4909

11

представляет собой линейный расход древесины по ширине постава и включает в себя толщину данной доски, соответствующий ей припуск на усушку и ширину пропила (или его часть). Его можно определить по следующим формулам:

а) для сердцевинной доски

В прил. 4 приведены значения расхода ширины полупостава для пиломатериалов хвойных пород разной толщины при ширине пропила равной 3,6 мм. Рассмотрим способ определения расстояний от оси торца бревна до внутренней и наружной пластей досок по расходу ширины полупостава на каждую доску. В

12

Графические методы составления поставов

Отечественными исследователями в области лесопиления с целью упрощения и снижения трудоемкости при составлении поставов разработан ряд графических методов, оптимизирующих объемный выход обрезных пиломатериалов [1]. Приведем здесь наиболее широко используемые графики предельных толщин П.П. Аксенова (рис. 2). Они позволяют определить оптимальную толщину доски в зависимости от диаметра распиливаемого бревна и расстояния от центра постава до внутренней пласти доски. В поставах, составленных по вышеприведенному графику, оптимальная толщина досок уменьшается по мере их удаления от центра постава к краю. Однако, как показали исследования, выпиливание из параболической зоны бревна досок одинаковой толщины по сравнению с их оптимальной толщиной не оказывает существенного влияния на снижение выхода пиломатериалов.

Рис. 2. График предельных толщин П.П. Аксенова

Методика составления поставов графическим способом лучше всего усваивается в ходе решения примеров.

Пример 2. Имеем: диаметр бревна 24 см, длина 6 м, сбег 1 см/м, порода – сосна, ширина пропила 3,6 мм. Составим четный симметричный максимальный постав для выпиловки необрезных досок с помощью графика предельных толщин П.П. Аксенова. Центр постава совпадает с геометрической осью бревна. Все записи ведем в табл. 8.

13

Решение. Поскольку постав симметричный, то его составление проводят на половине верхнего торца бревна (рис. 3). Найдем расстояние от центра бревна (постава) до внутренней пласти центральной доски. Оно равно половине

ширины пропила l 3,62 1,8 мм. Откладываем его на оси абсцисс графика

(рис. 2) и восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с наклонной прямой диаметра 24 см. Через полученную точку пересечения проводим прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с осью ординат, получаем рекомендуемую толщину доски 39 мм. Ближайшая стандартная толщина доски равна 40 мм (см. прил. 3). Прежде чем назначить эту толщину в постав, необходимо ее согласовать с рекомендациями табл. 5 и со спецификацией пиломатериалов, подлежащих выработке. (Если бы постав был нечетный с сердцевинной доской, предельная толщина ее равнялась бы удвоенной толщине центральной доски). Принимаем толщину центральных досок, равной 40 мм.

Определяем расстояние от центра постава до внутренней пласти, следующей за центральной, боковой доски (рис. 3). Оно равно расходу ширины полупостава для центральной доски плюс ширина одного пропила: 43,1 3,6 46,7 мм. Откладываем полученную величину на оси абсцисс графика предельных толщин. Проделываем такую же операцию, которая выполнялась при нахождении оптимальной толщины центральных досок. Устанавливаем, что толщина первой пары боковых досок, примыкающих к центральным доскам, должна быть 25 мм.

Расстояние от центра постава до внутренней пласти второй пары боковых досок равно расходу ширины полупостава для центральной доски плюс расход ширины полупостава для первой боковой доски, плюс ширина одного пропила 43,1 29,4 3,6 76,1 мм. Проделав вышеописанную процедуру, определяем, что толщина следующей боковой доски равна 22 мм.

14

Для нахождения расстояния от центра постава до внутренней пласти третьей пары боковых досок суммируем расходы ширины полупостава на доски – центральную – 43,1, первую боковую – 29,4, вторую боковую – 26,3 и ширину пропила: 43,1 29,4 26,3 23,2 3,6 125,6 мм. Ближайшая оптимальная толщина доски равна 19 мм.

Расстояние до внутренней пласти крайних (подгорбыльных) боковых досок равно: 43,1 29,4 26,3 23,2 3,6 125,6 мм. По графику предельных толщин нельзя найти точку пересечения с наклонной прямой диаметра 24 см, поэтому составление постава прекращается. Получился следующий максималь-

ный постав: 19 – 22 – 25 – 40 – 40 – 25 – 22 – 19.

Рис. 3. Схема составления симметричного постава для развального способа раскроя бревна

Охват бревна поставом можно вычислить по удвоенной сумме расходов ширины полупоставов на толщины досок: A 2 43,1 29,4 26,3 23,2244 мм. Полученная величина в долях верхнего диаметра бревна составляет

244

240

1,0 , то есть она находится в пределах, допустимых для предельного охва-

та.

Пример 3. Составляем постав на распиливание бревен толщиной 24 см длиной 6,5 м брусовым способом (рис. 4, табл. 9). Постав первого прохода составляется аналогично развальному поставу (табл. 8). Разница состоит в том, что в центре постава планируется сердцевинная доска, толщина которой равна толщине бруса. Последняя в свою очередь равна ширине заданных обрезных пиломатериалов ( В в ). Данные о поставе записываем в столбцы 4 и 5 табл. 9.

15

При составлении постава на втором проходе определяется количество досок основного сечения 40×175 мм, которые можно получить из бруса в пределах его ширины ( Вбр ).

Найти значение Вбр можно и с помощью графика-квадранта (рис. 5). Для этого на оси абсцисс откладывают расстояние от оси постава до наружной пласти бруса aн . Из найденной точки восстанавливают перпендикуляр до пересечения с окружностью, соответствующей толщине бревна в верхнем торце. Полученную точку пересечения переносят на ось ординат и на ней определяют ширину пропиленной пласти бруса Вбр . Для условий примера: расход ширины

полупостава для сердцевинного бруса толщиной 175 мм равен 89,9 мм, расстояние от оси постава до наружной пласти бруса aн 89,9 мм. По графикуквадранту для d 24 см и aн 89,9 мм находим Вбр 159 мм.

Рис. 4. Схема составления постава брусовым способом

16

Определим количество основных досок сечения 40×175 мм, которые можно выработать из пласти бруса Вбр 159 мм. Для этого необходимо толщи-

ну досок взять с учетом припуска на усушку по толщине и учесть ширину пропила, а также припуск на неточность базирования бруса (≈ 10 мм). Тогда толщина доски составит примерно 45 мм (40 мм+1,3 мм+3,6 мм = 4,9 мм ≈ 45 мм), пласть бруса Вбр 149 мм (159 мм–10 мм = 149 мм). Разделим целочисленно

величину расчетной ширины бруса на величину расхода ширины полупостава для основной доски. Если полученное число четное, то первая в поставе доска – центральная, если нечетное, то – сердцевинная. В нашем случае получается нечетное число:

Таким образом, постав на распиливание бруса включает сердцевинную и две боковые доски толщиной 40 мм. Заполняем столбцы 4 и 5 табл. 9.

После этого определяем расход ширины полупостава (прил. 9) и расстояние от оси бревна до наружных пластей досок (столбцы 6 и 7 табл. 9). Опреде-

17

лим степень использования ширины Вбр пласти бруса. Для этого сравним зна-

чение половины ширины пласти бруса (с учетом припуска на неточность базирования) с расстоянием aн от оси постава до наружной пласти доски основного сечения:

Если разность 0, то ширина пропиленной пласти бруса полностью использована на выпиливание основных досок и больше нельзя их получить. Если разность 0, то доски будут иметь обзол, снижающий их сортность.

Дальнейший подбор толщин досок осуществляется аналогично примеру 2 с использованием графика предельных толщин. Если задана только одна толщина боковых досок, то график не используется.

Графическое определение параметров пиломатериалов

Графически параметры пиломатериалов можно определить по графикуквадранту (рис. 5). Он представляет собой горизонтальную проекцию бревна (как конусовидного тела с постоянным сбегом) условно пересеченного плоскостями параллельно верхнему и нижнему торцам через 1 м. То есть каждая соседняя окружность представляет собой торец бревна при отрезке его верхнего конца на 1 м при сбеге 1 см/м. Из горизонтальной проекции выделяется правый верхний квадрант. По оси абсцисс размещается шкала расстояний от центра торца бревна до пласти доски, а по оси ординат шкала ширин досок. На графи- ке-квадранте проведена наклонная прямая в А 0,707d , позволяющая определять размеры квадратного бруса для любой толщины бревна или определять оптимальный диаметр бревен для выпиливания бруса заданных размеров.

Пользуясь графиком-квадрантом, определяют расчетную ширину и длину необрезных и обрезных досок. Для этого на оси абсцисс откладывают расстояние от оси постава до рассматриваемой пласти доски. Из полученной точки проводят вертикаль до пересечения с расчетным диаметром. Точку пересечения вертикали с расчетным диаметром сносят на ось ординат графика, где находят расчетную ширину доски. Из этой величины нужно вычесть припуск на усушку доски по ширине и результат привести к стандартной ширине.

18

Расстояние от центра постава до наружной пласти доски, мм

Рис. 5. График-квадрант

С помощью графика-квадранта и дополнительных простых расчетов можно определить стандартную длину обрезной доски, если ее ширина меньше минимальной стандартной (вmin) или стандартная ширина доски превышает расчетную ширину доски.

С этой целью на графике-квадранте определяем расчетный диаметр d p ,

на окружности которого лежит торец обрезной доски заданной ширины с учетом припуска на усушку. Для этого на графике-квадранте на оси абсцисс откладываем расстояние от оси постава до наружной пласти доски, а на оси ординат

– заданную ширину обрезной доски с припуском на усушку. Из полученных

19

точек восстанавливаем перпендикуляры, точка пересечения которых указывает искомый диаметр d p . После этого длина обрезной доски lo

20

Окончание табл. 10

Практическое занятие № 3 Составление и расчет оптимизационных поставов с использованием ЭВМ

при распиловке бревен вразвал и с брусовкой

Для контроля полученных вычислений в данной лабораторной работе следует использовать компьютерную программу «Расчет поставов» предназначенную для помощи студентам в расчете ориентировочного плана раскроя, постава и плана раскроя [2].

Работу в программе начинаем с ввода данных:

1)Фамилия И.О.

2)Количество спецификаций бревен и пиломатериалов (берем из задания курсового проекта)

3)Нажать кнопку «Далее» рис. 6.

Рис. 6. Ввод первоначальных данных