CC BY
13
УДК 674.02
Ю.А. Ширнин, К.П. Рукомойников, В.П. Виноградов
Марийский государственный технический университет
Рукомойников Константин Павлович родился в 1977 г., окончил в 2000 г. Марийский государственный технический университет, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и оборудования лесопромышленных производств МарГТУ. Имеет около 60 печатных работ в области технологии и оборудования лесопромышленных производств.
E-mail: [email protected]
Виноградов Петр Николаевич родился в 1985 г., окончил в 2007 г. Марийский государственный технический университет, магистрант МарГТУ. Область научных интересов - технология и оборудование лесопромышленных производств. E-mail: [email protected]
РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПРОДОЛЬНОЙ РАСПИЛОВКИ СОРТИМЕНТОВ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
На основе математической модели выведена формула часовой производительности, где отдельные элементы времени получены в ходе эксперимента; представлены блок-схемы информационно-логической и математической моделей.
Ключевые слова: продольная распиловка, станок, сортименты, пиломатериалы, математическая модель, информационно-логическая модель.
Общие тенденции государственной политики в области переработки круглого леса направлены на то, чтобы лесопиление и деревообработка стали более выгодными, чем заготовка и продажа круглого леса. Для переработки пиловочника в качественный и востребованный продукт необходимо обеспечить максимальный выход продукции при минимальной себестоимости, уменьшить количество отходов.
Поэтому вопрос выбора оборудования актуален. На основании анализа рынка лесопильного оборудования с учетом соотношения «цена/качество/эффективность» авторами статьи предложен вариант нового способа и станок для продольной распиловки лесоматериалов (рис.1) [4], подтвержденный патентом на изобретение РФ № 2365490 [3]. Аналогом реализации данного способа является разработанный ранее способ, отмеченный в патенте № 2270089 [2].
10 9 8
Рис. 1. Станок для продольной распиловки сортиментов: 1, 7 - дисковая пила; 2 - сдвоенный подающий транспортер; 3 - пильные механизмы, 4 - центральная планка; 5, 6 - центральные и боковые толкающие устройства; 8 - вершинный зажим; 9 - вертикальные упоры; 10 - сдвоенный приемный транспортер
Цель проведенного исследования - разработать математическую модель функционирования нового станка, позволяющего увеличить выход готовой продукции и уменьшить объемы отходов производства.
На рис. 2 представлена блок-схема информационно-логической модели функционирования предлагаемого станка, работающего по новому способу, а на рис. 3 - блок-схема математической модели его работы.
Новый способ предусматривает выполнение следующих дополнительных операций: разделение лесоматериала на два сегмента, поперечное перемещение необрезных пиломатериалов в целях совмещения их кромок для получения максимального выхода пилопродукции и др. Перечисленные особенности станка вызывают необходимость пересмотра ранее известных математических зависимостей для расчета производительности станков продольной распиловки [1].
На основе математической модели выведена формула для определения часовой производительности (П, м3/с), а далее приведен пример расчета с использованием теоретических данных:
3600У " Т '
В формулах приняты следующие обозначения: Ъ1, Ъ2 - ширина сдвоенного подающего и приемного транспортера, Ъ1 = Ъ2 = 0,5 м; йср, /сор, г - диаметр, длина и радиус сортимента, й = 0,5 м; /сор = 6,0 м; г = 0,25 м; к - высота вершинного зажима относительно сдвоенного приемного транспортера, к = 0,4 м; ¿п.сор - время укладки сортимента на сдвоенный подающий транспортер, с; Нь и1 - высота и скорость подъема сортимента краном, Н1 = 2,0 м; и = 0,5 м/с; Ь - расстояние перемещения сортимента над станком при его укладке на сдвоенный подающий транспортер, Ь = 1,0 м; Н2, и2 - высота и скорость опускания сортимента на сдвоенный подающий транспортер, Н2 = 1,0 м; и2 = 0,6 м/с; ^тр - время транспортировки сортиментов до упоров, с; итр1 - скорость сдвоенного подающего транспортера, итр1 = 0,5 м/с; ¿цен, ицен -время, с, и скорость захвата, центрирования сортимента относительно пильного диска, ицен = 0,5 м/с; ¿рез.пр , ирезпр - время, с, и скорость распиловки сортимента на два сегмента с подачей пилы в продольном направлении, ирез.пр
где
+
= 0,8 м/с; ¿пер.х, иперх - время, с, и скорость перемещения пилы в исходное положение в продольном направлении, иперх = 1,0 м/с; ¿раз, ираз - время, с, и скорость разворота сегментов пластями на транспортер, ираз = 0,4 м/с; ¿п.л, ипл -время, с, и скорость подачи сегментов на ленточные пилы, ипл = 0,5 м/с; ¿рас.п, ирас.п - время, с, и скорость распиловка сегментов на пиломатериалы, ирас.п = 0,5 м/с; ¿п.в - время перемещения пиломатериалов сдвоенным приемным транспортером к вершинным зажимам, с; Ц^, Хтр1, Црз, ¿тр3, итр2, Ьтр2 - скорость и длина соответственно сдвоенных подающего и приемного транспортеров, а также приемного транспортера, итр1 = 0,3 м/с; Ьтр1 = 8,0 м; Цтр3 = = 0,5 м/с; £тр3 = 8,0 м/с; Цтр2 = 0,5 м/с; Д,р2 = 2,0 м; ¿ф - время фиксации пиломатериалов вершинными зажимами, с; ¿б.т, иб.т - время, с, и скорость выравнивания пиломатериалов боковыми толкающими устройствами к центральной планке, иб.т = 0,6 м/с; ¿пер1, /пер1 и ¿пер2, /пер2 - время, с, и расстояние перемещения дисковой пилы в поперечном направлении соответственно влево и вправо к центральной планке, /пер1 = 1,0 м; /пер2 = 0,8 м;
Рис. 2. Блок-схема информационно-логической модели
Рис. 3. Блок-схема математической модели станка
¿прп, ипрп - время, с, и скорость продольного пиления пиломатериала, Цпр.п = = 0,8 м/с; ¿обх, иобх - время, с, и скорость возврата дисковой пилы на исходную позицию, иобх = 1,0 м/с; ¿ц.т, иц.т - время, с, и скорость выравнивания пиломатериалов к вертикальным упорам по обеим сторонам станка, иц.т = 0,4 м/с; ¿пер3, /пер3 и ¿пер4, /пер4 - время, с, и расстояние перемещения дисковой пилы в поперечном направлении соответственно влево и вправо к боковым упорам, /пер3 = 0,45 м; /пер4 = 0,5 м; £/пер.поп - скорость перемещения дисковой пилы в поперечном направлении, иперпоп = 0,4 м/с; ¿верз,
^веп з , 1в<
вер.з, 1верз - время перемещения, с, и скорость и длина вершинного зажима, £/вер.з =1,0 м/с; /верз = 3,0 м; ¿вых - время перемещения пиломатериалов сдвоенным приемным транспортером, с.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Залегаллер, Б.Г. Технология и оборудование лесных складов [Текст]: учеб. для вузов / Б.Г. Залегаллер, П.В. Ласточкин, С.П. Бойков. - 3-е. изд., испр. и доп. - М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 352 с.
2. Пат. 2270089 РФ, МКИ В27В 5/00, 7/02. Способ продольной распиловки сортиментов и станок для его осуществления [Текст] / К.П. Рукомойников, Г.Н. Иванов, К.П. Сушенцов. - № 2004116602/03; приоритет от 31.05.2004; опубл. 20.02.06, Бюл. № 5. - 12 с.
3. Пат. 2365490 РФ, МКИ В27В 5/00. Способ продольной распиловки сортиментов и станок для его осуществления [Текст] / К.П. Рукомойников, П.Н. Виноградов, С.М. Капитонов, А.В. Христофоров. - № 2004116602/03; приоритет от 26,02,2008; опубл. 27.08.09, Бюл. № 24. - 14 с.
4. Рукомойников, К.П. Способ продольной распиловки сортиментов и станок для его осуществления [Текст] / К. П. Рукомойников, П.Н. Виноградов // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - 2008. - № 6(11). - С. 55-58.
Поступила 03.02.09
Yu.A. Shirnin, K.P. Rukomoinikov, P.N. Vinogradov Man State Technical University
Development of Assortments Length Cutting and Mathematical Models of its Realization
The hourly efficiency formula is derived based on the mathematical model where separate time elements are obtained in the course of experiment; the flow charts of information-logical and mathematical models are presented.
Keywords: length cutting, machine, assortments, sawn timber, mathematical model, information-logical model.
