木材原料作为重要资源和特殊商品,对国民经济发展具有重大影响。近年来,随着我国国民经济持续、快速、稳定的发展,人们对生活质量的要求不断提高,需求更趋于多样化,在建筑、室内装饰、家具制造业等各方面对木材的需求量大幅度上升。另一方面,由于保护生态环境的要求,我国限制天然林采伐,使木材资源供应不足与市场需求急剧增加成为我国木材工业面临的主要矛盾。我国木材加工利用的趋势之一是:发展短周期工业用材的加工和综合利用技术,着重开发其关键设备和综合利用工艺。2004年我国的森林采伐利用率和木材综合利用率分别为61%和63%[1]。在木材没有完全得到充分利用的37%中很大一部分是木材的加工剩余物,而在这其中,有很大一部分是木材加工的边皮料。木材边皮即原木经过锯切以后剩下的边角料,一般形状为长条型、板材较薄,尺寸较小。现在国内外木材加工剩余物边皮料主要用作锅炉燃料、纤维板和刨花板的原料,但其树皮部分对纤维板和刨花板的质量(力学性能与外观)影响很大,一般要进行去皮处理。但是因为木材板皮料本身形状的特殊性,不利于机械去皮,所以目前国内基本上采用的都是人工手工的方式去除木材板皮上的板皮,还没有专门的木材板皮料去皮设备。因此本文在分析研究剥皮、去壳设备的现状的基础上,对木材板皮去皮设备研制的可行性进行了研究,以期望找到一种高效低成本的木材边皮去皮方法,并根据这一方法研制出可产业应用的样机。本文的主要研究内容与成果如下:一、对我国木材资利用现状和木材加工剩余边皮的综合利用情况(树皮和木质部分的利用)进行了分析。二、分析目前使用的剥皮、去壳设备的用途、类别和性能特点,提出了剥皮、去壳设备急需解决的问题及可能的发展趋势。三、板皮去皮机原理的选择与确定:通过分析木材板皮料上树皮和木质部的物理力学、化学性质和结构成分,选择采用韧性细长刀具高速旋转切削边板皮,来达到去皮及保留木质部的目的。这种方法利用了木材的木质部和树皮的物理力学性质上的不同,借鉴钢丝刷打磨钢材上铁锈及去除回收钢材上的油漆的作用。由于细长条刀数量多,所以能与木边皮接触充分,通过选择不同条刀的刚度、粗细、长短、表面硬度及端部形状与结构,确定其切削速度(细长条刀的旋转),得出能达到较好的去皮效果好各个参数。实现木材边皮去皮的目的,并进行高效率化(高质量和高速度)、连续化、低成本的产业研究。四、板皮去皮机的设计与制造:根据预备去皮实验结果和木材板皮料的形状规格大小,设计制造了试验用去皮设备,该设备使用的两组韧性细长条刀(直径30cm,长24mm)分别在电机(型号Y100L2-4,功率2.2KW,转速2840r/min)的驱动下高速旋转动转切削木材板皮料,木材板皮由上下两组进给滚筒输送。板皮输送主要由调速电机(型号Y90S～17Y,功率1.1KW,转速1400r/min)通过链传动驱动下滚筒来实现。五、板皮去皮机的调试与改进:开机调试后发现的主要问题及改进的措施如下:(1)电机功率不足,改进方法是更换功率大的电机;(2)机器震动较大,改进方法是机架底部固定在平整的地面上;(3)粉尘较大,改进方法是在切削装置上加装防尘罩等。六、板皮去皮机的去皮实验:选材为杉木板皮料,长度约为100cm,宽度为6cm～15cm,厚度为1cm～2cm,质量在131g～734g之间分布;并根据板材的含水率分为9%、30%、90%分为3组,每组9个试件。经过去皮试验,实现了木材板皮料的树皮和木质部的分离。在板皮的加工尺寸不超过该机器加工范围的情况下,四次去皮以后去皮率可达到80%以上,使得木材的板皮得到充分利用。试验与分析结果表明:研制的木材边皮去皮机符合木材加工剩余边皮的产业化去皮要求。