Составление поставов.

Расчёт постава осуществляем графическим методом по графикам Титкова Г.Г. и Аксёнова П. П.

Постав 1

Диаметр бревна d = 36 см; длина бревна L = 5,5 м; распиловка с брусовкой, сосна.

Первый проход

Определение предельного обхвата бревна:

;

где: D - диаметр бревна в комле, см; d - диаметр бревна в вершине, см; b_min - минимальная ширина доски, см; L - длина доски, м; l - минимальная длина до6ски, м; D = d + S·L = 36 + 1·5,5 = 41,5 см, По ГОСТ 24454-80; b_min = 75 мм; l_min = 1 м.

мм

В центр постава устанавливаем брус толщиной 275 мм.

Расход ширины постава при выпиловке бруса.

Е_бр = Н+У_н+2·р

где Н - ширина бруса, мм.

Ун - усушка, мм.

р - ширина пропила, мм.

Е_бр = 275+6,5+2·3,6=287,7 мм.

Остаток допускаемой величины постава, из которого выпиливаются боковые доски:

Е_ост=Е_пред - Е_бр

Е_ост = 398,6 - 287,7=110,9 мм.

Боковые доски устанавливаем в постав симметрично относительно пластей бруса. Подбором определяем, что в остаток постава можно установить две доски толщиной 25 мм и 2 доски - 22 мм.

Расход ширины постава на боковые доски:

Е_бок = h_i·n_i + У_i·n_i + p·n

где h_i - толщина боковых досок, мм;

У_i - усушка на боковые доски, мм;

n_i - количество досок одинаковой толщины, шт;

n - общее количество боковых досок, шт.

Е_бок = 25·2 + 22·2 + 0,8·2 + 0,7·2 + 43,6 = 111,4 мм.

Полный расход ширины постава первого прохода:

Е₁ = Е_бр + Е_бок = 287,7 + 111,4 = 399,1 мм.

Полученный постав первого прохода.

22 - 25 - 275 - 25 - 22

Второй проход

Определим ширину пласта бруса по графику-квадранту на пересечении окружности вершинного диаметра и половины расхода ширины постава на брус.

По графику эта величина составляет 214,6 мм. Количество досок толщиной 40 мм., которые можно выпилить из бруса, укрупнено можно из соотношения - 214,6: 40 = 5,365 шт., следовательно, в постав можно установить 5 досок толщиной 40 мм. Расход ширины постава

Е₄₀ = 40·5 + 1,2·5 + 6·3,6 = 227,6 мм.

Остаток допускаемой величины постава, из которого выпиливаются боковые доски:

Е_ост = 398,6 - 227,6=171 мм.

В оставшуюся часть постава можно установить 4 доски толщиной 25 мм, 2 доски - 25 мм и 2 доски - 19 мм.

Расход ширины постава на боковые доски:

Е_бок = 25·4 + 22·2 + 0,8·2 + 0,6·2 + 63,6 = 168,4мм.

Полный расход ширины постава второго прохода:

Е₂ = Е_бр + Е_бок = 227,6 + 168,4 = 395,4 мм.

Полученный постав первого прохода.

22 - 25 - 25·2 - 40 - 40 - 40 - 40 - 40 - 25·2 - 25 - 22

Аналогичным способом осуществляется составление поставов для других диаметров.

Расчет поставов.

Расчёт поставов проводится по графику-квадранту.

Определение размеров досок лежащих в пифагорической зоне:

мм;

где: D - диаметр бревна в комле, см;

d - диаметр бревна в вершине, см.

Расход ширины постава на одну доску

Сердцевинная доска или брус (в нечетном поставе)

R_с = h_с + У_с

Центральная доска (в нечетном поставе)

R_ц = 0,5·Р + h_ц + у_ц

Боковая доска

R_б = Р + h_б + у_б

Ширина доски определяется по графику-квадранту на пересечении расхода ширины полупостава (расстояние от оси до наружной части доски) и окружности вершинного диаметра бревна. Длина таких досок равна длине бревна. Крайние боковые доски получаются укороченными, и сначала задается их ширина из спецификации с припуском на усушку, а затем определяем их длину по графику-квадранту, учитывая что расстояние между соседними окружностями равно длине доски 1м.

Во втором проходе ширина досок, выпиливаемых из пласти бруса равна толщине бруса. Длина этих досок равна длине бревна. Размеры боковых досок определяем по выше приведенной методике.

Первый проход:

Ширина доски

b₁²⁵ = 93 мм, b₁^ст = 100 мм, L=5,5 м

b₁²² = 96 мм, b₁^ст = 100 мм, L=1,0 м

Второй проход

b₂⁴⁰ = 287,7 мм, b₁^ст = 275 мм, L=5,5 м

b₂²⁵ = 106 мм, b₁^ст = 100 мм, L=5,5 м

b₂²² = 97 мм, b₁^ст = 100 мм, L=1,0 м

Определение объёма досок

q = n·h·b·l

где: n - количество досок, шт; h - высота доски, м; b - ширина доски, м; l - длина доски, м.

q = 2·0,025·0,1·5,5 = 0,0275 м³

q = 2·0,022·0,1·1 = 0,0044 м³

q = 5·0,04·0,275·5,5 = 0,3025 м³

q = 6·0,025·0,1·5,5 = 0,0825 м³

q = 2·0,022·0,1·1 = 0,0044 м³

Для остальных диаметров расчёт поставов приведён в таблице 3.

Таблица 3

Таблица 4

ПЛАН РАСКРОЯ СЫРЬЯ

5. Составление баланса пиловочного сырья

Баланс древесины в лесопилении складывается из объёмного выхода основной пилопродукции, щепы, опилок, а также потерь на усушку и распил.

Таблица 6

БАЛАНС ДРЕВЕСИНЫ

Средний объём пиломатериалов определяется по формуле:

Расчёт объёма опилок

Q_{оп i} = Q_оп¹ + Q_оп² + Q_оj + Q_ок, м³

Объём опилок, полученных при обрезке досок:

Q_оj = h_ср·l_ср·p_об·2·n_об, м³

Объём опилок, полученных при торцовке досок:

Q_ок = h_ср·В_ср·p_т·2·n_тор, м³

Распиловка с брусовкой

Q¹_{оп i} = 0,63·d_ср·z·l¹_ср·p, м³

Q²_{оп i} = 0,95·Н_бр·z·l²_пр·p, м³

где: d_ср - диаметр бревна по середине его длины, м;

Н_{бр -} толщина бруса, м;

z - количество пропилов;

l_пр - длина пропила, м;

p - ширина пропила, м.

h_ср, l_ср, В_ср - средняя толщина, длина и ширина досок, мм;

р_об - ширина пропила при обрезке досок, м (0,0045);

n_об - количество досок, подвергающихся обрезке, шт;

р_т - ширина пропила торцовочного станка, м (0,005);

n_т - количество досок, подвергающихся торцовке, шт;

Объём опилок для постава № 1

Q_оп¹₁ = 0,63·0,3875·6·4·0,0036 = 0,0211 м³

Q_оп²₁ = 0,95·0,287·12·4,75·0,0036 = 0,05458 м³

Q_оj = 0,0238·3,7·0,0045·2·5 = 0,00396 м³

Q_ок = 0,022·0,1·0,005·1·4 = 0,00044 м³

Q_{оп 1} = 0,0211 + 0,05458 + 0,00396 + 0,00044 = 0,079684 м³

Аналогично рассчитываем объём опилок для других поставов.

Q_{оп 2} =0,053922 м³; Q_{оп 3} = 0,047478 м³; Q_{оп 4} = 0,051911 м³;

Q_{оп 5} = 0,0372 м³; Q_{оп 6} = 0,031174 м³; Q_{оп 7} = 0,037041 м³;

Q_{оп 8} = 0,037475 м³; Q_{оп 9} = 0,030944 м³; Q_{оп 10} = 0,030935м³;

Q_{оп 11} = 0,02016 м³; Q_{оп 12} = 0,022816 м³;

Объём опилок в процентном отношении:

, %

%; %;

%; %;

%; %

%; %;

%; %;

%; %;

Средний объем опилок: %

Процентное содержание щепы в балансе древесины

Т_i = 100 - (V_i + О_пi + П_i + То_i), %

Т₁ = 100 - (62,9 + 11,9 + 2,3 + 6) = 16,9 %

Т₂ = 100 - (60 + 10,2 + 2,3 + 6) = 21,5 %

Т₃ = 100 - (63 + 11,6 + 2,3 + 6) = 17,1 %

Т₄ = 100 - (64 + 12,7 + 2,3 + 6) = 15 %

Т₅ = 100 - (59,2 + 12,4 + 2,3 + 6) = 20,1 %

Т₆ = 100 - (63,9 + 10,4 + 2,3 + 6) = 17,4 %

Т₇ = 100 - (61,9 + 12,3 + 2,3 + 6) = 17,5 %

Т₈ = 100 - (60,7 + 12,5 + 2,3 + 6) = 18,5 %

Т₉ = 100 - (56,2 + 14,7 + 2,3 + 6) = 20,8 %

Т₁₀ = 100 - (54,2 + 14,7 + 2,3 + 6) = 22,8 %

Т₁₁ = 100 - (58,5 + 14,4 + 2,3 + 6) = 18,8 %

Т₁₂ = 100 - (52,8 + 16,3 + 2,3 + 6) = 22,6 %

Т_ср = 100 - (58,54 + 13,71 + 2,3 + 6) = 19,45 %

6. Расчёт производительности и количества оборудования в технологическом потоке производства пиломатериалов

Выбор оборудования

Ритм работы бревнопильных станков определяется временем, необходимым для распиловки бревна по поставу (мин).

,

где: Д_i - подача за один оборот коленчатого вала, мм/об;

L_i - длина бревна, м;

n - частота вращения коленчатого вала, мин - ¹;

К_m - коэффициент использования машинного времени;

Ритм работы головного оборудования

Таблица 10

Количество потребного количества оборудования в любой операции процесса зависит от ритма головного оборудования и определяется по формуле:

,

где: С_i - потребное количество станков для выполнения операции, шт;

t_{оп i} - затраты времени на выполнение работ по поставу, мин;

,

где Q _{пост i} - объём работ по данной операции по поставу;

для обрезного станка

Q _пост - суммарная длина досок в м, поступающих с одного постава на обрезку;

для торцовочного станка

Q _пост - суммарная количество досок в шт., поступающих с одного постава на торцовку;

А _ст - производительность обрезного или торцовочного станков, соответственно, м/мин или шт/мин;

Производительность обрезного станка, м/мин

А_ст = U·K_м,

где: U - скорость подачи, м/мин;

К_м - коэффициент машинного времени станка, определяемый по формуле:

,

где: l_ср - средняя длина доски, м;

t_b - неперекрытое вспомогательное время выполнения операции обрезки 2 с;

Производительность:

А_ст1 = 80·0,58 = 46,4 м/мин; А_ст2 = 80·0,55 = 44 м/мин;

А_ст3 = 80·0,54 = 43,2 м/мин; А_ст4 = 80·0,58 = 46,4 м/мин;

А_ст5 = 80·0,56 = 44,8 м/мин; А_ст6 = 80·0,56 = 44,8 м/мин;

А_ст7 = 80·0,6 = 48 м/мин; А_ст8 = 80·0,6 = 48 м/мин;

А_ст9 = 80·0,62 = 49,6 м/мин; А_ст10 = 80·0,51 = 40,8 м/мин;

А_ст11 = 80·0,48 = 38,4 м/мин; А_ст12 = 80·0,48 = 38,4 м/мин;

Количество потребного оборудования:

,

где: С_i - потребное количество станков для выполнения операций, шт;

t_опi - затраты времени на выполнение работ по поставу, мин.

Затраты времени на выполнение работ по поставу определяются по формуле:

,

где: Q_пост - объём работ по поставу, м; A_ст - производительность станка в тех же единицах измерения в минуту, м/мин;

Затраты времени на выполнение работ, мин;

мин; мин; мин;

мин; мин; мин;

мин; мин; мин;

мин; мин; мин;

Потребное количество станков для выполнения операции, шт;

Таблица 11

Расчёт количества обрезных станков в лесопильном потоке Ц2Д - 7А

Процент загрузки станка:

Производительность торцовочного станка, м/мин

где t_ц - время на выполнение операции торцовки (8 с.)

шт/мин;

Затраты времени на выполнение работ, мин;

мин; мин;

мин;

мин; мин;

Потребное количество станков для выполнения операции, шт;

Таблица 12

Расчёт количества торцовочных станков в лесопильном потоке ЦКБ-40-1

Процент загрузки станка:

%

8. Расчёт количества оборудования для переработки кусковых отходов на технологическую щепу