Vizuální třídění řeziva založené na výpočetní metodě pro stanovení objemového výtěžku polotovarů je tématem vědeckého článku o materiálové technologii, přečtěte si text výzkumné práce zdarma v elektronické knihovně CyberLeninka
Dříve bylo běžné umisťovat pily poblíž ústí plovoucích řek, po kterých se do závodu dodávala kulatina, a také na křižovatkách s řekami se nacházely železniční tratě. Produkty pilařské výroby jsou řezivo získané podélným řezáním kulatiny a klád.
Moderní pila je vybavena dvoupatrovými vysokorychlostními pilami, které řežou kmeny. Podávání kmenů do pil dosahuje velikosti řezání tenkých kmenů až 45 mm a více během jedné otáčky hřídele. Produktivita takového pilového rámu pro řezání hromadných kmenů středního průměru (do 22 mm) za rok při dvousměnném provozu je až 100 000 m?, při řezání z trámu až 50 000 m?. To vše stačí k tomu, aby se výroba domu z trámu dostala na průtokovou bázi.
Rozměry řeziva uvedené v tabulkách nebo specifikacích se po smrštění nazývají nominální. Jejich skutečné rozměry, pokud je vlhkost surového dřeva 30 % nebo vyšší, by měly být větší než nominální rozměry o hodnotu přídavku na smrštění stanovenou SNiP, v závislosti na konečné vlhkosti po smrštění. Obvykle se jako konečná vlhkost bere 20–22 %.
Kvůli nepřesnosti strojů a řezných nástrojů má řezivo opouštějící pilu odchylky od stanovených rozměrů.
— tolerance, jejichž hodnota je rovněž stanovena GOST.
— jehličnaté kulatiny musí také splňovat požadavky GOST.
Klády se na pilu dodávaly po vodě, což mělo pozitivní vliv na kvalitu materiálu a bylo levnější.
Nevýhodou tohoto typu dopravy je však nutnost vytvářet v továrnách velké zásoby dřeva na zimní období, které musí někdy zajistit i sedm měsíců práce. V případě pozemní dopravy je nutné zajistit výstavbu skladu dřeva pouze pro případ přerušení dodávek během podzimního nebo jarního tání na dobu delší než dva měsíce.
Z oblasti splavování se klády odesílají do třídicích zařízení pro třídění podle druhů, jakostí a velikostí, odkud se pomocí podélných a příčných výtahů, navijáků, jeřábů a dalších prostředků vykládají na břeh.
Podélné elevátory se používají pro rovné svahy a lze je instalovat v různých výškách od úrovně terénu; klády z takových elevátorů lze skládat kamkoli do stohů vhodných velikostí podle třídy a druhu dřeva.
Příčné elevátory se obvykle staví mobilní, podél břehu řeky s relativně strmými břehy s malými výkyvy hladiny vody; třídění klád se provádí pouze na vodě. Takové elevátory umožňují stohování klád do hromad umístěných na velkém štítu.
Mechanizované válcování klád, obvykle ve svazcích, na příčných elevátorech se provádí pomocí dvou bubnových navijáků a lan.
Při vykládání klád z železničních vagónů a jejich stohování do hromad se používají jeřáby různých konstrukcí.
Než se část klád dostane na pilu, obvykle se posílá do zásobníku a zbytek do stohů určených k zimnímu řezání.
Volba způsobu skladování klád ve vodě zaplavováním v nádržích nebo na vzduchu v hromadách musí být v každém jednotlivém případě rozhodnuta v závislosti na technických a ekonomických podmínkách. V tomto případě je nutné zohlednit místní charakteristiky a účel materiálu.
Poměr objemu získaného řeziva k objemu řezaných kulatin, vyjádřený v procentech, se nazývá kvantitativní neboli objemový výtěžek řeziva. Kvalitativní výtěžek je určen jakostí řeziva získaného z dané suroviny. Počet velikostí řezaného materiálu by měl být na jedné straně minimální a na druhé straně by měl splňovat stavební požadavky. V současné době byl za účelem lepší mechanizace a automatizace výrobních procesů zaveden redukovaný sortiment řeziva GOST, který by měl být zohledněn při určování způsobu řezání. (Obr.)
Existují dvě metody podélného řezání kmenů – jednotlivé a skupinové. U první metody se řezání provádí jednou pilou a u druhé – současně několika pilami. U jednotlivého řezání je možné přímo kontrolovat kvalitu řezných rovin, proto se tato metoda používá při zpracování cenných dřevin. U druhé metody to není možné. V Rusku je akceptována druhá metoda řezání na vertikálních pilách. V tomto případě lze kmen řezat v jednom kroku – v hromadě nebo ve dvou krocích pomocí lišty. Druhá metoda poskytuje větší výtěžnost řeziva.
Pro získání řeziva požadovaných rozměrů si pily vybírají speciální sadu pil umístěných v určité vzdálenosti – pilařskou soupravu. V širším smyslu je pilařská souprava plán pro řezání kmenů na specifikované řezivo.
Získání nejvyššího procenta výtěžnosti dřeva pro dřevěnou koupelnu a další stavby při řezání závisí na mnoha faktorech. Příkladem je hromadné řezání jehličnatých polen středního průměru (22 cm); při takovém řezání se získají následující rozměry:
- Výtěžnost řeziva je 58 % desek, 5 % bramborových dílů kulatiny a 3 % malých dílů ze zpracování bram na latě.
- Druhotné suroviny (odpad) – piliny – 11 %, desky, latě a odřezky.
- Nenapravitelné ztráty (smrštění, řezání).
Technologický proces pily obvykle probíhá v následujícím pořadí:
- Hlavní tok pily, který zahrnuje řezání klád na prkna, trámy, ořezávání okrajů prken, řezání prken a jejich vyřazování;
- Tok zpracování odpadu – desek, latí a odřezků z prken, který vzniká ve stejné dílně nebo se provádí odděleně od ní.
Velikost klád přiváděných do dílny z vodní nádrže se určuje na základě výpočtu 10 m² na 1 m² klád o průměrném průměru (22 cm), hloubce 1,5–2 m; voda v nich se v zimě ohřívá na teplotu nejméně +5 °C.
Hotové řezivo s obsahem vlhkosti 60-70% nebo více musí být zpravidla sušeno během následného skladování ve stozích nebo umělým smršťováním v komorách.
Volba způsobu skladování řeziva se rozhoduje s ohledem na jeho účel v souladu s GOST.
ŘEZANÉ DŘEVĚ .
Abstrakt vědeckého článku o materiálových technologiích, autor vědecké práce — Krivoshchekov Nikita Vladimirovich, Rykunin Stanislav Nikolaevich, Kulikova Nadezhda Vladimirovna
Předkládaná studie se věnuje stanovení frakcionality třídění řeziva a hranic třídících skupin na základě objemového výtěžku hlavního polotovaru, a to na základě výpočtové metody pro stanovení objemového výtěžku polotovarů pro nábytkovou desku. Článek představuje stručný přehled studií zabývajících se problematikou hodnocení kvality řeziva. Je uvedeno schéma pro hodnocení kvality řeziva. Jsou uvedeny objemový výtěžek a výstupní parametry modelování řezání řeziva 1. a 2. skupiny jakosti na polotovary pro výrobu nábytkové desky třídy A. Je uvedena technika pro stanovení hranic třídících skupin s využitím objemového výtěžku hlavního polotovaru na základě výpočtové metody pro stanovení objemového výtěžku polotovarů pro nábytkovou desku. Vizuální třídění podle hlavního polotovaru zvyšuje objemový výtěžek plných polotovarů 1. skupiny jakosti o 8,61 % a objemový výtěžek krátkých polotovarů 2. skupiny jakosti o 8,54 % ve srovnání s výpočtovou metodou. Třídění řeziva podle navrhovaného ukazatele tento proces zjednodušuje a také umožňuje dosáhnout funkční závislosti blízké závislosti mezi kvalitou řeziva a kvalitou polotovarů, s výjimkou chyb kontrolorů kvality nebo operátorů provádějících třídění.
Podobná témata vědeckých prací o materiálových technologiích , autor vědecké práce — Krivoshchekov Nikita Vladimirovich, Rykunin Stanislav Nikolaevich, Kulikova Nadezhda Vladimirovna
Metodika pro výpočet sad logaritmů s danou hodnotou úbytku
Třídění řeziva do jakostních skupin
Optimalizace řezání řeziva na tepelně upravené polotovary
Informační technologie pro třídění řezacích kulatin
Studium rozměrových a kvalitativních charakteristik březového řeziva
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.
Vizuální třídění řeziva na základě výpočtové metody pro stanovení objemu polotovarů
Předkládaný výzkum se věnuje definici fragmentace třídění řeziva a hranic třídících skupin podle hodnoty objemového výstupu primární těžby, na základě výpočtové metody pro stanovení objemového výstupu těžby pro nábytkovou desku. Článek poskytuje stručný přehled výzkumu v oblasti hodnocení kvality řeziva. Je uvedeno schéma pro hodnocení kvality řeziva. Je představen objemový výstup a výstupní parametry modelování řezu 1. a 2. skupiny jakosti řeziva pro polotovary pro výrobu nábytkové desky třídy A. Je představena technika stanovení hranic třídících skupin pomocí objemového výstupu hlavního polotovaru na základě výpočtové metody pro stanovení objemového výtěžku polotovarů pro nábytkovou desku. Vizuální třídění na hlavním obrobku zvyšuje objemový výstup plných polotovarů 1. skupiny jakosti o 8.61 % a objemový výstup krátkých polotovarů 2. skupiny jakosti o 8.54 % ve srovnání s výpočtovou metodou. Třídění řeziva podle navrhovaného ukazatele tento proces zjednodušuje a také umožňuje dosáhnout funkční závislosti blížící se 1 mezi kvalitou řeziva a kvalitou polotovarů, s výjimkou chyb kontrolorů kvality nebo operátorů, kteří provádějí třídění.
Text vědecké práce na téma „Vizuální třídění řeziva na základě výpočetní metody pro stanovení objemového výkonu polotovarů“
DOI: 10.12737/artide_5a3d02b31a74a7.51188033 УДК 674.093
VIZUÁLNÍ TŘÍDĚNÍ ŘEZIVA NA ZÁKLADĚ VÝPOČTOVÉ METODY PRO URČENÍ OBJEMOVÉHO VÝSTUPU KUSŮ
Doktor technických věd, profesor S. N. Rykunin1 N. V. Kulikova1
1 — Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce vyššího vzdělávání „Moskevská státní technická univerzita Baumana (Národní výzkumná univerzita)“, pobočka v Mytišči, Mytišči, Ruská federace
Předkládaná studie se věnuje stanovení frakcionality třídění řeziva a hranic třídících skupin na základě objemového výtěžku hlavního polotovaru, a to na základě výpočtové metody pro stanovení objemového výtěžku polotovarů pro nábytkovou desku. Článek představuje stručný přehled studií zabývajících se problematikou hodnocení kvality řeziva. Je uvedeno schéma pro hodnocení kvality řeziva. Jsou uvedeny objemový výtěžek a výstupní parametry modelování řezání řeziva 1. a 2. skupiny jakosti na polotovary pro výrobu nábytkové desky třídy A. Je uvedena technika pro stanovení hranic třídících skupin s využitím objemového výtěžku hlavního polotovaru na základě výpočtové metody pro stanovení objemového výtěžku polotovarů pro nábytkovou desku. Vizuální třídění podle hlavního polotovaru zvyšuje objemový výtěžek plných polotovarů skupiny jakosti 1 o 8,61 % a objemový výtěžek krátkých polotovarů skupiny jakosti 2 o 8,54 % ve srovnání s výpočtovou metodou. Třídění řeziva podle navrhovaného ukazatele tento proces zjednodušuje a také umožňuje dosáhnout funkční závislosti blízké závislosti mezi kvalitou řeziva a kvalitou polotovarů, s výjimkou chyb kontrolorů kvality nebo operátorů provádějících třídění.
Klíčová slova: řezivo, vizuální třídění, posouzení kvality, hlavní polotovar, objemový výstup, metoda výpočtu, nábytková deska.
VIZUÁLNÍ TŘÍDĚNÍ ŘEZIVA NA ZÁKLADĚ VÝPOČTOVÉ METODY PRO URČENÍ
OBJEM PRODUKCE SKLIZENÍ
N. V. Krivoščekov 1
Dr. sc. (technické), profesor S. N. Rykunin1, N. V. Kulikova 1
1 – FSBEI HE “Bauman Moskevská státní technická univerzita (národní výzkumná univerzita)”, pobočka Mytišči,
Mytišči, Ruská federace
Předkládaný výzkum se věnuje definici fragmentace třídění řeziva a hranic třídících skupin podle hodnoty objemového výstupu primární těžby, na základě výpočtové metody pro stanovení objemového výstupu těžby pro nábytkovou desku. Článek poskytuje stručný přehled výzkumu v oblasti hodnocení kvality řeziva. Je uvedeno schéma pro hodnocení kvality řeziva. Je prezentován objemový výstup a výstupní parametry modelování řezu 1. a 2. skupiny jakosti řeziva pro polotovary pro výrobu nábytkové desky třídy A. Technika stanovení hranic třídících skupin pomocí objemového výstupu hlavního polotovaru založená na výpočtové metodě pro stanovení objemového výtěžku polotovarů pro nábytkovou desku. Vizuální třídění na hlavním obrobku zvyšuje objemový výstup plných polotovarů.
1. jakostní skupina o 8.61 % a objemový výstup krátkých polotovarů 2. jakostní skupiny o 8.54 % ve srovnání s vypočítanou metodou. Třídění řeziva podle navrhovaného ukazatele tento proces zjednodušuje a také umožňuje dosáhnout funkční závislosti blížící se 1 mezi kvalitou řeziva a kvalitou polotovarů, s výjimkou chyb kontrolorů kvality nebo operátorů, kteří třídění provádějí.
Klíčová slova: řezivo, vizuální třídění, posouzení kvality, hlavní polotovar, objemový výstup, metoda výpočtu, nábytková deska.
Moderní výrobní závody na výrobu dřevěných desek dodávají spotřebitelům produkty jednotné kvality. Pily a dřevozpracující podniky dodávají spotřebitelům řezivo s širokou škálou změn kvality (například řezivo vybrané, 1. a 2. třídy se dodává v jedné dávce), což vede k tvorbě dalšího odpadu při výrobě polotovarů. Ve většině případů nelze tento odpad z hlediska kvality zcela eliminovat, protože řezivo téměř vždy obsahuje vady (hlavní jsou suky), proto je možné snížit odpad pouze správným výběrem skupin řeziva pro řezání na požadované standardní velikosti polotovarů. Řešení tohoto problému závisí na správně konstruovaném a vyvinutém systému pro posuzování kvality dřeva v polotovarech, řezivu a v jakostních zónách kulatiny. Vytvoření takového systému by mělo vést ke zvýšení konkurenceschopnosti řeziva ve srovnání s jinými druhy výrobků, ale tento problém vyžaduje velmi důkladné studium a zřejmě by měl být řešen postupně.
Jednou z nejdůležitějších operací v technologickém procesu moderních pil a dřevozpracujících podniků je třídění řeziva. Třídění řeziva je operace, při které se vytvářejí dávky desek s jednotným složením podle rozměrových a kvalitativních charakteristik: druh dřeva; tloušťka, šířka a délka; stupeň zpracování; jakost; účel. Proces třídění zahrnuje operace pro stanovení stupně zpracování a velikosti desek, posouzení kvality dřeva a jejich rozdělení podle příslušnosti k určité třídicí skupině. Efektivita zpracování a použití řeziva určuje kvalitu třídicí skupiny.
Všechny operace procesu třídění řeziva v podniku jsou prováděny, na tom závisí efektivita podniku jako celku.
Posouzení kvality dřeva a zpracování řeziva závisí na účelu řeziva a způsobech jeho provedení. Posouzení kvality řeziva je schematicky znázorněno na obr. 1.
Obr. 1. Hodnocení kvality řeziva
Mnoho domácích i zahraničních vědců se zabývalo problematikou posuzování kvality řeziva, zejména řeziva určeného k řezání, a někteří z nich se i nadále zabývají otázkami souvisejícími s tímto tématem. Stručně si shrňme práce hlavních domácích vědců v této oblasti.
V roce 1960 navrhl P.P. Aksenov [1] vytvoření jednotné stupnice pro hodnocení kvality dřeva v kulatinách, řezivu a polotovarech. Podle vědce by taková stupnice měla rozdělit přirozené vlastnosti dřeva do tříd, s uvedením absolutních velikostí vad povolených v každé třídě a jejich počtu na jednotku standardního, předem stanoveného povrchu dřeva. Teprve poté lze provádět řezání na
řezivo a polotovary ze surovin odpovídající kvality, čímž se eliminuje velký odpad v procesu řezání. B.K. Lakatos ve svém výzkumu defektoskopie dřeva [6] navrhl systém hodnocení, ve kterém jsou všechny vady anonymizovány, a pro řezivo, polotovary a díly jsou stanoveny přípustné normy v jednotkách plochy na jednotku délky podle následujícího principu: dřevo bez vad, dřevo s vadami v přípustných rozměrech a nepřijatelné rozměry. Řezivo se dělí do tří skupin, polotovary do dvou. Druhou skupinu polotovarů lze rozdělit do několika tříd.
Ju. P. Tyukina navrhl hodnotit kvalitu řeziva na základě produkce standardních polotovarů různé kvality [10].
V práci [3] V.F. Vetševa poznamenává, že s teoretickým řešením je možné diferencované započítání vad, přičemž je nutné zohlednit vliv suků, které jsou nejčastější vadou dřeva. Tyto požadavky splňují ukazatele charakterizující specifickou nasycenost povrchů zón klád a prken suky. Po posouzení všech prken podle jakostního znaku se vypočítá jejich průměrný faktor jakosti y (cm2/cm2) s přihlédnutím k objemu řeziva získaného z každé zóny.
Vědci A. N. Pesotský, V. S. Jasinský, V. M. Sytenkov a D. L. Filippov ve svých pracích [7, 9, 12, 13] použili a studovali velikost bezvadných ploch pro kvalitativní charakteristiky řeziva.
V 70. a 80. letech probíhaly práce [2, 5] zaměřené na zlepšení hodnocení kvality řeziva určeného k řezání, které provedli vědci jako V. V. Kisly, V. N. Lokhov a A. M. Borovikov.
S. N. Rykunin poukazuje na možnost posouzení kvality desky podle celkového objemu dřeva, který je pokryt vadami jednoho typu. Podle jeho názoru je toto posouzení v dobrém souladu s požadavky na pevnost řeziva a je vhodné pro automatizaci třídění řeziva.
Automatické stanovení kvality řeziva je možné na základě zařízení, která měří
měření hustoty, sukovitosti, sklonu vláken a obsahu vlhkosti dřeva. A.A. Tambi [11] ve své práci uvádí, že třídění řeziva podle pevnosti lze provádět pomocí rentgenové metody, která umožňuje určit hustotu dřeva, sklon vláken, jakož i velikost a umístění vad dřeva.
S.N. Rykunin a E.G. Vladimirova tvrdí, že kritériem pro posouzení kvality řeziva může být velikost hlavního obrobku. Ve studii o třídění řeziva do jakostních skupin vědci používají k určení objemového výstupu a optimalizaci řezného plánu ukazatele, jako je velikost bezvadných profilů a velikost hlavního obrobku. Studie byly provedeny s ohledem na tepelně upravené dřevo [4].
Spolu s domácími výzkumníky se problematice v oblasti řízení kvality a hodnocení řeziva věnují i zahraniční vědci; lze zmínit následující práce [14, 15].
Z krátkého přehledu studií o problematice hodnocení kvality řeziva lze vyvodit závěr, že takový ukazatel, jako je objemový výtěžek hlavního obrobku, který charakterizuje hodnocení kvality řeziva určeného k řezání, je v pracích vědců méně studován a pokryt.
Je známo, že korelační koeficient mezi ukazateli (jakost, počet suků na desce, plocha suků na desce, velikost bezvadných ploch) a objemovým výtěžkem nepřesahuje 0,6 [8]. Je třeba také poznamenat, že je obtížné tyto ukazatele použít pro vizuální hodnocení. Proto navrhujeme, aby příslušnost řeziva určeného k řezání (vnitrozávodnímu zpracování) k určité skupině jakosti byla určena výtěžností hlavního obrobku a aby koeficient výtěžnosti nebo objemový výtěžek takových obrobků byl brán jako kritérium kvality řeziva. Hlavním obrobkem se rozumí obrobek stanovených rozměrů a požadované jakosti, který se používá k výrobě jakýchkoli dílů a výrobků.
V této studii se na základě výpočetní metody pro stanovení objemového výkonu polotovarů pro nábytkové panely navrhuje stanovit granularitu třídění řeziva a hranice třídících skupin pomocí výstupního koeficientu hlavního polotovaru (plné lamely). Dříve byla vyvinuta metoda pro stanovení objemového výkonu polotovarů z borovicového řeziva pro nábytkové panely s využitím technologie lamel a lepených nosníků, kde byl pro kvalitativní posouzení řeziva použit ukazatel velikosti bezvadných ploch, respektive jejich celkové délky s přidělením výsledného počtu hlavních polotovarů určité velikosti. Dále budou použity pouze údaje o technologii lamel.
Pro experimentální studii ke stanovení koeficientu objemového výtěžku polotovarů pro výrobu nábytkových desek z borovicového řeziva bylo odebráno 120 borovicových desek o tloušťce 50 mm, délce 3000 mm a různých šířkách od 75 do 275 mm s odstupňováním 25 dle GOST 8486-86, získaných řezáním borovicových řezavin.
Poté bylo řezivo zpracováno v programu AutoCAD. Informace o desce v programu AutoCAD byly zadány ve formě fotografie ve formátu JPEG a byly zohledněny i informace z pasportů desek. V programu AutoCAD bylo řezání provedeno přímo podle předem změřené fotografie. Na základě výsledků zpracování bylo vybráno 50 desek a rozděleno do 2 skupin kvality v závislosti na celkové délce bezvadných profilů s 25 deskami v každé skupině: Skupina 1 2340-2460 mm a Skupina 2 1755-2090 mm. Modelování řezání řeziva na polotovary bylo provedeno v programu AutoCAD v souladu s vyvinutými technickými normami (TU) s využitím norem pro omezení vad a vad zpracování jakostí A a C. Toto
Tato technika nám umožnila simulovat skutečný proces řezání pomocí moderních skenovacích systémů a zohlednit všechny vlastnosti struktury řeziva. Po modelování řezání řeziva na počítači bylo provedeno primární zpracování dat.
Na základě výsledků byly vytvořeny tabulky, z nichž dvě jsou uvedeny v této práci (tabulky 1 a 2), nezbytné pro studii, kde byly zadány následující výstupní parametry: délka, tloušťka, šířka desky; šířka lamely a počet lamel vyříznutých z desky; počet celých polotovarů vyříznutých z desky (hlavní polotovar); celková kombinovaná délka bezvadných úseků během řezání. Poté byl vypočítán objemový výstup hlavního polotovaru (celku) z každé desky, objemový výstup krátkých polotovarů použitých pro spojování a byl zjištěn průměr.
Objemový výstup a výstupní parametry modelování řezání řeziva 1. a 2. skupiny jakosti na polotovary pro výrobu nábytkových desek třídy A jsou uvedeny v tabulce 1 a tabulce 2.
V prezentovaných tabulkách objemových výstupů a výstupních parametrů získaných po modelování řezání řeziva na polotovary pro výrobu nábytkových desek představuje parametr počtu plných polotovarů (lamel) o délce 1500 mm, nařezaných z desky (viz tabulky 1 a 2: sloupec 8), a objemový výstup těchto polotovarů (viz tabulky 1 a 2: sloupec 10) v jediné formě námi navrhovaný ukazatel objemového výstupu hlavního polotovaru, charakterizující kvalitativní hodnocení řeziva určeného k řezání při vizuálním třídění.
Objemový výstup a výstupní parametry modelování řezání řeziva 1. jakostní skupiny na polotovary pro výrobu nábytkových desek třídy A