Ресурсосберегающие схемы и способы распиловки бревен на шпалы и обрезные пиломатериалы

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ СХЕМЫ И СПОСОБЫ РАСПИЛОВКИ БРЕВЕН НА ШПАЛЫ И ОБРЕЗНЫЕ ПИЛОМАТЕРИАЛЫ

RESOURCE-SAVING SCHEMES AND METODS SAWING LOGS ON THE SLEEPERS AND CUTOFF PLANKS

Янушкевич А.А., Абрамович Л.А., Котяк С.В. (БГТУ, г. Минск, РБ) Yanushkevich A.A., Abramovich L.A., Kotyak S.V. (Belarusian State Technological

University)

Разработана методика составления и расчета поставов на распиловку бревен на шпалы и обрезные доски, установлен объемный выход пилопродукции и баланс древесины в зависимости от диаметра бревен, способов и схем раскроя и применяемого оборудования, разработаны ресурсосберегающие схемы раскроя, которые могут быть использованы в практике работы лесопильных цехов.

Developed methodology of design and calculation ofpattern cutting of logs into sleeper and cutoffplanks , installed surround output and balance of wood depending on the diameter of the logs, the way of sawing, and the equipment; developed resource-saving schemes of cutting can be used in the practice of the sawmills.

Ключевые слова: шпалы, бревна, распиловка, рациональная схема, оборудование

Keywords: sleepers, log sawing, rational schemes, equipment

Шпалы деревянные для железных дорог и для метрополитена изготавливаются в соответствии со стандартами ГОСТ 78-2004 и ГОСТ 22830-77. Для изготовления шпал используется значительный объем древесины, поэтому исследования, посвященные рациональному раскрою бревен в шпалопилении, являются актуальными.

Целью настоящей работы является разработка рациональных схем раскроя бревен в производстве шпал.

Основные задачи исследований:

1) разработать методику составления и расчета несимметричных поставов на выпиловку шпал и обрезных досок;

2) установить объемный выход пилопродукции и баланс древесины в зависимости от: размеров пиловочника; способов распиловки бревен; применяемого оборудования;

3) разработать ресурсосберегающие схемы распиловки бревен на шпалы для метро и железных дорог.

В результате теоретических исследований раскроя бревен указанные задачи были выполнены.

Исходные положения методики для составления и расчета несимметричных поставов были определены с учетом обозначений, принятых на рисунке 1 .

н

п ^—i— я

Ел

Ел

Рисунок 1 - Схема выпиловки шпалы

На рисунке 1 Еп/2 и Ел /2- ширина полупоставов, полученных с правой и левой половин бревна, соответственно для определения ширины шпалы В и b.

Используя теорему Пифагора, из А А1В1С1 и А АВС находим размеры ширины поставов и минимальный диаметр бревна для получения шпалы требуемых размеров сечения.

Ширина поставов составит: Еп=(Ь2-Б2+4И2)/(4И) и Ел=( B2-b2+4H2)/(4H) Тогда минимальный диаметр бревна для выпиловки бруса толщиной Н с пластями В и Ь будет:

Таким образом, получены уравнения для расчета минимального диаметра бревна для выпиловки шпалы требуемых размеров сечения и определения ширины поставов, которые использованы при составлении и расчете схем раскроя бревен.

Для сравнительного анализа были составлены схемы распиловки бревен диаметрами 26-42 см на шпалы и обрезные доски тремя способами:

- распиловка бревна длиной 5,5 м с получением бруса (шпалы) и досок. При этом способе выпиливались брус, соответствующий длине бревна, и длинные обрезные доски. Затем брус распиливался на шпалы заданной длины.

- распиловка бревна длиной 5,5 м с получением двух брусьев (шпал) каждый длиной 2,75 м и обрезных досок. При этом способе бревно вначале растор-цовано поперек на два отрезка длиной 2,75 м, и только после этого произведен раскрой на пиломатериалы.

- распиловка бревна длиной 5,5 м с выпиловкой двух брусьев (шпал) длиной 5,5 м и обрезных досок.

Для распиловки применялись станки: вертикальный ленточнопильный станок ЛЛК -2, круглопильный станок УСК 1-1.

Для указанных способов распиловки определен объемный выход пилопродукции и установлен баланс древесины. На графиках (рисунки 2, 3, 4) показаны объемный выход шпал, объемный выход досок и опилок в

зависимости от диаметра распиливаемых бревен, способов раскроя и применяемого оборудования.

80

5? * 70

ш

х

2 40 т

I 30

I 20

V

£ 10 о

0

26 28 30 32 34 36 38 40 42 Диаметр, см

по первому и второму способам по третьему способу

45 40

3 35

0

4 30 ч:

° 25 £ 20 ! 15

1 10 01

£ 5 ° 0

>3

•

л

✓

*

26 28 30 32 34 36 38 40 42 Диаметр, см

по первому способу — — по третьему способу • по второму способу

10

9

X

О 8

^ с /

О 6

ч

О X 5

Л со 4

3

Л 2

I

§ <и 1

А 0

1С

О

28 30 32 34 36 38 40 Диаметр, см

_ _ для станка ЛЛК-2 для станка УСК 1-1

Рисунок 2 - Объемный Рисунок 3 - Объемный Рисунок 4 - Объемный выход шпал выход досок выход опилок

На основе указанной методики разработан альбом рациональных схем (поставов) раскроя бревен диаметром 26-42 см.

В качестве примера на рис. 6 приведены схемы раскроя бревна на одну и две шпалы, а в таблице 1 - баланс древесины при распиловке.

а б

Рисунок 5 - Схемы распиловки бревна: а) диаметр 28 см; б) диаметр 38см

Таблица 1 - Баланс древесины при распиловке

Диаметр бревен Объемный выход,%

шпал досок общий опилки куск. отх.

28 55,3 20,4 75,7 5,2 13,1

38 61,3 13,7 74,8 6,3 12,9

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:

1) наиболее рациональным является такой способ раскроя бревен на шпалы, при котором длинное бревно распиливается на отрезки, равные длине шпалы (2,75 м), и только после этого составляется постав на выпиловку шпал из каждого отрезка.

2) при распиловке бревен диаметрами от 38 см рационально из одного бревна выпиливать по две шпалы.

3) при производстве шпал с целью уменьшения количества опилок более рационально производить раскрой на ленточнопильном оборудовании.

4) разработанные ресурсосберегающие схемы распиловки бревен могут быть использованы в практике работы цехов по выпуску шпал и обрезных досок.

Список использованных источников

1. Песоцкий, А. Н. Лесопильное производство / А. Н. Песоцкий. - М.: Лесн. пром-сть, 1970. - 432 с.

2. Стеймацкий, Р.М. Справочник по шпалопилению и лесопилению/ Р.М. Стеймацкий, В.И. Красиков. - М.: Лесн. пром-сть, 1971. - 321 с.

3. Янушкевич, А. А. Технология лесопильного производства: учебник для ВУЗ / А. А. Янушкевич. - Минск: БГТУ, 2010. - 330 с.