В.С. БОЛДЫРЕВ
ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕСОПИЛЬНО-
ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
Учебное пособие
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
В.С. БОЛДЫРЕВ
ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕСОПИЛЬНО-
ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
Рекомендовано УМО по образованию в области лесного дела
в качестве учебного пособия для студентов обучающихся по специальности 250403.65 - Технология деревообработки
Воронеж 2011
УДК 674.093
Б79
Болдырев, В.С. Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств [Текст]: Учеб.пособие / В.С. Болдырев; Министерство образования и науки РФ ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия». – Воронеж, 2011. – 298 с.
ISBN
В учебном пособии даны размерно-качественные характеристики пиловочного сырья и пилопродукции. Изложены теоретические основы раскроя хлыстов, бревен и пиломатериалов. Рассмотрены технологические процессы и оборудование подготовки сырья к распиловке, формирования сечения и длины пиломатериалов и заготовок, консервирования, оценки качества, маркировки, пакетирования, упаковки и хранения готовой продукции. Освещены вопросы переработки вторичного сырья, а также метрологического обеспечения технологического процесса.
Предназначено для студентов лесотехнических вузов.
Табл. 12. Ил. 188 . Библиогр. 28 назв.
Рецензенты: кафедра технологии и оборудования лесопромышленного производства ВГЛТА, доктор. техн.. наук Ф.В. Пошарников; генеральный директор ОАО «Графское», канд. техн. наук А.В. Степанов.
ISBN УДК 674.093
Болдырев В.С. 2011
Воронежская государственная лесотехническая академия, 2011
Предисловие
Дисциплина «Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств» изучает рациональные способы изготовления пиломатериалов и заготовок, а также механическую переработку кусковых и сыпучих отходов в товарную продукцию. В результате изучения этой дисциплины студенты имеют возможность освоить основные положения теории раскроя бревен на пиломатериалы и заготовки, обеспечивающей наибольший объемный и качественный выход пилопродукции, технологии её производства на базе современного бревнопильного оборудования.
В пособии имеются четыре раздела. В первом разделе рассмотрена размерно-качественная характеристика сырья, а также пиломатериалов и заготовок. В частности здесь представлены имитационные математические модели формы хлыстов и бревен, способы определения их объемов, распространение основных сортообразующих пороков в древесине и их математическое описание. Здесь же дана классификация пилопродукции и предъявляемые к ней требования по размерам и качеству. Во втором разделе представлены основные положения теории раскроя хлыстов и брёвен на пиломатериалы и заготовки, в том числе с учетом формы и качества сырья и при использовании ЭВМ на базе специальных оптимизационных алгоритмов и программ. В третьем разделе освещены процессы подготовки сырья к распиловке при его сухопутной доставке, формирования сечения и длины пиломатериалов, их обработки до и после сушки, раскроя пиломатериалов на заготовки, упаковки пилопродукции и ее хранения. Приведены сведения о метрологическом обеспечении технологического процесса производства вырабатываемой продукции. В четвертом разделе даны краткие сведения о реализуемых на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях способах переработки вторичных ресурсов.
Раздел 1
РАЗМЕРНО-КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
СЫРЬЯ, ПИЛОМАТЕРИАЛОВ И ЗАГОТОВОК
Глава 1
РАЗМЕРНО-КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ
1.1 Форма хлыстов и бревен
Сырьем для производства пиломатериалов и заготовок служат хлысты и пиловочные бревна из различных пород древесины, удовлетворяющие по размерам и качеству требованиям потребителей. Хлыст представляет собой ствол спиленного дерева без вершины, очищенный от сучьев. Бревно – часть хлыста, полученная поперечным делением (раскряжевкой) его на части.
Современные информационные технологии лесопиления базируются на индивидуальном или групповом подходе к учету и раскрою хлыстов и бревен. Это требует математического описания их поверхности, формы и расположения имеющихся пороков, то есть создания статистических многомерных математических моделей, которые были бы адекватны реальным объектам. Приведем здесь полиномиальную, эллиптическую и сплайновую модели формы хлыстов и бревен.
1.1.1 Полиномиальная модель
Эта модель описывает хлыст или его часть как тело, формируемое вращением образующей вокруг прямолинейной оси. (Образующая - линия пересечения плоскости, секущей круглый сортимент по оси, с его поверхностью). Уравнение образующей связывает диаметр (или радиус) сортимента в заданном сечении с расстоянием этого сечения от нижнего (у хлыстов) или верхнего (у бревен) торца. Наибольшее распространение в теории и практике автоматической раскряжевки хлыстов получила математическая модель В.С.Петровского (рис.1.1), выражаемая полиномом четвертого порядка вида [6]:
,
(1.1)
где 2х – диаметр хлыста на расстоянии l от комлевого среза, см; d0.5 – диаметр на половине длины хлыста, см; Н – длина хлыста, м; А4, А3, А2, А1, А0 – эмпирические коэффициенты, имеющие свое значение для каждой породы и бонитета (условий произрастания) древесины
Рис. 1.1 Модель поверхности хлыста В.С. Петровского
На основании (1.1) получена модель формы пиловочного бревна как параболоида вращения с уравнением образующей:
d(x) = dв[A(x/L)2 + B(x/L) + C], (1.2)
где d(x) – диаметр бревна в сечении х, см; dв – диаметр в верхнем торце, см; x – расстояние от анализируемого сечения до нижнего торца, м; L – длина бревна, м; А, В, С – эмпирические коэффициенты, зависящие от породы и места вырезки бревна из хлыста.
Приведенная модель базируется на предположении о стабильности формы древесных стволов[2]. Ее достоинством является относительно простой аналитический вид, упрощающий технологические расчеты. Однако любые отклонения в форме и размерах поступающих в раскряжевку хлыстов и в распиловку бревен приводят к снижению выхода (до 8 %) спецификационных пиломатериалов.