Расчет выхода шпона из чурака и количества образующихся отходов при лущении

Объём шпона, полученный из единицы объёма перерабатываемого сырья, называется количественным выходом. Различают технологический и производственный количественный выходы.

Технологический выход – возможное количество продукции, получаемой в результате переработки сырья по принятой технологии.

Производственный выход – фактическое количество продукции, получаемое в результате переработки сырья с учётом не только технологических, но и производственных потерь.

У чурака следует различать четыре зоны (рисунок 2.1):

 

 


1 – зона шпона–рванины – являющуюся следствием неправильной формы чурака (искривление его оси, сбежистости и эллипсоидальности сечения);

2 – зона кусков – возникающая в результате неправильной установки чурака (базирования) между шпинделями лущильного станка;

3 – зона форматного шпона;

4 – зона карандаша – представляющая собой остаток древесины после разлущивания чурака.

Рисунок 2.1 – Зоны поперечного сечения

Следовательно, объём чурака Vч, м3, можно рассматривать, как сумму объёмов кускового и форматного шпона, а также объёмов потерь, неизбежных при лущении

Vч = Vф. ш. + Vкус + Vк + Vр, (2.1)

где Vч – объём чурака, м3;

Vф. ш. – объём форматного шпона, м3;

Vкус – объём длины кусков, м3;

Vк – объём карандаша, м3;

Vр – объём рванины, м3.

Объём древесины, заключенной в каждой из рассматриваемых зон, можно охарактеризовать следующими данными:

для берёзы dч = 210-220 мм

- зона шпона-рванины – 20-23%;

- зона длинных кусков – 4-5%;

- зона форматного шпона – 60-64%;

- зона карандаша – 11-12%.

Объем первых трёх зон не может быть точно определен теоретическим путем исходя из геометрической формы чурака. Поэтому для вычисления объёма шпона пользуются эмпирическими формулами.

Исходные данные выбираются из приложения и заносятся в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Исходные данные практической работы №2

Наименование показателя Значение показателя
Порода древесины Длина сырья, м Диаметр сырья, м Состав сырья I, II, III сорта, % Диаметр малых кулачков шпинделя, мм      

 

Указанные показатели рассчитываются для средневзвешенного диаметра чураков и сырья указанных сортов.

Средневзвешенный диаметр чураков, dч. ср., м, определяется по формуле

, (2.2)

где Р1, Р2,..., Рn – количество чураков данной группы диаметров к объёму сырья, %;

dч-1, dч-2, dч -n – средний диаметр чурака в данной группе диаметров, м.

Выход шпона, Vф. ш., м3, и кусков, Vкус, м3, из одного м3 сырья каждого сорта определяем по формулам

; (2.3)

, (2.4)

 

где l – длина чурака, м;

dч. ср. – средневзвешенный диаметр чураков, м;

Vч – объём чурака данного диаметра и длины, м3 (выбирается по таблице 2.2);

КВ – коэффициент выхода всего шпона (выбирается по таблице 2.3);

КЛ – коэффициент выхода форматного шпона (выбирается по таблице 2.3);

dК – диаметр остающегося карандаша, м, выбирается по таблице 2.4 или рассчитывается по формулам:

для сырья 1-го сорта

dK = d0 – 0,00275 + 0,245d2ч. ср. – 0,195d3ч. ср.; (2.5)

для сырья 2-го сорта

dK = d0 – 0,00275 + 0,26d2ч. ср. – 0,12d3ч. ср., (2.6)

для сырья 3-го сорта

dK = d0 – 0,0021 + 0,275d2ч. ср. – 0,08d3ч. ср., (2.7)

где d0 – диаметр кулачков, м (выбирается из задания).

Таблица 2.2 – Значение объемов чураков (ГОСТ 2708 – 75)

Диаметр чурака, см Объем чураков, м3, при соответствующей длине, м
2,5 2,2 1,9 1,6 1,3
0,056 0,064 0,071 0,079 0,087 0,097 0,107 0,118 0,130 0,142 0,154 0,167 0,180 0,193 0,200 0,220 0,230 0,250 0,260 0,280 0,048 0,056 0,062 0,069 0,076 0,084 0,093 0,104 0,114 0,125 0,135 0,145 0,157 0,169 0,181 0,193 0,200 0,220 0,230 0,240 0,042 0,048 0,053 0,060 0,065 0,072 0,079 0,089 0,098 0,107 0,116 0,125 0,136 0,145 0,156 0,165 0,180 0,190 0,200 0,210 0,035 0,039 0,044 0,049 0,054 0,060 0,066 0,073 0,080 0,088 0,096 0,103 0,112 0,120 0,128 0,137 0,145 0,155 0,160 0,170 0,026 0,032 0,035 0,040 0,045 0,048 0,053 0,059 0,064 0,070 0,076 0,082 0,089 0,095 0,102 0,109 0,116 0,123 0,130 0,140

 

Отходы на карандаши, Vк, м3, и шпон рванину, Vр, м3, получаемые при переработки сырья различного сорта, определяются по формулам

; (2.8)

Vp=1-(Vф ш+Vкус+Vк). (2.9)

Расход сырья R на 1 м3 сырого шпона определяется по формуле

(2.10)

 

Таблица 2.3 – Коэффициент выхода шпона при длине чураков 1,6 м

Диаметр чурака, см Коэффициент выхода КВ всего шпона для сырья сортов Коэффициент выхода КЛ форматного шпона для сырья сортов
1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й
0,891 0,894 0,897 0,900 0,902 0,904 0,905 0,906 0,907 0,908 0,885 0,888 0,891 0,894 0,896 0,898 0,899 0,900 0,901 0,901 0,878 0,880 0,882 0,884 0,885 0,886 0,886 0,887 0,887 0,888 0,849 0,853 0,857 0,861 0,864 0,866 0,867 0,868 0,968 0,869 0,841 0,845 0,849 0,853 0,856 0,857 0,858 0,859 0,859 0,860 0,831 0,834 0,837 0,839 0,840 0,841 0,841 0,842 0,839 0,839

Примечание. При переработке сырья длиной 1,3 м табличные данные умножаются на 1,02; при переработке сырья длиной 1,9 м и выше табличные данные умножаются на 098.

 

Пользуясь указанными формулами, студент должен произвести расчеты по количественному выходу шпона для каждого сорта сырья в отдельности, а затем с учетом заданного процентного соотношения сортов в общем его объеме, определяем средневзвешенный выход шпона, кусков, расход сырья на 1 м3 шпона, средневзвешенный отпад сырья на карандаш, и шпон-рванину по формуле типа

, (2.11)

где Vф.ш-1, Vф.ш-2 Vф.ш-n– выход форматного шпона из сырья 1, 2, 3-го сор тов,м3;

а1, а2, а3 – соотношение сортов сырья к общему его объёму, % (выбирается из задания).

 

Таблица 2.4 – Средний диаметр карандаша при лущении в станках с телескопическими шпинделями

Диаметр чурака в верхнем отрубе, см Средний диаметр карандаша при лущении на станках с телескопическими шпинделями при диаметре малого кулачка
60 мм 65 мм 70 мм
и сорте сырья и сорте сырья и сорте сырья
1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й

 

 

Результаты расчетов необходимо свести в таблицу 2.5

Таблица 2.5 – Результаты расчетов практической работы №2

Наименование показателей Значения показателей при переработке сырья Средневзвешенное значение показателей
1-го сорта 2-го сорта 3-го сорта
Выход шпона, Vф. ш, м3, из 1 м3 сырья Vф.ш-1 Vф.ш-2 Vф.ш-3 Vф.ш-ср
Выход кусков, Vкус., м3, из 1 м3 сырья Vкус-1 Vкус-2 Vкус-3 Vкус-ср
Отходы на карандаш, Vк, м3, из 1 м3 сырья Vк-1 Vк-2 Vк-3 Vк-ср
Отходы на шпон-рванину, Vр, м3, из 1 м3 сырья Vр-1 Vр-2 Vр-3 Vр-ср
Расход сырья, R, м3, из 1 м3 сырья R1 R2 R3 Rср

 

Контрольные вопросы

1 Какие существуют зоны поперечного лущения чурака?

2 Определение объема каждой из зон.

3 Дефекты, влияющие на качество лущеного шпона.

 

Практическая работа 3