К определению продуктивной зоны бревна при выработке пилопродукции Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 674.023

А.Е.АЛЕКСЕЕВ

Алексеев Александр Евгеньевич родился в 1958 г., окончил в 1980 г. Архангельский лесотехнический институт, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры автоматизации технологических процессов и производств Архангельского государственного технического университета. Имеет более 80 печатных работ в области лесопиления.

К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРОДУКТИВНОЙ ЗОНЫ БРЕВНА ПРИ ВЫРАБОТКЕ ПИЛОПРОДУКЦИИ

Изложен метод определения объема продуктивной зоны бревна при вариации основных технологических факторов (постава, обрабатываемого материала, ориентации).

The method of defining the productive area of a log is given under the variation of the main technological factors (delivery, processed material, orientation).

Оценка продуктивной зоны бревна при многоцелевом планировании его раскроя на пилопродукцию предполагает определение ее основных параметров. На объем этой зоны оказывают влияние размеры (диаметр, длина), сбег и кривизна бревна; ориентация продольной оси относительно направления подачи; положение кривизны; поставы на распиловку. При распиловке бревен одной размерной группы эти параметры можно считать условно-постоянными.

Цель исследований - разработать метод оценки материалоемкости пилопродукции. Размеры, определяющие объем продуктивной зоны: диаметр, длина, сбег, кривизна бревна, регламентированные ГОСТ 9463-72 «Лесоматериалы круглых хвойных пород». Дробность сортировки по толщине принята в один четный диаметр до 40 см.

Спецификация вырабатываемых пиломатериалов - четырехкантные обзольные брусья. Нормативы выхода таких брусьев установлены для условий производства пиломатериалов по ГОСТ 26002-83, 8486-76, 24454-80.

Ориентация бревна на промежуточном этапе технологического процесса при получении четырехкантных обзольных брусьев предполагает смещение вершинного торца относительно комлевого в диапазоне 0,1 ... 0,4 разности их диаметров А [7]. Задано Ан = 0,35 (D - d).

Положение кривизны бревна - вверх или в сторону, противоположную направляющей базе [8]. Обзольные брусья распиливают несимметричными поставами [1, 2, 4]. Ширина и толщина брусьев (расстояние между технологическими базами) регламентируются шириной постава первого и второго прохода с учетом припусков на обработку.

Выход четырехкантных обзольных брусьев Ро.б определяли в общем случае по формуле

V к

Ро.б = ^ -100 %, (1)

V бр

где Уо.б - объем обзольного бруса, м3;

Убр - объем бревна, м3.

Объем Уо.б находили как разницу объемов бревна Убр и горбыльной части Уг, перерабатываемой в щепу:

Уо.б = Убр - ^ Уг. (2)

Объем горбыля

г |яг ¿х, (3)

Уг = | ¿х.

к

где £г - площадь поперечного сечения горбыля, м2;

11, 12 - верхний и нижний пределы интегрирования, отражающие длину горбыля в системе х0у.

Определение параметров горбылей с учетом результатов распиловки изложено в работе [3]. Объем горбылей по формуле (3) вычисляли методом Гаусса [9] с использованием ПЭВМ.

В табл. 1 приведены размеры обзольных брусьев из бревен разных диаметров при средней их длине 5,2 м и нормальном сбеге для толщин досок 22, 38, 50, 75 мм и ширин 100, 125, 150, 175, 200, 225 мм. Размеры даны с учетом припуска на зачистку, равного 3 мм на каждую пласть.

Нормативный выход обзольных брусьев (табл. 2) представлен как средневзвешенная величина:

У "V Р'

Но.б = , (4)

Таблица 1

Размеры обзольных брусьев (мм)

Диаметр бревна, см Ширина Толщина

14...16 162,2 167,7

18 188,9 192,3

20 214,5 218,8

22 240,0 218,8

24 26 28 30 32 34 36 38 40

240.0 265,5 292,2

316.7 343,4

370.1

396.8 396,8

450.2

270,4

270.4 296,9 327,7 327,7

351.5 372,0 404,5 431,0

Таблица 2

Нормативы выхода обзольных брусьев

Диаметр бревна, см Выход обзольных брусьев, % от объема бревна при его кривизне, % Норматив, %

0 1 2

14...16 90,64 78,16 58,90 86,30

18 93,46 83,95 64,84 89,80

20 95,39 87,65 71,16 93,02

22 93,48 85,42 69,64 91,20

24 94,45 88,80 76,17 92,75

26 94,13 86,48 73,67 92,73

28 93,54 88,52 77,55 92,04

30 96,49 94,02 84,92 95,73

32 94,64 89,64 79,88 93,71

34 96,57 93,95 85,58 96,39

36 96,57 94,15 86,56 96,40

38 95,83 93,62 86,72 95,68

40 98,31 96,34 90,08 98,10

где РО б - выход обзольных брусьев, % ;

- содержание бревен по кривизне для каждого диаметра (принято по [6] для распределения еловых бревен в зависимости от диаметра и кривизны).

Вывод

Наиболее рациональный продуктивный объем бревна для выработки пиломатериалов ограничивается образующей обзольного четырехкантного бруса, вписывающегося в бревно. Его построение обусловлено выполнением условий получения наибольшего выхода пиломатериалов, минимизации отходов древесины бревна в горбыль.

Полученные результаты проверены гидростатическим методом экспериментально и позволяют упростить расчеты баланса древесины.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1]. Алексеев А.Е., Горяева С.Н., Постников Б.М. Формализованный метод расчета поставов // Лесн. и деревообраб. пром-сть: Информ. сб. /

ВНИПИЭИлеспром. - 1990. - № 1. - С. 22-24. [2]. Алексеев А.Е., Горяева С. Н. Сборник несимметричных поставов для распиловки еловых бревен на экспортные пиломатериалы // Деревообработка: Информ. сб. / ВНИПИЭИлеспром. -1991. - № 6. - С. 9. [3]. Алексеев А.Е. Определение параметров горбыля с учетом результатов распиловки // Науч. тр. - М.: МГУЛ, 1996. - С. 213-238. [4]. Алексеев А.Е., Постников Б.М. Расчет поставов при различных способах установки бревна перед раскроем // Совершенствование технологии подготовки сырья к раскрою: Науч. тр.- Архангельск: ЦНИИМОД, 1988. - С. 87-96. [5]. Алексеев А.Е. Ресурсосберегающие технологии раскроя пиловочного сырья: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - Архангельск, 1998. - 46 с. [6]. Алексеев А.Е. Характер распределения елового пиловочного сырья по кривизне // Резервы использования материальных и трудовых ресурсов: Науч. тр. - Архангельск: ЦНИИМОД, 1988. - С. 12-19. [7]. А.с. 1355488 СССР, МКИ В 27 В 1/00. Способ распиловки бревен / В.Г. Турушев, А.Е. Алексеев. - № 38611221/29-15; Заявлено 30.12.84; Опубл. 30.11.87, Бюл. № 44 // Открытия. Изобретения. - 1987. - № 44. -С. 71. [8]. А.с. 1824300 СССР, МКИ В 27 В 1/00. Способ распиловки бревен / В.Г. Турушев, А.Е. Алексеев - № 4837134/15; Заявлено 11.06.90; Опубл. 30.06.93, Бюл. № 24 // Открытия. Изобретения. - 1993. - № 24. - С. 69. [9]. Дуббель Г. Справочник по математике. - М.; Л.: ОНТИ-НКТП СССР, 1936. - 320 с.

Поступила 17 декабря 1996 г.