Планирование раскроя пиловочного сырья

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет Кафедра лесопильно-строгальных производств Ерёмина Татьяна Николаевна

Факультет МТД курс II группа 1

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств

Руководитель проекта

Царева М.М.

Архангельск

Введение

Раскрой пиловочного сырья — важнейшая операция технологического процесса лесопильного производства. От правильности раскроя зависит количество и качество получаемых пиломатериалов, а также соответствие их размеров и сортов спецификациям.

Рациональный раскрой пиловочного сырья предусматривает:

1. получение из данного количества сырья наибольшее количество пиломатериалов;

2. получение пиломатериалов наилучшего качества;

3. соответствие выпиливаемой пилопродукции по размерам и качеству заданной спецификации.

Соблюдение этих трех условий обеспечивает получение наилучших показателей по количественному, качественному и спецификационному выходу пилопродукции.

Выход пилопродукции Объемный выход. Объемным выходом называется выраженное в процентах отношение номинального объема выпиленных пиломатериалов к объему сырья.

Количественный выход. Качество получаемой пилопродукции зависит от качества распиливаемого сырья и от комбинации досок различных размеров в разных частях или зонах бревна. Качественный выход определяется сортностью получаемых пиломатериалов, каждому сорту присвоен определенный коеффициент.

Спецификационный выход. При нормальной работе лесопильный завод выпиливает пиломатериалы определенных размеров и сортов по определенной, заранее заданной спецификации и по соответственно разработанному плану распиловки.

Суммарное количество перепилов и недопилов в процентах к общему объему выработанных пиломатериалов показывает степень отклонения от заданной спецификации и характеризует спецификационный выход.

План раскроя бревен

Рациональное использование сырья и получение пилопродукции определенных размеров и качества вызывают четкое планирование распиловок на каждом лесопильном предприятии. Такой план распиловки с точным указанием поставов, которые применяются на каждый диаметр бревен, составленный на определенный период времени и определяющий поразмерный и посортный выход пилопродукции, называется планом раскроя бревен, или распиловочным планом.

Необходимость составления плана раскроя бревен возникает в тех случаях, когда предприятию дается задание на выработку пиломатериалов целевого назначения, определенных размеров и сортности.

1. ПЛАНИРОВАНИЕ РАСКРОЯ ПИЛОВОЧНОГО СЫРЬЯ

1.1 Обработка спецификации сырья

Целью обработки спецификации сырья является нахождение количества брёвен каждого диаметра, среднего объёма бревен и среднего диаметра брёвен.

Средний объём бревна, м3,

(1)

где Qзад — объём сырья по спецификации, м3;

nc — общее число брёвен по заданию, шт.;

.

Средний диаметр бревна dср заданного сырья, см,

(2)

где d1, d2,…, di — диаметр вершинного торца бревна i-й толщины, см;

n1, n2,…, ni — число брёвен i-й толщины, шт.;

1.2 Обработка спецификации пиломатериалов

Обработка спецификации заключается в определении средней ширины (bср) и средней толщины (аср) пиломатериалов по заданию:

(3)

(4)

где Vзад — объём пиломатериалов по заданию, м3;

b1, b2, …, bi — ширина пиломатериалов, мм;

V1ш, V2ш, …, Viш — объём пиломатериалов соответствующей ширины, м3;

a1, a2, …, ai — толщина пиломатериалов, мм;

V1т, V2т, …, Viт — объём пиломатериалов соответствующей толщины, м3.

Таблица 2 — Спецификация пиломатериалов

;

.

1.3 Определение ожидаемого теоретического объемного выхода пиломатериалов

Средний ожидаемый теоретический объёмный выход пиломатериалов, определяется по формуле:

(5)

где Р1, Р2 ,…, Рn — объём сырья, распиливаемого на выбранном типе бревнопильного оборудования в процентах;

О1,О2 ,…, Оn — расчётный объёмный выход пиломатериалов для выбранного типа бревнопильного оборудования, %.

В свою очередь, расчётный объёмный выход пиломатериалов определяется исходя из нормативных данных с учётом размерно-качественной характеристики сырья и применяемого типа бревнопильного оборудования по формуле:

(6)

где Р'1, Р'2 ,…, Р’n — состав сырья по сортности для средних и крупных брёвен по заданию, %;

О'1, О'2 ,…, О’n — нормативный объёмный выход пиломатериалов (без учёта обапола); определяется в зависимости от выбранного бревнопильного оборудования, размеров и качества сырья, распиливаемого на нём.

В зависимости от типа бревнопильного оборудования распиловку сырья в расчётах можно определить следующим образом:

на ЛАПБ d = 14…18 см;

на лесопильных рамах d?20 см.

Находим расчётный объёмный выход пиломатериалов для каждого потока:

для ЛАПБ (d = 14…18 см)

;

для лесопильных рам:

при d = 20…24 см (средние брёвна)

;

при d? 26 см (крупные брёвна)

.

Таким образом, средний ожидаемый теоретический объёмный выход из всего распиленного сырья:

1.4 Определение коэффициента выхода по сортности пиломатериалов

Коэффициент выхода по сортности показывает отношение объёма пиломатериалов заданных сортов к общему объёму пиломатериалов, который необходимо выпилить.

Коэффициент выхода по сортности определяется с учётом породы древесины, размерно-качественной характеристики сырья и заданной сортности пиломатериалов:

(7)

где Кср — коэффициент выхода по сортности для средних брёвен (d = 14…24 см);

Qср — объём сырья средних размеров по спецификации, м3 или %;

Ккр — коэффициент выхода по сортности для крупных брёвен (d? 26 см);

Qкр — объём сырья крупных размеров по спецификации, м3 или %.

Коэффициенты выхода по сортности в зависимости от размеров сырья определяется по формулам:

; (8)

(9)

где Р1ср, Р2ср, Р3ср — посортный состав среднего сырья, %;

Р1кр, Р2кр, Р3кр — посортный состав крупного сырья, %;

К1ср, К2ср, …, К2кр, К3кр — коэффициент выхода пиломатериалов заданного качества из брёвен соответственно средних и крупных размеров; определяется как сумма коэффициентов по сортности для заданных сортов пиломатериалов.

;

;

;

;

;

;

;

;

.

1.5 Проверка возможности выполнения спецификации пиломатериалов

Возможность размерного выполнения спецификации пиломатериалов из заданного сырья можно проверить, используя метод Г. Д. Власова.

Определяют потребный диаметр сырья (dпотр) для выполнения спецификации на пиломатериалы и сравнивают со средним диаметром dср, определённым из спецификации сырья. Спецификация выполнима, если dпотр? dср.

Потребный диаметр определяется по формуле:

(10)

где K? с — коэффициент брусовки по сырью, K? с =370/805= 0,46;

При выборе толщины выпиливаемого бруса руководствуемся основными теоретическими положениями: оптимальная толщина бруса, а = 0,71d, предельная

а = (0,6…0,8)d. Принимаем, а = 0,76d. Тогда ?' =0,665

;

1,01

;

16,6 см < 18,5 см.

Спецификация выполнима.

Исходя из заданного объема сырья, по спецификации определяем объемы пиломатериалов заданного качества:

ожидаемый

; (11)

потребный

. (12)

В нашем случае:

?329м3;

? 805 м³.

Проверка показывает, что при данном объёме и качестве сырья, а также требуемой сортности пиломатериалов спецификация не выполнима.

1.6 Составление схемы раскроя сырья

К ведущим сечениям относим 75×100; 50×175; 50×125; 40×125; 32×100. При недостатке толстых досок к ведущим размерам добавляются тонкие пиломатериалы, в первую очередь более широкие, ширина которых имеется и в толстых пиломатериалах заданной спецификации. Распределение сырья ведется из расчета выпиловки пиломатериалов ведущих размеров.

Все расчёты по распределению сырья сводим в таблицу 3.

Таблица 3- Распределение сырья

1.7 Расчёт количества пиломатериалов, подлежащих выпиловке

пиломатериал выпиловка сортность

Расчет сводится к заполнению таблицы 4. Исходя из спецификации материалов в таблицу заносятся все сечения и объёмы досок, начиная с самых толстых и широких.

Таблица 4- Количество пиломатериалов, подлежащих выпиловке.

1.8 Составление плана раскроя сырья

Одновременно составляем поставы и ведём план раскроя сырья, основываясь на спецификации сырья и пиломатериалов. Все расчёты сведены в таблицу 5.

План раскроя представляет собой совокупность поставов и обеспечивает выполнение спецификации пиломатериалов при определенном количестве и качестве сырья. Абсолютно точно по всем размерам спецификацию пиломатериалов выполнить трудно. Считается нормальным, если отклонение не превышает 10%. После составления плана раскроя (таблица 6) подводятся итоги выполнения спецификации. По каждому сечению подсчитывается количество выпиленных пиломатериалов, полученных сверх задания и недовыполненное, которое определяется как разность между количеством пиломатериалов, подлежащих выпиловке, и количеством выпиленных пиломатериалов.

1.9 Оценка выполнения задания

Спецификации сырья и пиломатериалов изменились. Все изменения внесены в таблицы 7, 8 .

Таблица 7- Спецификация сырья, использованного для выполнения задания.

В связи с изменением спецификации сырья изменились и средние объём и диаметр брёвен.

;

Таблица 8 — Спецификация пиломатериалов для выполнения задания

;

.

1.9.1 Объёмный выход пиломатериалов

Объёмный выход пиломатериалов (%) определяется исходя из фактически распиленного сырья (Qс) и объёма выпиленных пиломатериалов (Qп/м).

(13)

1.9.2 Спецификационный выход пиломатериалов

О = %; (14)

% = 95,65%? 90%

Спецификационный выход удовлетворяет условию (%).

1.9.3 Посортный состав пиломатериалов

Процентное содержание пиломатериалов каждого сорта определяется исходя из нормативов посортных выходов.

; (15)

%

%

%

%

1.9.4 Определение ценностного коэффициента сортности

Средний ценностный коэффициент сортности характеризует качество полученных пиломатериалов:

(16)

где — ценностный коэффициент в зависимости от сорта, назначения пиломатериалов и породы древесины;

— посортный состав пиломатериалов, %.

Вывод

· Ожидаемый теоретический объёмный выход пиломатериалов (53,2%) меньше объёмного выхода пиломатериалов (53,78%) на 0,58% изза малой обрезки.

· Средний диаметр сырья уменьшился на 0,09 см, т.к. добавили в спецификацию бревна малого диаметра (d=14).

· Спецификационный выход составляет 95,65%, что соответствует требованиям раскроя. Спецификацию выполнила.

· Спецификация сырья изменилась, т.к. сырья для выпиловки требуемых сечений не хватило. Были сделаны дополнительные закупки бревен диаметром 14 см в количестве 100 штук.

· Средний ценностный коэффициент сортности = 1,1, что соответствует 3 сорту досок длиной 1,0 м и выше по ГОСТ 8486–86.

· Правильно составлены поставы.

Список использованных источников

1 Ваенский Н. Н. Составление плана раскроя пиловочного сырья: Методические указания к курсовому проектированию. — Архангельск: РИО АЛТИ, 1989. 32с.

2 Клыков К. С. Нормативно-справочные материалы по технологии лесопильно-деревообрабатывающих производств: Методические указания к курсовому проектированию. — Архангельск: РИО АЛТИ, 1992. 28с.

3 ГОСТ 2708–75 «Лесоматериалы круглые. Таблицы объемов».

4 Лесное производство. Изд. 4-е, переработанное и дополненное. Песоцкий А. Н. Издательство «Лесная промышленность», 1970, стр. 432.

5 Справочник по лесопилению/Ю.А. Варфоломеев, и др. Под ред. Копейкина.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: «Экология», 1991.-496с.

6 Технология пиломатериалов. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп., Аксенов П. П. и др., «Лесная промышленность», 1976, с. 480.