Cette étude a servi à mesurer l’effet de la position verticale et de la température des billes sur la qualité des copeaux et de la surface sur une tête conique d’équarrisseuse installée sur le banc d’essai dans les laboratoires de FPInnovations à Québec. Les billes ont été élevées respectivement de 1, 2 3 et 3,5 po à partir de la plus basse position relative à la tête de l’équarrisseuse (position 0 po). La tête était équipée de 6 ensembles de couteaux : chaque ensemble était constitué d’un couteau de finition qui dresse la forme de l’équarri et d’un couteau long qui fragmente le bois en copeaux. La vitesse linéaire des couteaux était de 1200 m/min et la bouchée de 22,2 mm. La température des billes était de 20°C en condition normale (ou dégelée) et de -30°C en condition gelée. Cent trente-cinq billes d’épinette noire (Picea mariana [Mill.] B.S.P.) de diamètre moyen de 15 cm au fin bout ont été transformées. La profondeur de coupe était de 1 po tout le long de la bille. Un côté de la bille a été utilisé pour la condition gelée, et l’autre côté a servi pour la condition dégelée.
La température a un effet significatif sur la qualité des copeaux et de la surface. La proportion de particules fines est considérablement plus élevée en condition de gel (4,1 % à 8,8 %) comparativement à la condition normale (1 % à 1,7 %). La proportion des copeaux dans toute classe de tamisage est plus variable en condition de gel qu’en condition de dégel. La qualité de surface a diminué en condition de gel : les arrachements sont plus grands. La proportion de classe de produits est sensiblement la même en condition dégelée qu’en condition gelée. Si on tient compte que toutes les pièces du test ont le potentiel d’être Premium, les pertes monétaires dues à la perte de classe, à l’éboutage et au contenu de particules fines variaient de 6,2 % à 8,3 % en condition de gel, comparativement à des pertes de 4 % à 6,7 % en condition normale. En pratique, environ 30% peut se qualifier Premium ; les pertes monétaires en condition de gel variaient alors de 1,4% à 2,3% et celles en condition normale variaient entre 1,2% à 2%.
La hauteur de la position de la bille dans la tête d’équarrisseuse a un effet significatif sur la qualité des copeaux et de la surface. Lorsque les billes sont élevées dans la tête, la proportion de particules fines augmente, alors que la proportion des particules de grandes dimensions diminue, et cette variation est plus importante en condition de gel. En conditions normale et de gel, la qualité de surface est la meilleure dans le test 3, soit 2 po au-dessus de la position la plus basse. La qualité de surface diminue autant en élevant qu’en baissant la bille par rapport à cette position. Des tests préliminaires à une hauteur de 4 po ont provoqué des arrachements très sévères, au point où les billes n’ont pu être transformées en sciages : il y a donc une limite à hausser les billes dans l’équarrisseuse. Le fait d’abaisser la bille de 4 po à 3,5 po a réduit considérablement les arrachements et permis de pouvoir tester cette position de bille. L’ajustement de la hauteur de la position de la bille dans l’équarrisseuse est donc critique.
L’angle de coupe du couteau de finition à la position 2 po est de -13° à l’entrée et de 30° à la sortie de la bille. L’angle de coupe du couteau long est de 57° à l’entrée et de 100° à la sortie. L’amplitude de ces angles devrait en principe donner des résultats comparables pour des têtes d’équarrisseuses de diamètres différents. Des tests doivent cependant valider cette hypothèse.
Les résultats de cette étude permettront aux utilisateurs d’ajuster la hauteur de la position de leur tête d’équarrisseuse de façon appropriée, en tenant compte de l’effet de la température des billes.