Составление оптимальных и рациональных поставов при раcпиловке бревен параллельно образующей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Составление оптимальных и рациональных поставов при раcпиловке бревен параллельно образующей

Уласовец В.Г.

УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ

Технологи лесопильных предприятий в своей практической деятельности при составлении и расчете поставов используют различные графики-квадранты или номограммы, построенные в прямоугольных координатах. Такие графики позволяют без каких-либо дополнительных вычислений определять оптимальные и рацио-нальные размеры (толщину, ширину и длину) досок, и учитывать при их выпиловке размерные особенности пиловочного сырья конкретного региона (например, сбежи-стость ствола), а также вести анализ и корректировку установленных размеров с учетом требований потребителя, сохраняя при этом высокий объемный и спецификационный выход пилопродукции.

Как показала многолетняя практика лесопиления, любой графический способ составления и расчета поставов приемлем только тогда, когда основан на строгих теоретических выкладках. При этом такой способ всегда нагляден, опе-ративен, прост при использовании и обладает высокой точностью. распиловка бревно доска

Оптимальные размеры досок, выпиливаемых из пифагорической и параболической зон бревна, при его распиловке вдоль продольной оси можно вычислить по известным формулам или определить по различным графикам-квадрантам и номограммам [1 … 4].

Оптимальные размеры досок, выпиливаемых из бревен при их продольной распиловке параллельно образующей (т.е. по сбегу) обоснованны в теоретических исследованиях [5 … 8], на основании которых были разработаны и составлены для практического использования графические [9, 10] (рис. 1 и рис. 2) зависимости величины оптимальной толщины доски от величины диаметра бревна и расстояния от центра вершинного торца бревна до ее внутренней пласти.

Графики построены в прямоугольных координатах. Наклонные линии, обозна-ченные цифрами от 10 до 50, представляют значения величин диаметров бревен в вершине (в см) и являются графиками, отражающими изменение толщин досок в за-висимости от их положения в поставе.

Если выпиливаемые доски пронумеровать последовательно от периферии к центру бревна, то определение их оптимальных толщин следует вести по графикам с соответствующим номером (цифры в кружках от 6 до 1), начиная от центра брев-на к периферии, т.е. от доски, имеющей наибольший порядковый номер.

Рис. 1. Практические графики для составления поставов на распиловку сегментов бревен параллельно образующей (шестая, пятая и четвертая доска)

Рис. 2. Практические графики для составления поставов на распиловку сегментов бревен параллельно образующей (третья, вторая и первая доска)

На оси абсцисс откладывают расстояния от центра вершинного торца бревна до внутренней пласти определяемой доски, в мм. Далее от отложенной точки на оси абсцисс проводят вертикаль до пересечения с наклонной кривой заданного диа-метра бревна и от полученной точки пересечения проводят горизонталь до пересече-ния с осью ординат.

По оси ординат считывают оптимальные значения толщин обрезных прямо-угольных досок, которые даны с учетом величин припусков на их усушку, в мм.

Использование поставов, составленных по графикам (рис. 1 и рис. 2), обеспе-чит наибольший объемный выход обрезных пиломатериалов оптимальных размеров для заданного количества досок. При этом максимальный объемный выход будет иметь постав с наибольшим количеством досок.

При несовпадении найденной по графику величины оптимальной толщины с существующими стандартными значениями следует принимать ближайший нижний или верхний (требуемый по спецификационному заданию) размер толщины доски. При этом следует знать, что чем ближе к найденному по графику оптимальному зна-чению будет принятая стандартная толщина доски, тем больше будет величина объ-емного выхода (и наоборот).

Общими при составлении и расчете поставов на распиловку бревен вдоль про-дольной оси и распиловку боковой зоны бревна параллельно образующей являются следующие положения:

- для каждого количества выпиливаемых в поставе обрезных досок существует единственное сочетание их оптимальных толщин;

- максимальный суммарный объемный выход будет иметь постав с наибольшим количеством обрезных досок.

На основании теоретических исследований, для практического определения размеров оптимальных ширин досок при распиловке бревен (или сегментов) парал-лельно образующей, разработаны графики (рис. 3) [10], на которых нанесены:

Рис. 3. Графики для определения оптимальных ширин досок при распиловке сегментов бревен параллельно образующей

- по оси абсцисс - расстояния от края торца бревна до исследуемой (наружной или внутренней) пласти выпиливаемой доски, мм;

- по оси ординат - оптимальные значения ширин сырых досок (мм);

- четверти окружностей торцовых сечений бревен с отметками от 10 до 50 см. Эти отметки, в зависимости от толщины распиливаемых бревен, можно принимать за радиусы или диаметры торцовых сечений бревен.

Если считать, что цифрами от 10 до 50 обозначены радиусы окружностей в см, то численные значения на горизонтальной шкале должны соответствовать величине расстояния от края торца бревна до определяемой пласти выпиливаемой доски, в мм, а получаемые значения на вертикальной шкале будут соответствовать половине ширины определяемой пласти доски, в мм.

Если считать, что цифрами от 10 до 50 обозначены диаметры окружностей в см, то значения на горизонтальной шкале должны соответствовать удвоенному рас-стоянию от края торца бревна до определяемой пласти выпиливаемой доски в мм, а получаемые значения на вертикальной шкале будут соответствовать полной ширине определяемой пласти доски в мм.

Отметим, что длина выпиленных досок максимального объема при распиловке сегментов бревен параллельно образующей всегда будет равна длине исходного бревна. В отличие от распиловки бревен параллельно продольной оси, здесь, для по-лучения максимального объема доски, не требуется ее укорачивать и переобрезать на большую ширину.

При составлении и расчете поставов полученные значения оптимальных размеров обрезных досок могут не совпадать с требуемыми спецификационными или имеющимися в сетке размеров по соответствующему стандарту. Переход от оптимальных размеров досок к спецификационным или к стандартным часто связан с потерей объемного выхода. Исключение составляют случаи, когда в выпиливаемой доске преднамеренно оставляют некоторую часть обзола.

Существующая практика составления и расчета поставов рекомендует при уточнении толщины, ширины и длины выпиливаемых досок принимать те размеры, которые находятся ближе (вверху или внизу) к оптимальным в стандартной раз-мерной сетке или в спецификационном задании заказчика. В этом случае уменьше-ние объемного выхода пиломатериалов не будет существенным, так как полученные значения изменяются незначительно, следовательно, такие размеры можно считать рациональными. При большом удалении от оптимальных значений потери объемного выхода возрастают, а рациональность выбранных размеров утрачивается.

Разработанные графики для составления поставов на распиловку сегментов бревен параллельно образующей являются одновременно графиками для составле-ния поставов на распиловку бревен, имеющих цилиндрическую форму.

Анализируя график рис. 3, отметим, что доски, выпиленные параллельно сбе-гу из периферийной зоны бревен смежных диаметров, имеют меньшее рассеяние размеров ширин, чем при раскрое бревен параллельно продольной оси. Это показывает, что требования к сортировке пиловочного сырья, предназначенного для распиловки параллельно образующей, могут не совпадать с традиционными требованиями лесопильных предприятий ведущих распиловку параллельно продольной оси бревен.

Отметим, что согласно проведенным исследованиям, форма поверхности бре-вен (усеченный параболоид или усеченный конус) незначительно влияет на иссле-дуемые величины, а существующая разность имеет скорее теоретическое значение, чем практическое.

Решение задачи по расчету оптимальных толщин досок при распиловке сегментов бревен параллельно образующей имеет важное теоретическое и практическое значение, так как позволяет установить суммарный максимально возможный коэффициент объемного выхода обрезных прямоугольных пиломатериалов при заданном их количестве.

Графики для составления и графики для расчета поставов при распиловке бре-вен параллельно образующей представляют большой интерес для практического ле-сопиления, так как позволяют в простой и доступной форме находить оптимальные размеры выпиливаемых досок и обоснованно решать вопросы выбора рациональных схем раскроя пиловочного сырья различных диаметров и сбега на специфицированные пиломатериалы, оперативно выявлять структуру рациональных поставов и проводить их сравнительный анализ, разрабатывать планы раскроя, получать при распиловке высокий коэффициент объемного выхода спецификационных (т.е. заданных по размерам и качеству) пиломатериалов.

Из практики известно, что фактический объемный выход пиломатериалов от-личается от расчетного на 1,5 … 3% (из-за несовпадения действительной формы бревен с принятой при расчете поставов; неточности при базировании и распиловке бревна; рассеяния ширин досок; потерь на участке обрезки и торцовки досок; со-стояния распиловочного оборудования и инструмента; квалификации рабочего пер-сонала и некоторых других факторов).

Отмеченная связь между расчетным и фактическим выходом пиломатериалов указывает на необходимость определения в каждом случае оптимальных условий раскроя пиловочного сырья, обеспечивающих наибольший расчетный, следователь-но, и наибольший фактический выход пиломатериалов.

Проведенные теоретические исследования создают основу решения практиче-ских задач по рациональному раскрою сегментов бревен параллельно образующей на ленточнопильных и круглопильных станках.

Библиографический список

1. Шапиро, Д.Ф. Лесопильно-строгальное производство / Д.Ф. Шапиро - Л.: Гослес-техиздат, 1935. - С. 88 - 97.

2. Батин, Н.А. Графики для составления поставов. // ИВУЗ. Лесоинженерное дело. -1958. - № 4. - С. 143 - 148.

3. Уласовец, В.Г. Организация и технология лесопильного производства: учеб. посо-бие для вузов /В.Г. Уласовец. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. акад., 2001. -294 с.

4. Уласовец, В.Г. Технологические основы производства пиломатериалов: учеб. по-собие для вузов / В.Г. Уласовец. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2002. - 510 с.

5. Уласовец, В.Г. Рациональный раскрой пиловочника: моногр. / В.Г. Уласовец, - Екатеринбург: УГЛТУ, 2003. - 278 с.

6. Уласовец, В.Г. Теоретические основы распиловки бревен параллельно образую-щей / В.Г. Уласовец // Тр. факультета МТД. - Екатеринбург: УГЛТУ, 2005. - С. 4 - 13.

7. Уласовец, В.Г. Расчет оптимальных размеров пиломатериалов, получаемых при раскрое бревен параллельно образующей / В.Г. Уласовец // Деревообраб. пром-сть. - 2005. - № 3. - С. 7 - 10.

8. Ulasovets, V.G. The volume yield of edged saw-timber acquired from unedged using different methods of log sawing / V.G. Ulasovets // Drewno-Wood. - Poznan: Inst. Tech-nol. Drew., 2005. - Vol. 48. - Nr. 174. - P. 41 - 53.

9. Ulasovets, V.G. The influence of log cutting methods on the size and volume indexes of sawn unedged boards / V.G. Ulasovets // Drewno-Wood. - Poznan: Inst. Technol. Drew., 2006. - Vol. 48. - Nr. 176. - P. 21 - 36.

10. Уласовец, В.Г. Распиловка бревен параллельно образующей: моногр./В.Г. Уласо-вец. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2009. - 147 с.

Размещено на Allbest.ru