Пожарная безопасность процессов механической обработки древесины

Влияние механических воздействий на химические процессы в полимерах. Механохимическая деструкция. В процессе механической переработки полимеров или их смесей с наполнителем (вальцевание, измельчение, прессование, каландрирование) возникают большие внутренние напряжения, которые могут привести к разрыву цепи макромолекулы, к механохимической деструкции. Такие же разрывы возникают при замораживании водных растворов полимеров («пиролиз»), во время течения вязких растворов их по узким капиллярам, при действии ультразвука и т.д.

Компрессионным формованием  с последующим спеканием изготовляют как непосредственно готовые изделия, так и блоки для дальнейшей механической переработки. ПТФЭ хорошо обрабатывается на всех металлообрабатывающих станках, и этим способом могут быть изготовлены самые сложные детали. Однако при механической обработке требуются значительные затраты труда и, как правило, при этом образуются большие отходы полимера. В связи с этим в последнее время создан ряд новых процессов переработки (и оборудование), свободных от указанных недостатков. Все же механическая обработка широко используется при переработке ПТФЭ. Этим способом изготовляют листы и пленки из ПТФЭ, применяемые в электротехнической, химической и других отраслях промышленности. Для электроизоляционных назначений используют блоки высотою.

В механической технологии под древесиной понимают материал, состоящий целиком из натуральной  древесины и используемый в качестве строительного, конструкционного, поделочного  материалов и т.п. В химической технологии древесина служит сырьем для химической переработки в целлюлозно-бумажном производстве, гидролизных и лесохимических производствах и для химико-механической переработки в производстве древесных плит и пластиков. Для химической переработки с целью получения бумаги и в гидролизных производствах кроме древесины используют и другие виды растительного сырья.

На строгальных  станках снимают поверхностный слой древесины и одновременно, полируется поверхность. Простейший строгальный станок обрабатывает доску с одной стороны, но уже существуют станки, на которых за один заход можно обработать обе стороны. Образовавшуюся стружку частично сжигают, но в последнее время во все больших количествах направляют, например для производства древесностружечных плит и древесноволокнистого бетона.

Фрезерные станки позволяют вырезать различные профили в виде канавок и шлицов.

Лущение относится к бесстружечным способам обработки. Лущильные станки применяются главным образом для производства шпона.

Для снятия коры с бревен служат различные типы окорочных  станков. В зависимости от цели дальнейшего  применения бревна могут быть либо грубо окорены на рифленых валках, либо полностью очищены с помощью  дисковых ножей. Рубительные машины служат для измельчения древесины на целлюлозно-бумажных комбинатах.

Для проведения процессов  механической обработки древесины (пиления, строгания, фрезерования, точения, долбления, шлифовки) применяются деревообрабатывающие станки, которые в зависимости  от назначения делятся на следующие  группы: для раскроя древесных  материалов; черновой и чистовой обработки заготовок.

Раскрой - это распиловка пиловочного сырья (кряжей, бревен), пиломатериалов (брусьев, досок) в продольном или поперечном направлении, а также  удаление пороков древесины. Для  раскроя используют лесопильные  рамы, ленточнопильные и круглопильные  станки. Лесопильные рамы применяют  в основном для распиловки пиловочного  сырья. В качестве режущего инструмента  в лесопильных рамах используют рамные пилы.

В круглопильных станках  режущий инструмент - круглые пилы, количество которых определяет тип  станка: однопильный, двухпильный или  многопильный.

На ленточнопильных станках (рисунок 1.6, а) режущий инструмент -ленточная пила 2 (пильная лента), которая надевается на шкивы 1, 5 и натягивается с помощью грузового рычажного механизма 6. Распиливаемое бревно укрепляется на тележке 4, имеющей передвижные стойки с захватами 3.

  
Рисунок 1.6 - Ленточнопильный  станок:  
а - схема устройства; б - общий вид.

 

Ленточнопильные станки применяют  и для продольной распиловки пиломатериалов на более тонкие сортаменты, а также  для криволинейного раскроя. Принцип  их действия такой же, как при  раскрое - пиловочного сырья.

В результате раскроя пиломатериалов получают черновые заготовки, которые  подвергаются дальнейшей механической обработке, заключающейся в создании базовых поверхностей, обработке  остальных поверхностей и кромок, торцовке заготовок на точный размер по длине. Эти операции осуществляют на круглопильных торцовочных и  продольно-фрезерных станках. В круглопильных  торцовочных станках (рисунок 1.7) пильный  диск 1, защищенный металлическим кожухом 2, укрепляется на суппорте 3, который  совершает возвратно-поступательные движения подачи и отвода пилы.

  
Рисунок 1.7 - Круглопильный торцовочный  станок.

 

В зависимости от назначения продольно-фрезерные станки бывают фуговальные, рейсмусовые и четырехсторонние. Режущий инструмент на фрезерных  станках - ножевой вал (ножевая головка), в котором укреплены плоские  ножи. Общий вид фуговального станка и схема действия приведены на рисунке 1.8, (а, б). Станок имеет ножевой  вал 1, расположенный между двумя  плоскими столами: задним 2, находящимся  на уровне режущих кромок ножей, и  передним 3, уровень которого ниже на толщину снимаемого слоя. Вдоль столов с правой стороны установлена  направляющая линейка 4, которая служит опорой для базирующей поверхности.

  
Рисунок 1.8 - Фуговальный  станок:  
а - общий вид; б - схема устройства и работы.

 

Рейсмусовые станки (рисунок 1.9) имеют ножевой вал 2, расположенный  над столом 5, по которому проходит заготовка. Своей базирующейся плоскостью, обработанной на фуговальном станке, она прижимается  к столу и подающими валиками 1 и 3 проталкивается под ножевым  валом. Холостые валики 4 служат для  уменьшения сил трения между столом и заготовкой. Заданный размер заготовки  устанавливается подъемом или опусканием стола.

  
Рисунок 1.9 - Рейсмусовый станок.

 

Четырехсторонние продольно-фрезерные  станки (рисунок 1.10) имеют четыре ножевых  вала: нижний горизонтальный 5, расположенный  первым по ходу подачи, формирует нижнюю базовую полость; два вертикальных 2 обрабатывают кромки и верхний 1 придает  заготовке заданную толщину. Заготовка  подается на обработку валиками 4; для  устранения ее вибрации установлены  прижимные ролики 3.

  
Рисунок 1.10 - Четырехсторонний продольно-фрезерный  станок.

 

Полученные из древесины  чистовые заготовки подвергаются следующим  операциям: нарезанию шипов и  проушин, выборке гнезд и отверстий, профилированию (фрезерованию), зачистке поверхности (циклеванию и шлифованию). Шипы и проушины на концах деталей формируются на шипорезных станках. Принцип действия таких станков и схема образования шипов показаны на рисунке 1.11 (а, б). Первыми по ходу подачи располагаются пильные головки 1, предназначенные для торцовки на определенный размер, затем - прорезные головки 2 для образования проушины и, наконец, шипорезные головки 3, образующие боковые грани шипа и его заплечиков.

  
Рисунок 1.11 - Шипорезный станок:  
а - общий вид шипорезного станка; б - схема образования шипов.

 
            Высверливание сквозных и несквозных отверстий, образование пазов производится на сверлильных, сверлильно-пазовальных и цепнодолбежных станках, в которых режущими инструментами являются сверла, торцовые фрезы или фрезерные цепочки. Общий вид сверлильного одношпиндельного станка, на котором высверливают круглые отверстия, показан на рисунке 1.12. Деталь устанавливают на столе 1, а сверло закрепляют в шпиндельной головке 2.

  
Рисунок 1.12 - Общий вид сверлильного одношпиндельного станка.

 

Обработка прямых и криволинейных  поверхностей с выборкой пазов, гребней, фальцев и т.п., т.е. создание определенных профилей, осуществляется на фрезерных  станках, в которых в качестве режущих инструментов применяются  фрезы. На рисунке 1.13 (а, б) показаны схемы  фрезерования криволинейных (а) и прямолинейных (б) поверхностей. Криволинейные поверхности  образуются с помощью шаблона, называемого  цулагой, кромка которого соответствует форме будущей детали. Шаблон-цулага 1 с зажатой заготовкой 2 надвигается на вращающуюся фрезу 3, которая обрабатывает заготовку по контуру шаблона. Плоские поверхности получаются путем точной установки заготовки по направляющим линейкам: передней 4 и задней 5, соединенных скобой 6, огибающей режущий инструмент.

  
Рисунок 1.13 - Схемы  фрезерования:  
а - схема фрезерования криволинейных поверхностей; б - схема фрезерования прямолинейных поверхностей.

 

Окончательная механическая обработка древесины - это шлифование поверхности шлифовальной лентой, имеющей  бумажную или тканевую основу, на которую  наклеены абразивные зерна. В зависимости  от способа закрепления ленты  различают цилиндровые, дисковые и  ленточно-шлифовальные станки. У цилиндровых станков лента закрепляется на образующей поверхности цилиндра, у дисковых - на торцовой поверхности плоского диска, у ленточных она натягивается на два или три шкива в виде бесконечного полотнища. На рисунке 1.14 (а, б) показаны общий вид и схема устройства ленточно-шлифовального станка. Шлифование деталей осуществляется двумя узкими лентами, движущимися в разные стороны на барабанах 2, вращающихся от индивидуальных электродвигателей 3.

  
Рисунок 1.14 - Шлифовальный станок:  
а - общий вид ленточно-шлифовального станка; б - схема устройства.

 

Глава 3. Пожарная безопасность процессов механической переработки древесины.

 

3.1 Пожарная безопасность процессов.

 

Горючую среду в цехах  механической обработки древесины  составляют древесина, отходы древесины, масла и смазки в деревообрабатывающих станках. При механической обработке  древесины выделяется значительное количество пыли и мелкой стружки, которые  более пожароопасны, чем компактная древесина. Древесная пыль, образующаяся при работе шлифовальных станков, способна образовать взрывопожароопасные смеси  с воздухом.

Основными источниками зажигания  в процессах механической обработки  древесины являются:

- теплота трения при  перегревах подшипников вентиляторов, транспортеров, электродвигателей  станков при нарушении режима  их смазки, перекосах валов и  пил, загрязнении поверхности  пылью или отходами древесины,  нагрев и воспламенение приводных  ремней при проскальзывании. Теплота  трения может явиться источником  зажигания также при распиловке  твердых пород древесины, наличии  в ней сучьев, перегрузке и  перекосах пил;

- искры удара, которые  образуются в случае нарушения  взаимного положения подвижных  и неподвижных деталей механизмов, а также при наличии в древесине  металлических включений: гвоздей,  кусочков металла и др.;

- искры и электрические  дуги при механическом повреждении  изоляции электрических кабелей,  подключенных к электродвигателям  станков;

- тепловое проявление  неисправного электрооборудования,  осветительных и силовых сетей  (короткие замыкания, перегрузки, большие переходные сопротивления), перегрузка электродвигателей станков;

- искровые разряды статического  электричества при работе пневмотранспорта;

- удары молнии и ее вторичные проявления;

- теплота самовозгорания  древесных отходов, пропитанных  маслом (при их скоплении под  станками или длительном хранении), а также промасленных обтирочных  материалов;

- применение открытого  огня (курение, огневые ремонтные  работы). Распространению пожара  в цехах механической обработки  древесины способствуют: горючие  конструкции зданий; древесина и отходы ее обработки; воздуховоды систем вентиляции; системы удаления отходов производства, конвейерные линии и технологические проемы.

 

3.2 ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ

 

Специфические требования по обеспечению пожарной безопасности при проведении процессов механической обработки древесины (регламентируют):

- помещения и оборудование  должны регулярно очищаться от  пыли, стружек, опилок и промасленных  обтирочных материалов. Периодичность  очистки от пыли высоко расположенных  строительных конструкций, инженерных  коммуникаций и светильников  в помещениях должна определяться  в зависимости от времени накопления  пыли в опасном количестве  и согласно цеховой инструкции  о мерах пожарной безопасности;

- уборка пыли в производственных  помещениях со строительных конструкций,  оборудования, инженерных коммуникаций  и светильников должна производиться  с помощью промышленных пылесосов  во взрывозащищенном исполнении  или специальной системой пневмоуборки, а при их отсутствии - влажным  способом, не допускающим пыления.  Сжатый воздух для уборки использовать  не допускается;

- для удаления отходов  деревообрабатывающие станки должны  быть оборудованы исправными  местными отсосами. Работа станков  при выключенных системах вентиляции  и пневмотранспорта не допускается;

- для предотвращения осаждения  отходов в воздуховодах местных  отсосов и пневмотранспорта скорость  движения воздуха при отсосе  принимают не менее 15 м/с;

- в пневмотранспортных  и аспирационных системах, в бункерах  должны исключаться застойные  зоны, ведущие к отложению пыли;

- системы транспортирования  стружки и пыли должны исключать  просыпание материалов;

- должен осуществляться  контроль исправности электрооборудования  и электропроводки, не допускается  перегрузка электрооборудования  станков;