3. Раскрой бревен на пиломатериалы

Различают способы распиловки бревен: 1 – вразвал; 2 – с брусовкой; 3 – сегментный; 4 – круговой; 5 – секторный и др.

Распиловкой вразвал из бревна получают необрезные доски, которые затем обрезают и торцуют. На лесопильных рамах она осуществляется за один проход (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема раскроя бревен при распиловки вразвал: а – постав нечетный; б – постав четный.

Распиловка с брусовкой в рамных потоках производится обычно за два прохода. На лесопильной раме первого ряда из бревна выпиливается брус и по его бокам необрезные доски. На раме второго рода брус распиливается на обрезные доски, а периферийные доски могут быть обрезными (рисунок 3).

Рисунок 3 – Схема раскроя бревен при распиловки с брусовкой с одним брусом: а – постав первого прохода; б – постав второго прохода.

Известно несколько способов распиловки с брусовкой: с максимальным брусом; с тонким брусом; с двумя и с тремя брусьями. Максимальный брус имеет толщину 0,707 диаметра бревна, или (0,6 … 0,8)d.

При распиловки толстых бревен по схеме с максимальным брусом из него выпиливаются доски кратной ширины, поэтому для их обрезки применяют многопильные станки – 3-х, 4-пильные, которые производят наряду с обрезкой деление широких досок по ширине на доски одинарной ширины.

По схеме с тонким брусом на первой лесопильной раме из бревна выпиливают брус толщиной (0,3 … 0,4)d для получения из него на второй лесопильной раме досок, требующих последующего делении по ширине.

По схеме с двумя и тремя брусьями на первой лесопильной раме из бревна выпиливают два или три бруса, которые распиливают на второй раме поштучно или вместе.

Сегментный способ применяют для получения резонансных пиломатериалов. Они имеют радиальное расположение годичных слоев (касательная к годичным слоям перпендикулярна пласти досок).

Круговой способ осуществляют в потоках с головными ленточными станками. Схемы кругового раскроя зависят от состава делительного оборудования за головным станком.

Круговой способ относиться к индивидуальной распиловки. Групповой распиловка называется в том случае, если она осуществляется группой пил одновременно (на лесопильных рамах, ленточнопильных, круглопильных станках).

1. Поставы. Основные понятия, обозначения и правила составления рациональных поставов

Поставом называют схему раскроя бревен на пиломатериалы или набор рамных пил, разделенных между собой межпильными прокладками для распиловки бревен на пиломатериалы заданных размеров. Группу круглых пил в многопильных круглопильных станках, установленных для распиловки бревен на пиломатериалы по заданной схеме, также называют поставом. Термин постав произошел от слова ставить, поставить (пилы). Ставят пилы для раскроя бревен на пиломатериалы по заданной схеме или плану. Исходя из этого определение, план (схему) раскроя бревен на ленточнопильном оборудовании для осуществления индивидуального раскроя на однопильных станках круговым способом или группового раскроя на двух- четырехпильных станках с применением различного делительного оборудования тоже можно называть поставом.

Поставы являются основным технологическим документом, регламентирующим раскрой бревен в производстве пиломатериалов. От

правильности составления поставов зависит расход древесины по статьям баланса, загрузка оборудования в технологическом потоке, потери рабочего и машинного времени, в итоге – все технико-экономические показатели

лесопильного предприятия. Поэтому составлению поставов технологи и

мастера лесопильных цехов должны придавать первостепенное значение. Выбор структуры поставов определяется в первую очередь спецификацией сырья и пилопродукции, но при этом также необходимо учитывать состав оборудования, его технические возможности и расположение в потоке.

Например, при наличии в потоке одного обрезного станка на две лесопильные рамы, работающие с брусовкой, использование поставов с большим количеством необрезных досок может привести к перегрузки обрезных станков, что вызовет необходимость частых остановок лесопильных рам, в результате 20 процентов и более всех простоев потока приходится на участок обрезки досок. Поэтому для каждого предприятия важно иметь разработанную систему поставов, позволяющую делать выбор наиболее приемлемых из них для выработки заданной пилопродукции, чтобы обеспечить не только снижение расхода древесины, но и ритмичность работы всех технологических участков.

Рассмотрим Поставы на распиловку бревен вразвал и с брусовкой. На рисунке 2 представлены схемы для распиловки бревен развальным способом (вразвал). В нечетном поставе в середине выпиливается сердцевинная доска. Ее толщина назначается с расчетом включить всю сердцевину бревна. Это позволит выпилить боковые доски, расположенные за сердцевинной доской, высокого качества. В четном развальном поставе в середине ставятся доски, называемые центральными. Они включают в себя сердцевину бревна, которая центральным пропилом, проходящим через ось бревна, делиться пополам. Доски, расположенные за центральными и сердцевинными, называются боковыми. У досок различают внутреннюю и наружную пласти, из них внутренняя расположена ближе к оси бревна.

Схема для распиловки с брусовкой представлена на рисунке 3.

При распиловки бревен с брусовкой не только в поставах первого прохода, но и бруса (а также двух трех) можно выпиливать один, два или три бруса. Запись поставов производиться разными способами: развальный постав для бревен диаметром 20 см записывается следующими способами:

• 19-25-40-40-25-19

• 

• 40×2

25×2

19×2

• 

Во второй записи в знаменателе указано количество досок, а в четвертой – их ширина.

Аналогично записываются Поставы первого и второго прохода при распиловки с брусовкой:

• По схеме с одним брусом, d=40 см:

I проход

II проход

• По схеме с двумя брусьями, d=50 см :

I проход

II проход

• По схеме с тремя брусьями, d=50 см :

I проход

II проход

Основные правила и рекомендации по составлению поставов:

1. Поставы должны обеспечивать максимально возможный выход из бревна пиломатериалов, заданных в спецификациях размеров и качества.

2. В целях лучшего использования качественных особенностей древесины бревен необходимо учитывать расположение в них сучков и качественных зон. Рекомендуемые размеры досок указаны в ГОСТ 8486-86 и ГОСТ26002-83Э.

3. При распиловки с брусовкой бревен тонких и средних диаметров толщина бруса выбирается близкой к максимальной 0,707 или (0,6 … 0,8)d с корректировкой на задания по выработке брусьев и по ширине пиломатериалов.

4. При распиловке с брусовкой крупномерных бревен толщиной 40 см и более в постав первого прохода (для рам первого ряда) можно включать два или три бруса при суммарной их толщине (0,6 … 0,8)d, чтобы удовлетворить требования спецификаций на брус и обрезные пиломатериалы. В этом случае для развала брусьев на рамах второго ряда составляется один постав, в котором желательно предусматривать выпиловку брусьев, чтобы исключить перегрузку на участках торцовки и сортировки досок. Перегрузка на этих участках возникает вследствие того, что общее число досок в соответствии с количеством брусьев удваивается или утраивается.

5. при составлении поставов необходимо учитывать возможности технологического потока и обеспечение нормальных условий работы всех участков. Например, поставы с тонким брусом Н= (0,3 … 0,4)d для раскроя толстых бревен целесообразно применять только при наличии в потоках

обрезных станков с числом пил больше двух для обеспечения обрезки и

продольного раскроя, широких необрезных досок, выпиливаемых за тонким брусом.

6. Чтобы исключить перезагрузку лесопильных рам и других участков потока, необходимо избегать поставов с большим числом пил. Рекомендуемое число досок отражено в таблице 5.

Таблица 5 – Рекомендуемое количество досок в поставе в зависимости от диаметра бревна

Диаметр бревен, см	Число досок в поставе, шт.
14 – 16	4 – 7
18 – 20	5 – 8
22 – 24	6 – 9
26 – 28	7 – 10
30 и более	8 – 12

7. не следует включать как в развальный постав, так и в поставы для лесопильных рам первого и второго ряда одного потока доски двух смежных толщин с разницей менее 5 мм, так как это затрудняет их сортировку. Так, доски 19 мм и 22 мм с учетом допускаемых отклонений по толщине будут иметь фактическую толщину в пределах: 19±1=18 …20 мм, 22±1=21… 23 мм.

8. Развальные поставы составляются ступенчатыми: в них толщина досок уменьшается от центра к периферии. Но с целью сокращения числа сечений пиломатериалов боковые доски ставят однотолщинными. Это относиться в первую очередь к самым крайним доскам, выпиливаемым первым и вторым проходом.

9. Наружная пласть бруса используется для выпиловки толстых досок одной толщины. Набор досок в эту часть постава производится в соответствии с заданными спецификациями, ГОСТ 8486-86 и ГОСТ 26002-83Э. Оптимальное количество однотолщинных досок, выпиливаемых из пласти бруса, можно определить расчетом, меняя в знаменателе толщину досок из предусмотренных в спецификации

где

П – ширина пласти бруса в вершинном торце, мм;

t – толщина доски, мм;

y – величина усушки, мм;

р – ширина пропила, мм.

10. Охват диаметра бревна поставом должен обеспечивать выработку крайних досок минимальной ширины и минимальной длины. По ГОСТ 24454-80 минимальная ширина досок равна 75 мм, а длина 1 м. но для изготовления тары допускаются пиломатериалы длиной 0,5 м. Охват бревна поставом зависит от сбежистости бревен.

Критерии рационального раскроя бревен

Задачей рационального раскроя бревен является получение наибольшее количество пиломатериалов заданных размеров и качества. Поэтому степень рациональности раскроя оценивается тремя основными критериями: объемным, качественным и спецификационным выходом пилопродукции.

Объемный или количественный выход пиломатериалов определяется

процентным и долевым отношением объема напиленных пиломатериалов к объему распиленного сырья.

где

η – объемный выход пиломатериалов, %;

V – объем пиломатериалов, м³;

Б – объем бревен, м³.

Объемный выход пиломатериалов зависит от многих факторов технологического порядка: от типа и состава оборудования, размерно-качественной характеристики распиливаемого сырья, соблюдения требований составления поставов и планов раскроя, подготовки сырья к распиловке, от непоставной подачи бревен и других. Большое влияние на объемный выход пиломатериалов оказывают их размеры, а также необходимость сокращения

количества вырабатываемых сечений. С уменьшением числа сечений объемный выход снижается.

Качественный выход оценивается средневзвешенным ценностным коэффициентом, который зависит от их размеров и сортности. В основу расчета ценностных коэффициентов положены действующие оптовые цены по утвержденным прейскурантам. Ценностный коэффициент представляет собой отношение цены досок каждого размера и сорта к цене досок, принятой за единицу.

Средневзвешенный ценностный коэффициент партии пиломатериалов определяется по формуле

,

где

Ц_срв – средневзвешенный ценностный коэффициент;

V_i – объем пиломатериалов того или иного сорта и размера;

Ц_i – соответствующий каждому размеру и сорту ценностный коэффициент.

По объемному выходу и средневзвешенному ценностному коэффициенту определяется совокупный показатель, по которому можно судить о степени рациональности раскроя бревен

,

где

Р – показатель рациональности раскроя сырья;

η – объемный выход пиломатериалов в долях;

Ц_срв – средневзвешенный ценностный коэффициент партии пиломатериалов.

Спецификационный выход. Этот критерий характеризует степень целевого использования пиловочного сырья для выработки спецификационных пиломатериалов. Он определяется по формуле:

где

η – спецификационный выход пиломатериалов, %;

V – объем спецификационных пиломатериалов, м³;

Б – объем распиленного сырья м³.

В данном случае спецификационный выход определен в процентах или долях от всего объема напиленных пиломатериалов.

,

Аналитический способ расчета поставов

Для расчета неохадимо знать его структура , то есть расположение и толщину досок, а также параметры брёвен, хактеризуемые величинами d, K, L.

Расчет можно вести по приведённым ранее формулам с учётом геометрических зон брёвен. Расчет постава сводится к определению оптимальной ширины, длинны и объёма досок, а также к определению выхода

пиломатериалов.

При расчёте для каждой доски определяется величины Е,характеризующая положение её в поставе. Эта величина

4.Расчет постава и составления плана раскроя бревен

4.1 План раскроя брёвен представлен в таблице 6.

План раскроя брёвен представлен в таблице 7.

Таблица 7-План раскроя брёвен.

Диаметр бревен	Количество бревен		Постав	Выход %	Напилено М3	сечения	Напилено
	шт	М3
						Т мм	19	19	50	19	19
						М мм	150	100	150	150	100
26	3846	1000	I		129.99	I	93.07	36.92	-	-	-
			II		496.89	II	-	-	366.9	93.07	36.92
Итого				62.68	626.88		93.07	36.92	366.9	93.07	36.92

4.2Определение сортового состава пиломатериала

Обозначим:

ОВ_ф – объемный выход пиломатериалов, полученный по расчету постава, %от сырья;

ОВ_фi – фактический выход пиломатериалов i – того сорта, % от сырья;

ОВ_Нi – это нормативный выход пиломатериалов i – того сорта по ГОСТ 8486, % от пиломатериалов.

,

Таблица 8 – Нормативный и фактический по сортный выход пиломатериала.

Сорт пиломатериалов по ГОСТ 8486	Нормативный выход пиломатериалов, % от пиломатериалов ВНi	Фактический выход пиломатериалов, % от сырья Вфi
Отборный «0»	7,3	4,57
Первый «1»	11,7	7,34
Второй «2»	17,8	11,16
Третий «3»	28,9	18,12
Четвертый «4»	34,3	21,49
Итого	100	62,68

Определение баланса пиловочного сырья:

,

где Б – объем бревен в % (Б=100), м³;

ОВ_ф – по поставу, м³;

ОВ_об – выход обапола, м³;

В_щ.т – выход щепы технологической, м³;

В_отс – отсев щепы, м³;

В_оп – выход опилок, м³;

В_(у+р) – безвозвратные потери, м³.

Выход щепы определяем по формуле:

,

,

,

,

Отсев щепы

,

,

Выход опилок

,

,

Безвозвратные потери

,

,

,

Х= ОВ_ф – по поставу в %

4.3Баланс расхода пиловочного сырья объемом 1000 м³

Результаты расчета компонентов баланса представлены в таблице 9.

Таблица 9 – Баланс хвойного пиловочного сырья по ГОСТ 9463 при выработке пиломатериалов по ГОСТ 8486.

Пилопродукция, отходы и потери	Выход
	% от сырья	м3
Пиломатериал l ≥1м сорта: Отборный «0» Первый «1» Второй «2» Третий «3» Четвертый «4»	4,57 7,34 11,16 18,12 21,49	45,7 73,4 111,6 181,2 214,9
Итого	62,68	628,8
Обапол	2	20,00
Щепа технологическая	16,61	166,1
Отсев щепы	1,97	19,7
Опилки	12,20	122
Безвозвратные потери на усушку и распыл	4,54	45,4
Итого	100	1000

5 Определение годового объема распиливаемого сырья и получаемых пиломатериалов