将直径为4~16厘米的伐区采伐剩余物(树头、树梢、树杈)以及藤条、灌木等剥去其树皮的机械设备。枝桠材剥皮机主要有以下几种:①辊筒式。干法辊筒剥皮机是当今世界公认的最为有效的枝桠材剥皮机。按其工作方式,可分为周期式、半连续式和连续式3种。按移动性,分为移动式、半移动式和固定式3种。②环式。环式剥皮机分移动式和固定式两种。③铣刀式。铣刀式剥皮机分立式和卧式两种。
发展简史
自20世纪60年代,出现世界范围的木材供不应求,木质造纸原料奇缺。为缓解这一矛盾,许多国家开始利用伐区采伐剩余物,将其剥去树皮,加工成工艺木片,作为造纸和人造板的原料。以往这些采伐剩余物均遗弃在伐区,任其腐烂。这种变废为宝的工作,颇受各国重视。此项工作的关键是剥皮,因为带皮木片不仅售价低,而且造出的纸和人造板质量差,成本高。由于枝桠材弯曲度大,形状不规整,树杈、树包、树节多,给实现机械化剥皮带来很大困难。在整个树冠中,树皮约占30%,不易剥离。多年来,枝桠材剥皮机被认为是难度很大的课题。
早期使用剥皮刀、剥皮铲等手工工具剥皮,进而使用简易铣刀式剥皮机。70年代中国东北黑龙江林区的带岭林业局、朗乡林业局,吉林省汪清林业局等也都使用这种简易剥皮机剥枝桠材。此种剥皮机分立式和卧式两种,生产效率较人力手工剥皮提高1~2倍,消耗功率735瓦。
进入70年代以来,日本较广泛使用移动式干法辊筒剥皮机和固定式干法辊筒剥皮机,生产效率较简易铣刀式剥皮机大为提高。
中国枝桠材剥皮机的研究工作开展较早,已研制和生产出多种机型(见表),有的已达到国际同类机型的先进水平。70年代林业部哈尔滨林业机械研究所研制成功BG型枝桠材剥皮机和LB型枝桠材剥皮机,这两种剥皮机获1978年全国科学大会奖。80年代,哈尔滨林机所又研制成功BBP112型枝桠材剥皮机,并在生产中得到推广应用,获1988年市级科技成果一等奖。福建南平市科委试验厂研制成功的FN4-12型剥皮机,可对一部分枝桠材进行剥皮,该机已小批量生产。
结构、工作原理及特点
上述诸种枝桠材剥皮机中,较有代表性的是BBP 112型枝桠材剥皮机。该机结构如图。
工作时,启动电机(空载启动)通过联轴器、减速器、联轴器将动力传至链轮,驱动针轮,使辊筒通过辊圈在托轮上旋转。与此同时,一部分动力经过齿轮箱中的一对齿轮传至小链轮,通过链条驱动刀轴右端上的链轮,使刀轴转动。
该机主要工作原理为摩擦和撞击。运转时枝桠在辊筒内呈不规则翻转,辊筒内壁上的“山”字形剥刀对枝桠进行有效的剥皮和去朽。当枝桠随辊筒转到一定高度后,立即下落,在翻转下落过程中枝桠与枝桠、枝桠与筒壁互相撞击、摩擦,起到了剥皮作用。刀轴通过辊筒轴心,与辊筒同向旋转,刀轴上的扁平刀带动内层枝桠,加速了枝桠间的相互运动,提高剥皮效果。剥落的树皮和朽木碎末,通过排屑孔排除。由于是半连续剥皮,因此在剥皮过程中不能向筒内投料,也不能排料。待筒内枝桠剥皮合格后,打开出料门,不停机排料。
BBP 112枝桠材剥皮机的主要特点为:①低投料口,大出料门。投料省力、迅速,出料速度快,生产率提高。②自动出料。③一台电机同时驱动辊筒和刀轴,结构紧凑,功率利用合理,功率贮备系数增加,克服瞬时过载能力增强。④采用针轮传动代替齿轮传动,减轻结构重量,简化制造工艺,降低制造成本。⑤使用带导向滑板的可拆卸“山”字形剥刀。此种结构可减轻枝桠木段的扫尾现象。⑥进、出料挡板的简易安装,既简化了结构,又便于辊筒维修或更换时取装。⑦斜坡排皮,清理树皮方便、省力。
发展趋势
①研制重量轻、体积小、生产效率高的移动式干法辊筒剥皮机。不仅利用辊筒的内部空间,同时也利用辊筒的外表面进行剥皮,这样能将生产率提高30~40%。此种类型的枝桠材剥皮机最为理想,可望研制成功,生产迫切需要。②对现有环式剥皮机的结构进行较大改进,使其可剥短材和弯曲度大的材。剥皮径级范围为3~15厘米,主机重600~700千克。这种环式剥皮机实际上成为重量轻,体积小,移动灵活、方便的较为理想的枝桠材剥皮机。③许多国家希望使用结构重量5~7千克的手提式枝桠材剥皮机,该机生产效率较人力手工剥皮提高3~5倍。④超声波气流剥皮是枝桠材剥皮机发展的又一趋势。此种剥皮方式苏联已取得研究成果。它可剥任意形状、任意尺寸和任意状态(干的、冻的、直的和弯的,以及打枝不干净的和其他等)的木材,并且没有污染和公害。这种采用双相能源进行木材剥皮的装置,不仅能获得很好的剥皮质量和很高的生产效率,而且实际上没有木质损失,能使木材表面完整无损。根据木材状态不同,贮气罐中的气压可在0.8~2.5兆帕范围内调整。喷嘴到木材表面的最佳距离为20~60厘米。