 |
|
 |  |
|
|
| |
 | Afaceri | Agricultura | Economie | Management | Marketing | Protectia muncii |
| Transporturi |
Modele de debitare pentru bustenii de rasinoase
Bustenii de rasinoase prezinta o forma tronconica uniforma cu o conicitate redusa, avand doua zone distincte:
-zona cilindrica centrala, avand diametrul egal cu cel al busteanului la capatul subtire, in proportie de cca 80 % din total volum;
-zona conica exterioara (fig 2.1).
Fig 2.1. Zonele unui bustean de rasinoase: 1-zona cilindrica ; 2-zona conica exterioara
Aceasta uniformitate a formei bustenilor de rasinoase face posibila elaborarea unor modele de debitare maximale pe baza unor relatii de calcul matematice si recomanda folosirea gaterului vertical ca utilaj optim de taiere.
Debitarea bustenilor de rasinoase se face in procent de 90-95 % pe prisma, iar 5-10 % din bustenii subtiri si de calitate inferioara pe plin.
Grupele de diametre ale bustenilor de rasinoase (cu diametrul busteanului masurat la capatul subtire) sunt urmatoarele :
pentru domeniul 14-19 cm, din 3 in 3 cm, 2 grupe : 14-16 si 17-19 cm ;
pentru domeniul 20-27 cm, din 2 in 2 cm, 4 grupe : 20-21 ; 22-23 ; 24-25 si 26-27 cm ;
pentru domeniul 28-40 cm, din 3 in 3 cm, 4 grupe : 28-30, 31-33, 34-38 si 37-40 cm ;
pentru domeniul 41-60 cm, din 5 in 5 cm, 4 grupe : 41-45, 46-50, 51-55 si 56-60 cm ;
pentru domeniul 61-70 cm, 1 grupa :61-70 cm ;
peste 71 cm, 1 grupa.
La prima trecere prin gater se urmareste obtinerea unei prisme care sa cuprinda volumul zonei cilindrice a busteanului, pentru o valorificare superioara a acestuia. Matematic este nevoie sa se determine patrulaterul de arie maxima inscris in cercul de diametru d, egal cu cel de la capatul subtire al busteanului. Dimensiunile acestui patrulater sunt date de latimea b a prismei si dimensiunea h descoperita a prismei (fig.1.2)
Fig 2.2. Determinarea latimii prismei
Aria dreptunghiului va fi:
S=b h
Dar: b=d cos si h=d sin
S=d2 cos sin =d2/2 sin 2
Deoarece pentru I p/2] avem sin I[0;1], rezulta ca maximul functiei S( ) este la valoarea 1 pentru 2
Rezulta ca =45 0, iar in aceste conditii b= sin 450·d 0,71d.
Valoarea b 0,71d calculata se va rotunji superior la valoarea cea mai apropiata a latimilor cele mai solicitate in comert pentru piesele de cherestea de rasinoase (deoarece latimea b a prismei va reprezenta pentru urmatoarea trecere prin gater latimea pieselor de cherestea obtinute), respectiv 100, 120, 150, 170, 190, 220, 250, 290 si 300 mm. Daca se impune latimea pieselor de cherestea, atunci se poate stabili diametrul la capatul subtire al bustenilor, din care se poate obtine apoi grupa de diametre. La bustenii cu diametre sub 50 cm se recomanda ca in partile exterioare, langa prisma, sa se introduca piese de cherestea cu grosimea de 18 mm (pentru bustenii cu diametrul sub 30 cm) sau de 24 mm (pentru bustenii cu diametrul peste 30 cm), aceste dimensiuni fiind independente de clasa de calitate a cherestelei.
Inaltimea h a prismei se determina cu ajutorul teoremei lui Pitagora, tinandu-se seama si de supradimensiunea de contragere a prismei:
Fig 2.3. Debitarea rasinoaselor la I a si a II a trecere prin gater :
La a doua trecere prin gater , respectiv cea de debitare prisma se va tine seama de zonele de calitate ale lemnului de rasinoase pe sectiunea transversala a busteanului, respectiv:
zona centrala a prismei va cuprinde un numar impar de scanduri de 24 mm grosime sau cu rigle, astfel incat inima propriu-zisa sa fie cuprinsa intr-o singura piesa axiala (1/24 daca diametrul este sub 30 cm, 3/24 daca diametrul este cuprins intre 31-50 cm si 5/24 daca diametrul este peste 50 cm)
zona treimii mijlocii va cuprinde dulapi de calitate superioara de 38, 48 si mai rar 28 si 58 mm grosime;
zona flancurilor va fi ocupata cu cherestea cu grosimea de 24 mm pentru bustenii cu diametre peste 30 cm si cu grosimi de 18 mm pentru bustenii cu diametre sub 30 cm.
Scandurile cu grosimi mici de 12 mm nu se vor obtine direct din gater, ci se vor debita multipli ai acestora sub forma unor dulapi speciali, care se vor spinteca ulterior la ferastraul panglica de spintecat (pentru reducerea pierderilor in rumegus). Acelasi procedeu se va utiliza si atunci cand se doreste obtinerea unei cantitati marite de scanduri cu grosimea de 18 sau 24 mm. Grosimea acestor dulapi speciali se obtine la gater, din zona de calitate superioara a prismei si se stabileste prin calcul, cu ajutorul relatiei urmatoare :
[55]
n-numarul de scanduri rezultate dupa spintecare la ferastraul panglica ;
gn - grosimea nominala a scandurilor, in mm ;
s - supradimensiunea pentru contragere pentru scanduri, in mm ;
gt - grosimea unei taieturi la ferastraul panglica de spintecat (2 mm) sau ferastraul circular (3 mm).
Pentru simplificarea determinarii grosimii acestor dulapi speciali, se poate utiliza tabelul 3.2.
Tab. 3.2. Grosimea unor dulapi speciali
|
Grosimea scandurilor, mm |
Numar scanduri din dulap |
||
|
Grosimea dulapilor, mm |
|||
Modelul de taiere trebuie sa cuprinda intraga sectiune a busteanului si la capatul gros, de asa natura incat sa nu rezulte margini si laturoaie din care s-ar putea obtine piese de cherestea. Din aceste motive, in zona conica de rest, se vor monta in rama gaterului inca 2-3 panze taietoare.
Acoperirea totala a modelului de debitare (2A) va cuprinde grosimile pieselor de cherestea, supradimensiunea de contragere si grosimea taieturilor, respectiv:
unde: Sgn este suma grosimilor nominale ale pieselor de cherestea, exclusiv restul, in mm;
Ssn - suma supradimensiunilor de contragere, de obicei 6 %, sau cu valorile din tabelul 2.1, in mm;
n - numarul de piese de cherestea din model, in mm;
gt - grosimea taieturilor, de obicei 3,4 mm (2 mm grosimea panzei si 0,7 mm, ceaprazul pe o parte), in mm.
Aceasta acoperire se verifica cu urmatoarele valori:
-la prima trecere prin gater 2A=0,71d
-la a doua trecere prin gater 2A=h.
La verificarea modelului de taiere, din punct de vedere al acoperirii, se pot intalni urmatoarele situatii:
Tab 2.1. Supradimensiunea de contragere a cherestelei de rasinoase
|
Dim, mm | |||||||||
|
Supr., mm | |||||||||
|
Dim, mm | |||||||||
|
Supr., mm |
Pentru bustenii cu diametre mari (peste 50 cm) se recomanda ca la prima trecere prin gater, modelul de taiere sa cuprinda doua prisme de latime b egale si, daca este posibil, despartite de o piesa axiala cu grosime corespunzatoare producerii de rigle sau sipci.
Valorificarea zonei exterioare prismei inseamna debitarea rationala a segmentilor laterali (fig.2.3), prin inscrierea acestora in cate un dreptunghi cu arie maxima.
Fig 2.4. Determinarea latimii zonei exterioare
Dreptunghiul MNPK va avea suprafata:
S = b1 g [cm2] [14]
Din triunghiul dreptunghic ONJ se poate extrage valoarea b1/2 cu ajutorul teoremei lui Pitagora:
[15]
Segmentul OI se poate calcula din triunghiul dreptunghic OAI si este:
[16]
Aceasta valoare se introduce in expresia ariei dreptunghiului lateral ca functie de g, respectiv:
[18]
Aceasta suprafata va fi maxima acolo unde se va anula prima derivata. Se va tine seama ca functia A(g) este o functie compusa a carei derivata va fi de forma urmatoare:
f=u v iar f`=u`v+uv`iar 
Pentru functia noastra vom avea:
Ecuatia de gradul II in g va fi:
Aceasta ecuatie va avea determinantul urmator: D=b2-4ac=34r2, iar radacina pozitiva va fi:
g1=0,2r=0,1d
Daca se inlocuie aceasta valoare in relatia lui b1, vom avea:
b1=0,43d.
Aceste valori ale lui g(=0,1d) si b1(=0,43d) sunt necesare pentru a se verifica daca piesele obtinute din flancuri au latimea b1 egala cu latimea minima data de standard (respectiv minim 60 mm pentru grosimi de 12, 18, si 24 mm, minim 70 mm pentru grosimi de 28, 38, 48 si 58 mm si de minim 80 mm pentru grosimi mai mari), iar grosimea acestora g sa fie de minim 18 sau 24 mm. Acestea sunt valabile in special pentru bustenii cu diametre mari, peste 50 cm, deoarece latimea prismei este limitata superior la 300 mm si va ramane un volum mare de lemn nepreluat de prisma din flancuri.
Exemplul 1 Sa se stabileasca modelul de taiere pentru bustenii de rasinoase din grupa de diametre d=37-40 cm, debitarea pe prisma.
La prima trecere prin gater, se calculeaza latimea prismei:
b=0,71d=0,71·37=26,27 cm=262,7 mm
Se adopta bc=280 mm.
Modelul de taiere la prima trecere prin gater, modelul va fi:
I 1/280 R/24
La cea de-a doua trecere prin gater, se calculeaza mai intai inaltimea prismei, cu relatia:
h=220 mm.
La a II a trecere prin gater, se face completarea diferentiata pe zona centrala si treimea mijlocie (Figura 2.3), dupa cum urmeaza
- din zona centrala se pot extrage 3/24 deoarece diametrul bustenilor este cuprins intre 30-50 cm, cu o acoperire 2A= 3×24+3×24×0,06+3,4(3-1)=83,12 mm.
- treimea mijlocie va ramane cu o acoperire de TM=(220,9-83,12)/2=68,65 mm
Se observa ca se poate alege 2/28 sau 1/38.
Modelul la a doua trecere prin gater va fi:
II 3/24 2/28 R/24
Verificarea acoperirii intregului model:
2A= (3×24+4×28)×1,06+3,4(7-1)=215,44 mm. Se verifica cu 220 mm, insemnand ca modelul este ales corect. Cu atat mai mult se va verifica cea de-a doua varianta a treimii mijlocii, respectiv urmatorul model:
II 3/24 1/38 R/24
Exemplul 2: Sa se stabileasca modelul de taiere pentru bustenii de rasinoase, grupa de diametre d=71-75 cm, debitarea pe prisma.
La prima trecere prin gater se determina mai intai se determina latimea prismei:
b=0,71d=0,71×71=50,41 cm=504,1 mm.
Deoarece aceasta latime este cu mult mai mare decat latimea maxima a pieselor de cherestea (care este de 300 mm), se adopta un model de taiere care sa cuprinda 2 prisme, care sa se cuprinda in acoperirea de 504,1 mm. Se adopta 2 prisme de cate 220 mm fiecare, care vor avea urmatoare acoperire:
2A=2×220×1,06+3,4(2-1)=469,8 mm. Se verifica.
Modelul la prima trecere prin gater va fi:
I R/24 2/220 R/24
Se recomanda ca la prima trecere prin gater, din zona centrala sa se obtina o piesa axiala de 24 mm grosime (care contine inima lemnului, cu multe defecte), respectiv, modelul de taiere va fi unul simetric si se noteaza pe jumatate:
I 1/24 1/220 R/24
Acoperirea acestui model va fi:
2A=(1×24+2×220)×1,06 + (3-1) ×3,4= 505,4 mm. Modelul este fortat, existand o diferenta foarte mica de 1,3 mm.
La a doua trecere prin gater, se calculeaza mai intai, inaltimea descoperita a prismei, respectiv:
h=532,3 mm
La debitarea prismei, din zona centrala se alege 5/24, deoarece diametrul bustenilor este superior valorii de 50 cm. Acoperirea acestor scanduri va fi:
2A=5×24×1,06+(5-1) ×3,4=140,8 mm
Treimea mijlocie va avea valoarea:
TM=(532,3-140,8)/2=195,7 mm
Aceasta treime mijlocie poate fi acoperita cu 3/48 1/28, deoarece are o acoperire de aproximativ 172 mm.
Notarea modelului la a II a trecere prin gater va fi:
II 5/24 3/48 1/28 R/24
Verificarea acoperirii la a II a trecere prin gater:
2A=(5×24 +6×48+2×28)·1,06 +(13-1)×3,4=532,6 mm
Modelul de taiere este fortat, existand o diferenta de 0,3 mm.
Exemplul 3: Sa se determine grupa de diametre a bustenilor si sa se elaboreze modelul de taiere in cazul in care se urmareste producerea de grinzi cu sectiunea de 12×15 cm.
In acest caz, dimensiunea cea mare va fi latimea (latura mare a grinzii), adica b=15 cm si h=12 cm. Din relatia generala b=0,71d, se extrage diametrul bustenilor:
d=b/0,71=1,41b
d=1,41·15=21,15 cm. Se adopta grupa de diametre d=22-23 cm.
Modelul de taiere la prima trecere prin gater va fi (se tine seama ca diametrul bustenilor este sub 30 cm si se alege un rest de 18 mm grosime de cherestea):
I 1/150 R/18
La a II a trecere prin gater se determina inaltimea prismei h=120 mm, dar trebuie sa se verifice:
h=152 mm. Se verifica, valoarea fiind mai mare decat 120 mm
Modelul la a doua trecere prin gater va fi:
II 1/120 R/18
Exemplu 4: Sa se determine grup de diametre si se stabileasca modelul de taiere pentru rigle de 48×96 mm.
Dimensiunea mai mare de 96 mm reprezinta intodeauna latimea b a riglei, iar cea mica de 48 inaltimea acesteia h.
d=1,41b=1,41·9,6=13,7 cm
Cea mai apropiata grupa de diametre este cea mai mica, anume d=14-16 cm.
Modelul de taiere la prima trecere prin gater:
I 1/96 R/18
La a II a trecere prin gater, se calculeaza h:
h=96,1 mm
Modelul de taiere la a II a trecere prin gater va fi:
II R/18 2/48 R/18
Acoperirea acestui model va fi:
2A=2·48·1,06+3,4 (2-1)=105,1 mm
Modelul este fortat, diferenta fiind: 9,0 mm.
Exemplul 5: Sa se stabileasca grupa de diametre a bustenilor si modelul de taiere pentru rigle de 48×48 mm. Se va gandi un model care sa cuprinda un multiplu al unei laturi.
d=1,41b=1,41·4,8=6,0 cm=60 mm.
La aceasta valoare nu exista grupa de diametre, cea mai mica grupa fiind d=14-16 cm. De aceea, se vor adopta doua rigle de 48 mm.
Acoperirea acestor 2 rigle va fi:
2A=2·48·1,06+4,00(2-1)=105,7 mm
Grosimea taieturii de 4,00 mm este aceea de spintecare cu ferastraul circular. In aceste conditii, diametrul bustenilor va fi:
D= 1.41·bt=1,41·105,7=149,03 mm
Se alege grupa de diametre d=14-16 cm.
Modelul de taiere la prima trecere prin gater va fi:
I 1/105,7* R/18
Acest model arata ca dimensiunea 105,7* se va transforma in doua grosimi de 48 mm prin spintecare la ferastraul circular de spintecat.
La a II a trecere prin gater, se determina inaltimea prismei:
h=83,9 mm
Modelul la a II a trecere prin gater va fi:
II 1/48 R/18
Exemplul 6: Sa se stabileasca grupa de diametre a bustenilor si modelul de taiere pentru producerea de scanduri subtiri de 12 mm, cu latimea nominala de 170 mm.
Latimea prismei este egala cu latimea pieselor de cherestea, de 170 mm.
Diametrul bustenilor va fi:
d=1,41·b=1,41·17=23,97 cm
Se alege grupa de diametre d=24-25 cm
Modelul de taierela prima trece prin gater va fi:
I 1/170 R/18
La a doua trecere prin gater, se calculeaza inaltimea:
h=158,5 mm.
Scandurile subtiri nu se pot debita direct, deoarece panzele nu se pot monta tehnic la aceasta distanta si datorita piederilor mari de rumegus. Din aceasta cauza se vor debita 1 sau 2 dulapi cu 2, 3, 4multipli ai acestor grosimi de 12 mm, in special din zona de calitate superioara a treimii mijlocii. Se va considera o grosime a taieturii de 2 mm, pentru ferastraul panglica de spintecat.
Ocuparea cu piese de cherestea la a II a trecere prin gater, va tine seama de cele doua zone de calitate ale busteanului:
- din zona de centru, datorita diametrului busteanului sub 30 cm, se adopta 1/24, care va avea o acoperire de 25,2 mm;
- treimea mijlocie va avea (158,5-25,2)/2=66,65 mm
Din aceasta treime se poate extrage un dulap cu 4 piese de 12 mm, care va avea urmatoarea acoperire:
2A=4·24·1.06+2(4-1)=56,88 mm. Se verifica.
Notarea modelului de taiere la cea de-a II a trecere prin gater va fi:
II 1/24 1/56,88* R/18
Acelasi procedeu de debitare combinata cu gater si ferastrau panglica de spintecat se foloseste si atunci cand se impune o cantitate marita de scanduri subtiri de 18 si 24 mm.
Exemplul 7: Sa se stabileasca modelul de taiere pentru productia in cantitate marita a unor scanduri cu grosimea nominala de 24 mm, din grupa de busteni cu diametrul d=37-40 cm, prin debitare combinata gater-ferastrau panglica de spintecat.
La prima trecere prin gater se calculeaza latimea prismei:
b=0,71d=0,71·37=26,17 cm =261,7 mm
Se alege o latime rotunjita b=250mm
Modelul de taiere la prima trecere prin gater va fi:
I 1/250 R/24
Ȋnaltimea prismei va fi:
h=258,2 mm
Din centrul busteanului se alege 3/24 datorita faptului ca diametrul grupei de busteni se afla intre 30-50 cm, cu urmatoarea acoperire:
C=3×24×1,06 + 2,0×(3-1)=80,32 (grosimea taieturii de 2 mm este pentru ferastraul panglica de spintecat).
Treimea mijlocie va ramane cu urmatoarea acoperire:
TM=(258,2-80,32)/2=83,94 mm
Se abserva ca se poate obtine un dulap special format din 3 piese de 24 mm.
Modelul de taiere la a doua treecere prin gater va fi:
II 3/24 1/80,32* R/24
Exemplul 8 Sa se elaboreze modelul de debitare a bustenilor de rasinoase din grupa de diametre d=37-40 cm, cu obtinerea de cherestea cu grosimea nominala de 12 mm.
Piesele de cherestea cu grosimi mici se debiteaza combinat cu gaterul vertical si ferastraul panglica de spintecat busteni. Acest procedeu presupune ca la a doua trecere prin gater, din zona de calitate superioara sa se produca un dulap special care sa reprezinte un multiplu de 2, 3, 4 bucati cu grosimea de 12 mm, care se spintece ulterior.
La prima trecere prin gater, se detrmina latimea prismei:
b=0,71d=0,71·37=26,24 mm
Se adopta bcorectat=250 mm
Modelul de taiere la prima trecere prin gater va fi:
I 1/250 R/24
La a doua trecere prin gater, se determina mai intai inaltimea prismei:
h=260,7 mm
Din zona centrala a prismei se alege 3/24 deoarece diametrul bustenilor este de 37 cm, intre 30-50 cm.
Acoperirea acestora va fi:
C=3×24×1,06 +2,0(3-1)=82,4 mm
Pentru treimea mijlocie va ramane urmatoarea acoperire:
TM=(260,7-82,4)/2=89,15 mm
Numarul maxim al pieselor de 12 mm care se potincadra este de 4 bucati.
Acoperirea acestora va fi:
2A=4×12×1,06 +2,0(4-1)=56,4 mm
Tot in cadrul treimii mijlocii mai ramane o o diferenta de acoperit, respectiv 89,15-56,4=32,7 mm.
Aceasta diferenta se poate acoperi cu 1/28
Modelul la a doua trecere prin gater va fi:
II 3/24 1/56,4* 1/28 R/18
Exemplul 9: Sa se determine grupa de diametre a bustenilor si sa se elaboreze modelul de debitare pentru producerea in cantitate marita a unor piese cu grosimea de 24 mm si latimea de 220 mm.
Determinarea grupei de diametre:
d=1,41b=1,41·22=31,02 cm=310,2 mm. Se alege grupa d=31-33 cm
Modelul la prima trecere prin gater va fi:
I 1/220 R/24
Ȋnaltimea prismei va fi:
Din zona de centru se alege 3/24 cu o acoperire de 82,4 mm.
Pentru zona din treimea mijlocie, avem acoprirea:
TM=(206,7-82,4)/2=62,15 mm
Din aceasta zona se poate alege 2/24, avand o acoperire de 52,4 mm.
Notarea modelului la a doua trecere prin gater va fi:
II 3/24 1/52,4* R/24
Exemplul 10: Sa se elaboreze modelul de debitare pentru bustenii cu diametrul de 20-21 cm, urmarindu-se producerea in cantitate marita a pieselor cu grosimea de 18 mm, debitarea pe prisma.
La prima trecere prin gater, se calculeaza latimea prismei:
b=0,71d=0,71·20=14 cm
Se adopta b=150 mm
Modelul de taiere va fi:
I 1/150 R/18
Ȋnaltimea prismei va fi:
h=12,32 cm=123,2 mm
Din zona centrala a prismei se alege 1/24 deoarece, diametrul bustenilor este sub 30 cm. Daca diametrul bustenilor era peste 30 cm, tot 1/24 se alegea, pentru a putea obtine o cantitate mai mare de piese de 18 mm din zona treimii mijlocii.
Acoperirea aestei piese 1/24 va fi de 25,2 mm
Treimea mijlocie va avea urmatoarea acoperire:
TM=(123,2-25,2)/2=49,0 mm
Din aceasta se poate alege un dulap special cu 2 piese de 18 mm, avand o acoperire de 39,8 mm. Modelul este unul fortat:
II 1/24 1/39,8* R/24
Exemplul 11: Stabiliti grupa de diametre a bustenilor si numarul de busteni care trebuie debitati la gater pentru executarea unei comenzi mari de piese cu dimensiunile 4000×250×38 mm, in volum total de 8 m3.
Grupa de diametre a bustenilor se determina cu ajutorul relatiei generale:
d=1,41b=1,41×25=35,25 cm
Se adopta grupa de diametre: d=34-36 cm.
Modelul de taiere la prima trecere prin gater va fi:
I 1/250 R/24
Ȋnaltimea prismei va fi:
h=216 mm.
Chiar daca diametrul este mai mare decat 30 cm, din zona centrala nu se alege 3/24 ci 1/24 pentru a putea obtine o cantitate mai mare de piese cerupe de 38 mm din zona treimii mijlocii. Acoperirea acestei piese va fi 25,2 mm, iar diferenta de acoperire pentru treimea mijlocie va fi:
TM=(216,0-25,2)/2=95,4 mm
Aceasta acoperire va fi ocupata cu piese de 38 mm, respectiv 2/38 in modelul simetric. Acoperirea acestor doua piese de 38 mm va fi de 81,8 mm, daca se foloseste ferastraul panglica de spintecat cu taietura de 2 mm.
Modelul de taiere la a doua trecere prin gater poate fi:
II 1/24 2/38 R/24
II 1/24 1/81,8* R/24
Numarul necesar de busteni se calculeaza ca raport intre cantitatea necesara de cherestea de 38 mm grosime (8 m3) si cantitatea rezultata dintr-un bustean (volumul unei piese de cherestea egal cu produsul dimensiunilor exprimate in m inmultit cu numarul de piese rezultate dintr-un bustean egal cu 4 bucati), respectiv:
Se pot adopta 53 busteni, din grupa de 34-36 cm.
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate
| Silvicultura | ||||
|
||||
|
| ||||
|
| ||||
|
||||
|
|
||||
