Контрольная работа по "Лесопиление"

    СОСТАВЛЕНИЕ И РАСЧЕТ ПОСТАВОВ 

    Постав  - это набор межпильных и зажимных прокладок, которые устанавливаются  в пильную рамку для получения  пиломатериалов заданной толщины.

    Составить (подобрать) постав значит определить оптимальные размеры досок по толщине, обеспечивающее рациональное использование поперечного сечения диаметра бревна  в различных способах раскроя. 

    Найдем  комлевой  диаметр бревна 

    D=d+S*L          (1)

    где, D – диаметр в комле

    d – диаметр в верхней части комля

    S – сбег

    L -  длина ствола 

    D₁=d₁+S*L= 30+1,18*4,0=34,72 см

    D₂=d₂+S*L = 32+1,35*4,0 = 37,4 см

    D₃=d₃+S*L = 34+ 1,45*4,0 = 39,8 см 

    Находим объем бревна

              (2) 

     0,33м³

     0,38м³

     0,43м³ 

    Находим предельный обхват диаметра бревна поставом.

    Епред =        (3)

    где b- минимальная ширина доски

      lmin – минимальная длина доски

    Епред₁ = = = 0,321 м

    Епред₂ = = = 0,358 м

    Епред₃ = = =0,402 м

    Подбираем постав первого прохода 

    Определяем  толщину бруса

    Нбр = (0,6 ÷0,8)d         (4) 
 

    Нбр₁ = (0,6 ÷0,8)d₁= 180÷240 мм        Нбр₁^ст =225 мм

    Нбр₂ = (0,6 ÷0,8)d₂ = 192÷256 мм       Нбр₂^ст =225 мм

    Нбр₃ = (0,6 ÷0,8)d₃ = 204 ÷272 мм      Нбр₃^ст =225 мм 

    Определяем  размеры первой пары боковых досок 

    С¹ = Нбр /2 +У/2 +Р        (5)

    где У – усушка

    Р – ширина пропила

    С¹₁₍₃₀₎ = Нбр /2 +У/2 +Р= 210/2+ 10,5/2+3,4=113,65 мм

    С¹₁₍₃₂₎ = Нбр /2 +У/2 +Р=210/2+ 10,5/2+3,4=113,65 мм

      С¹₁₍₃₄₎ = Нбр /2 +У/2 +Р=210/2+ 10,5/2+3,4=113,65 мм

      По графикам определяем толщину  пиломатериалов 

     = 28мм           = 25 мм

     = 34мм            = 32 мм

     = 41 мм      = 40 мм

    Определяем  размеры второй пары боковых досок. 

    С¹₂ = С¹₁+ +У¹ + Р        (6) 

    С¹₂₍₃₀₎ = 113,65+ 25+1,3 + 3,4=143,35 мм

    С¹₂₍₃₂₎ = 113,65+ 32+1,6 + 3,4=150,65 мм

    С¹₂₍₃₄₎ = 113,65+ 40+2 + 3,4=159,05 мм 

     = 16 мм      = 16 

    Определяем  размеры третьей пары боковых досок.

    С¹₃₍₃₄₎ = 159,05+ 16+0,8 + 3,4=179,25 мм 
 

    Первый  проход имеет вид

    I(30)    25-210-25

    I(32)    32-210-32

    I(34)    16-40-210-40-16 
 

    Подбираем постав второго прохода 

    Определяем  величину пропиленной части бруса 

             (7)

     203,42 мм

     231,9 мм

     258,8 мм 

    Определяем  количество толстых досок в пропиленной  части бруса.

     60 мм                   60 мм                       60мм 

    n= Епр/h_тол          (8) 

    n₂₆= Епр/h_тол = 203,42/60=3 шт

    n₂₈= Епр/h_тол = 231,9/60= 3 шт

    n₃₀= Епр/h_тол = 258,8/60 = 4 шт 
 
 

    Етол = h_тол *n+У*n+P(n+1)       (9) 

    Етол₍₃₀₎ = 60 *3+10,5*3+3,4(3+1)=225,1 мм

    Етол₍₃₂₎ = 60 *3+10,5*3+3,4(3+1)=225,1 мм

      Етол₍₃₄₎ = 60 *4+10,5*4+3,4(4+1)= 299 мм 

    Установив первую пару боковых досок во втором проходе, определяем их толщину. 

    С²₁ =Етол/2          (10) 

    С²₁₍₃₀₎ = 225,1/2=112,55 мм

    С²₁₍₃₂₎ = 225,1/2=112,55 мм

    С²₁₍₃₄₎ = 299/2=149,5 мм 

     ' = 26мм           ' = 25мм

     ' = 33мм            ' = 32мм

     ' = 20 мм      ' = 19мм

    По  формуле 5 определяем размеры второй пары боковых досок.

    С²₂₍₃₀₎ = 112,55+ 25+1,3 + 3.4=142,25 мм

    С²₂₍₃₂₎ = 112,55+ 32+1,6 + 3.4=149,55 мм

    С²₂₍₃₄₎ = 149,5+ 19+0,9 + 3.4=172,8 мм

     ' = 26мм           ' = 25мм

     ' = 27мм            ' = 25мм

     ' = 17мм      ' = 16мм

    По  формуле 5 определяем размеры третьей  пары боковых досок.

    С²₃₍₂₆₎ = 97,6+ 25+1,1 + 3.4=127,1мм

    С²₃₍₂₈₎ = 97,6+ 25+1,1 + 3.4=127,1мм

    С²₃₍₃₀₎ = 129,3+ 16+0,8 + 3.4=149,5мм 

     ' = 17мм            ' = 16мм

    С²₄₍₂₈₎ = 127,1+ 16+0,8 + 3.4=147,3мм 

    Второй  проход имеет вид 

    II(26)    25-25-60-60-25-25

    II(28)   16- 25-25-60-60-25-25-16

    I(30)    16-25-60-60-60-25-16 
 
 

    Определяем  величину пифагорической  зоны бревна. 

    Епиф =         (11) 

    Епиф₂₆ = = =234 мм

    Епиф₂₈ = = =254 мм

    Епиф₃₀ = = = 274 мм 
 
 

    Определение размеров досок будем вести от центра к периферии

    Для первого прохода  вычислим расстояние от центра торца бревна до наружных пластей боковых досок (т.е полуобхват) 

    е¹= Нбр /2 +У/2 +Р+ +у_h       (12) 

    е¹₂₆= 200 /2 +6/2 +3,4+19+0,8=126,2 мм

    величина  полного обхвата наружных пластей досок будет  

    Е¹= е¹*2          (13) 

    Е¹₂₆= 126,2*2=252,4 мм

    Оптимальная длина этих досок будет равна 

               (14) 

     3,41м

    Ближайшее значение по стандарту l = 3,25м

    Оптимальная ширина этих досок будет равна  

             (15) 

     99мм

    Ближайшее значение по стандарту b = 100мм 

    Размеры досок для второго прохода  в основном определяются размерами  бруса

    За  пределом бруса размеры вычисляются  аналогично по формулам  11,12,13,14. 

    Расчет  постава на распиловку с брусовкой 

 
 
 
 
 
 
 
 

    Спецификация  сырья. 
 

 
 
 
 
 

    Спецификация  пиломатериалов. 

 

 

    

    Расчет  количества опилков.

    Расчет  опилков ведется по формуле 

    Vоп = Vоп(бр) + Vоп(д)        (16) 

где Vоп(бр) – объем опилок, получаемых при распиловке бревен, м³

              Vоп(д)  - объем, опилок, получаемых при обрезке досок, м³  

    Объем опилок, получаемых при распиловке бревен 

    Vоп(бр) = (0.65d_срz₁+0.95h₆z₂)Lt      (17) 

где d_ср = (d+D)/2- диаметр бревна посередине его длины,м

    h₆ – толщина бруса (распиловочный размер), м

    z₁ и z₂ – число пил на первом и соответственно на втором проходе

    L – длина бревна. м

    t – ширина пропила, м (равна 0,0034м) 

    d_ср(26) = (26+30,5)/2= 28,25см= 0,2825 м

    d_ср(28) = (28+32,5)/2= 30,25см= 0,3025 м

    d_ср(30) = (30+34,5)/2= 32,25см= 0,3225 м 

    Vоп(бр)₂₆ = (0.65*0,2825*4+0.95*0,2*7)*4,5*0,0034= 0,031 м³

    Vоп(бр)₂₈ = (0.65*0,3025*4+0.95*0,2*9)*4,5*0,0034= 0,038 м³

    Vоп(бр)₃₀ = (0.65*0,3225*6+0.95*0,2*8)*4,5*0,0034= 0,043м³ 

    Объем, опилок, получаемых при обрезке досок 

    Vоп(д) = 2*t_об *Σa_i*li*n_i         (18)

где a_i – толщина обрезных досок, м

    li – длина обрезных досок, м

    n_i – количество досок данной толщины и длины

    t_об = 0,0035 м – ширина пропила на обрезном станке. 

    Vоп(д)₂₆ = 2*0,0035 *(0,019*3,25*2+0,025*4,5*2)=0,0025м³

    Vоп(д)₂₈ = 2*0,0035 *(0,022*4*2+0,025*4*2+0,016*3,5*2)=0,0034м³

    Vоп(д)₃₀ = 2*0,0035 *(0,025*3,75*2+0,016*2,5*2+0,016*3,25*2)=0,0026м³ 
 

    По  формуле 16 определяем объем опилок

    Vоп ₂₆=(0,031+0,0025)*109000=3651,5 м³

    Vоп ₂₈=(0,038+0,0034)*84000=3477,6м³

    Vоп ₃₀=(0,043+0,0026)*103000=4696,8 м³ 
 

 

     Составление баланса раскроя пиловочного  сырья. 

    Баланс  раскроя древесины в лесопилении складывается из объемного выхода основной пилопродукции (обрезные и необрезные пиломатериалы, обапол, мелкие – тарные. Мебельные и другие заготовки), щепы, опилок а также потерь на усушку и распил ( т.е. безвозвратных отходов).

    Состав  компонентов баланса раскроя  древесины в зависимости от принятой технологии может быть различным. Некоторая  часть статей баланса (мелкая пилопродукция, обапол и др. )может видоизменяться или же вообще отсутствовать.

    Процентное  соотношение компонентов баланса раскроя тоже может изменяться  в зависимости от размерной и качественной характеристики пиловочного сырья, точности сортировки бревен, способов распиловки, охвата диаметра бревна и бруса поставами, точности ориентирования и базирования бревен и брусьев перед распиловкой, применяемых поставов, состояния оборудования и околорамной механизации, толщины пил, точности обрезки  и торцовки досок и др.

    Поэтому баланс раскроя древесины в проекте  составляется индивидуально для  каждой размерной группы бревен и средней для готовой программы по раскрою сырья.

    Баланс  раскроя составляется в процентном и объемном соотношении компонентов. 
 
 

    Баланс  древесины 

 

     Определение ценностных показателей  раскроя. 

    Распределение сырья по сортам.

 

    Определение средневзвешенного посортного выхода., %: 

               (19) 

где k_i – норматив выхода пиломатериала

    P_i – процентное содержание

     3,62

     10,0

     33,2 

    Норматив  выхода пиломатериала.

 

    ΣK=3.62+10+33.2=46.82 
 

    Нахождение  среднего ценностного коэффициента сортности пиломатериалов.

              (20)

    где

    G_i – ценностный коэффициент сортности

     0,77 
 

 

     Расчет производительности и количества оборудования в технологическом  потоке производства пиломатериалов.

    На  основании заданной спецификации пиловочного  сырья и обоснованного ранее  рационального способа раскроя выбираем оборудование, отвечающее условиям производства и обеспечивающее высокую производительность, комплексную переработку сырья, механизацию и автоматизацию операций, безопасные условия работы.

    Выбор типа оборудования определяется экономической целесообразностью его использования для переработки сырья определенных диаметров при заданном объеме производства, для раскроя низкокачественных бревен пораженных гнилью и имеющих кривизну, для определения пилопродукции определенного назначения и т.д. 
 

    ВЫБОР ЛЕСОПИЛЬНОЙ РАМЫ.

    Лесопильную раму лесопильную раму выбираем по ширине просвета пильной рамки. Которое  определяем по формуле 

    B= D+2e          (21) 

    где D – максимальный диаметр бревна (комлевой), см

    e = 5 см – величина зазора между стойками пильной рамки и комлевым торцом бревна.

    B= 34,5+2*5=44,5 см ≈50 см=500 мм.

    Нам подходит лесопильная рама типа РПМ-01.

    Параметры оборудования.

    Просвет пильной рамки, мм     650

    Величина хода пильной рамки,мм     410

    Толщина распиливаемых бревен(бруса),мм   55-

    Длина распиливаемого материала,м     3,5..9,5

    Наименьшая  толщина выпиливаемой доски, мм   16

    Наибольшее  количество пил в поставе,шт    10

    Частота вращения коленвала, мин^-1     210

    Величина  подачи, мм/об       от 1,6 до 23,4

    Установленная мощность кВт     30,0

    Габаритные  размеры,мм

          длина         6750

          ширина        2726

          высота       2810

    общая масса в кг       6190 

    Расчет  производительности лесопильной рамы, м³/см 

    A_i=Δi *n*T*Kp*Kм*q_i/(1000*L)    (22)

    где Δi – расчетная посылка, мм/об

    n – частота вращения коленвала

    Т – время смены (480 мин)

    L – длина бревна,м

    q_i – объем бревна i-ого диаметра, м³

    Кр  – коэффициент использования  рабочего времени 0,93

    Км  – коэффициент использования  машинного времени 0,93

       

    Расчет  посылки  по мощности привода лесопильной рамы, мм/об  

    ΔNi=         (23) 

    N_пр – мощность привода лесопильной рамы, кВт

    У=0,8 – коэффициент полезного действия лесопильной рамы

      р – ширина пропила 3,4 мм 

      Σh – сумма высот пропилов при распиловке бревен, мм

    При распиловке бревен  Σh=10d_ср Z₁*C для первого прохода:

    с – коэффициент постава для распиловки брусовки =0,65

    при распиловке брусьев  Σh₂=10Н_бр*Z₂

    Σh= Σh₁+ Σh₂

    Куд – удельная работа резанья древесины  

    Куд=К₁+         (24)  

    К₁ – постоянное давление передней грани зуба на древесину =3,5 кг/мм²

    К_р – поправочный коэффициент на затупления зубьев пил

    а_р – поправочный коэффициент =2,0

    р_з – удельное усилие на трение и деформацию задней грани зуба на 1 мм ширины лезвия 

    для хвойных =0,5

    для лиственных = 1,5

    h_max – максимальная высота пропила на середине длины бревна  

    h_max=          (25) 

где U_Z – величина подачи бревна на 1 зуб пилы =1,75

          р – ширина пропила

    h_max(26)= =0,2= 200 мм

    h_max(28)= = 0,227=227 мм