Уласовец В

Уласовец В.Г. (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ) vadul@mail.ru
СОСТАВЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ И РАЦИОНАЛЬНЫХ ПОСТАВОВ
ПРИ РАCПИЛОВКЕ БРЕВЕН ПАРАЛЛЕЛЬНО ОБРАЗУЮЩЕЙ
DRAWING UP OF OPTIMUM AND RATIONALISED SAWING SCHEDULES
AT A LOG SAWING IN PARALLEL FORMING
The way of definition of the optimum sizes of boards
is described at sawing up of logs in parallel forming
Технологи лесопильных предприятий в своей практической деятельности при
составлении и расчете поставов используют различные графики-квадранты или номограммы, построенные в прямоугольных координатах. Такие графики позволяют
без каких-либо дополнительных вычислений определять оптимальные и рациональные размеры (толщину, ширину и длину) досок, и учитывать при их выпиловке
размерные особенности пиловочного сырья конкретного региона (например, сбежистость ствола), а также вести анализ и корректировку установленных размеров с учетом требований потребителя, сохраняя при этом высокий объемный и спецификационный выход пилопродукции.
Как показала многолетняя практика лесопиления, любой графический способ
составления и расчета поставов приемлем только тогда, когда основан на
строгих теоретических выкладках. При этом такой способ всегда нагляден, оперативен, прост при использовании и обладает высокой точностью.
Оптимальные размеры досок, выпиливаемых из пифагорической и параболической зон бревна, при его распиловке вдоль продольной оси можно вычислить по известным формулам или определить по различным графикам-квадрантам и номограммам [1 … 4].
Оптимальные размеры досок, выпиливаемых из бревен при их продольной распиловке параллельно образующей (т.е. по сбегу) обоснованны в теоретических исследованиях [5 … 8], на основании которых были разработаны и составлены для
практического использования графические [9, 10] (рис. 1 и рис. 2) зависимости величины оптимальной толщины доски от величины диаметра бревна и расстояния от
центра вершинного торца бревна до ее внутренней пласти.
Графики построены в прямоугольных координатах. Наклонные линии, обозначенные цифрами от 10 до 50, представляют значения величин диаметров бревен в
вершине (в см) и являются графиками, отражающими изменение толщин досок в зависимости от их положения в поставе.
Если выпиливаемые доски пронумеровать последовательно от периферии к
центру бревна, то определение их оптимальных толщин следует вести по графикам
с соответствующим номером (цифры в кружках от 6 до 1), начиная от центра бревна к периферии, т.е. от доски, имеющей наибольший порядковый номер.
На оси абсцисс откладывают расстояния от центра вершинного торца бревна до
внутренней пласти определяемой доски, в мм. Далее от отложенной точки на оси
абсцисс проводят вертикаль до пересечения с наклонной кривой заданного диаметра
бревна и от полученной точки пересечения проводят горизонталь до пересечения с
осью ординат.
По оси ординат считывают оптимальные значения толщин обрезных прямоугольных досок, которые даны с учетом величин припусков на их усушку, в мм.
Использование поставов, составленных по графикам (рис. 1 и рис. 2), обеспечит
наибольший объемный выход обрезных пиломатериалов оптимальных размеров для
заданного количества досок. При этом максимальный объемный выход будет иметь
постав с наибольшим количеством досок.
Рис. 1. Практические графики для составления поставов
на распиловку сегментов бревен параллельно образующей
(шестая, пятая и четвертая доска)
Рис. 2. Практические графики для составления поставов
на распиловку сегментов бревен параллельно образующей
(третья, вторая и первая доска)
При несовпадении найденной по графику величины оптимальной толщины с
существующими стандартными значениями следует принимать ближайший нижний
или верхний (требуемый по спецификационному заданию) размер толщины доски.
При этом следует знать, что чем ближе к найденному по графику оптимальному значению будет принятая стандартная толщина доски, тем больше будет величина объемного выхода (и наоборот).
Общими при составлении и расчете поставов на распиловку бревен вдоль продольной оси и распиловку боковой зоны бревна параллельно образующей являются
следующие положения:
- для каждого количества выпиливаемых в поставе обрезных досок существует
единственное сочетание их оптимальных толщин;
- максимальный суммарный объемный выход будет иметь постав с наибольшим
количеством обрезных досок.
На основании теоретических исследований, для практического определения
размеров оптимальных ширин досок при распиловке бревен (или сегментов) параллельно образующей, разработаны графики (рис. 3) [10], на которых нанесены:
Рис. 3. Графики для определения оптимальных ширин досок
при распиловке сегментов бревен параллельно образующей
- по оси абсцисс - расстояния от края торца бревна до исследуемой (наружной
или внутренней) пласти выпиливаемой доски, мм;
- по оси ординат - оптимальные значения ширин сырых досок (мм);
- четверти окружностей торцовых сечений бревен с отметками от 10 до 50 см.
Эти отметки, в зависимости от толщины распиливаемых бревен, можно принимать
за радиусы или диаметры торцовых сечений бревен.
Если считать, что цифрами от 10 до 50 обозначены радиусы окружностей в см,
то численные значения на горизонтальной шкале должны соответствовать величине
расстояния от края торца бревна до определяемой пласти выпиливаемой доски, в
мм, а получаемые значения на вертикальной шкале будут соответствовать половине
ширины определяемой пласти доски, в мм.
Если считать, что цифрами от 10 до 50 обозначены диаметры окружностей в
см, то значения на горизонтальной шкале должны соответствовать удвоенному расстоянию от края торца бревна до определяемой пласти выпиливаемой доски в мм, а
получаемые значения на вертикальной шкале будут соответствовать полной ширине
определяемой пласти доски в мм.
Отметим, что длина выпиленных досок максимального объема при распиловке
сегментов бревен параллельно образующей всегда будет равна длине исходного
бревна. В отличие от распиловки бревен параллельно продольной оси, здесь, для получения максимального объема доски, не требуется ее укорачивать и переобрезать
на большую ширину.
При составлении и расчете поставов полученные значения оптимальных размеров обрезных досок могут не совпадать с требуемыми спецификационными или
имеющимися в сетке размеров по соответствующему стандарту. Переход от оптимальных размеров досок к спецификационным или к стандартным часто связан с
потерей объемного выхода. Исключение составляют случаи, когда в выпиливаемой
доске преднамеренно оставляют некоторую часть обзола.
Существующая практика составления и расчета поставов рекомендует при
уточнении толщины, ширины и длины выпиливаемых досок принимать те размеры,
которые находятся ближе (вверху или внизу) к оптимальным в стандартной размерной сетке или в спецификационном задании заказчика. В этом случае уменьшение объемного выхода пиломатериалов не будет существенным, так как полученные
значения изменяются незначительно, следовательно, такие размеры можно считать
рациональными. При большом удалении от оптимальных значений потери объемного выхода возрастают, а рациональность выбранных размеров утрачивается.
Разработанные графики для составления поставов на распиловку сегментов
бревен параллельно образующей являются одновременно графиками для составления поставов на распиловку бревен, имеющих цилиндрическую форму.
Анализируя график рис. 3, отметим, что доски, выпиленные параллельно сбегу
из периферийной зоны бревен смежных диаметров, имеют меньшее рассеяние размеров ширин, чем при раскрое бревен параллельно продольной оси. Это показывает,
что требования к сортировке пиловочного сырья, предназначенного для распиловки
параллельно образующей, могут не совпадать с традиционными требованиями лесопильных предприятий ведущих распиловку параллельно продольной оси бревен.
Отметим, что согласно проведенным исследованиям, форма поверхности бревен (усеченный параболоид или усеченный конус) незначительно влияет на исследуемые величины, а существующая разность имеет скорее теоретическое значение, чем
практическое.
Решение задачи по расчету оптимальных толщин досок при распиловке сегментов бревен параллельно образующей имеет важное теоретическое и практическое
значение, так как позволяет установить суммарный максимально возможный коэффициент объемного выхода обрезных прямоугольных пиломатериалов при заданном
их количестве.
Графики для составления и графики для расчета поставов при распиловке бревен параллельно образующей представляют большой интерес для практического лесопиления, так как позволяют в простой и доступной форме находить оптимальные
размеры выпиливаемых досок и обоснованно решать вопросы выбора рациональных
схем раскроя пиловочного сырья различных диаметров и сбега на специфицированные пиломатериалы, оперативно выявлять структуру рациональных поставов и проводить их сравнительный анализ, разрабатывать планы раскроя, получать при распиловке высокий коэффициент объемного выхода спецификационных (т.е. заданных
по размерам и качеству) пиломатериалов.
Из практики известно, что фактический объемный выход пиломатериалов отличается от расчетного на 1,5 … 3% (из-за несовпадения действительной формы
бревен с принятой при расчете поставов; неточности при базировании и распиловке
бревна; рассеяния ширин досок; потерь на участке обрезки и торцовки досок; состояния распиловочного оборудования и инструмента; квалификации рабочего персонала и некоторых других факторов).
Отмеченная связь между расчетным и фактическим выходом пиломатериалов
указывает на необходимость определения в каждом случае оптимальных условий
раскроя пиловочного сырья, обеспечивающих наибольший расчетный, следовательно, и наибольший фактический выход пиломатериалов.
Проведенные теоретические исследования создают основу решения практических задач по рациональному раскрою сегментов бревен параллельно образующей
на ленточнопильных и круглопильных станках.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шапиро, Д.Ф. Лесопильно-строгальное производство / Д.Ф. Шапиро - Л.: Гослестехиздат, 1935. - С. 88 - 97.
2. Батин, Н.А. Графики для составления поставов. // ИВУЗ. Лесоинженерное дело.
-1958. - № 4. - С. 143 - 148.
3. Уласовец, В.Г. Организация и технология лесопильного производства: учеб. пособие для вузов /В.Г. Уласовец. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. акад., 2001. -294 с.
4. Уласовец, В.Г. Технологические основы производства пиломатериалов: учеб. пособие для вузов / В.Г. Уласовец. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2002.
- 510 с.
5. Уласовец, В.Г. Рациональный раскрой пиловочника: моногр. / В.Г. Уласовец,
- Екатеринбург: УГЛТУ, 2003. - 278 с.
6. Уласовец, В.Г. Теоретические основы распиловки бревен параллельно образующей / В.Г. Уласовец // Тр. факультета МТД. - Екатеринбург: УГЛТУ, 2005. - С. 4 - 13.
7. Уласовец, В.Г. Расчет оптимальных размеров пиломатериалов, получаемых при
раскрое бревен параллельно образующей / В.Г. Уласовец // Деревообраб. пром-сть.
- 2005. - № 3. - С. 7 - 10.
8. Ulasovets, V.G. The volume yield of edged saw-timber acquired from unedged using
different methods of log sawing / V.G. Ulasovets // Drewno-Wood. - Poznan: Inst. Technol. Drew., 2005. - Vol. 48. - Nr. 174. - P. 41 - 53.
9. Ulasovets, V.G. The influence of log cutting methods on the size and volume indexes of
sawn unedged boards / V.G. Ulasovets // Drewno-Wood. - Poznan: Inst. Technol. Drew.,
2006. - Vol. 48. - Nr. 176. - P. 21 - 36.
10. Уласовец, В.Г. Распиловка бревен параллельно образующей: моногр./В.Г. Уласовец. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2009. - 147 с.