Аналитический способ расчета постава
Аналитический расчет постава можно сделать на компьютере по
формулам с применением электронных таблиц Excel.
Расчет постава аналитическим способом сводится к нахождению ши-
рины и длины доски по формулам или по графику-квадранту в зависимо-
сти от заданного диаметра бревна и от вычисленного расхода ширины по-
става. Ниже изложена методика выполнения расчета постава вразвал при
помощи графика-квадранта.
Последовательность выполнения работы
Расчет ведется по форме 1 (приложение 2).
Начинают работу с введения исходных данных (см. приложение 6):
D – диаметр бревна, см; L – длина бревна, м; схема постава. Объем
бревна Q выбирают из приложения 7.
В графу 1 выписывают со схемы постава толщины досок, начиная от
центра постава. В графе 2 записывают количество досок в поставе. Таким
образом, первые две графы заполняются в соответствии с заданной схемой
постава. При этом следует иметь в виду, что сердцевинная доска всегда
одна, а боковые и центральные доски записывают в таблицу по две, т. к.
они симметричны относительно центра постава и имеют одну ширину.
Возможные варианты расположения досок в поставе приведены в рис. 1.
Сердцевинная доска – это доска, через которую проходит сердцевина.
Центральные доски – это две смежные доски, проходящие по центру бревна. Все остальные доски считают боковыми. В приложении 5 приведен пример постава с брусовкой, где на I проходе – сердцевинный брус, а на II проходе – сердцевинная доска. В данном примере мы имеем постав вразвал с центральными досками.
В графу 3 записывают расход ширины постава на одну доску. Этот размер зависит от расположения доски в поставе (сердцевинная, центральная, боковая) и выбирается из табл. 2.
Расход ширины постава H (мм) на одну доску определяется по следующим формулам [5]:
Hс = m + s; (1)
Hц = 2(m + s + e/2); (2)
Hб = 2(m + s + e), (3)
где Hс – расход постава для сердцевинной доски, мм; m – номинальная толщина доски, мм; s – припуск на усушку, мм; Hц – расход ширины постава для центральной доски; e – ширина пропила, мм; Hб – расход ширины постава для боковой доски, мм.
Расход ширины постава для сердцевинной доски вычисляют по формуле (1), определяя по табл. 2 припуск на усушку, а для боковых и центральных досок берут готовые значения расхода ширины постава из этой же таблицы.
В размер ширины пропила входят толщина пилы и величина уширения зубьев. В табл. 2 ширина пропила принята в размере 3,6 мм.
Графа 4 расстояние от оси бревна до наружной пласти доски – Н.
Для сердцевинной доски – это размер Н1 (см. рис. 2), равен половине расхода ширины постава, его выбирают по табл. 2, графа 3.
Для следующих боковых досок – расстояние от оси бревна до наружной пласти доски Н2 и Н3 (см. рис. 2) находится как сумма предыдущего расстояния от оси и расхода ширины постава на соответствующую доску.
Для центральных досок – расстояние от оси бревна до наружной пласти доски совпадает с расходом ширины постава (см. пример в приложении 6).
В графе 5 записывают найденную по графику-квадранту, изображенному на рис. 3, расчетную ширину доски. Для этого на графике-квадранте по оси абсцисс откладывают расстояние от оси постава до наружной пласти доски (см. графу 4 в примере расчета постава) и вертикально вверх проводят линию параллельно оси ординат до точки пересечения с заданным диаметром.
Проекция полученной точки на оси ординат даст искомый размер ширины доски.
При расчете постава с брусовкой определяют только расчетную ширину полученной пласти бруса, а стандартную ширину, длину и объем не определяют, т. к. расчет бруса делают на втором проходе (см. пример расчета постава с брусовкой в приложении 5).
В графе 6 записывают стандартный размер ширины доски, его определяют по табл. 3.
Таблица 3
Номинальные размеры толщины и ширины пиломатериалов, мм(ГОСТ 24454–80 [5])
.
Затем определяют длину досок, как указано ниже, и записывают в графу 7. Для бруса длину не определяют, т. к. расчет бруса ведут на II проходе.
Если стандартный размер ширины доски выбран меньше расчетного, то длина досок l (м) будет равна длине бревна L (м).
Если стандартный размер ширины доски принят больше расчетного размера, то необходимо найти расчетную длину досок. Для этого по оси абсцисс на графике-квадранте откладывают соответствующее для этой доски расстояние от оси постава до наружной пласти доски, а на оси ор-
динат откладывают принятую ширину доски и определяют промежуточный диаметр бревна D1 (см), на котором находится точка пересечения ли-
ний, проведенных от оси ординат и оси абсцисс. Длину получаемых досок l (м) находят по формуле
l = L – ((D1 – D)/S), (4)
где L – длина бревна, м; D1 – промежуточный диаметр бревна, см;
D – диаметр бревна в вершине, см; S – сбег бревна, см/м.
Сбег – это увеличение вершинного диаметра бревна по длине.
В расчетах принят сбег бревна, равный 1 см/м. Это означает, что на расстоянии 1 м от вершинного диаметра увеличение диаметра составит 1 см (рис. 4).
Далее рассчитывают объемы полученных досок – V, для чего умножают толщину, ширину, длину и количество досок. Объем измеряется в кубометрах, поэтому при вычислении объема необходимо перевести толщину и ширину досок в метры. Объем досок вычисляют с точностью до 0,00001 м3. Затем находят сумму объемов всех досок.
После этого вычисляют объемный выход пиломатериалов О (%):
О = ∑V/Q · 100, (5)
где ∑V – сумма объемов всех досок, м3; Q – объем бревна, м3.
Графический способ расчета постава
Расчет постава графическим способом выполняют при помощи графического построения. Расчетные размеры досок (ширину и длину) определяют по чертежу, а объемный выход по формуле (5).
С помощью графического построения можно также проверить правильность аналитического расчета и получить образное представление о схеме раскроя бревна. Примеры графического построения поставов изображены в приложениях 8 и 9. Они выполнены для тех же поставов, аналитические расчеты которых приводятся в приложениях 5 и 6.
Графическое построение постава сопровождают расчетами в виде таблицы для каждого постава отдельно по форме 2 (приложение 3).
Примеры расчетов объемного выхода для вышеуказанных поставов приводятся в приложениях 10 и 11.
Последовательность построения
Вначале вычерчивают заданный диаметр бревна в выбранном масштабе (лучше всего строить в масштабе М 1:1).
Далее показывают промежуточные и комлевой диаметры бревна с учетом сбега 1 см/м.
Относительно осей симметрий бревна откладывают размеры всех досок с припуском на усушку. Сначала откладывают толщину досок, затем
относительно другой оси – ширину досок, соблюдая масштаб. После построения постава определяют размеры и количество досок.
Доски, находящиеся в сечении вершинного диаметра, имеют длину, равную длине бревна. Доски, выходящие за сечение вершинного диаметра, имеют меньшую длину. Для нахождения длины этих досок определяют промежуточный диаметр, в который входит данная доска.
Далее длину получаемых досок вычисляют по вышеприведенной формуле (4). Затем по формуле (5) вычисляют объемный выход пиломатериалов.
Результаты расчетов сводят в таблицу (приложение 3).
Компьютерный способ расчета постава
В настоящее время имеется много различных компьютерных программ по расчету поставов. Для примера рассмотрим расчет постава при помощи шведской компьютерной программы «Maximus».
Компьютерная программа «Maximus» позволяет не только рассчитывать поставы, но и моделировать процессы лесопиления, рассчитывать прибыль предприятия. Программа «Maximus» сделана на английском языке, поэтому студенты, знающие английский язык, могут использовать ее
для расчетов постава, а в дальнейшем и для экономических расчетов. Программа состоит из следующих меню: бюджет сырья, бюджет продаж, расчет капитальных затрат, образцы распиловок, программа распиловки, специальные функции.
Для расчета постава сначала вводят данные по сырью, являющиеся годовым запасом бревен на предприятии. Для расчета поставов, когда
экономические расчеты не нужны, количество бревен не имеет значения и можно принять любое.
Затем создают классы пиления, которые представляют собой порядок сортировки бревен по диаметрам. С учетом сортировки по ГОСТ 2292–88,
класс сортировки можно принять в диапазоне 2 см, т. е. если, например, задан диаметр бревна 20 см, то класс распиловки устанавливают в пределах 20–22.
После введения данных в бюджет сырья, переходят к меню «Бюджет продаж». В указанное меню входят данные по выпускаемой продукции:
номинальные размеры основных досок, номинальные размеры вспомогательных досок. Вводимые номинальные размеры – это размеры сухих до-
сок. Припуск на усушку программа учитывает при расчете постава. Затем переходят к программе распиловок, где выбирают параметры пиления: схему линии, толщину пил, количество пил и т. д. После установки параметров программа автоматически выдает схемы раскроя бревен с объемным выходом. Пример результатов компьютерного расчета программой «Maximus» приведен в приложении 12.
