2 Технологический раздел
2.1 Составление плана раскроя брёвен
Составление плана раскроя брёвен на пиломатериалы начинают с составления рациональных поставов для распиловки брёвен, размеры которых указаны в спецификации сырья, на пиломатериалы, размеры указаны в соответствующей спецификации.
При составлении поставов необходимо выполнить следующие основные требования:
- толщина бруса принимается (0,53 ÷ 0,75) d с учетом размеров досок по ширине, которых требуется по спецификации пиломатериалов;
- в одном поставе доски по толщине должны отличаться не менее чем на 5мм;
- поставы должны быть симметричными относительно центра бревна;
- охват диаметра бревна поставом должен составить (0,95 ÷ 1,05)d.
Способ распиловки выбирают в зависимости от параметров и качества сырья и пилопродукции, технических требований к пиломатериалам.
В своем курсовом проекте я выбрал распиловку с брусовкой. Так как этот способ обеспечивает наиболее высокий объемный выход обрезных пиломатериалов, обеспечивает более полное использование качественных зон бревна.
Составление и расчёт постава покажем на примере для бревна диаметром d=22 см, длиной L=6 м и сбегом с=0,77 см/м.
Первый проход. С учётом спецификации выбираем толщину бруса равной Нбр=125мм. По табл.1 [1] выбираем оптимальное количество пар досок в первом проходе по обе стороны от пластей бруса (2 пара досок) и составляем схему первого прохода (рис. 2.1).
Определим толщины досок находящихся сбоку от пласти бруса.
С1=0
а1=125
Толщину второй доски определяем по графику N2=(3+1)-2=2 (рис.1.[1]).
Для определения толщины доски необходимо знать расстояние от центра постава до внутренней пласти доски. Для данной доски это расстояние равно:
С2=1/2(Hбр+у)+s= ½(125+3,4)+2,5=66,7
тогда стандартная толщина:
а2=25
С3= С2+ а2+у+s=66,7+25+0,8+2,5=95,0
Толщину третьей доски определяем по графику N3=(3+1)-3=1 (рис.1.[1]).
а3=19
Таким образом, постав для распиловки бревна в первом проходе имеет вид:
I
проход
Рисунок 2.1 – Схема постава на распиловку бревна с брусовкой
Определим охват поставом диаметра бревна:
Еохв1=125+3,4+2∙(25+0,8+2,5)+2(19+0,6+2,5)=229 мм=1,04d
Второй проход. Определим ширину пласти бруса:
(2.1)
мм
Учитывая спецификацию принимаем следующую схему распиловки бруса: 2 доски толщиной 75 мм. Ширина постава распиловки пласти бруса составляет:
Ебр=2∙(75+2,3+2,25)=159,1 мм.
По табл.1 [1] выбираем оптимальное количество пар досок за пластью бруса (1 пара досок). Определим расстояние от центра постава до внутренней пласти доски:
С2= 1/2s+a1+y (2.2)
С2= 0,5·4,5+75+2,3=79,6 мм.
Толщину данной доски определяем по графику N3=(3+1)-3=1 (рис. 1.[1]). Она составляет:
а2=25 мм.
Таким образом, постав на распиловку бруса имеет вид:
II
проход
Определим охват данным поставом диаметра бревна:
Еохв2=2·(75+2,3+2,25)+2·(25+0,8+4,5)=219,7мм=1,00d
Рассчитаем постав на распиловку брёвен диаметром 22 см.
Для расчёта поставов воспользуемся схемами, приведёнными на рисунке 2.1.
Сначала определяем ширину пифогарической зоны:
(2.3)
Для этого определяем диаметр бревна в комлевом торце:
см,
мм.
Затем определяем расстояние между симметричными пластями досок в поставе:
- для первого прохода:
Ебр=абр+у=125+3,4=128,4 мм < Екр,
Е2=Ебр+2(а2+у2+S)=128,4+2(25+0,8+2,5)=185 мм < Екр.
Е3=Е2+2(а3+у3+S)=185+2(19+0,6+2,5)=229,2 мм > Екр.
Из расчёта видно, что первая и вторая доски находятся в пифогарической зоне (Е1 < Екр; Е2 < Екр). Значит, первая и вторая доски будут иметь длину, равную длине бревна, что составляет 6 м.
мм.
Принимаем стандартную толщину этой доски 100 мм.
V2=0.025·0,1·6·2=0,03 м3
А третья доска находятся в параболической зоне (Е3>Екр). Значит, доска должна быть укорочена.
Оптимальную ширину этой доски определяем по формуле:
мм.
Принимает стандартную толщину этой доски 100 мм, а с припуском на усушку ширина доски будет 100+2,8=102,8 мм. Расчетный диаметр определяем по формуле:
мм.
Затем определяем длину укороченной доски:
м.
Стандартная длина этой доски будет 1,75 м.
V3=0.019·0,1·1,75·2=0.00665 м3
-для второго прохода:
Е1=2(75+2,3+2,25)=159,1 мм < Екр
Е2=159,1 +2(25+0,8+4,5)=219,7 мм > Екр
Из расчёта видно, что первая доска находятся в пифагорической зоне (Е1<Екр). Значит, она будет иметь длину, равную длине бревна, что составляет 6 м.
мм.
Стандартная толщина этой доски 125 мм.
V1=0,075·0,125·6·2=0,1125 м3.
Вторая доска находятся в параболической зоне (Е2>Екр). Значит, доска должна быть укорочена.
Оптимальную ширину этой доски определяем по формуле:
мм.
Принимает стандартную толщину этой доски 75 мм, а с припуском на усушку ширина доски будет 75+2,3=77,3 мм. Расчетный диаметр определяем по формуле:
мм.
Затем определяем длину укороченной доски:
м.
Стандартная длина этой доски будет 4,25 м.
V2=0,025·0,075·4,25·2=0,0159375 м3,
Vд=0,03+0,00665+0,1125+0,0159375=0,1651 м3,
Vб =0,280 м3.
Объёмный выход пиломатериалов из бревна составляет:
%.
Остальные поставы составлены и рассчитаны с помощью ЭВМ.
Результаты составления и расчёта поставов приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1 – Сводная ведомость поставов
|
Номер постава |
Расчётная характеристика брёвен |
Постав |
Стандартные размеры досок |
Объём досок Vд, м3 |
Объёмный выход досок η, % | |||||||||||
|
d, см |
L, см |
с, см/м |
V, см |
толщина а, мм |
ширина b,мм |
длина l,м |
количество, шт |
|
| |||||||
|
1 |
22 |
6,0 |
0,77 |
0,280 |
I проход 125/1-25/2-19/2 II проход 75/2-25/2 |
25 |
100 |
6,00 |
2 |
0,0300 |
58,96 | |||||
|
19 |
100 |
1,75 |
2 |
0,0067 | ||||||||||||
|
| ||||||||||||||||
|
75 |
125 |
6,00 |
2 |
0,1125 | ||||||||||||
|
25 |
75 |
4,25 |
2 |
0,0159 | ||||||||||||
|
Всего |
0,1651 | |||||||||||||||
|
2
|
26 |
5
6,0 |
0,88 |
0,390 |
I проход 125/1-32/2-25/2
II проход 75/1-32/2-25/2-19/4 |
32 |
150 |
6,00 |
2 |
0,0576 |
59,67 | |||||
|
25 |
100 |
4,00 |
2 |
0,0200 | ||||||||||||
|
| ||||||||||||||||
|
75 |
125 |
6,00 |
1 |
0,0563 | ||||||||||||
|
32 |
125 |
6,00 |
2 |
0,0480 | ||||||||||||
|
25 |
125 |
6,00 |
2 |
0,0375 | ||||||||||||
|
19 |
100 |
3,50 |
2 |
0,0133 | ||||||||||||
|
Всего |
0,2327 | |||||||||||||||
|
3
|
30 |
6,0 |
1,03 |
0,520 |
I проход 200/1-25/2-19/2
II проход 75/1-75/2-25/2 |
25 |
125 |
6,00 |
2 |
0,0375 |
60,13 | |||||
|
19 |
100 |
3,75 |
2 |
0,0143 | ||||||||||||
|
| ||||||||||||||||
|
75 |
200 |
6,00 |
1 |
0,0900 | ||||||||||||
|
75 |
175 |
5,75 |
2 |
0,1509 | ||||||||||||
|
25 |
100 |
4,00 |
2 |
0,0200 | ||||||||||||
|
Всего |
0,3127 | |||||||||||||||
Средний объёмный выход досок определяют по формуле:
,
(2.4)
где η1, η2, η3 – объёмный выход по каждому поставу, %;
P1, P2, P3 – доля брёвен по объёму, % (указано в задании).
%.
Количество сырья B, м3, которое необходимо для распиловки 1000 м3 пиломатериалов, определяется по формуле:
м3.
Количество
брёвен
,
м3
каждого диаметра определяют по формуле:
,
(2.5)
где Рi – доля брёвен по объёму, % (указано в задании).
Для диаметра 22 см:
м3.
После этого, с учётом объёма одного бревна, количество их Ni, шт. определяют по формуле:
,
(2.6)
шт.
Для диаметра 26 см:
м3,
шт.
Для диаметра 30 см:
м3,
шт.
Распределение брёвен по размеру с учётом спецификации сырья сводим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Распределение брёвен по диаметру
|
Диаметр бревна, см |
Длина бревна, м |
Объём бревна, м3 |
Доля брёвен в общем объёме, % |
Количество брёвен | |
|
м3 |
шт. | ||||
|
22 |
6,0 |
0,280 |
20 |
335,18 |
1197 |
|
26 |
6,0 |
0,390 |
50 |
837,94 |
2149 |
|
30 |
6,0 |
0,520 |
30 |
502,76 |
967 |
После этого составляется план раскроя брёвен, который приведен в таблице 2.3.
В плане раскроя указывается общий объём досок данного размера, выпиленных со всех брёвен. Чтобы определить этот объём, необходимо объём досок данного размера, выпиленных с одного бревна, умножить на количество брёвен, распиленных по этому поставу.
При определении общего фактического объёма всех выпиленных досок Аф сумма может получиться больше или меньше 1000 м3 (с учётом сделанных округлений расчётного количества брёвен до целого числа). Однако отклонение объёма не должна превышать 5 %.
Таблица 2.3 – План раскроя брёвен
|
Номер постава |
Диаметр бревна, см |
Постав |
Номинальные размеры досок |
Количество досок из одного бревна |
Объёмный выход, η, % |
Количество распиленных брёвен по поставу | ||||||
|
толщина, а, мм |
ширина, b, мм |
длина, L, мм |
шт. |
м3 |
% |
м3 |
шт. | |||||
|
1 |
22 |
I проход 125/1-25/2-19/2 II проход 75/2-25/2 |
19 |
100 |
1,75 |
2 |
0,0067 |
58,96 |
335,18 |
1197 | ||
|
25 |
100 |
6,00 |
2 |
0,0300 | ||||||||
|
125 |
- |
- |
- |
- | ||||||||
|
25 |
75 |
4,25 |
2 |
0,0159 | ||||||||
|
75 |
125 |
6,00 |
2 |
0,1125 | ||||||||
|
2 |
26 |
I проход 125/1-32/2-25/2 II проход 75/1-32/2-25/2-19/2 |
25 |
100 |
4,00 |
2 |
0,0200 |
59,67 |
837,94 |
2149 | ||
|
32 |
150 |
6,00 |
2 |
0,0576 | ||||||||
|
125 |
- |
- |
- |
- | ||||||||
|
19 |
100 |
3,50 |
2 |
0,0133 | ||||||||
|
25 |
125 |
6,00 |
2 |
0,0375 | ||||||||
|
32 |
125 |
6,00 |
2 |
0,0480 | ||||||||
|
75 |
125 |
6,00 |
1 |
0,0563 | ||||||||
|
3 |
30 |
I проход 200/1-25/2-19/2 II проход 75/1-75/2-25/2 |
19 |
100 |
3,75 |
2 |
0,0143 |
60,13 |
502,76 |
967 | ||
|
25 |
125 |
6,00 |
2 |
0,0375 | ||||||||
|
200 |
- |
- |
- |
- | ||||||||
|
25 |
100 |
4,00 |
2 |
0,0200 | ||||||||
|
75 |
175 |
5,75 |
2 |
0,1509 | ||||||||
|
75 |
200 |
6,00 |
1 |
0,0900 | ||||||||
Таблица 2.4 – Сводная спецификация полученных пиломатериалов
|
Номер постава |
Параметры выпиливаемых досок |
Всего досок, м3 | ||||||||||||||||
|
19×100 |
25×75 |
25×100 |
25×125 |
32×125 |
32×150 |
75×125 |
75×175 |
75×200 |
| |||||||||
|
Объем досок выпиливаемых из всех бревен, м3 | ||||||||||||||||||
|
1 |
8,02 |
19,03 |
35,91 |
|
|
|
134,66 |
|
|
194,62 | ||||||||
|
2 |
28,58 |
|
42,98 |
80,59 |
103,15 |
123,78 |
120,99 |
|
|
500,07 | ||||||||
|
3 |
12,83 |
|
19,34 |
36,26 |
|
|
|
145,92 |
87,03 |
301,38 | ||||||||
|
Всего |
46,43 |
19,03 |
98,23 |
116,85 |
103,15 |
123,78 |
255,65 |
145,92 |
87,03 |
996,07 | ||||||||
