）2号锯不能加工原木，产量受1号锯限制，1号锯一旦发生故障就全线停产。（2）3号锯的进料、出料都是连接到纵向运输辊台5上，不是S形流程，操作不太方便。（3）在纵向运输辊台5的下游可能有混料现象。5基型制材工艺图5为笔者推荐的一种基型制材工艺。图中1为原木纵向运输机，2为双向抛木机，3为60寸数控跑车带锯机，4为48寸数控跑车带锯机，5和6为纵向运输辊台，7为数控双圆锯裁边机，其他图形符号的含义参照以前的图例。图5基型制材工艺—3线对称汇中型制材线Fig.5StandardConversio