CC BY
44
ДЕРЕВООБРАБОТКА
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫХОДА КОРОТКИХ ЗАГОТОВОК ИЗ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
С.Н. РЫКУНИН, проф. каф. технологии лесопиления и деревообработки МГУЛ, д-р техн. наук, Е.Г. ВЛАДИМИРОВА, ведущий инженер каф. технологии лесопиления и деревообработки МГУЛ
rikunin@mgul.ac.ru; egvl@mail.ru
Определение объемного выхода заготовок можно разделить на следующие этапы:
- определение объемного выхода основной заготовки;
- определение объемного выхода бездефектных участков, оставшихся после выработки основной заготовки;
- определение объемного выхода коротких заготовок из бездефектных участков [1].
Далее рассматривается пример расчета объемного выхода коротких заготовок из бездефектных участков. При этом известна экспериментальная средняя длина бездефектных участков и их объем.
Расчет осуществляется в следующей последовательности.
Строится график распределения бездефектных участков для случая, когда их количество по длинам распределено равномерно. Используя экспериментальную среднюю длину бездефектного участка, находим фактическое распределение бездефектных участков по длинам. Определяется выход коротких заготовок различных размеров по длине и рассчитывается общий объемный выход заготовок в процентах.
Далее приводится пример расчета объемного выхода коротких заготовок из бездефектных участков.
Пусть из бездефектных участков требуется получить короткие заготовки длиной 600, 900, 1200 мм.
Рассмотрим построение графика для пиломатериалов 3-ей группы качества (с суммарной длиной бездефектных участков 45005000 мм) при выпиливании из них основных заготовок размером 1500х100 мм, сучки диаметром не более 50 мм.
По оси абсцисс откладывается длина бездефектных участков в мм.
По оси ординат частота встречаемости заготовок различной длины в процентах.
Бездефектные участки по длине разделили на девять классов, размер одного класса по длине составил 150 мм.
Средняя длина заготовки
l +l .
j _____ max min
cf. Fi~ 2
ср.р1
1500+150 2
825 мм. (1)
Средняя длина коротких заготовок, при выработке основных заготовок 1500х100 мм с диаметром сучков <20 мм, полученная экспериментальным путем - 610 мм.
Полученные значения средних длин заготовок наносим на график, рис.1.
Частота встречаемости заготовок на участках от 600 до 900 мм составит
П = 100 / n, %, (2)
где n - число классов заготовок.
П = 100 / 9 = 11,11 %.
Общая площадь распределения бездефектных участков по длинам составит 1350 х 11,11=15000 мм- %
Расчетная длина бездефектных участков делит прямоугольник на две равные по площади части. Экспериментальная длина бездефектных участков делит треугольник (трапецию) на две равные по площади части.
15000/2=7500 мм- %
Распределение бездефектных участков, полученное по средней экспериментальной длине бездефектного участка, строится следующим образом.
Среднее распределение на участке от 150 мм до 610 мм составляет половину от площади всего распределения. Средняя расчетная длина на участке от 150 мм до 610 мм составляет 379,78 мм - l ..
610-150=460 мм, 7500/460=16,32 %.
Частота встречаемости бездефектных участков в диапазоне от 150 мм до 610 мм составляет 16,32 % (половина площади распределения по длинам делится на диапазон бездефектного участка).
86
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2012
ДЕРЕВООБРАБОТКА
Рис. 1. График определения процента выхода коротких заготовок из бездефектных участков пиломатериалов 3-й группы качества (с суммарной длиной бездефектных участков 4500-5000 мм), оставшихся после получения основной заготовки размером 1500х100 мм с допустимым диаметром сучков < 50 мм
Ищем на графике значение п для каждой длины коротких заготовок для 600 мм п = 11,98 %; для 900 мм п = 8,58 %; для 1200 мм п = 4,94 %.
Площади фигур 30041,98= 3594 мм %;
300-8,58= 2574 мм- %;
300-4,94= 1482 мм- %.
Заготовок длиной 600 мм получилось 24 % от общего количества штук.
(3792 / 15000)400 = 24 %.
Заготовок длиной 900 мм получилось 17,16 % от общего количества штук.
Заготовок длиной 1200 мм получилось 9,88 % от общего количества штук.
Заготовки длиной 600, 900 и 1200 мм приводим к длине 610 мм, таким образом, мы можем говорить об объемном выходе заготовок.
Общая длина заготовок в представленном распределении составит 610400=61000 мм- %.
Затем вычисляем выход для заготовки каждой длины
600-24 = 14376 мм^ %;
90047,16 = 15444 мм- %;
1200 • 9,88 = 11856 мм- %.
Затем вычисляем объем заготовок из бездефектных участков
(14376 / 61000)400 = 23,584 %;
(15444 / 61000>100 = 25,336 %;
(11856 / 61000)400 = 19,45 %.
В расчетах принимался все количество бездефектных участков за 100 %, но бездефектных участков от общего объема пиломатериалов было 36,91 %.
Определяем выход заготовок из бездефектных участков от общего их объема.
Затем вычисляем выход заготовок из бездефектных участков
23,584-36,91 / 100 = 8,70 %; 23,336-36,91 / 100 = 9,35 %;
19,45-36,91 / 100 = 7,18 %;
Итого, выход заготовок из бездефектных участков 25,237 %.
На рис. 2 представлен пример графика определения коротких заготовок из бездефектных участков, оставшихся после получения основной заготовки размером 3000х100 мм с допустимым диаметром сучков < 50 мм.
Сводим полученные данные по выходу основных заготовок и коротких заготовок из пиломатериалов в таблицу.
Из представленных в табл. 1 данных следует, что чем выше качество пиломатериалов и ниже требования по качеству к вырабатываемым заготовкам, тем меньше объемный выход бездефектных участков и соответственно выход коротких заготовок. В этом случае получается значительно больше заготовок основного размера.
Значительное влияние на объемный выход заготовок оказывает градация коротких заготовок по длине. В рассматриваемых примерах градация 300 мм.
По каждой заготовке отходы увеличиваются на 0,5 градации, т.е. на 150 мм.
Так, на заготовки длиной 900 мм отходы из-за влияния градации составят
ротх = (150 / 900)400 % = 16,7 %.
При увеличении градации до 600 мм отходы составят
ротх = (300 / 900)400 % = 33,3 %.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2012
87
ДЕРЕВООБРАБОТКА
Таблица
Объемный выход заготовок из пиломатериалов различных групп качества, %
Размер основной заготовки, мм Допустимый диаметр сучков в заготовке Группа качества пилома- териа- лов Размер коротких заготовок, мм Выход заготовок из бездефектных участков, %
600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700
3000х100 < 20 мм 3 16,045 19,238 19,238 15,997 2,281 - - - 75,833
2 8,009 10,241 11,309 11,204 9,927 7,477 3,854 - 64,605
1 4,314 5,758 6,728 7,223 7,243 6,768 5,836 4,428 50,312
3000х100 < 50 мм 3 6,098 7,955 9,002 9,377 8,713 4,575 2,020 - 49,691
2 4,295 5,500 6,065 6,009 5,324 4,010 2,067 34,344
1 1,752 2,203 2,368 2,252 1,854 1,172 0,207 - 11,709
1500х100 < 20 мм 3 19,423 14,867 2,612 - - - - - 39,249
2 11,023 12,178 10,448 - - - - - 35,400
1 6,645 8,194 8,560 - - - - - 24,097
1500х100 < 50 мм 3 9,100 9,776 7,505 - - - - - 25,237
2 5,202 5,661 4,691 - - - - - 14,468
1 1,499 1,675 1,470 - - - - - 3,610
h,%A
8,85%
8,21%
7,14%
6,06%
5,26%
ООО О 'П
0
о о о о
in о in о
О <N «П
о О 1заг„%
00 о
СЧ со
573 997 1575
Рис. 2. График определения процента выхода коротких заготовок из бездефектных участков пиломатериалов 3-й группы качества (с суммарной длиной бездефектных участков 4500-5000 мм), оставшихся после получения основной заготовки размером 3000х100 мм с допустимым диаметром сучков < 50 мм
Существенное влияние на объемный выход заготовок оказывает минимальная длина коротких заготовок. Бездефектные участки менее минимальной длины коротких заготовок или являются отходами или направляются на склеивание по длине на зубчатый шип. При этом для заготовок, предназначенных для склеивания по длине, также существуют ограничения по длине, так как не все заготовки экономически выгодно склеивать. Кроме этого имеются технические ограничения, связанные с конструкцией линий склеивания.
Чем выше требования к качеству заготовок, больше минимальная длина коротких заготовок и градации по длине коротких заготовок, тем больше доля клееных заготовок.
Библиографический список
1. Звягина, Г.И. О влиянии количества вырабатываемых типоразмеров заготовок на их выход и производительность линии раскроя / Г.И. Звягина // Технология и материалы деревообрабатывающих производств: научные труды - М.: МЛТИ, 1982. - Вып. 140. - С. 61-64.
88
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2012
