Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

CHANGES OF DIMENSIONAL PARAMETRES OF SAW-TIMBERS DEPENDING ON LOG SAWING METHODS

Ulasovets V. G. 1
1 Ural State Forestry Engineering University
Показано, что при распиловке параллельно продольной оси бревна и параллельно образующей, доски постава, одинаково расположенные по отношению к вершинному диаметру, будут иметь различный ко-эффициент сбега. Установлено, что при распиловке параллельно продольной оси бревен коэффициент сбега центральных и боковых необрезных досок всегда больше, чем у исходного бревна, и увеличивается с удалением доски от центра вершинного торца бревна и увеличением его коэффициента сбега, а при распиловке параллельно образующей (по сбегу) коэффициент сбега центральных и боковых необрезных досок всегда меньше, чем у исходного бревна, и уменьшается с удалением доски от центра вершинного торца бревна и уменьшением его коэффициента сбега. Показано, что при прочих равных условиях в первом случае распиловки полный объем необрезной доски всегда будет больше, чем во втором, а выход обрезных прямоугольных пиломатериалов из нее – меньше.
Results of researches of dimensional and volume datas of the boards carved of in parallel length axis of a log and in parallel its forming are presented. It is shown, that at a sawing of in parallel length axis of a log and in parallel forming, the boards of sawing schedule equally located in relation to apical diameter, will have various coefficient of a taper. It is installed, that at a sawing of in parallel length axis of logs coefficient of a taper of the central and lateral unedged boards always more than at an initial log and increases with removal of a board from the centre of a top end of a log and increase in its coefficient of a taper, and at a sawing in parallel forming (on a taper) the coefficient of a taper of the central and lateral unedged boards always is less, than at an initial log and decreases with removal of a board from the centre of a top end of a log and reduction of its coefficient of a taper. It is shown, that with other things being equal in the first case of a sawing the full volume of an unedged board always will be more than in second, and the yield of edged rectangular saw-timbers from it - is less.
a cutting method
unedged sawn timbers
coefficient of a taper of an unedged board.

Введение

В технологических процессах лесопильного производства очень важно применять обоснованные рациональные способы и схемы раскроя пиловочного сырья на спецификационные пиломатериалы заданных размеров и качества. В большинстве лесопильных потоков России наиболее распространенным бревнопильным оборудованием являются одноэтажные и двухэтажные лесопильные рамы, ведущие распиловку параллельно продольной оси бревен. В нашей стране данный способ раскроя сырья хорошо изучен, имеет глубокую теоретическую проработку [1, 3, 6] и научно обоснованные рекомендации [2], успешно применяемые на практике промышленными предприятиями. В последние годы лесопильные предприятия нашей страны стали широко использовать ленточнопильные и круглопильные станки. Эта группа бревнопильного оборудования позволяет лучше учитывать при распиловке размерные и качественные особенности пиловочного сырья, а также расширяет технологические возможности по применяемым способам раскроя, например, позволяет вести распиловку параллельно образующей бревен (т. е. по сбегу). Отметим, что способ распиловки параллельно образующей бревна исследован недостаточно. Две необрезные доски одной толщины, одинаково расположенные в вершинном торце бревна, но выпиленные различными способами, будут иметь различные размерные и объемные характеристики. Отмеченные различия размеров необрезных досок представляют интерес для теоретического исследования и анализа способов раскроя пиловочного сырья, поиска оптимальных схем, определения выхода обрезных и необрезных пиломатериалов, расчета баланса раскроя сырья и разработки практических рекомендаций.

Одним из параметров выпиливаемых необрезных досок, характеризующих величину и соотношение пропиленных пластей по всей длине, является коэффициент сбега. По аналогии с

коэффициентом сбега бревна K, коэффициенты сбега необрезных досок, выпиливаемых параллельно продольной оси - первый способ (Кд1) и параллельно образующей бревна - второй способ (Кд2), вычисляли по следующей формуле:

Kдi = Вср. / bср.,

где Bcp. - ширина необрезной доски на середине ее толщины в комле;

bcp. - ширина необрезной доски на середине ее толщины в вершине.

Используя методические положения, изложенные в источниках [4, 5], были рассчитаны значения величин коэффициентов сбега необрезных досок, выпиленных различными способами из бревен, имеющих форму усеченного параболоида. При этом значения величин коэффициентов сбега бревен К изменялись в пределах 1,05...1,5, а величина отношения еср.в /r в пределах 0,1...0,8. (см. таблицу).

Таблица. Значения коэффициентов сбега необрезных досок

 

еср.в /r

Коэффициент сбега бревна, К

1,05

1,1

1,15

1,2

1,25

1,3

1,35

1,4

1,45

1,5

Коэффициент сбега доски при распиловке вразвал сегмента бревна:

параллельно оси бревна, Кд.1 / параллельно образующей, Кд.2

0,1

1,0505

1,0445

1,101

1,0871

1,1514

1,1282

1,2019

1,1677

1,2523

1,206

1,3027

1,2432

1,3531

1,2792

1,4035

1,3143

1,4538

1,3484

1,5042

1,3817

0,2

1,052

1,0408

1,104

1,0801

1,1558

1,118

1,2076

1,1547

1,2593

1,1902

1,311

1,2247

1,3626

1,2583

1,4142

1,291

1,4658

1,3229

1,5173

1,354

0,3

1,0548

1,0377

1,1094

1,0742

1,1638

1,1094

1,218

1,1435

1,2721

1,1767

1,326

1,2089

1,3798

1,2403

1,4335

1,271

1,4871

1,3009

1,5407

1,3301

0,4

1,0593

1,0351

1,118

1,069

1,1764

1,1019

1,2344

1,1339

1,2921

1,165

1,3496

1,1952

1,4068

1,2247

1,4639

1,2536

1,5207

1,2817

1,5774

1.3093

0,5

1,0661

1,0328

1,1314

1,0646

1,1958

1,0954

1,2596

1,1255

1,3229

1,1547

1,3856

1,1832

1,448

1,2111

1,51

1,2383

1,5716

1,2649

1,633

1,291

0,6

1,0771

1,0308

1,1524

1,0607

1,2263

1,0897

1,299

1,118

1,3707

1,1456

1,4416

1,1726

1,5117

1,199

1,5811

1,2247

1,65

1,25

1,7185

1,2748

0,67

1,089

1,0295

1,1752

1,0582

1,259

1,0861

1,341

1,1133

1,4215

1,1399

1,5007

1,1659

1,5788

1,1913

1,6559

1,2162

1,732

1,2405

 

0,7

1,0959

1,029

1,1882

1,0572

1,2776

1,0847

1,3648

1,1114

1,4502

1,1376

1,5339

1,1632

1,6164

1,1882

1,6977

1,2127

 

1,2367

 

1,2603

0,721

1,1016

1,0286

1,1989

1,0565

1,2929

1,0837

1,3843

1,1101

1,4736

1,136

1,5611

1,1613

1,6471

1,1861

1,732

1,2103

 

 

0,767

1,1176

1,0279

1,2288

1,0551

1,3354

1,0816

1,4383

1,1074

1,5383

1,1327

1,6358

1,1574

1,732

1,1816

 

 

 

0,8

1,1335

1,0274

1,2583

1,0541

1,3769

1,0801

1,4907

1,1055

1,6008

1,1304

1,7078

1,1547

 

1,1785

 

1,2019

 

1,2247

 

1,2472

Примечания: 1. Для бревен, распиливаемых параллельно их продольной оси, рассматривалась пифагорическая зона. 2. Курсивом в первом столбце показана величина пифагорической зоны в параболических бревнах. 3. еср.в - расстояние от центра бревна в вершине до середины толщины выпиливаемой доски. 4. r - радиус бревна в вершинном торце.

Результаты исследования

Анализируя данные таблицы, отметим, что характер изменения коэффициентов сбега необрезных досок (а также их величины сбега, в см/м), при распиловке бревен параллельно их продольной оси и параллельно образующей, зависит от коэффициента сбега бревна К, относительного расстояния от центра вершинного торца бревна до середины выпиливаемой доски еср.в /r, способа раскроя бревна, но не зависит от толщины доски и практически не зависит от формы, образующей боковую поверхность бревна (усеченный параболоид или усеченный конус).

При распиловке параллельно продольной оси бревен:

- коэффициент сбега центральных и боковых необрезных досок всегда больше, чем у исходного бревна, и увеличивается с удалением доски от центра вершинного торца бревна и увеличением его коэффициента сбега;

- при постоянном расстоянии от центра вершинного торца бревна до внутренней пласти выпиливаемой необрезной доски с увеличением толщины доски увеличивается ее коэффициент сбега.

При распиловке бревен параллельно образующей (по сбегу):

- коэффициент сбега центральных и боковых необрезных досок всегда меньше, чем у исходного бревна, и уменьшается с удалением доски от центра вершинного торца бревна и уменьшением его коэффициента сбега;

- при постоянном расстоянии от центра вершинного торца бревна до внутренней пласти выпиливаемой доски с увеличением толщины необрезной доски уменьшается ее коэффициент сбега.

Отметим, что при одинаковых: толщинах выпиливаемых досок, радиусах бревен в вершине r, величинах еср.в /r и коэффициентах сбега бревен К, геометрические размеры досок, расположенных в вершинном торце бревен, будут одинаковыми в обоих способах раскроя и будет справедливо отношение Кд.1 К > Кд.2. Большая сбежистость необрезных досок в первом способе свидетельствует об их большем объеме (кубатуре). Так как выработку обрезных прямоугольных пиломатериалов из необрезных будут вести по величине их меньшей пропиленной в вершинной части пласти (доски расположены в пифагорической зоне!), то коэффициент относительного выхода обрезных пиломатериалов из необрезных в первом способе распиловки будет меньшим.

Выводы

Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что относительная разность значений коэффициентов сбега необрезных досок, равных по толщине и одинаково расположенных в вершинном торце бревна, в двух схемах раскроя может составлять от 1 до 30 %. Это указывает на существенное влияние исследуемых способов раскроя пиловочника на форму выпиливаемых необрезных досок, а, следовательно, и на их объем.

Значительная разность объемов необрезных досок, выпиленных при раскрое бревен параллельно их продольной оси и параллельно образующей, указывает на преимущество последнего способа распиловки, особенно при выработке длинномерных прямоугольных пиломатериалов, заготовок и деталей.

Совершенствование технологических процессов в лесопилении является актуальной научно-технической проблемой, связывающей теорию раскроя пиловочного сырья с бережным использованием лесных ресурсов государства. Отсутствие теоретических решений и разработанных на их основе практических рекомендаций для нужд производства, неизбежно ведет к неэффективному использованию пиловочника. При этом неоправданно увеличиваются объемы лесозаготовок и истощаются лесные ресурсы государства.

Распиловку бревен параллельно образующей можно вести на выпускаемом в настоящее время в нашей стране и за рубежом ленточнопильном и круглопильном оборудовании.

Рецензенты:

Гороховский Александр Григорьевич, доктор технических наук, профессор, генеральный директор ОАО "Уральский научно-исследовательский институт переработки древесины" (УралНИИПДрев), г. Екатеринбург.

Комиссаров Анатолий Петрович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой графики и деталей машин Уральской государственной сельскохозяйственной академии (УрГСХА), г. Екатеринбург.