Размеры досок, выпиливаемых параллельно продольной оси бревен

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАЗМЕРЫ ДОСОК, ВЫПИЛИВАЕМЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНО ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ БРЕВЕН

THE SIZES OF BOARDS CUT IN BRIDGE OF A DIRECT AXIS OF LOGS

Уласовец В.Г.

УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ

Совершенствование технологических процессов в лесопилении является актуальной научно-технической проблемой, связывающей теорию раскроя пиловочного сырья с бережным использованием лесных ресурсов государства. Размерные и качественные показатели пиловочного сырья определяют выбор оборудования, возможные виды пилопродукции и организацию технологического процесса лесопиления. При этом величина объемного выхода пиломатериалов из пиловочного сырья зависит от формы и объема ствола бревна схем и способов его раскроя.

Известно, что практическое решение задач составления рациональных поставов затруднено тем, что для досок, входящих в постав, должны существовать оптимальные по толщине, ширине и длине размеры, зависящие от величины диаметра и коэффициента сбега бревна, способа его распиловки, количества досок в поставе, толщины применяемого режущего инструмента, необходимости выпиливать сечения пиломатериалов по спецификации потребителя.

Характер изменения оптимальных ширин обрезных досок, выпиливаемых параллельно продольной оси из боковой зоны бревен, форма которых приравнена к усеченному параболоиду или усеченному конусу, в зависимости от коэффициентов сбега бревен и положения досок в поставе представлен на рисунке 1.

С увеличением коэффициента сбега значение оптимальной ширины досок для бревен исследуемых форм увеличивается. С увеличением величины охвата пластей досок поставом (т. е. с увеличением расстояния от центра бревна до наружных пластей досок) значения оптимальных ширин уменьшаются.

Относительная разность (в %) величин оптимальных ширин досок для бревен сравниваемых форм представлена на графике (рисунок 2).

При E_i E_пиф.к наибольшее превышение размеров оптимальных ширин досок, выпиливаемых из бревен с формой ствола усеченный параболоид в сравнении с бревнами формой усеченный конус, составляет: 9,95% для бревен, имеющих коэффициент сбега К = 1,7; 8,71% при К = 1,6; 7,42% при К = 1,5; 6,07% при К = 1,4; 4,65% при К = 1,3; 3,17% при К = 1,2; 1,63% при К = 1,1. С увеличением охвата относительная разность уменьшается.

Рисунок 1 - Изменение величин оптимальных ширин досок, выпиливаемых из боковой зоны бревен параболической и конической формы

Рисунок 2 - Превышение размеров оптимальных ширин обрезных досок, выпиленных из боковой зоны бревен различной формы

Максимальное расстояние E_пиф.к между симметричными наружными пластями необрезных досок, при котором их обрезают, начиная с вершинного диаметра по всей длине бревна, формой ствола которого является усеченный конус, вычисляют из условия [1]

, (1)

откуда

. (2)

Из выражения (2) видно, что величина E_пиф.к зависит от величины коэффициента сбега бревна и при К = 2,0 принимает нулевое значение.

При E_i E_пиф.к оптимальная длина выпиливаемой доски равна длине бревна, т. е. l_o = L, а оптимальную ширину доски рассчитывают по его вершинному диаметру .

При E_i > E_пиф.к оптимальную длину и оптимальную ширину досок определяют по формулам

. (3)

. (4)

Характер изменения величины Е_пиф. в зависимости от коэффициентов сбега и формы бревен показан на рис. 3. Из графика (рисунок 3) видно, что с увеличением коэффициента сбега бревна значения Е_пиф. уменьшаются независимо от вида формы бревен, а разница этих значений увеличивается. При изменении коэффициента сбега от К = 1,1 до К = 1,4 величина Е_пиф. изменяется: для бревен, имеющих форму усеченного параболоида от 0,946d до 0,721d, для усеченного конуса - соответственно от 0,948d до 0,775d.

Рисунок 3 - Изменение величины Е_пиф.

Значение величины Е_пиф. у бревен, имеющих форму усеченного параболоида, меньше, чем у бревен с формой усеченного конуса при соответствующих коэффициентах сбега. Это можно объяснить тем, что объем зоны сбега усеченного параболоида больше объема сбега усеченного конуса.

Отмеченное выше, указывает также на то, что выход обрезных длинномерных пиломатериалов (т. е. без укорочения) из бревен с меньшим коэффициентом сбега всегда будет выше, чем из бревен с большим коэффициентом сбега. При одинаковом диаметре и коэффициенте сбега бревна объемный выход (в %) длинномерных обрезных пиломатериалов из бревен, с формой ствола, приравненной к усеченному конусу, будет больше, чем из бревен с формой ствола в виде усеченного параболоида.

Характер превышения Р_%, в %, величины Е_пиф. в бревнах, имеющих форму усеченного конуса, в сравнении с имеющими вид усеченного параболоида, при различных коэффициентах сбега представлен на графике (рисунок 4).

Приведенный график построен по отношению разности величин Е_пиф. в бревнах различной формы к величине Е_пиф.к

, (5)

где Е_пиф.к и Е_пиф.п. - величины пифагорической зоны в бревнах, имеющих соответственно форму усеченного конуса и усеченного параболоида (т. е. зоны, в которой доски оптимальной ширины не укорачивают).

Из графика (рисунка 4) видно, что при коэффициентах сбега К = 1,1; К = 1,2; К = 1,3; К = 1,4; К = 1,5; К = 1,6; К = 1,7 величина Р_% принимает соответственно значения 0,28, 1,26, 3,27, 6,91, 13,4, 25,84, 57,18%.

Рисунок 4 - Превышение величины Е_пиф. в бревнах, имеющих форму усеченного конуса

Характер изменения оптимальных длин обрезных досок, выпиливаемых из боковой зоны бревен различной формы в зависимости от величин охвата и коэффициентов сбега, показан на графике (рисунок 5). На этом графике кривые для усеченного параболоида построены по уравнению

Рисунок 5 - Изменение оптимальной длины обрезных досок, выпиливаемых из бревен различной формы

, (6)

а для усеченного конуса - по уравнению (3).

При охвате Е_i > d оптимальная длина обрезных досок, выпиливаемых из боковых зон бревен формы усеченный конус, меньше, чем из бревен, имеющих вид усеченного параболоида. Величину относительной разности размеров оптимальных длин пиломатериалов, выпиливаемых из боковых зон бревен различной формы, можно определить по графику (рисунок 6).

При E_i = d необрезная доска ограничена полной гиперболой или параболой, при этом ее длина будет равна длине бревна.

Рисунок 6 - Относительная разность величин оптимальных длин обрезных досок, выпиливаемых из боковой зоны бревен различной формы

Из графиков (рис. 6) видно, что в сравниваемых случаях длина обрезных досок, выпиленных из бревен, имеющих форму усеченного параболоида, при К = 1,1; К = 1,2; К =1,3; К = 1,4; К = 1,5; К = 1,6 и К = 1,7 будет превышать сравниваемую соответственно на 0,55, 1,1, 1,63, 2,16; 2,68, 3,2 и 3,7%.

При E_i Е_пиф. объем обрезных досок, выпиленных из бревен любой формы, вычисляют по уравнению

. (7)

При E_i > Е_пиф.к объем обрезных досок оптимальных размеров, выпиленных из бревна, форма которого приравнена к усеченному конусу, вычисляют по уравнению

, (8)

При E_i > Е_пиф.п объем обрезных досок оптимальных размеров, выпиленных из бревна, форма которого приравнена к усеченному параболоиду, вычисляют по уравнению

. (9)

На графике (рисунок 7) дан характер изменения объемов обрезных досок оптимальных размеров, выпиливаемых из боковой зоны бревен различной формы. Анализируя вышеприведенные графики (рисунок 7), отметим, что при Е_i > E_пиф. объем досок оптимальных размеров, выпиливаемых из боковой зоны бревен, имеющих форму усеченного параболоида, больше, чем из бревен с формой усеченного конуса. Величина такого превышения показана на графиках (рисунок 8). При E_i > Е_пиф.к с увеличением охвата относительная разность величин объемов досок оптимальных размеров увеличивается.

ширина обрезная доска бревно

Рисунок 7 - Характер изменения объемов обрезных досок оптимальных размеров, выпиливаемых из бревен различной формы

Рисунок 8 - Относительная разность величин объемов досок оптимальных размеров, выпиливаемых из боковой зоны бревен различной формы

При одинаковой величине охвата наружных пластей выпиливаемых досок с увеличением коэффициента сбега бревен разность объемов выпиливаемых досок увеличивается. Так, например, для E_i = d при коэффициентах сбега бревен К = 1,1; К = 1,2; К = 1,3; К = 1,4 и К = 1,5 такая разность составляет соответственно 1,62, 3,09, 4,44, 5,68 и 6,84%. При E_i = 1,05d такая разность будет составлять соответственно 3,11, 4,44, 5,66, 6,80 и 7,86%.

При E_i = Е_пиф. относительная разность величин объемов обрезных досок оптимальных размеров для всех коэффициентов сбега бревен не превышает 1%.

Библиографический список

1. Уласовец В.Г. Рациональный раскрой пиловочника: моногр. /В.Г. Уласовец. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2003. - 278 с.

Размещено на Allbest.ru