Зависимость объемного выхода обрезных пиломатериалов от способа распиловки бревен Текст научной статьи по специальности «Физика»

ЗАВИСИМОСТЬ ОБЪЕМНОГО ВЫХОДА ОБРЕЗНЫХ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ОТ СПОСОБА РАСПИЛОВКИ БРЕВЕН

Уласовец В.Г. (УГЛТУ. г. Екатеринбург, РФ)

The influence of the ways of log-sawing the volume outcome of edged boards was examined in this paper.

В практике лесопиления основным способом является распиловка бревен параллельно их продольной оси. Применение ленточнопильных и круглопильных станков позволяет вести распиловку бревен параллельно образующей, т.е. по сбегу. При одинаковом расположении относительно вершинного торца бревна необрезные доски одинаковых толщин, выпиленные различными способами, будут иметь различную форму и объем. При этом выход из них обрезных прямоугольных пиломатериалов будет также различным.

Если исследуемая необрезная доска и получаемая из нее прямоугольная обрезная имеют одинаковую толщину и длину, то сравнение объемов можно вести по отношению их ширин

лобр. %=|моо% (1)

н. о.

где Лобр.% - объемный выход обрезной доски из необрезной, %; bo - ширина обрезной прямоугольной доски; bH.o. - средняя ширина исходной необрезной доски.

Исследуем зависимость изменения объемного выхода обрезных пиломатериалов из необрезных от способов распиловки бревен параллельно продольной оси и параллельно образующей.

В общем виде ширину обрезной прямоугольной доски bo для обоих способов распиловки рассчитывают по формуле

bo, =24r2-(em + 2rN)2 , (2)

где r - радиус бревна в вершине;

eeH.e.- расстояние от центра вершинного торца бревна до внутренней пласти исследуемой доски;

N = (а + ya)/2r - толщина выпиливаемой доски с припуском на усушку в долях вершинного диаметра бревна.

Среднюю ширину исходной необрезной доски при распиловке параллельно продольной оси бревна (первый способ) вычислим по следующим формулам:

- для бревен с формой ствола в виде усеченного параболоида

Ьн.о.1.„ = 2]0,5r2(K2+1)-(e.„+ Nrf , (3)

- для бревен с формой ствола в виде усеченного конуса

К.0 л, = 2^,5r(K + l)T_-(em+Nr)2 (4)

где К - коэффициент сбега бревна.

Сделаем некоторые выводы об объемном выходе обрезных пиломатериалов из необрезных, полученных в первом способе распиловки:

- при постоянном етм/г с увеличением толщины необрезной доски уменьшается ширина обрезной и увеличивается объем реек, поэтому объемный выход о б-резных пиломатериалов уменьшается. Например, при евнв /г = 0,45 и коэффициенте сбега бревна К = 1,15 с изменением толщины доски от 0,05с1 до 0,2с1 объемный

выход Лобр.у^ы) исследуемых досок, выпиленных из бревен с формой ствола усеченный параболоид, снизится от 87,5 до 61,3%, а соответствующий объемный выход 1„ б.р>/о\к) обрезных досок при форме ствола бревна - усеченный конус, снизится от 87,8 до 61,5%;

- с увеличением енв /г увеличивается коэффициент сбега необрезной доски и увеличивается объем реек при обрезке, поэтому объемный выход обрезных пиломатериалов уменьшается. Например, при распиловке бревна с коэффициентом сбега К = 1,3 на доски толщиной 0,15^ при изменении величины евн. в /г = 0,05 до енв /г = 0,45 коэффициенты сбега необрезных досок изменяются соответственно от Кдл = 1,304 до Кд х = 1,397, при этом объемный выход

Лобр.ощп) (усеченный параболоид) снизится от 82,0 до 66,6%, а объемный выход

Лобр.у^к) (усеченный конус) снизится от 82,7 до 67,4%;

- с увеличением коэффициента сбега исходного бревна увеличивается коэффициент сбега необрезной доски, а объемный выход обрезных пиломатериалов уменьшается. Например, при выпиливании необрезных досок толщиной 0,25^ при енв /г = 0,25 с увеличением коэффициентов сбега бревен от К = 1,05 до К = 1,45 коэффициенты сбега соответствующих необрезных досок изменяются от Кдл = 1,058 до К0 | = 1,511, а объемный выход обрезных пиломатериалов

г1обрщ\п) (усеченный параболоид) снижается от 73,8 до 58,0%; объемный выход

Лобрщхк) (усеченный конус) снижается от 73,9 до 59,1%;

- с увеличением диаметра бревна в вершине уменьшается величина отношения к нему толщины доски и уменьшается относительный объем реек, поэтому выход обрезных пиломатериалов увеличивается. Например, при выпиливании досок толщиной 32 мм при евНвв /г = 0,3 из бревен с коэффициентом сбега К = 1,35 при изменении диаметров бревен от 20 до 50 см величина отношения толщины доски к диаметру бревна изменяется от 0,16 до 0,064, а исследуемый объемный выход обрезных пиломатериалов Лобр.^ы) соответственно увеличивается

от 71,6 до 79,9%; объемный выход обрезных пиломатериалов Лобр.щы) увеличивается от 72,6 до 80,9%.

Среднюю ширину необрезной доски при распиловке параллельно образующей бревна (второй способ) вычисляют по следующим формулам:

- для бревен с формой ствола в виде усеченного параболоида

- для бревен с формой ствола в виде усеченного конуса

Ън.о2.к=2V (\МК + \)1-+ 0,5г К-\+Нг I ^ (6)

или ^ = 2д/ (),5г ^ + +0,5г «Т + Г-г + Мг * (7)

Сделаем некоторые выводы об объемном выходе обрезных пиломатериалов из необрезных, полученных во втором способе распиловки:

- при постоянном расстоянии от центра вершинного торца бревна до внутренней пласти выпиливаемой доски с увеличением толщины необрезной доски уменьшается ширина обрезной и необрезной, увеличивается объем реек, а объемный выход обрезных пиломатериалов уменьшается. Например, при бек е /г = 0,45 и коэффициенте сбега бревна К = 1,15 с изменением толщины доски

от 0,05б/ до 0,2б/ объемный выход обрезных досок Цо2п (форма ствола бревна -

усеченный параболоид) снизится от 91,8 до 66,3%, а г}0.2к. (форма ствола бревна -усеченный конус) снизится от 91,9 до 66,4%;

- с увеличением с8н^г уменьшается коэффициент сбега необрезной доски, уменьшаются ее ширина и объем, а также ширина и объем обрезной доски, уменьшается объемный выход обрезных пиломатериалов. Например, при распиловке бревна с коэффициентом сбега К = 1,3 на доски толщиной 0,15^ при изменении величины евн.в /г = 0,05 до евн.в /г = 0,45 коэффициенты сбега необрезных досок изменяются от Кд2 = 1,238 до Кд2 = 1,18, а объемный выход обрезных

пиломатериалов г!0.2п. (усеченный параболоид) снизится от 85,0 до 75,5%, объемный выход обрезных пиломатериалов т10.2к. (усеченный конус) снизится от 85,5 ДО 75,9%;

- с увеличением коэффициента сбега исходного бревна увеличивается коэффициент сбега необрезной доски, а объемный выход обрезных пиломатериалов уменьшается. Например, при выпиливании необрезных досок толщиной 0,25^ при евн.в /г = 0,25 с увеличением коэффициентов сбега бревен от К = 1,05 до К = 1,45 коэффициенты сбега соответствующих необрезных досок изменяются от

Кд2 = 1,036 ДО Кд2 ~ 1,286, а объемный выход обрезных пиломатериалов Ло.2п., выработанных из них, снижается от 75,12 до 66,3%, соответственно объемный

выход пиломатериалов Л0.2к. снижается от 75,13 до 67,0%;

- с увеличением диаметра бревна уменьшается величина отношения толщины доски к диаметру бревна в вершине и уменьшается относительный объем реек, поэтому выход обрезных пиломатериалов увеличивается. Например, при выпиливании досок толщиной 32 мм при евн.в /г = 0,3 из бревен с коэффициентом сбегав = 1,35 при изменении диаметров бревен от 20 до 50 см объемный выход

обрезных пиломатериалов 70.2и. увеличивается от 78,8 до 85,9%, соответственно

объемный выход 170.2к. увеличивается от 79,4 до 86,6%.

Отметим, что так же, как и при распиловке бревна параллельно продольной оси, во втором способе распиловки объемный выход обрезных пиломатериалов из необрезных, полученных при раскрое бревен с формой ствола усеченный конус, несколько выше, чем при раскрое бревен, имеющих форму ствола - усечен-

ный параболоид. Это можно объяснить несколько большим объемом сбеговой зоны необрезных досок, выпиленных из бревен с формой ствола усеченный параболоид, который при выработке обрезных пиломатериалов переходит в рейки.

Следует отметить, что во втором способе при распиловке бревен с большим коэффициентом сбега на доски толщиной не более 0,Ы, с увеличением енв /г наблюдается повышение объемного выхода обрезных пиломатериалов из необрезных. Например, в случае распиловки бревна, имеющего форму ствола в виде усеченного параболоида, с коэффициентом сбега К = 1,5 на доски толщиной 0,05^ при значениях енв = 0, енв /г = 0,1, енв /г = 0,2, енв /г = 0,3 величина объемного выхода обрезных пиломатериалов из необрезных будет соответственно принимать значения 80,72, 81,52, 82,11, 82,48%, достигая максимума при енв /г = 0,38...0,387 соответственно - 82,59%.

У бревен с формой ствола в виде усеченного конуса для указанных выше условий величина объемного выхода обрезных пиломатериалов из необрезных будет соответственно принимать значения 81,99, 82,73, 83,27, 83,58%, достигая максимума при ен в/г = 0,36.0,37 соответственно - 83,64%.

Относительную разность объемного выхода обрезных пиломатериалов из соответствующих необрезных, полученных в обоих способах распиловки вычисляют по формуле

РоМ = К*~КлЮ0%. (8)

"о.1

где У0.2 - объем обрезной доски во втором способе распиловки бревна; ¥оЛ - объем обрезной доски в первом способе распиловки бревна.

При распиловке бревен сравниваемыми способами относительная разность объемного выхода обрезных пиломатериалов из необрезных может составлять значительную величину. Например, при распиловке бревна с коэффициентом сбега К = 1,25 на доски толщиной 0,1d при изменении расстояния от центра вершинного торца бревна до внутренней пласти доски ен в /г = 0.0,6 относительная разность объемного выхода обрезных пиломатериалов из необрезных изменяется: для бревен с формой ствола усеченный параболоид - от 1,7 до 15,9%; для бревен с формой ствола усеченный конус - от 1,6 до 15,1%.

Проведенные исследования указывают на то, что предприятиям, вырабатывающим длинномерные обрезные пиломатериалы, заготовки и детали, экономически выгодно вести распиловку бревен параллельно образующей.