淺析二工段長刨花制備方法與裝備技術發(fā)展

李 夏， 胡德彪， 王雯雯

(鎮(zhèn)江中福馬機械有限公司，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、機械力學性能優(yōu)良、二次加工性能好等特點，在家具、包裝、裝修等領域被廣泛應用。目前的普通刨花板相對來說仍存在力學強度偏低、表面粗糙度低、尺寸穩(wěn)定性差等問題，無法適應定制家居快速發(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，結構獨特，主要供應高端家具市場，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]。而目前盛行的超強刨花板有精細的表面，同時具有穩(wěn)定性好、相對質量輕、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，逐步供應家居中高端市場應用。

為適應中高端家具市場的要求，結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)，目前在超強刨花板生產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 二工段長刨花生產流程

根據不同生產工藝需求，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。生產流程與普通刨花制備生產類似，二工段長刨花制備生產流程如圖1所示。

圖1 二工段長刨花制備生產流程

以上二工段長刨花制備生產流程具有如下優(yōu)點和特點：

(1)原料通過上料運輸機(鏈式運輸機)進入剝皮機，可以有效地剝離原木外表面樹皮，清除雜質，提高刨花的質量，從而提高超強刨花板質量；

(2)原料經過剝皮，依次經輥臺運輸機、配有金屬探測儀的皮帶運輸機進入鼓式削片機，輥臺運輸機可清除樹皮、表面金屬、沙石等雜質，保證木片質量并減少對鼓式削片機的損壞；

(3)經鼓式削片機削出的長木片經出料運輸機進入木片料倉儲存，輸送過程中應設置除鐵器對木片中的金屬進行去除；

(4)長木片經運輸機進入長木片篩選機，將過長木片、殘余細沙石篩出，同時篩選出的合格長木片經運輸機送入環(huán)式刨片機；

(5)生產的長刨花經運輸機運送至刨花濕料倉，供下一道干燥工序使用。

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

2 二工段鼓式削片機

削片機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 二工段鼓式削片機結構組成

目前，鎮(zhèn)江中福馬機械有限公司研發(fā)的二工段BX2113、BX2116等鼓式削片機日益成熟并被廣泛應用，以BX2113/13型為例，二工段BX2113/13鼓式削片機結構示意圖如圖2所示。

圖2 二工段BX2113/13鼓式削片機結構示意圖1.驅動總成；2.機座總成；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喂料口進入削片機，刀輥在驅動總成帶動下高速旋轉，由安裝于刀輥上飛刀與機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孔排出，少許長木片因不能通過篩網孔，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 二工段鼓式削片機的主要結構設計

相對于普通鼓式削片機，二工段鼓式削片機要將原料切削成≥60 mm木片，主要針對刀輥、篩網等結構進行相應技術設計。

2.2.1 刀輥結構設計

普通型BX2113/13鼓式削片機刀輥的主要參數如下：刀輥直徑1 300 mm、刀片數為4，刀輥轉速375 r/min，上、下喂料輥進料速度44 m/min，根據公式：

(1)

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

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

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

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

圖3 普通4片刀鼓式削片機切削示意圖

圖4 二工段3片刀鼓式削片機切削示意圖

2.2.2 篩網結構設計

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

3 二工段環(huán)式刨片機

普通環(huán)式刨片機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)式刨片機的結構組成

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

圖5 二工段環(huán)式刨片機結構示意圖1.振動給料器；2.磁選裝置；3.重物分離器；4.機座；5.葉輪體；6.刀環(huán)；7.主電機；8.刀環(huán)驅動電機

長木片經輸送系統(tǒng)進入振動給料器，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物。磁選裝置下方裝有重物分離器，可進一步清除混入木片中的雜質(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入環(huán)式刨片機刨削腔中，在高速轉動的葉輪體和反向低速轉動的刀環(huán)作用下，長木片被刨削成厚度均勻的長刨花，從機座下面排出。

3.2 二工段環(huán)式刨片機主要結構設計

二工段刨花制備使用的木片長度通常為60～130 mm，針對適應于長木片的重物分離器和刨片機內部切削結構等方面進行結構設計。

3.2.1 重物分離器的結構設計

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

普通刨片機重物分離器結構示意圖如圖6所示。

圖6 普通環(huán)式刨片機重物分離器結構示意圖1.第一緩沖板；2.第二緩沖板；3.橫向調節(jié)板

對于長度60～130 mm的木片，設計使用專用重物分離器，結構示意圖如圖7所示。

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

木片進入重物分離器，依次滑落至傾斜設置的第一緩沖板、第二緩沖板、物料導流板，木片沿著導流板在負壓作用下進入刨片機內部。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，在輔助風機作用下，負壓系統(tǒng)吸料仍不能吸走此種木片，因此重物分離器不設置輔助風機。為避免對刨片機的損壞，需要提高木片純凈度要求，建議在前面工序增加水洗或風洗除去金屬和石子。長度大于100 mm木片環(huán)式刨片機重物分離器結構如圖8所示。

圖8 長度大于100 mm木片環(huán)式刨片機重物分離器結構示意圖

3.2.2 葉輪體的結構設計

木片經過重物分離器進入刨片腔后，由于葉輪體高速旋轉，使木片產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。葉輪體結構示意圖如圖9所示。

圖9 葉輪體結構示意圖

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

對于長度60～80 mm的木片，葉輪體葉片數設計為19片，同時葉輪體轉速可設置為730 r/min，刀環(huán)轉速設置為50 r/min，在保證產能的基礎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，葉輪體葉片數設計為15片，同時葉輪體轉速設置為620 r/min，刀環(huán)轉速設置為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型刨片機葉輪體主電機配置功率一般為315 kW或355 kW，而用于長刨花制備的BX4616/5A型刨片機為保證產能和設備運行的穩(wěn)定性，根據不同樹種木片及木片長度，選用相應功率的電機，功率可選355 kW、400 kW或450 kW。

4 結束語

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