Технологию строительства из бревен цилиндрической формы приобрела промышленный размах лишь в середине 70-х годов XX века в США и Скандинавии, а сегодня успешно используется по всему миру.

Оцилиндрованные бревна составили удобную элементную базу в системах, где применяется автоматизированное проектирование, массово применяемое в деревянном строительстве.

 

Производство оцилиндрованного бревна

Оцилиндровку бревен выполняют на оцилиндровочных станках. Это есть первый этап обработки. На втором этапе выбирается продольный паз обычно радиальной формы для стыковки с нижним бревном. Иногда вместе с этой операцией в бревне с помощью толстой пилы или узкой фрезы проделывается разгрузочный паз для снижения трещинообразования бревна при сушке.

Финальной операцией или третьим этапом производства оцилиндрованных бревен является изготовление элемента, с помощью которого венцы соединяются в углах. Они могут выглядеть как полукруглые чаши или иметь более сложный паз для соединения. Более подробно о способах соединения вы можете прочесть в статье «Выбор углового соединения оцилиндрованного бревна».

Далее заготовка подвергается торцовке под заданную длину с обеспечением чистоты и нормальности распилов; сверловке сквозных и глухих отверстий для нагелей или других целей; фрезеровке по торцам прямоугольных пазов, рассчитанных на оконные рамы и дверные проёмы.

Технологический аспект

На оцилиндровочных станках допускается обработка лишь бревен 3-го сорта и выше, причем очищенный от коры ствол в диаметре у комля должно превышать поперечник товарного продукта где-то на 7 см.

Экономическая оправданность допускает конусность заготовки 1 см на 100 см длины при припуске 1 см для обработки вершины, чтобы исключить обзол. Обрубленные сучки должны быть высотой не более 1 см, прогиб стрелы изгиба– не более 2 см.

У бревен должна быть перпендикулярность оторцовки, отсутствовать козырьки, размочаленность, двойная сердцевина и пр. Стволы дооцилиндровки лучше освободить от коры и посушить на воздухе, пока влажность не снизится до 25%, для исключения в процессе высыхания большого коробления. Загрязненные бревна допустимо обмыть водой под напором и убедиться, что в нем нет металла.

По поводу рекомендуемых профилей готовых изделий, их «геометрии», типов и габаритов сопряжений в углах можно прочесть в ГОСТ 30974-2002. Они должны отвечать определенным требованиям. Так, например, величины допустимых наибольших колебаний параметров изделий могут быть такими:

• диаметра– ±2 мм;
• глубины паза вдоль образующей – ±2 мм;
• глубины чаши – ±1 мм;
• отклонение от прямолинейности обработанного изделия по длине – 1 мм на 100см.

Оцилиндрованная поверхность бревна должна иметь показатель шероховатости не больше Rzmax=0,320 мм, на торцах и в других местах – не превышать 0,800 мм.

Оцилиндровочный станочный парк

Чтобы изготавливать оцилиндрованные бревна в промышленных масштабах необходимо большое количество станков, приспособлений и инструментов. Главное место отводится оцилиндровочным станкам. На них обычно реализуются три самые основные операции в изготовлении данных изделий для деревянного строительства. По типу установки заготовки на станке перед ее обработкой они делятся на проходные и позиционные.

Проходной станок

На этих станках обрабатываются стволы в длину 1,5-8 метров постепенно по мере их непрерывного поступательного движения по операционной зоне станка.

Осевое вращение заготовки должно быть абсолютно исключено. Оцилиндровка заготовки выполняется обычно вращающейся роторной головкой, на которой установлены черновые и чистовые ножи.

До начала работы по оцилиндровке бревна, оно посредством рычажного подпружиненного механизма, имеющего зубчатые сектора, выставляется вдоль оси движения и направляется внутрь роторного инструмента с помощью вальцового подающего механизма, имеющего седлообразные приводные вальцы. Благодаря такой форме вальцов наряду с качественной подачей осуществляется и надежность базирования заготовки. Наряду с вальцовыми подающими механизмами станки для оцилиндровки оборудуются цепными конвейерами и транспортерами.

Чтобы повысить формовую точность бревна, на некоторых станках в роторной головке имеется центрирующая втулка. Но при смене обрабатывающего диаметра наряду с переустановкой в роторной головке обрабатывающих инструментов, меняется и центрирующая втулка с новым диаметром.

Позиционные станки

В позиционных станках заготовка может вращаться наподобие токарного станка или оставаться неподвижной. При этом роторной головкой совершаются вращательно-поступательные движения в направлении его продольной оси, и при этом происходит точение. Суппорт на этих станках наряду с роторной головкой оборудуется инструментами, выбирающими продольные пазы, формирующие чаши, сверлящие отверстия и др.

На вращающемся бревне выполняется операция фрезерования. При этом качество оцилиндровки будет зависеть от таких параметров, как скорость вращения фрезы, подача и угловая скорость заготовки, так как ими определяются кинематические неровности на обрабатываемых поверхностях.

Позиционные оцилиндровочные станки, которые формируют оцилиндровку бревна фрезерованием, могут после небольшой доработки изготавливать конические бревна и при этом максимально учитывается его природный сбег.

Преимущества позиционных станков над проходными

Для производства оцилиндрованного изделия наиболее популярным и доступным инструментом все более и более становятся оцилиндровочное позиционное оборудование. Отметим наиболее существенные их преимущества над проходными аналогами:

• полностью убирается кривизна бревна по длине;
• обеспечивается высокая чистота обработки и, как следствие, образцовое качество на выходе;
• надежная система базирования заготовки на станке;
• повышение производительности за счет комплексной обработки заготовки за один проход;
• небольшие энергетические затраты;
• компактные размеры и относительно небольшой вес;
• не нужны большие производственные площади, легкость монтажно-демонтажных и транспортных работ;
• возможность применения для других операций и т. д.

Всеми отмеченными выше качествами, конечно, обладает оцилиндровочный станок позиционного типа, выпускаемый промышленной группой «Кедр». Несмотря на свои скромные габариты (станка – 115х125х80 см, рельсового пути из трех секций– 14х106х750 см) и вес (600 кг), на нем можно обрабатывать стволы длиной до 6,5 метра и диаметром от 16 до 24 см.

Скорость вращения бревна на этом станке имеет три позиции 30, 45 и 60 об/мин, что обеспечивает не только необходимую производительность (одно бревно «под ключ» за 15-30 мин), но и качество обработки поверхности, независимо от типа древесины, т. е. его твердости и степени волокнистости.

Подъем и опускание фрезы, а также перемещение станка по длине бревна может быть, как ручным, так и электромеханическим. Ручное управление приемлемо при периодических или небольших объемах работ. Наличие электромеханического привода дает возможность намного повысить производительность и снизить трудоемкость.

Станок может быть укомплектован устройством для выполнения компенсационного пропила. Мощность двигателя привода фрезы составляет 7,5 кВт, а вращения бревна – 1,1 кВт.

Примечательно что с помощью оцилиндровочного станка «КЕДР», на получение бревен для возведения стен дачного дома габаритами 6 x4 м, потребуется всего 3 дня (из расчёта 8-ми часовой рабочей смены). Экономия на собственном производстве готового материала может достигать 80%.