- •«Северный (Арктический) федеральный университет имени м.В. Ломоносова»
- •1 Составление постава
- •2 Схема раскроя
- •3 Рассчет объёмов «отходов» получаемых в результате раскроя (опилки, горбыли, рейки, короткомерные отрезки)
- •4 Выбор модели рубительной машины
- •5 Определение теплоты сгорания.
- •6 Технологический процесс удаления, сбора и переработки вторичного сырья для получения древесной биомассы.
1 Составление постава
Рассчитываем чётный постав для распиловки бревен хвойных пород ГОСТ 9463-88, диаметр d=28 см, длина l=5,9 м, объем одного бревна Qc=0,44 м3, вразвал на пиломатериалы по ГОСТ 8486-86, толщина пил tп=3,2 мм.
Предельный обхват бревна поставом (табл. 4.1)[1]
Cn=296…310±15…18 мм
Средний сбег бревна, (табл. 3.4)
S=1,1 см/м
Рассчитать диаметр в комлевом торце бревна:
, (1.1)
Рассчитать коэффициент критической ширины постава:
, (1.2)
Рассчитать критическую зону постава, :
, (1.3)
Согласно теории максимальных поставов наибольший объемный выход достигается при следующих размерах пиломатериалов в зависимости от диаметра вершинного торца бревна:
0,1d-0,14d-0,215d-0,215d-0,14d-0,1d
Сердцевинная доска
Первая пара боковых досок
Вторая пара боковых досок
Принимаем ближайшие номинальные значения толщин досок:
Таблица 1.1 - расчёт постава.
Постав |
Расстояние между симметричными наружными пластями досок, СН., мм |
Расчетная ширина наружной пласти пиломатериалов, вН, мм |
Стандартная (требуемая) ширина обрезных досок, мм |
Расчетная длина доски, м |
Стандартная (требуемая) длина доски, м |
|
| ||
Объём 1 пог. м доски, , м3 |
Объём выпиливаемых досок , м3 | ||||||||
d=28 см, S=1,1см/м Cn=296…310±15…18 мм, | |||||||||
2х60 |
128,6 |
248,7 |
225 |
5,9 |
5,75 |
0,01350 |
0,15525 | ||
|
+92,2 |
| |||||||
2х40 |
220,8 |
172,18 |
150 |
5,9 |
5,75 |
0,006 |
0,069 | ||
|
+61,2 |
| |||||||
2х25 |
282
|
102,9 () |
100 |
4,08 |
4 |
0,0025 |
0,02 | ||
Итого выпилено пиломатериалов по поставу |
0,244 | ||||||||
Объёмный выход пиломатериалов |
2 Схема раскроя
248,7 102,9 172,18
128,6
220,8
282
Рисунок 2.1- Схема раскроя бревна
3 Рассчет объёмов «отходов» получаемых в результате раскроя (опилки, горбыли, рейки, короткомерные отрезки)
3.1 Объем опилок:
, (3.1)
где Qг.о - объем опилок, получаемых на головном оборудовании, м3;
Qобр - объем опилок, получаемых при обрезке пиломатериалов, м3;
Qтор - объем опилок, получаемых при торцовке, м3;
, .....(3.2)
где - ширина пропила, м;
, (3.3)
где tп - толщина пилы, мм, tп = 3,2 мм;
r - уширение зубьев пилы на сторону, мм, r = 0,8 мм;
–длина пропила, м;
- суммарная высота пропилов при распиловке вразвал, м;
(3.4)
где - коэффициент характеризующий среднюю высоту пропилов,
вразвал - ;
- средний диаметр, м;
, (3.5)
где - диаметр в комле, м;
, (3.6)
где - диаметр бревна, м;
- длина бревна, м;
- сбег, см/м;
,
,
,
,
Определим объемный выход опилок, получаемых на головном оборудовании, %:
О = = 10,45 %
Определим объем опилок, при обрезке пиломатериалов, м3.
, (3.7)
где bпр - ширина пропила, м, bпр = 0,0048 м;
- толщина доски с припуском на усушку, м;
- количество досок, шт;
- количество пропилов; ,
,
О = = 3,1 %
Определим объем опилок, при торцовке, м3.
- объём опилок полученных на торцовке, м3;
, (3.8)
где bпр - ширина пропила, м, bпр = 0,0048 м;
ад - толщина доски с припуском на усушку, м;
bд - ширина доски с припуском на усушку, м;
- количество пропилов, = 2
,
О = = 0,05 %
3.2 Объем горбылей
, (3.9)
где - толщина горбылей, м;
, (3.10)
где – расстояние между внутренними пластями горбылей, см,;
- ширина горбыля, м;
, (3.11)
где– расстояние между внутренними пластями горбылей, мм;
, (3.12)
–диаметр, при котором находим размеры горбыля, см;
, (3.13)
где - длина горбыля, м;
, (3.14)
3.3 Объем реек
, (3.15)
где - объём необрезных досок, м3;
, (3.16)
где - ширина необрезных досок с припуском на усушку, мм;
, (3.17)
где - ширина наружной пласти, мм;
, (3.18)
- ширина внутренней части, мм;
, (3.19)
где - диаметр на половине длины бревна, см;
, (3.20)
где – вершинный диаметр бревна, см.
Для доски 60х225 мм
Для доски 40х150
Для доски 25х100
м3
м3
=0,26 м3
м3
Объём пиломатериалов номинальных размеров, м3;
, (3.21)
где - номинальная толщина п/м, м;
- номинальная ширина п/м, м;
- расчётная длина п/м, м;
- количество досок, шт.
Объём пиломатериалов с усушкой, м3;
, (3.22)
где – толщина п/м с усушкой, м;
– ширина п/м с усушкой, м;
- стандартная длина п/м.
Объём усушки, м3;
, (3.23)
Расчёты сводим в таблицу 3.1
Таблица 3.1 – Сводная таблица
Номинальные размеры п/м, мм, м, шт. |
п/м, м3 |
Размеры п/м с припуском на усушку, мм, м, шт. |
п/м, м3 |
, м3 |
, % | |||||||||||
|
|
| ||||||||||||||
60 |
225 |
5,9 |
2 |
0,1593 |
61,9 |
230,9 |
5,75 |
2 |
0,1644 |
0,0051 |
| |||||
40 |
150 |
5,9 |
2 |
0,0708 |
41,3 |
154,1 |
5,75 |
2 |
0,0732 |
0,0024 |
| |||||
25 |
100 |
4,08 |
2 |
0,0204 |
25,8 |
102,9 |
4 |
2 |
0,0212 |
0,0008 |
| |||||
Итого |
|
|
0,0083 |
1,9 |
Объём короткомерных отрезков, %;
, (3.24)
Объём распыла, м3;
, (3.25)
Объёмный выход распыла, %
Сводим расчёты вторичного сырья в м3 и в % в таблицу 4.2
Количество вторичного сырья из заданного объёма, м3;
, (3.26)
Таблица 3.2 – Сводная таблица
Наименование |
Горбыли |
Рейки |
Торцовые отходы |
Кусковые отходы |
Опилок |
Усушка |
Распыл |
Объём вторичного сырья, м3 |
0,026 |
0,06688 |
0,12188 |
0,0599 |
0,0083 |
0,00528 | |
% |
6,6 |
6 |
15,2 |
27,8 |
13,6 |
1,9 |
1,2 |
Количество вторичного сырья из заданного объёма, м3(65000) |
3861 |
3510 |
8892 |
16263 |
7956 |
1112 |
702 |
При расчете количества вторичного сырья из заданного объема, нужно вычесть отходы от окорки, которые составляю 10 % от всего объема сырья.
Q=65000 – 6500 = 58500 м3