Тема 1
Відомості з електрифікації деревообробної промисловості
1.1 Загальні відомості з електрифікації лісової та деревообробної промисловості
Поняття “електрифікація” машин і механізмів в лісовій і деревообробній промисловості (ДОП) пов’язано з переводом машин і механізмів на електропривід. В електричну частину механізмів і машин входять електричні двигуни та системи керування. Існує ручне, автоматизоване і автоматичне керування електроприводами механізмів і машин.
В сучасних машинах у лісовій та деревообробній промисловості отримали розповсюдження Індивідуальний і багатодвигунний електроприводи. Прикладом застосування індивідуального електроприводу є електрична пила і деякі типи верстатів. Багатодвигунний електропривід застосовується майже на всіх типах верстатів, а також на кранах і решті підйомних механізмах. Використання електроприводу дозволяє створити умови для автоматизації як окремих механізмів, так і виробничого процесу в цілому.
Розвиток електрифікації в лісовій та деревообробній промисловості пов’язаний з бажанням наблизити електродвигуни до виконавчого механізму і спростити кінематичні схеми передавальних механізмів. Це дає змогу розробити для механізмів ДОП вбудовані електродвигуни. Такі двигуни вбудовуються в корпус верстатів, а вал виконує функцію шпинделя або проміжної передачі верстата.
Розглянемо питання електрифікації машин і механізмів лісових і деревообробних підприємств. На лісозаготівельних підприємствах існують наступні машини і механізми: ланцюгові електричні пили, механізми для обрізання гілок та сучків, розкряжувальні агрегати і ін. В деревообробній промисловості (ДОП) основними є верстати для виготовлення шпал, шахтних стояків; лісопиляльні рами; кругопиляльні, фугувальні, рейсмусні, свердлильні верстати та ін.
Крім цього на лісопромислових та деревообробних підприємствах використовуються вантажопідйомні механізми - лебідки, мостові і козлові крани; транспортні засоби, до яких відносяться стрічкові, ланцюгові, пластин-часті, крипкові конвеєри і ін. В целюлозо-паперовій промисловості застосовують спеціальні конвеєрні пристрої, а також пневматичні і гідравлічні транспортні установки. На складах лісопромислових та деревообробних підприємств розповсюджені консольно-козлові крани, які призначені для завантажування і штабелювання вантажу. Ці крани мають рельсові захвати для закріпляння його до рельсів під час зупинки. Механізми, що знаходяться па крапі та здійснюють його пересування, підйом і спуск вантажу, дозволяють усі операції виконувати за допомогою пристроїв автоматичного керування.
Основними виконавчими механізмами, що встановлюють на верстатах підприємств ДОП є:
- дискові пили. Вони поділяються на плоскі і стругальні. їх використовують для пиляння деревини уздовж та впоперек і застосовують на багатьох деревообробних верстатах;
- стрічкові пили. їх поділяють на столярні і ділильні, і застосовують на стрічково-пиляльних верстатах та на лісопиляльних рамах;
- стругальні ножі. їх застосовують на фугувальних, рейсмусних, стругальних і фрезерних верстатах;
- свердла і зенкери. їх встановлюють на свердлильних верстатах і використовують як робочий Інструмент.
Для забезпечення високопродуктивної роботи сучасних електрифікованих механізмів лісопиляльні цехи ДОП будують за принципом безперервного потоку з повною автоматизацією підйомно-транспортних операцій.
Наприклад, автоматизація технологічного процесу лісопиляльного цеху ДОП складається із наступних операцій:
- подача деревини до лісопиляльної рами;
- подача в лісопиляльну раму;
- транспортування і перекладання лісоматеріалів до лісопиляльних рам іншого потоку;
- транспортування лісоматеріалів поза рамами другого потоку;
- транспортування необрізаних дощок від лісопиляльних рам до обрізних верстатів;
- транспортування відходів, тобто торса і обрізків;
- транспортування пиломатеріалів на сортувальні пристрої і ін.
Так для подачі деревини до лісопиляльних рам використовуються поздовжні деревинотаски або конвеєри. Скидання деревини у таски або конвеєри робиться автоматично. Для цього застосовують пневматичні і механічні самоскидувачі. Керування конвеєрами (транспортерами) здійснюється в основному дистанційно.
Сучасна промисловість випускає велику кількість машин з різними електромеханічними характеристиками і пристроями (давачі, реле та ін.) для систем автоматичного керування електрообладнанням. Тому створення раціонального електрообладнання в кожному окремому випадку можливо тоді, коли правильно зроблений вибір обладнання і правильно використані пристрої для схем його керування.
Електроприводи деревообробних верстатів мають певні особливості. Так робочі шпінделі цих верстатів в більшості потребують підвищені швидкості, тому для них застосовують високошвидкісні асинхронні електродвигуни (АД) підвищеної частоти. Електроприводи подачі повинні мати електродвигуни, швидкість яких можна регулювати. Для цього застосовують багатошвидкісні АД, електромагнітні муфти ковзання та двигуни постійного струму паралельного або незалежного збудження.
Найбільш простим і надійним є електропривід, що використовує АД з короткозамкненим або фазним ротором. У випадку, коли під час пуску треба подолати значний момент опору, то застосовують АД з фазним ротором спеціального типу, тобто двигун з підвищеними пусковим моментом і підвищеним ковзанням. Якщо верстат або механізм деревообробного підприємства розрахований на роботу з декількома швидкостями, то достатнім є використання дво-, три- або багатошвидкісного АД з переключенням пар полюсів. У разі потреби безступеневого регулювання швидкості і коли мають місце часті пуски і реверсування, найбільш доцільним є застосування двигунів постійного струму.
В зв’язку з тим, що більшість підприємств ДОП не мають мережі постійного струму, то для живлення цих двигунів встановлюють перетворювачі змінного струму у постійний. Вони можуть бути індивідуальними або загальними для декількох двигунів. При наявності великої кількості увімкнень двигуна верстата він може перегріватися пусковими струмами, тому бажано використання електроприводу з електромагнітними муфтами ковзання і тиристорними перетворювачами. Останнім часом на підприємствах ДОП використовують вбудовані і фланцеві електродвигуни, які дозволяють зробити механізм компактним.
Для керування механізмами деревообробної промисловості застосовують релейно-контакторні і безконтактні схеми керування. В схемах керування використовують тиристорні перетворювачі та інші апарати.
На підприємствах лісової та деревообробної промисловості експлуатуються тисячі електродвигунів, загальна потужність яких становить декілька млн. кВт. Основним напрямком електрифікації цих підприємств є перевід підприємств галузі на централізоване електропостачання, так як воно в значній мірі впливає на рівень механізації і автоматизації. При централізованому електропостачанні з’являється можливість підключення великих агрегатів з потужними електродвигунами, застосування електрифікованого транспорту та ін.
У даний час існує децентралізоване електропостачання. В більшій мірі воно стосується підприємств лісової промисловості. Це пов’язано з тим, що ці підприємства розташовані в глибинних районах. Але з кожним роком частка підприємств, які отримують електроенергію централізовано стає більшою.
На відміну від лісопромислових підприємств підприємства ДОП біля 80% електроенергії отримують централізовано.