Составление поставов


  1. Составление поставов

1.1. Правила составления поставов.

Составить постав – это значит определить оптимальные размеры досок по толщине, обеспечивающие рациональное использование поперечного сечения диаметра брёвен в различных способах раскроя.

Основные правила составления  поставов:

- поставы должны быть симметричными относительно центра бревна;

- толщины досок от  оси бревна к его периферии  должны уменьшаться;

- не следует в одном поставе предусматривать выпиловку досок, толщина которых отличается меньше, чем на 5 мм;

- на краю постава не  предусматривать выпиловку более  двух тонких досок (19, 16 мм) при  раскрое брёвен на лесопильных  рамах;

- из брёвен диаметрами 42 см и более выпиливать два  или три бруса;

- начинать составление  поставов следует с пиломатериалов  наиболее крупных по сечению  размеров;

- при необходимости получения  большого количества тонких досок  в постав следует планировать  доски двойной или тройной  кратной толщины с последующим раскроем их на делительных станках с учетом пропила и припуска на усушку;

- при составлении  поставов по заданной спецификации  необходимо преимущественно использовать распиловку с брусовкой, как обеспечивающую наиболее полное выполнение спецификации пиломатериалов;  
- высоту бруса на первом проходе необходимо выбирать по ширине ведущих в спецификации толщин досок (толстые доски указанного сечения) или из условия

- пропиленная пласть бруса на втором проходе должна распиливаться на доски одинаковой толщины;

- размеры крайних досок постава  определяются заданными минимальными  размерами по спецификации или по ГОСТ 2695-83;

- для составления поставов используется графический или табличный способы;

- составленный постав не должен  превышать величины предельного  охвата диаметра бревна поставом.

Для составления поставов используются графики предельных толщин досок П.П. Аксёнова, оптимальных  Г.Г. Титкова, графики Н.А. Батина.

Данные, полученные в результате составления поставов, занесены в таблицу 1.1.:

Таблица1.1. – Система поставов для раскроя  сырья

Диаметр

бревна, см

Способ  раскроя брёвен

                                    Постав

         1 проход

          2 проход

24

С брусовкой

25-175-25

19-25- -25-19

28

С брусовкой

19-25-200-25-19

25-25- -25-25

34

С брусовкой

25-25-250-25-25

19-25-25- -25-25-19


 

 

1.2 Методика составления поставов

 

 

1.3 Примеры составления постава.

 

Пример 1. Составление постава на распиловку с брусовкой.

Условие: d2 = 24 см, L= 6 м, S = 1см/м, порода - ель, постав - чётный.

Комлевой диаметр  бревна:

D = 24 +  1* 6= 30см.

Предельный охват диаметра бревна поставом, мм:

                               Первый проход

Толщина бруса, выпиливаемого  в I проходе:

Принимаем стандартную  толщину бруса по ГОСТ 2695-83:

Расход ширины постава при выпиловке бруса (при W = 20-22%):

 

Находим остаток расхода  ширины постава:

Подбираем доски, которые  устанавливаются в остаток расхода  постава (толщиной 25 мм и менее):

   Полученный постав первого прохода:

25 – 175 – 25.

                                    Второй проход

Величина пропиленной пласти бруса:

Определяем количество досок:

Расход ширины постава при выпиловке досок:

Находим остаток  расхода ширины постава:

Подбираем доски, которые  устанавливаются в остаток расхода  постава (толщиной 25 мм и менее):

Полученный постав второго  прохода.

19 – 25 – – 25 – 19

Для диаметров 28 и 34 см постав составляется аналогичным образом и приведён в таблице 1.1.

 

2. Расчёт поставов

Для расчёта поставов, раскраиваемых способом с брусовкой, используем графо-аналитический метод. Расчёт поставов сводится к определению ширины,  длины досок и их объёмного выхода при известных диаметрах, длине бревна и толщине досок в поставе. Расчёт ведётся по графику-квадранту: по горизонтальной оси отложено расстояние от оси постава до наружной пласти доски, а по вертикальной – ширина доски, и проведены необходимые диаметры бревна, которые определяются по заданному вершинному диаметру.

 

Пример: для d = 34 см (распиловка – с брусовкой).

Постав 25-250-25

19-25-25- -25-25-19

D = d+SL

D= 34+1*6=40см

Определяем пифагорическую зону бревна:

Епиф/2= 305,6 / 2 = 152,8

Расход ширины постава  на одну доску:

- на боковую доску,  мм:

 

где  h19,25- толщина доски при влажности 20%;

  - усушка доски по толщине по ГОСТ 6782.2-75.

- боковые доски. 

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 1 м, либо их ширина и длина определяются по следующим формулам:

Ширина досок, лежащих  в параболической зоне:

где Вр – расчётная ширина обрезной доски, мм;

       Вк – ширина доски в комлевом торце, определённая по графику-квадранту на пересечении расхода ширины полупостава и окружности комлевого диаметра;

      а – расстояние от оси бревна до наружной пласти доски, мм. 

Длина этих досок, лежащих  в параболической зоне:

                                                                 

где dn – диаметр бревна, на котором выпиливается

       ln - длина параболы.

Полученные значения:

Н = 32 мм, - Bр = 333 мм, Вст = 250 мм, L = 6,0 м;

Н = 25 мм, - Bр = 200 мм, Вст = 200 мм, L = 6,0 м;

Н = 19 мм, - Bр = 72 мм, Вст = 75 мм, L =1,25 м.

Определение объёма досок:

q = 0,032·2·0,25·6 = 0,096 м3;

q = 0,025·2·0,2·6 = 0,06 м3.

q = 0,019·2·0,075·6 = 0,0171 м3;

 

где Н – номинальная толщина доски, м;

      n – количество досок в поставе, шт.;

      Вст – стандартная ширина доски, м;

      L – длина доски, м.

Определяем объёмный выход пиломатериалов:

где Qп.м. – объём пиломатериалов, полученных из бревна i-го диаметра;

        q – объём круглых лесоматериалов по ГОСТ 2708-75.

Для остальных диаметров расчёт поставов приведён в таблице 2.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1 – Расчёт постава  плану  раскроя

Номи-нальная

толщина доски, мм

Число досок в поставе, шт.

Расход ширины постава на одну доску, мм

Расстоя-ние от оси до наружной

пласти, мм

Ширина доски, мм

Стандарт-ная длина доски, м

Объём досок, м3

Расчёт-ная

Стандарт-ная

Из 

одного бревна

Общий

 Постав № I   d=34 см,  L=6,0 м, S=1см/м, ель, n = 3030 шт.

I проход

250

1

256,2

168,1

223,5

-

-

-

-

25

2

29,4

157,5

142,2

150,0

5,75

0,043125

130

25

2

29,4

186,3

83,9

75,0

2,0

0,0075

22

II проход

32

2

34,8

34,8

332,8

250,0

6,0

0,096

192

32

2

36,6

71,4

308,6

250,0

6,0

0,096

192

32

2

36,6

108

262,6

250,0

6,0

0,096

192

25

2

29,4

137,4

202

200,0

6,0

0,06

181

25

2

29,4

166,8

127,3

125,0

4,5

0,028125

85

19

2

23,2

190

72,06

75,0

1,25

0,035625

107

           

Итого:

0,41175

  
           

V=70%

    

Постав № II   d=28 см,  L=6,0 м, S=1см/м, ель, n = 8888 шт.

I проход

200

1

204,9

102,45

109,8

-

-

-

-

25

2

29,4

131,85

123,8

125,0

5,0

0,03125

277

19

2

23,2

155,05

80,4

75,0

2,0

0,0057

50

II проход

40

2

45,9

45,9

264,5

200,0

6,0

0,096

853

40

2

46,9

92,8

209,6

200,0

6,0

0,096

853

25

2

29,4

122,2

136,6

125,0

6,0

0,0375

333

25

2

29,4

151,6

88,7

75,0

2,5

0,009375

83

           

итого:

0,275825

  
           

V=61%

    

Постав № 3   d=24 см,  L=6,0 м, q=0,33 м3,  n = 12121 шт. S=1см/м, ель.

I проход

175

1

179,4

89,7

159,4

-

-

-

-

25

2

29,2

119,1

105,2

100,0

4,25

0,02125

257

II проход

32

2

34,8

34,8

229,6

175,0

6,0

0,0672

814

32

2

36,6

71,1

193,3

175,0

6,0

0,0672

814

25

2

29,4

100,5

131,1

125,0

6,0

0,0375

454

25

2

29,4

129,9

86,5

75,0

2,75

0,00103

12

           

итого:

0,19418

  
           

V=59%

    



 

 

Номер постава

Диаметр бревна, см

Потребное количество брёвен, шт

Постав

Подлежат выпиловке пиломатериалы

толщиной, мм

32

40

32

25

19

шириной

250

120

175

р.ш.

р.ш.

объёмом, м3

         

получено по расчёту

1

24

12121

25-2175-25

 

-

 

-

 

1628

 

723

 

-

19-25-25--25-25-19

2

28

18182

25-200-25

-

-

 

1706

 

-

 

693

 

50

19-25-40-40-40-40-25-19

3

34

9375

25-25-200-25-25

 

870

 

-

 

-

 

418

 

107

25-40-40-40-40-40-40-25




 


Таблица 2.2 – План раскроя 

 

 

 

 

3.   Составление спецификации выпиленных пиломатериалов и сырья

 

3.1   Спецификация сырья

Спецификация - это один из основных документов технической документации на изделия, продукты и т. д., выполняемая обычно в виде таблицы, в которой указывается название изделия, его составные части и элементы, материал из которого они изготовляются, масса и другие данные.

Объем круглого лесоматериала i-го диаметра:

 м3

где Qобщ – общий объём лесоматериалов в годовой программе, м3;

       е – процентное содержание по кубатуре, %.

Количество  круглого сырья i-го диаметра:

Полученные  значения всех диаметров заносим  в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. - Спецификация сырья

     Диаметр

   бревна, см

      Длина

    бревна, м

    Объём одного     бревна, м3

    Количество

    брёвен, шт.

       Объём на

   программу, м3

         24

         6,0

         0,33

         12121

            4000

         28

         6,0

         0,45

         8888

            4000

         34

         6,0

         0,66

          3030

            2000

Итого

         24039

           10000


 

По спецификации сырья  определяем средний диаметр вершинных  торцов бревен, см:

где d1, d2,…, dn – диаметры вершинных торцов бревен, см.

 m1, m2, …, mn – количество бревен, соответствующих указанным диаметрам торцов, шт.

 

 

 

 

 

 

 

3.2   Спецификация  пиломатериалов

Спецификацией пиломатериалов называется ведомость, в которой указано  распределение выработанных пиломатериалов по размерам поперечного сечения.

В спецификации пиломатериалов указывается  задание на выпуск пилопродукции определённых размеров и объёмов. Данные для спецификации берутся из расчёта поставов к плану раскроя сырья (табл. 1.1). Полученные значения приведены в табл. 3.2.

 

Таблица 3.2 - Спецификация пиломатериалов

Размеры досок

Длина бревна, м

Объём на

1000 м3

Объём на программу м3, Qпм

   Толщина, см

Ширина, см

32

250

6,0

435

870

40

200

6,0

426

1706

32

175

6,0

407

1628

25

р.ш.

р.д.

917

1834

19

р.ш.

р.д.

39

157

Итого:

2224

6195




 

По спецификации пиломатериалов находим  среднюю ширину досок, мм:

где b1, b2, …,bn – ширина досок в спецификации пиломатериалов, мм.

      Q1, Q2, …,Qn – объём досок, заданной ширины, м3.

      Qпм – общий объём пиломатериалов по спецификации, м3.

 

 

 

 

 

3.3     Анализ возможности  выполнения спецификации 

пиломатериалов из сырья

 

Анализ проводится по двум показателям.

  1. По объему выпиливаемых  пиломатериалов.

При усредненном  объемном выходе  60% объем имеющегося сырья должен соответствовать объему заданных пиломатериалов:

,

 

где пм – объем пиломатериалов по спецификации, м3;

      с – объем сырья по спецификации, м3.

  1. По размерам заданных сечений  пиломатериалов.

Средняя ширина досок (bср) и средний диаметр торцов бревен (dср) должны быть в следующей зависимости:

bср ≤ 10α dср,

где α -  коэффициент, зависящий  от способа раскроя:

        для  100%-й брусовки – 0,63 

  1. Составление баланса раскроя пиловочного

сырья.

Баланс раскроя древесины в  лесопилении складывается из объемного  выхода основной пилопродукции , щепы, опилок, а так же потерь на сушку и распыл.

Баланс раскроя составляется в  процентном и объемном соотношении  компонентов. Форма баланса раскроя  древесины приведена в табл.4.

 

Таблица 4. – Баланс раскроя древесины

Компоненты баланса

Диаметр брёвен, см

Средний на программу

  

24

28

34

  

%

м3

%

м3

%

м3

%

м3

  

Пиломатериалы (заготовки)

62,14

2485,6

62,76

2510,4

64,7

1294

63,156

631,56

  

Технологическая щепа

20,6

824

17,6

704

16,7

334

18,234

182,34

  

Отсев от щепы

2,3

92

2,3

92

2,3

46

2,3

23

  

Опилки

8,96

358,4

11,34

453,6

10,3

206

10,31

103,1

  

Усушка и распил

6

240

6

240

6

120

6

60

  

Итого:

100

4000

100

4000

100

2000

100

10000

  
                   

5.  Расчет производительности и количества оборудования для распиловки бревен и брусьев.

Производительность головных станков  позиционного типа

Производительность определяется по формуле:

A= KPqi,

где    Аi – сменная производительность оборудования при распиловке

         сырья   i-го диаметра, м3/см;

         tцi – время на распиловку бревна по поставу, мин;

         КР – коэффициент использования рабочего места станка (0,9);

 qi – объем бревна i-го диаметра, м3.

 

А24 = * 0,9 * 0,27 = 22,43 м3/см.

Время, затраченное на пиление, определяется в зависимости от скорости рабочего хода  тележки:

tцi = ,

где   Li - длина бревна, м;

        Upi - скорость рабочего ходя тележки, м/мин.

tцi = = 7,8 мин.

 

Исходя из этого, с некоторым  приближением время на распиловку  каждого i-го бревна (мин) можно определить по формуле

tцi =

tцi = = 26 мин.

Для бревен диаметров 28 и 34 расчеты  проводятся аналогично.

 

6. Расчет потребного количества  головного 

оборудования  для раскроя бревен и брусьев

 

Расчет количества рамо- (станко-) смен производится на распиловку 1000 м3 сырья по отдельным поставам. Составляется табл.5  распределения сырья по диаметрам в соответствии с заданием на проект.

 

Таблица 5 – Распределение сырья  по поставам в объеме

№ постава 

Диаметр бревна, см (di)

Процентное содержание сырья в общем обьеме (Pi)

Объем сырья по поставам 1000м3

(аi)

1

24

40

400

2

28

40

400

3

34

20

200

Итого                                                100                                    1000


 

Необходимое количество эффективных  рамо (станко) смен для распиловки сырья по поставам можно определить по формуле

 mi = ;

где    mi – потребное количество эффективных рамо (станко) смен для

         вполнения работ по i- му поставу;

         a1–объем сырья в 1000 м3,подлежащий распиловке по i-му поставу, м;

         Аi – сменная производительность рас (станков), м3/см.

m24 = = 17,83         m28 =   =12,51              m24 = = 4,21      

Общее количество эффективных рамо (станко) смен для распиловки

1000 м3 сырья находя суммированием количества рамо- (станко-) смен по поставам

МЭФ=

где    - количество эффективных рамо (станко) смен, необходимое      для распиловки бревен с брусовкой.

МЭФ= 17,83+ 12,51 + 4,21 = 34,55

Для расчета количества станков  определяется потребное число установленных рамо (станко) смен.

mуст =

 

mуст = 17,83+ 12,51 + 4,21 = 34,55

 

Количество рамо (станко) смен, необходимое для распиловки годового объема сырья, определяется по фомуле

mгод = ,

где Qc – объем сырья, подлежащий распиловке в течение года, м3.

mгод = = 345,5 м3.

 

Расчетное количество станков (рам) при  известном режиме работы цеха определяется из выражения

Ry = ,

где N – количество смен работы каждого станка в году,

      Kr – коэффициент использования станков в году, учитывая остановку на капитальный ремонт (0,9)

Ry =   =  0,77

 

Талица 6 – Расчет потребного количества рамо – (станко-) смен для распи    ловки 1000 м3 сырья

№

постава

Диаметр бревна, см (di)

Производи-

тельность,

м3/см (Аi)

Способ раскроя

Количество рамно- (станко-) смен

эффективных

установленных

1

24

121,08

с брусовкой

17,83

17,83

2

28

143,78

с брусовкой

12,51

12,51

3

32

188,57

с брусовкой

4,21

4,21

Итого                                                          34,55               34,55


 

Процент загрузки  оборудования определяется отношением расчетного количества станков (Ry)  к принятому фактическому целому количеству (RФ):

Пз = * 100, %

Пз = * 100 = 77 %

 

 

7. Расчет производительности и  количества станков в потоке  за головным оборудованием

Ритм работы бревнопильных станков  определяется временем, необходимым для распиловки бревен по поставу:

ri =tцi = ,

где Upi -  скорость рабочего хода подающей тележки, м/мин;

      Zi – количество резов по i- му поставу.

Расчет ритма сводится в таблицу 7.

Таблица 7. – Ритм работы головного  оборудования

№ постава

Диаметр бревна,см (di)

Длина бревна, м (Li)

Ритм работы станка по поставу,мин (ri)

1

34

6,0

34

2

28

6,0

30

3

24

6,0

26


 

Количество потребного оборудования в любой операции процесса в зависимости  от ритма головного оборудования

Ci = ,

C1 = = 0,12 ≈ 1 шт.,  C2 = = 0,11 ≈ 1 шт., C1 = = 0,105 ≈ 1 шт.,

 

где Сi – потребное количество станков для выполнения операции, шт;

      tопi – затраты времени на выполнение работ по поставу, мин.

= ,

= = 4,1 мин.,   = = 3,26 мин., = = 2,74 мин.,

 

где Qпостi – объем работ в данной операции по поставу.

При расчете количества обрезных станков  Qпостi определяется как суммарная длина домок в м, требующих обрезки.

Для торцовочного станка Qпостi – суммарное количество досок в шт., поступающих с одного постава на торцовку;

 Аст – производительность станка (обрезного или торцовочного) в минуту.

 

Для обрезного станка производительность определяется в м/мин.

Аст = U * Kм,

Аст  =10 * 0,95 = 9,5 м/мин,

где U – скорость подачи м/мин;

       Км – коэффициент машинного времени станка

Км = ,

 

Км =   = 0,95

 

где lср – средняя длина доски, м;

       tв – неперекрытое вспомогательное время выполнения операции

             обрезки (2 с).

Для торцовочного станка позиционного типа производительность определяется в шт/мин.

Аст = ,

Аст = = 4 шт/мин,

где tц – время на выполнение операции торцовки – 15 с.

 

Процент загрузки станка

П = * 100, %

П1 = * 100 = 12 %,

П2 = * 100 = 11 %,

П2 = * 100 = 10,5 %.