рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Основы теории раскроя пиловочного сырья. Поставы

Основы теории раскроя пиловочного сырья. Поставы - раздел Производство, Технологические процессы автоматизированного производства Продольный Раскрой Брёвен Ведётся По Поставам. Группа Пил И Прокладо...

Продольный раскрой брёвен ведётся по поставам.

Группа пил и прокладок, установленных в многопильных станках в соответствии с заранее составленной и рассчитанной схемой раскроя брёвен на пиломатериалы заданных размеров и качества, называется поставом.

Если бревно или брус распиливается на доски одинаковой толщины, то постав называется пучковым, если на доски разной толщины – смешанным. Доски по их расположению в смешанном поставе различают сердцевинные, центральные и боковые.

Поставы по расположению досок относительно оси бревна могут быть симметричными и несимметричными; по количеству досок – чётными и нечётными.

Как правило, несимметричные поставы не обеспечивают равномерное распределение нагрузки на бревнопильные механизмы и поэтому применяются, в основном, в специальных случаях (выпиливание шпал).

Записываются поставы различными способами, чаще всего в строчку – толщины досок в том порядке, в каком они идут в поставе:

D = 20 см; l = 6 м

19-25-40-40-25-19, то есть из средней части берутся две центральные доски толщиной 40 мм, две следующие по 25 мм и далее по 19 мм. Иногда запись видоизменяют или .

Запись поставов на брусовку подобна записи поставов для распиловки вразвал, но ведётся в две строчки с указанием «первый проход», «второй проход».

1 проход – распиловка сырья на брус и на боковые доски;

2 проход – распиловка бруса на доски.

D = 24 см, l = 6 м

19-19-150-19-19 (первый проход)

19-32-40-40-32-19 (второй проход).

Записать постав можно цифровым рядом, который показывает номинальную толщину, ширину, длину и количество планируемых к выпиловке пиломатериалов из бревна данного диаметра и длины

первый проход ,

второй проход ,

где (2.5), (1.5) – длина укороченной доски, м, толщиной 19 мм и шириной 100 мм. Длины других досок равны длине бревна.

При заданной толщине досок в поставе задача его расчёта сводится к определению ширины и длины досок. Для определения этих размеров необходимо знать расстояние между симметричными наружными пластями досок, которое определится как сумма толщин сухих досок, заключённых в границах данной части бревна, припусков на усушку и ширин пропилов. Каждой паре симметричных досок в поставе будет соответствовать определённое расстояние между наружными пластями. Так, для центральных досок оно составится из толщины двух досок, двух припусков на усушку и одной ширины пропила.

При составлении поставов широко используются рекомендации Н.А. Батина, П.П. Аксенова по выбору оптимальных толщин досок и их количеству в поставе. Расстояние между наружными пластями определяют предварительным вычислением линейного расхода древесины по ширине постава для каждой доски, который условно называют «расходом ширины постава». Расход ширины постава включает толщину данной доски, припуск на усушку и ширину пропила или его часть в зависимости от положения доски в поставе. Так, для сердцевинной доски ширина пропила не войдёт в расход ширины постава, для центральной войдёт лишь ½ часть, для боковой учитывается в полном размере. Значения расхода ширины постава для всех толщин пиломатериалов подсчитаны и сведены в таблицы.

Известно несколько способов расчёта ширины и длины досок в поставах при заданной их толщине, но наиболее широко используется графо-аналитический способ с применением графика-квадранта, приведенного на рис. 6.

По оси абсцисс откладывается расстояние от оси бревна до наружной пласти доски, которое определяется как половина расстояния между наружными пластями рассматриваемых досок. Концентрические круги представляют собой торцы брёвен, диаметры которых обозначены на наклонных радиальных прямых. На оси ординат указана полная ширина досок.

 

 

 


Рис.6. График-квадрант для расчёта поставов

 

Пользуясь графиком-квадрантом, можно определить ширину и длину доски, если известны диаметр бревна и расстояние от его оси до наружной пласти данной доски. Последовательность расчёта при этом такова:

- определяется расход ширины постава для каждой доски, входящей в постав;

- определяется расстояние от оси бревна до наружной пласти рассматриваемой доски, которое затем откладывается на оси абсцисс графика-квадранта;

- из полученной точки проводится вертикаль до пересечения с окружностью диаметром, равным диаметру бревна;

- от точки пересечения проводится горизонталь, и по оси ординат определяется ширина сырой доски, из которой вычитается припуск на усушку;

- полученное значение округляется до ближайшей стандартной ширины.

Если рассматриваемая доска вписывается в вершинное сечение бревна, то длина чистообрезной доски будет равна длине бревна. Если же доска попадает в сбеговую зону бревна, то для получения чистообрезной доски её следует укоротить.

Длина укороченной доски при известном диаметре бревна, толщине и ширине доски определяется в такой последовательности:

- определяется расход ширины постава каждой доски и расстояние от оси бревна до наружной пласти рассматриваемой доски;

- по вертикали, проведенной из точки, соответствующей полученному расстоянию от оси бревна до наружной пласти, и горизонтали, соответствующей принятой ширине сырой доски, находят точку их пересечения и диаметр окружности, на которой лежит эта точка.

Разница между найденным диаметром окружности и вершинным диаметром бревна даст значение длины в м, на которое следует укоротить доску.

Все записи по расчёту размеров досок постава удобнее заносить в таблицу. Пример расчёта размеров досок постава для бревна диаметром 20 см длиной 6 м при распиловке развальным способом приведен в табл. 1.

Таблица 1

Расчет размеров досок постава для бревна d = 20 см, L = 6 м

Толщина досок, мм Число досок в поставе Расход ширины постава на одну доску Расстояние от оси бревна до наружной пласти доски, мм Ширина доски, мм Длина доски, м Объем досок, м3
Расчетная Стандартная
43,4 43,4 0,0864
29,5 72,9 0,0390
23,2 96,1 (55) 3,75 0,0142
ИТОГО 0,1396
                 

 

Выход пиломатериалов: * 100 = 60,8%.

Аналогичным образом производится расчет поставов на распиловку брусовым способом.

Для обеспечения наибольшего выхода пиломатериалов размеры последних должны иметь некие оптимальные значения. Для получения поставов с абсолютно максимальным выходом П.П. Аксеновым составлены графики предельных толщин обрезных досок, который приведен на рис 7.

 

 
 

Расстояние от оси постава до внутренней пласти доски, мм

 

Рис.7. График предельных толщин обрезных досок П.П. Аксенова

 

Абсолютно максимальные поставы по этому графику составляются от оси бревна к периферии. Осуществляется это путем последовательного нахождения значений предельных толщин обрезных досок в зависимости от расстояний их внутренних пластей от оси бревна. Составленные таким образом поставы будут обеспечивать абсолютно максимальный выход обрезных пиломатериалов, однако последние могут не соответствовать размерам, заданным спецификацией. Для выработки продукции заданных размеров теория максимальных поставов допускает в них отклонения в большую или меньшую сторону от оптимальных толщин. Такие поставы называются относительно максимальными.

В процессе распиловки бревен на пиломатериалы образуется значительное количество отходов в виде горбылей, реек, вырезок, опилок. Отходы от основного производства являются ценным сырьем для ряда других производств – целлюлозного, гидролизного, древесноволокнистых и древесностружечных плит и др. В зависимости от способа распиловки, размеров и качества пиловочного сырья выход основной продукции может колебаться в пределах от 55 до 77%. При использовании отходов в качестве вторичного сырья коэффициент использования древесины может быть доведен до 90%.

В некоторых случаях крупные кусковые отходы (горбыли, рейки) целесообразнее направить на выработку мелких пиломатериалов, которые в свою очередь могут быть направлены на склеивание в щиты и крупные пиломатериалы.

 

Основы теории раскроя и этапы развития

Предмет теории раскроя – это способы выработки пилопродукции заданных размеров и качества при минимальных потерях и отходах древесины. Это разработка научно-обоснованной системы выбора и составления оптимальных поставов на распиловку брёвен с учётом породы и размерно-качественной характеристики сырья, пилопродукции и применяемого технологического оборудования.

В отечественной теории раскроя брёвен выделяются три этапа. На первом этапе (1932-1950 гг.) разрабатывались методы раскроя брёвен на обрезные пиломатериалы максимальных поперечных сечений без учёта качества сырья. Размеры пиломатериалов выражались в долях диаметра или радиуса. На втором этапе (1950-1970 гг.) разрабатывались способы раскроя брёвен (без учёта их качества) на обрезные пиломатериалы оптимальных размеров. Размеры пиломатериалов выражались в миллиметрах. На третьем этапе (современном) разрабатываются методы раскроя брёвен на пилопродукцию заданных размеров и качества с использованием компьютерных технологий.

Теория раскроя брёвен на первом и втором этапах вошла в литературу под названием «Теория максимальных поставов» и «Теория выработки обрезных пиломатериалов оптимальных размеров».

Между этими теориями имеются существенные различия. Каждый этап теории раскроя брёвен опирался на предшествующие разработки, сохраняя всё ценное из них и дополняя новые решения.

«Теория максимальных поставов» была разработана советским математиком Х.Л. Фельдманом. Он поставил распиловку брёвен на научную основу и решил практическую задачу: определить толщину и ширину обрезных досок с максимальным поперечным сечением, которое можно вписать в поперечное сечение бревна в вершинном торце (рис. 8) и дать сравнительную оценку 2-м способам распиловки: вразвал и с брусовкой. В результате математического решения задачи максимальных поставов учёный пришел к выводу, что из вписанных прямоугольников наибольшая площадь будет соответствовать вписанному квадрату со стороной , а наибольшая площадь прямоугольников, вписанных в сегменты, прилегающие к сторонам квадрата, будут пиломатериалы сечением 0,86R на 0,2R. Таким образом, постав можно записать 0,2R--0.2R.

Рис. 8. Основные поставы Х.Л.Фельдмана: брусовый и развальный

 

Постав, который охватывает 0,907 вершинного диаметра бревна, Фельдман назвал основным. Для основных поставов (брусовых и развальных) площадь использования вершинного торца бревна равна 85,7 %.

Дополнительный постав составлялся для использования сбеговой зоны, размер которой выражается формулой , где R-радиус комлевого торца, r-радиус вершинного торца.

Основной брусовый постав Фельдмана позволяет получать из брёвен квадратные брусья и боковые доски.

В целях увеличения диапазона размеров обрезных досок Фельдман преобразовал существующий постав в равновеликий по геометрическому выходу развальный постав.

0,2R-0.27R-0.86R-0.27R-0.2R.

Несмотря на недостатки теории максимальных поставов, Фельдман впервые поставил и решил следующие вопросы:

· о необходимости подсортировки брёвен с учетом размеров вершинных диаметров и сбега;

· о необходимости рационального использования не только основной, но и сбеговой части бревен;

· о необходимости укорочения боковых досок;

· о возможности сравнить различные способы распиловки с помощью математических расчётов.

Дальнейшее развитие (уже второй этап) теории раскроя брёвен было направлено на выработку обрезных пиломатериалов оптимальных размеров с максимальным объёмным выходом. Эта задача решалась Д.Ф. Шапиро, Г.Г. Титковым, П.П. Аксёновым.

Шапиро Д.Ф. разработал аналитический метод определения оптимальной толщины обрезного пиломатериала и предложил определять критическое расстояние между симметричными пропилами, которые делят бревно на пифагорическую и параболическую зоны по формуле . В параболической зоне вырабатываются короткие доски, в пифагорической – равные длине бревна.

В настоящее время наиболее широко применяется графо-аналитический способ расчёта размеров досок.

Размеры досок по этому способу рассчитываются по чертежу, состоящему из ряда концентрических окружностей, представляющих собой окружности вершинных торцов брёвен различных диаметров. Чертёж вычерчивают в натуральную величину на миллиметровой бумаге. Так как постав симметричен, то достаточно изобразить только четверть окружностей. Так получаем график-квадрант, где по горизонтали отложены расстояния от оси бревна до наружной пласти доски, по вертикали – ширина досок.

Оптимизация раскроя брёвен с использованием ЭВМ получила развитие в работах А.А. Пижурина, В.С. Петровского, И.С. Межова и др.

При оптимизации раскроя сырья на пиломатериалы с помощью ЭВМ используется математический аппарат в триаде: имитационная математическая модель – алгоритм – специальная технологическая программа, при этом обеспечивается максимальный выход пиломатериалов.

Существует много алгоритмов, но следует заметить, что при расчёте поставов на ЭВМ пользователю необходимо иметь навыки расчёта поставов аналитическим и графо-аналитическим методами.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Технологические процессы автоматизированного производства

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования Воронежская государственная лесотехническая академия..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Основы теории раскроя пиловочного сырья. Поставы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Пономаренко Л.В.
П… Технологические процессы автоматизированного производств [Текст] : учеб. пособие /Л.В. Пономаренко, Т.В. Ефимова; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» – Воронеж, 2012.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ
Для изготовления продукции необходимо провести целый ряд отдельных мелких работ над сырьём (в нашем случае над древесиной), постепенно превращая бревно или кряж в доску, столярную плиту, фанеру и т

ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВ
Характер технологического процесса, применяемое оборудование, инструмент, приспособления зависят от масштаба производства, который определяет собой тип производства. Производства деревообр

Понятие о пиловочном сырье
Сырьемлесопильного производства являются хлысты, брёвна и кряжи, удовлетворяющие по размерам и качеству требованиям стандартов на пиловочное сырьё. Требования к древесным хлыстам хвойных и лиственн

Продукция лесопильного производства
В народном хозяйстве самое большое место занимает использование круглых лесных материалов (хлысты, брёвна, кряжи) в лесопилении. Продукция лесопильного производства получается путём продольного и п

Способы раскроя брёвен на пиломатериалы
Для получения пиломатериалов брёвна раскраиваются, то есть делятся вдоль оси на части пилами для продольного пиления (рамными, круглыми и ленточными). При этом распиловка ведётся либо одной пилой,

Подготовка сырья к распиловке
На складах пиловочного сырья осуществляется целый комплекс работ: его приёмка, выгрузка, сортировка, укладка, хранение, гидротермическая обработка, окорка и подача в лесопильный цех. Эти процессы о

Структура производственных процессов лесопильных цехов
Технологические процессы раскроя брёвен на пиломатериалы многовариантны. Это обуславливается составом сырья, способами его раскроя, видом вырабатываемой продукции, применяемым оборудованием.

Виды клееных материалов
  К основным видам древесных материалов, изготовленных склеиванием, относятся фанера, плиты различных видов, древесные пластины, гнуто-клееные заготовки из шпона, клееная массивная др

Сырье и клеи
Эксплуатационные требования к клеям – способность склеивать и прочно удерживать склеенные материалы. Первое свойство оценивается адгезией к древесине, то есть связью между клеем и подложкой. Второе

Технология изготовления лущеного шпона. Оборудование
Сырьем для изготовления шпона и фанеры служат кряжи и их отрезки (чураки), отвечающие определенным размерным и качественным требованиям. Для клееной фанеры применяются чураки длиной от 0,8

Технология изготовления строганого шпона. Оборудование
Строганый шпон – тонкий слой древесины красивой текстуры и цвета. Чаще всего его используют как облицовочный материал в производстве мебели. В качестве сырья для производства строганого шп

Технология изготовления фанеры. Оборудование
Исходным материалом в производстве клееной фанеры является лущеный шпон и клеи. При изготовлении облицованной фанеры в качестве рубашек используют строганый шпон, пленки на бумажной основе и др.

Материалы
  Материалы для приготовления изделий из древесины можно разделить на конструкционные, облицовочные и на материалы, характерные для производства мебели для сидения и лежания: а также

Структурные элементы изделий
Обычно под изделием понимают предмет, обладающий вполне определенными потребительскими свойствами, годный для непосредственного использования. Однако, в современном производстве это понятие значите

Правила конструирования изделий из древесины
При разработке конструкции какого-либо изделия, необходимо учитывать требования, которые к нему предъявляются, материал, из которого оно будет изготовлено, и условия, при которых оно будет эксплуат

Шероховатость поверхности
Шероховатость поверхности характеризуется наличием неровностей на обработанной поверхности. Могут быть макронеровности – единичные неровности большой протяженности, вызванные геометрической неточно

Технологический процесс и оборудование
5.8.1 Раскрой досок на черновые заготовки Рациональный раскрой древесных материалов на заготовки является одним из способов увеличения их объемного выхода. Правильная организация раскроя п

Склеивание в технологии изделий из древесины
Различают следующие виды склеивания: · заготовок (по толщине и длине), · шиповых соединений, · щитов и приклеивание раскладок на кромки щитов, · с одновременным

Механическая обработка чистовых заготовок
Вторичная механическая обработка чистовых заготовок включает два этапа: - операции по формированию шипов, фрезерованию профилей, выборке гнезд и сверлению отверстий; - технологиче

Сборка изделий
Сборка изделий из древесины и древесных материалов – это соединение деталей в сборочные единицы и изделия с помощью клея, крепежной фурнитуры и метизов. Она в общем случае разделяется на три стадии

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
  В последние годы лесной комплекс находится под пристальным вниманием властных структур. Взят прямой курс на его возрождение и подъем. Одним из главных направлений является организац

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги