旋切機(jī)工作原理及技術(shù)特點

摘要：在人造板尤其是膠合板加工制造領(lǐng)域，旋切機(jī)起到了不可估量的地位。旋切機(jī)是成型膠合板的主要設(shè)備之一。本文從旋切機(jī)的類型、工作原理、發(fā)展脈絡(luò)、設(shè)備專利技術(shù)申請等角度出發(fā)，論述了在膠合板技術(shù)發(fā)展的不同階段，旋切機(jī)設(shè)備的專利申請情況以及木材旋切加工技術(shù)對膠合板行業(yè)發(fā)展的重要性。

關(guān)鍵詞：旋切機(jī)；類型與規(guī)格；工作原理

中圖分類號： TS64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.14.015

1 旋切機(jī)

旋切機(jī)，又稱旋板機(jī)，即薄單板加工機(jī)。根據(jù)旋切機(jī)卡軸數(shù)量、卡軸動力來源、加工木材尺寸、旋切木材直徑等進(jìn)行分類，主要分為有卡軸旋切機(jī)和無卡軸旋切機(jī)，以及有卡無卡聯(lián)合旋切機(jī)，其中有卡軸旋切機(jī)細(xì)分為單卡軸旋切機(jī)和雙卡軸旋切機(jī)。

2 旋切機(jī)工作原理

有卡軸旋切機(jī)，如圖1右圖所示，利用卡軸101，插入圓木木料內(nèi)，旋轉(zhuǎn)木身，刀具將圓木由外至內(nèi)旋切成薄板狀。卡軸主要用于固定木料并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)與切割，故卡軸插入木料的部分便無法旋切，且卡軸直徑較大，無法旋切剩余木料多，卡軸旋切機(jī)非常浪費木材原料，不利于木材的充分利用，同時也增加了產(chǎn)品加工成本。目前一般有卡軸的旋切機(jī)旋切的長度為0.8～2.6米，無卡旋切的木芯直徑達(dá)70～300毫米。

無卡軸旋切機(jī)，如圖1左圖所示，其利用一根既起壓緊作用又起送進(jìn)作用的擠壓摩擦輥和兩根壓緊圓木并起摩擦驅(qū)動作用的具有表面紋路的主摩擦輥支撐圓木，一把旋切刀在擠壓摩擦輥的下方旋入圓木內(nèi)。工作時始終在全長方向上壓住圓木的摩擦輥向相同的方向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動圓木旋轉(zhuǎn)，使圓木向旋切刀送進(jìn)，最后將圓木旋切成薄板，由于沒有卡軸，旋切到最后木芯余料少，大大提高了出板率，因而受到廣泛重視。

3 旋切機(jī)發(fā)展脈絡(luò)

現(xiàn)有旋切機(jī)，無論有卡軸旋切機(jī)或無卡軸旋切機(jī)，在實際生產(chǎn)中，旋切機(jī)主要存在著輥輪組對木料棒夾持力難以控制，特別是當(dāng)木料直徑較小時，極易造成加工出的板材厚度不一致，為克服這一不足，通常的方法是在控制進(jìn)給機(jī)構(gòu)的液壓裝置上設(shè)置一手動調(diào)節(jié)閥，由人工操縱實現(xiàn)對夾持力的控制，這種方法不僅需要一定的工作經(jīng)驗，而且手工操作必然會產(chǎn)生誤差，難以保證質(zhì)量。針對以上問題便是提供一種自動調(diào)節(jié)輥輪對木料棒的夾持力，進(jìn)而確保當(dāng)木料直徑較小時均可加工處板的厚薄一致的旋切機(jī)。

現(xiàn)有的無卡軸旋切機(jī)加工出的木薄板存在厚薄不均，為使薄板厚度均勻，目前的無卡軸旋切機(jī)都采用減壓或減速進(jìn)給裝置進(jìn)行控制；采用減壓裝置，由于壓力不好控制，壓力過小則旋切機(jī)將無法工作；采用減速裝置，進(jìn)給速度也不好控制，進(jìn)給速度太慢則降低了生產(chǎn)率，因此采用減壓裝置或減速裝置來控制薄板厚度效果都不是很理想。針對以上問題，實用新型專利（CN2644123Y）提出，提供一種機(jī)械式的刀口調(diào)整裝置，通過該裝置的作用使無卡軸旋切機(jī)能直接旋切圓木，旋出的圓木薄板厚度均勻，表面光滑，提高生產(chǎn)率。如圖2所示，提供一種刀口調(diào)整裝置，即通過偏心軸2、齒輪11、齒條5等實現(xiàn)對刀具的調(diào)整，從而使該旋切機(jī)可直接旋切出板厚均勻的圓木單板。

現(xiàn)有的無卡軸旋切機(jī)，由于其是通過壓力將圓木卡緊旋切出單板，因此壓力的大小直接關(guān)系到旋切出的板材的厚度，然而在數(shù)次的生產(chǎn)實踐中，當(dāng)旋切直徑不規(guī)則的圓木時，采用單一的壓力進(jìn)給旋切，不同的圓木所旋切出的板材的厚度會略有不同，大直徑的圓木旋切出的板材偏薄，小直徑的圓木旋切出的板材偏厚。為了達(dá)到旋切板材厚度的一致，需要根據(jù)圓木直徑的大小調(diào)整壓力的大小，大直徑的圓木需要的壓力大些，小直徑的圓木需要的壓力小些，針對以上問題，專利申請（CN103056945A）提出，提供一種能根據(jù)圓木直徑自動調(diào)節(jié)壓力大小，從而達(dá)到不同原木直徑旋切出板厚一致的薄單板，其通過直徑自動檢測裝置反饋直徑數(shù)據(jù)到油路控制裝置等從而控制壓力，利用壓力反饋信號來根據(jù)原木直徑自動調(diào)節(jié)壓力大小，旋切出厚度一致的薄板材。

伴隨科技日新月異，數(shù)字控制技術(shù)也逐步運用到旋切機(jī)生產(chǎn)中，近年來出現(xiàn)了數(shù)控旋切機(jī)。數(shù)控旋切機(jī)生產(chǎn)加工不僅提高了單板的質(zhì)量和精度，還提高了生產(chǎn)效率和整機(jī)的自動化程度。數(shù)控?zé)o卡軸旋切機(jī)是膠合板生產(chǎn)線或單板生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，主要用于將有卡軸旋切機(jī)旋切剩余的（或扒圓）木芯進(jìn)行二次加工利用，將長度不等的木段，在一定直徑范圍內(nèi)的木芯旋切成不同厚度的單板，旋切直徑小。

4 旋切機(jī)的技術(shù)參數(shù)及其特點

4.1 技術(shù)參數(shù)

旋切機(jī)兩卡頭之間的距離決定旋切木段的長度，因而也決定了旋切出的單板帶的寬度，它有一個最大距離和一個最小距離。旋刀長度一般比兩卡頭之間的最大距離大50毫米，卡軸的轉(zhuǎn)速和旋切機(jī)傳動裝置的傳動方式有關(guān)。目前旋切機(jī)按旋切過程中卡軸轉(zhuǎn)速情況可分為兩種類型，一種是卡軸轉(zhuǎn)速固定不變，另一種是卡軸轉(zhuǎn)速隨木段旋小而增加。工作進(jìn)刀速度是卡軸每一轉(zhuǎn)或每分鐘內(nèi)刀床（旋刀和壓齒）移動的距離，以毫米/轉(zhuǎn)或毫米/分計算。進(jìn)刀速度決定旋出單板的厚度，為了獲得不同的單板厚度，旋切機(jī)上設(shè)有進(jìn)刀速度變換機(jī)構(gòu)——進(jìn)刀箱。

4.2 技術(shù)特點

數(shù)控旋切機(jī)，更換板厚只需要輸入板厚數(shù)字，無需更換設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，旋切精度高；不同木種也可一同旋切而不影響板厚；板面光潔度高，旋切中對木材的陰陽面反應(yīng)不敏感。

5 旋切機(jī)專利基礎(chǔ)狀況及分析

木材加工領(lǐng)域涉及的分類號有B27（但B27分類下的文獻(xiàn)有些并不屬于木材加工的范疇，此外還檢索了一些相關(guān)的分類號B32B21、E04F15），木材旋切機(jī)涉及分類號B27L5/02、B27L5/04、B27L5/06以及B27L5/00，本文在SIPOABS數(shù)據(jù)庫中針對上述分類號下涉及木材加工旋切機(jī)的專利申請進(jìn)行統(tǒng)計分析，其專利申請總量為9510篇，檢索時間截止為2016年4月25日。下面對其申請國及申請人的申請量進(jìn)行統(tǒng)計分析（主要分析排名前20）。

從圖3中可以看出，在世界范圍內(nèi)，關(guān)于木材旋切機(jī)的專利申請，申請量最大的是日本，約占50%，這也與其國情有關(guān)，日本是一個地震多發(fā)國家，木材在房屋建造方面的應(yīng)用尤為突出，因此對于木質(zhì)產(chǎn)品的應(yīng)用與開發(fā)也是更為重視。其次中國、美國、德國關(guān)于木材旋切單板的申請量差不多，我國專利申請量名列第二，說明我國也越來越重視對于木材的充分利用，木材旋切單板的重視程度也是逐步提升，這也是我國節(jié)約資源、退耕還林的體現(xiàn)。在旋切機(jī)專利申請領(lǐng)域，日本松下電器株式會社、日本名南制作所等關(guān)于木材旋切單板及旋切機(jī)的申請量最多，這也體現(xiàn)了多發(fā)地震的日本對于木材，尤其旋切單板、木地板等在房屋、建筑等發(fā)面的重視程度。

6 結(jié)語

旋切單板作為木材領(lǐng)域發(fā)展的一個分支，越來越受到人們的重視，隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，對于旋切機(jī)的創(chuàng)新與發(fā)展也會越來越被木材領(lǐng)域的專家關(guān)注和重視。國內(nèi)有關(guān)旋切單板的申請量不斷增加，這也預(yù)示著人們在不斷開拓新的技術(shù)。旋切機(jī)是生產(chǎn)單板的主要設(shè)備之一，隨著木材資源結(jié)構(gòu)變化的調(diào)整，滿足單板生產(chǎn)需要的旋切機(jī)種類、性能也在逐步變化，節(jié)約木材資源、提高單板質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保逐漸成為主題。

作者簡介：王進(jìn)峰，碩士，國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，實習(xí)研究員，研究方向：木材加工工藝及其加工設(shè)備。