75
.pdfМинистерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»
Теоретические основы методов раскроя древесного сырья
Методические указания для самостоятельной работы по направлению подготовки магистров 250400.68 – «Технология
лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», профиль – «Технология деревообработки» для заочного обучения
Воронеж 2015
УДК 674.093
Теоретические основы методов раскроя древесного сырья: Мето-
дические указания для самостоятельной работы по направлению подготовки магистров 250400.68 – «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» профиль – «Технология деревообработки» для заочного обучения / Е.В. Кантиева, А.А. Мещерякова; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2015. – 11 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА
Рецензент: к.т.н., инженер-конструктор ОАО ХК «Мебель Черноземья» (г. Воронеж) Чеботарева И.М.
2
1. Введение
Учебным планом по направлению подготовки магистра 250400.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, профиль - «Технология деревообработки» предусмотрено изучение курса «Теоретические основы методов раскроя древесного сырья».
Программа курса включает изучение теории методов раскроя древесного сырья на пиломатериалы и заготовки для изделий мебели, столярностроительных изделий, малоэтажного домостроения и др. при комплексном использовании древесины.
Врезультате освоения дисциплины студент должен:
•знать теорию раскроя пиловочных бревен на пилопродукцию с заданной размерно-качественной характеристикой, обеспечивающую максимальное использование сырья;
•знать технологию производства пиломатериалов и заготовок, базирующуюся на теории раскроя, современном оборудовании, достижениях технических наук, передовом опыте;
•знать организацию рабочих мест на всех этапах производства пиломатериалов;
•уметь составлять спецификацию пиловочного сырья и пиломатериалов, принимать их по качеству и количеству;
•уметь выбирать способы раскроя бревен на пиломатериалы в зависимости от размерно-качественной характеристики сырья и требуемой к выпиловке продукции;
•уметь проектировать оптимальные поставы на раскрой бревен; разрабатывать эффективные технологические процессы производства продукции на базе информационного обеспечения и современного оборудования.
2.Общие указания
Методические указания предназначены для студентов 2-го курса (4-й семестр) заочного обучения. Объем дисциплины и виды учебной работы по семестрам приведены в табл. 1.
3
Таблица 1 - Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы |
Трудоемкость |
||
|
|
Всего |
В зачетных |
|
|
часов |
единицах |
Общая трудоемкость дисци- |
144 |
4 |
|
плины |
|
|
|
Аудиторные занятия: |
14 |
0,39 |
|
Лекции (Л) |
|
2 |
0,06 |
Практические занятия (ПЗ) |
12 |
0,33 |
|
Лабораторные работы (ЛР) |
- |
- |
|
Семинары (С) |
|
- |
- |
Занятия, проводимые в ин- |
2 |
0,06 |
|
терактивной форме |
|
|
|
Самостоятельная |
работа |
121 |
3,36 |
(Сам) |
|
|
|
Виды итогового |
контроля |
9 |
0,25 |
(зачет, экзамен) |
|
экзамен |
|
Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.
Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к экзамену.
Практические занятия посвящены получению навыков по определению параметров пиломатериалов при различных способах распиловки; расчетам режимов работы бревнопильного оборудования.
3. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1 Введение. Продукция лесопильно-деревообрабатывающих производств.
Общая мировая и российская характеристика и направление развития ле- сопильно-деревообрабатывающего производства. Основная продукция, продукция, получаемая из вторичного сырья. Комплексное использование древесины. Размерная и качественная характеристики продукции и пиловочного сырья.
Раздел 2 Теоретические основы раскряжевки хлыстов.
Математическое описание формы хлыстов и бревен для выработки пиломатериалов. Общие закономерности распространения пороков (сучков, гни-
4
ли, трещин, кривизны и др.) в хлыстах и бревнах и их математическое моделирование в имитационных моделях. Предмет теории раскряжевки хлыстов на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях. Критерии оптимальности раскряжевки. Графические и аналитические методы максимизации цилиндрического объема пиловочных бревен без учета и с учетом качественных зон и формы (кривизны, сбежистости) хлыстов. Оптимизация раскроя хлыстов на ЭВМ по критерию максимального выхода пиломатериалов.
Раздел 3 Теоретические основы раскроя бревен на пиломатериалы. Предмет теории раскроя бревен и основные этапы ее развития. Способы
раскроя бревен и области их применения. Развальный, брусово-развальный, комбинированные (развально-сегментный, брусово-сегментный и др.), круговой, со склеиванием. Поставы и критерии их оптимальности. Основные положения теории максимальных и оптимальных поставов. Оптимальная ширина и длина обрезных досок, выпиливаемых из необрезных. Отходы в сбеговые рейки и оторцовки. Понятие пифагорической и параболической зоны в бревнах. Охват толщины бревна поставом. Оптимальные размеры бруса для получения ширины обрезных пиломатериалов. Раскрой бревен разваль- но-сегментным и брусово-сегментным способом для получения радиальных пиломатериалов. Раскрой бревен с учетом их качества. Моделирование и оптимизация раскроя бревен на ЭВМ.
Графические методы составления и расчета поставов. Графики проф. Аксенова, Титкова, Батина для определения оптимальной толщины пиломатериалов. График-квадрант для определения ширины и длины необрезных и обрезных пиломатериалов, параметров обзола у обрезных пиломатериалов. Аналитический метод составления и расчета поставов. Прогнозирование качественного состава пиломатериалов при раскрое пиловочных бревен.
Раздел 4 Теоретические основы раскроя пиломатериалов на заготовки. Методы и способы раскроя необрезных и обрезных пиломатериалов. Распределение сучков на пластях досок. Теоретические положения раскроя досок на заготовки. Критерии оптимальности раскроя. Базирование пиломатериалов при их раскрое. Моделирование и оптимизация раскроя пиломатериа-
лов на заготовки.
4. Практические занятия
Перечень практических работ по курсу для студентов заочного обучения представлен в табл.2.
5
Таблица 2 - Перечень практических работ |
Количество часов |
|
№ п/п |
Тема практической работы |
|
1 |
Исследование влияния способов раскроя бре- |
4 |
|
вен на размерные и объемные показатели вы- |
|
|
пиливаемых досок |
|
2 |
Исследование выхода обрезной пилопродук- |
|
|
ции при распиловке бревен параллельно про- |
4 |
|
дольной оси и параллельно образующей |
2 |
3 |
Расчет режима работы лесопильной рамы |
|
4 |
Определение параметров пиломатериалов при |
2 |
|
развально-сегментном способе раскроя. |
12 |
Итого: |
|
5. Самостоятельная работа студентов
Основная часть материала курса вынесена на самостоятельное изучение студентов. Темы этой работы представлены в табл.3.
Таблица 3 - Перечень вопросов, выносимых на самостоятельное изучение
№ п/п |
Тема самостоятельной работы |
|
Номер ис- |
|
|
|
|
|
точника |
1 |
|
2 |
|
3 |
1 |
Общая мировая и российская характеристика и на- |
1о, 7д |
||
|
правление |
развития |
лесопильно- |
|
|
деревообрабатывающего производства. |
|
|
|
2 |
Математическое описание формы хлыстов и бревен |
1о |
||
|
для выработки пиломатериалов. |
|
|
|
3 |
Общие закономерности распространения пороков |
1о |
||
|
(сучков, гнили, трещин, кривизны и др.) в хлыстах и |
|
||
|
бревнах и их математическое моделирование в ими- |
|
||
|
тационных моделях. |
|
|
|
4 |
Предмет теории раскряжевки хлыстов на лесопиль- |
1о, 7д |
||
|
но-деревообрабатывающих предприятиях. |
|
||
5 |
Оптимизация раскроя хлыстов на ЭВМ по критерию |
1о |
||
|
максимального выхода пиломатериалов. |
|
|
|
6 |
Понятие о поставах. Основные теоретические поло- |
1о, 7д |
||
|
жения теории раскроя для составления и расчета по- |
|
||
|
ставов на ЭВМ (по Р.Е. Калитиевскому). |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
Окончание табл. 3
1 |
2 |
3 |
7 |
Основные положения теории максимальных и опти- |
1о, 2д, 10д |
|
мальных поставов. |
|
8 |
Раскрой бревен с учетом их качества. |
1о, 1д, 7д |
9 |
Аналитический метод составления и расчета поста- |
1о, 1д, 7д |
|
вов. |
|
10 |
Моделирование и оптимизация раскроя бревен на |
1о, |
|
ЭВМ. |
|
11 |
Теоретические положения раскроя досок на заготов- |
1о, 1д |
|
ки. |
|
12 |
Распределение сучков на пластях досок. |
1о, 1д |
13 |
Моделирование и оптимизация раскроя пиломате- |
1о, 2д |
|
риалов на заготовки. |
|
14 |
Метрологическое обеспечение технологического |
1о,7д |
|
процесса производства пиломатериалов и заготовок. |
|
|
Автоматизация и компьютеризация средств регист- |
|
|
рации и контроля. |
|
15 |
Схемы планировочных решений лесопильных цехов |
1о, 2д, 7д |
|
на базе различного бревнопильного оборудования. |
|
16 |
Планировочные решения цехов по раскрою пилома- |
1о, 2д, 7д |
|
териалов на заготовки. |
|
Контроль самостоятельной работы студентов осуществляется преподавателем. Результаты самостоятельной работы и глубина изучения (проработки) определяются следующими формами отчетности:
1.Предоставление развернутых планов, конспектов, рефератов (назначается лектором).
2.Проверка и собеседование по тематике лекций-заданий и их
оценка.
3.Коллоквиум и контрольные работы.
Форма вида отчетно-контрольных мероприятий назначается ведущим преподавателем (лектором) и должна обеспечивать безусловное выполнение рабочей программы курса и представить в единстве обучающую и контролирующую функции (эффективность обучения).
После прослушивания курса лекций, выполнения практических работ студент допускается к сдаче экзамена.
Контрольные вопросы к экзамену для студентов заочного обучения приведены ниже.
7
6.Контрольные вопросы
1.Направление развития лесопильно-деревообрабатывающих про-
изводств.
2.Классификация продукции лесопильного производства.
3.Технологическая кора, технологические опилки, технологическая щепа и другие виды продукции, получаемой из вторичного сырья.
4.Характеристика имитационной эллиптической модели формы хлыстов и бревен Пижурина-Розенблита.
5.Характеристика таксационной модели формы хлыстов и бревен
Анучина.
6.Характеристика полиномиальной модели формы хлыстов и бревен Петровского.
7.Общие закономерности распространения пороков (сучков, гнили, трещин, кривизны и др.) в хлыстах и бревнах
8.Раскряжевка хлыстов на пиловочные бревна. Предмет теории, критерии оценки.
9.Графические и аналитические методы максимизации цилиндрического объема пиловочных бревен без учета и с учетом качественных зон и формы (кривизны, сбежистости) хлыстов.
10.Оптимизация раскроя хлыстов на ЭВМ по критерию максимального выхода пиломатериалов.
11.Характеристика развального и брусово-развального способов раскроя бревен на пиломатериалы. Критерии эффективности.
12.Характеристика сегментного и кругового способов раскроя бревен на пиломатериалы. Критерии эффективности.
13.Характеристика комбинированных (развально-сегментного, бру- сово-сегментного и др.) способов раскроя бревен на пиломатериалы. Критерии эффективности.
14.Предмет теории раскроя бревен и основные этапы ее развития.
15.Составление и расчет поставов с помощью графика-квадранта и номограмм Аксенова.
16.Понятие о поставах. Основные теоретические положения теории раскроя для составления и расчета поставов на ЭВМ (по Р.Е. Калитиевскому).
17.Основные положения теории максимальных и оптимальных по-
ставов.
18.Пифагорическая и параболическая зоны бревна.
8
19.Понятие о брусе максимального объема. Теоретическое и практическое значение.
20.Аналитическое определение оптимальной ширины и длины обрезных досок, вырабатываемых из необрезных.
21.Определение размеров ширины и длины обрезных пиломатериалов, получаемых из необрезных, при проектировании поставов по графикуквадранту.
22.Определение размеров необрезных досок аналитическим и графическим способом при развальном способе раскроя.
23.Раскрой круглых лесоматериалов с учетом качественных зон.
24.Характеристика способов базирования круглых лесоматериалов на бревнопильных станках. Их влияние на объемный и качественный выход пиломатериалов.
25.Математическое моделирование и оптимизация раскроя бревен неправильной формы.
26.Характеристика методов и способов раскроя пиломатериалов на
заготовки.
27.Базирование пиломатериалов при их раскрое. Закономерности распространения сучков на пластях досок.
28.Критерии оптимальности раскроя пиломатериалов.
29.Структурная схема технологического процесса.
30.Расчет мощности лесопильных потоков (по сырью и пиломате-
риалам).
31.Метрологическое обеспечение технологического процесса производства пиломатериалов и заготовок. Автоматизация и компьютеризация средств регистрации и контроля.
32.Структура потоков раскроя пиломатериалов на заготовки. Планировочные схемы участка.
33.Моделирование и оптимизация раскроя пиломатериалов на заго-
товки.
Библиографический список
Основная литература:
1. Болдырев В. С. Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств [Текст] : рек. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия / В. С. Болдырев; ВГЛТА. - Воронеж, 2011. - 316 с. - Электронная версия в ЭБС ВГЛТА; ЭБС "Лань"
9
Дополнительная литература:
1.Волынский В. Н. Первичная обработка пиломатериалов на лесопильных предприятиях [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В. Н. Волынский, С. Н. Пластинин. - Изд. 2-е, испр. - СПб.; М.; Краснодар : Лань, 2012. - ЭБС "Лань".
2.Технологическое проектирование лесопильных цехов [Текст]: рек. УМО по образованию в области лесного дела в качестве учеб. пособия / В. С. Болдырев, Ю. А. Чевычелов, А. И. Цуриков, А. А. Мещерякова; ВГЛТА. - Воронеж, 2012. - 264 с. - Электронная версия в ЭБС ВГЛТА; ЭБС "Лань".
3.Кантиева Е.В. Теоретические основы методов раскроя древесного сырья [Электронный ресурс]: методические указания к практическим работам по направлению подгот. магистров 250400.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих пр-в, профиль – Технология деревообработки / Е.В. Кантиева, А.А. Мещерякова А.А.; ВГЛТА. - Воронеж, 2015. – 48 с.
4.Кантиева Е.В. Теоретические основы методов раскроя древесного сырья [Электронный ресурс]: методические указания к лабораторным работам по направлению подгот. магистров 250400.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих пр-в, профиль – Технология деревообработки / Е.В. Кантиева, А.А. Мещерякова А.А.; ВГЛТА. - Воронеж, 2015. – 44 с.
5.Кантиева Е.В.Теоретические основы методов раскроя древесного сырья [Электронный ресурс]: методические указания для самостоятельной работы по направлению подгот. магистров 250400.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих пр-в, профиль – Технология деревообработки для заочного обучения / Е.В. Кантиева, А.А. Мещерякова; ВГЛТА. - Воронеж, 2015. – 11 с.
6.Сметанин А.В. Архангельское лесопиление: между прошлым и будущим [Текст]: монография / А.В.Сметанин, В.И. Веселков. – М.: ДоМи-
ра, 2005. – 544с.
7.Калитеевский Р.Е. Лесопиление в ХХI веке. Технология, оборудование, менеджмент [Электронный ресурс] / Р. Е. Калитеевский. - СПб.: Про-
фи, 2008. - 496 с.
8.Дерево.RU [Текст]: деревообработка: мебельное производство. – М.:
ООО «РИэл Пресс», 2002-
9.ЛесПромИнформ [Текст]: журнал / учредитель ООО ИД «Саян». – М., 2003
10.Справочник по лесопилению [Электронный ресурс] / сост. Ю. Б. Шим-
кевич. - СПб.: Профи, 2008. - 200 с.
10