129
.pdfМинистерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств
Методические указания для самостоятельной работы студентов очного обучения по направлению 250400.62 – «Технология лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих производств», профиль – «Технология деревообработки», «Дизайн мебели»
Воронеж 2015
УДК 630.81
Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств:
Методические указания для самостоятельной работы студентов очного обучения по направлению 250400.62 – «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» профиль – «Технология деревообработки», «Дизайн мебели» / 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 генеральный директор ООО «Базис - Воронеж» Золотухин Д.Ю.
1. Введение
Учебным планом по направлению подготовки бакалавра 250400 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, профиль - «Технология деревообработки», «Дизайн мебели» предусмотрено изучение курса «Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств».
Программа курса включает изучение теории и практики производства пиломатериалов и заготовок для изделий мебели, столярно-строительных 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
исовременного оборудования.
2.Общие указания
Методические указания предназначены для студентов 2 – 3-го курсов (4 – 5-й семестры) очного обучения. Объем дисциплины и виды учебной работы по семестрам приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Объем дисциплины и виды учебной работы |
|
||
Виды учебной работы |
Трудоемкость, |
Семестр |
|
|
всего |
IV |
V |
|
часов |
|
|
Общая трудоемкость |
234 |
126 |
108 |
дисциплины |
|
|
|
Аудиторные занятия |
99 |
54 |
45 |
Лекции (Л) |
36 |
18 |
18 |
Практические занятия |
18 |
18 |
- |
(ПЗ) |
|
|
|
Лабораторные работы |
36 |
18 |
18 |
Самостоятельная работа |
63 |
36 |
27 |
(Сам) |
|
|
|
Контроль |
9 |
- |
9 |
самостоятельной работы |
|
|
|
(КСР) |
|
|
|
Курсовой проект |
* |
- |
* |
Виды итогового |
72 |
36 |
36 |
контроля (зачет, |
Зачет, экзамен |
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.
Лабораторные занятия посвящены изучению размерно-качественных характеристик лесоматериалов, пиломатериалов, заготовок; опытной распиловке бревен; планированию раскроя пиломатериалов на заготовки.
Практические занятия посвящены получению навыков по составлению ориентировочного плана раскроя, расчета поставов различными способами, разработки структурной схемы технологического процесса.
3. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1 Введение. Продукция лесопильно-деревообрабатывающих производств.
Общая мировая и российская характеристика и направление развития лесопильно-деревообрабатывающего производства. Продукция при комплексном использовании древесины. Пиломатериалы. Заготовки. Их классификация, размерная и качественная характеристика. Стандартизация. Технологическая кора, технологические опилки, технологическая щепа и другие виды продукции, получаемой из вторичного сырья. Назначение. Предъявляемые требования.
Раздел 2 Размерно-качественная характеристика пиловочного сырья. Математическое описание формы хлыстов и бревен для выработки
пиломатериалов. Определение объемов хлыстов и бревен различными методами в информационных и традиционных технологиях. Качественная характеристика сырья. Общие закономерности распространения пороков (сучков, гнили, трещин, кривизны и др.) в хлыстах и бревнах и их математическое моделирование в имитационных моделях. Стандартизация пиловочного сырья.
Раздел 3 Основы теории раскряжевки хлыстов.
Предмет теории раскряжевки хлыстов на лесопильнодеревообрабатывающих 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.
Раздел 4 Основы теории раскроя бревен на пиломатериалы.
Предмет теории раскроя бревен и основные этапы ее развития. Способы раскроя бревен и области их применения. Развальный, брусоворазвальный, комбинированные (развально-сегментный, брусово-сегментный и др.), круговой, со склеиванием. Поставы и критерии их оптимальности. Распиливание бревен вразвал. Размеры необрезных досок по толщине, ширине и длине. 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. Распиливание бревен брусково-развальным способом. Оптимальные размеры бруса для получения ширины обрезных пиломатериалов. Раскрой бревен развально-сегментным и брусово-
сегментным способом для получения радиальных пиломатериалов. Базирование с предварительно сформированными базами. Раскрой бревен с учетом их качества.
Раздел 5 Проектирование поставов на раскрой пиловочных бревен. Спецификация бревен и пиломатериалов. 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. Баланс сырья. Проектирование поставов с использованием ЭВМ.
Раздел 6 Основы теории раскроя пиломатериалов на заготовки. Методы и способы раскроя необрезных и обрезных пиломатериалов.
Базирование пиломатериалов при их раскрое. Распределение сучков на пластях досок. Критерии оптимальности раскроя.
Раздел 7 Основы теории организации лесопильных потоков. Основные понятия и определения. Классификация лесопильных
потоков. Специализированные и неспециализированные потоки. Прерывные и непрерывные потоки. Структура потоков. Режим потоков. Потоки с жестким, гибким и комбинированным ритмом. Синхронизация в лесопильных потоках. Страховые и межоперационные заделы. Расчет производительности лесопильных потоков.
Раздел 8 Подготовка круглых лесоматериалов к распиловке. Структура технологических операций. Доставка и приемка круглых
лесоматериалов. Раскряжевка хлыстов. Сортировка пиловочных бревен. Хранение сырья. Тепловая обработка мерзлой древесины. Окорка, оцилиндровка и окантовка пиловочных бревен. Расчет объема работ по стадиям процесса, выбор и расчет требуемого количества оборудования для его выполнения. Расчет размеров складов пиловочного сырья и принципы их планировки. Организация рабочих мест.
Раздел 9 Процессы и оборудование раскроя бревен на пиломатериалы. Структура технологического процесса. Продольный раскрой бревен.
Технологическая характеристика бревнопильного и брусовопильного оборудования - лесопильных рам, ленточнопильных, круглопильных,
фрезерно-брусующих, фрезернопильных станков и линий на их основе. Продольный раскрой досок. Технологическая характеристика обрезных, фрезерно-обрезных, многопильных и делительных станков и линий на их основе. Поперечный раскрой досок. Торцовочные станки позиционного и проходного типа. Организация рабочих мест. Расчет объема работ по процессу, выбор и расчет требуемого количества оборудования. Вспомогательное и транспортное оборудование лесопильных цехов. Схемы планировочных решений лесопильных цехов на базе различного бревнопильного оборудования.
Раздел 10 Процессы и оборудование обработки сырых пиломатериалов.
Структура технологического процесса. Сортировка пиломатериалов и оборудование для ее осуществления. Антисептирование пиломатериалов. Антисептики. Способы их нанесения. Оборудование для обработки пиломатериалов антисептиками. Пакетирование и штабелирование пиломатериалов для их последующей атмосферной или камерной сушки. Расчет объема работ по процессу. Выбор и расчет потребности в оборудовании. Планировочные решения участков обработки сырых пиломатериалов.
Раздел 11 Процессы и оборудование обработки сухих пиломатериалов. Структура основных операций. Оборудование для строгания (фрезерования), торцовки, сортировка пиломатериалов по качеству и длине. Автоматическая сортировка пиломатериалов по жесткости и наличию пороков. Транспортный поток. Его формирование. Упаковывание пиломатериалов. Маркировка. Хранение пакетированных и упакованных пиломатериалов. Отгрузка пиломатериалов потребителю. Расчет объема работ по процессу. Выбор и расчет количества оборудования. Планировочные решения участков обработки пиломатериалов после сушки.
Раздел 12 Процессы и оборудование раскроя пиломатериалов на заготовки.
Структура технологических операций. Оборудование для продольного и поперечного раскроя пиломатериалов. Заделка пороков. Склеивание заготовок по длине, ширине и толщине. Клеи. Оборудование. Расчет объема работ по процессу. Выбор и расчет требуемого количества оборудования. Планировочные решения цехов по раскрою пиломатериалов на заготовки. Организация рабочих мест.
Раздел 13 Процессы и оборудование для производства продукции из вторичного сырья.
Виды и расчет количества сыпучих и кусковых отходов. Переработка кусковых отходов на технологическую щепу. Характеристика щепы. Технологический процесс ее производства. Оборудование для измельчения отходов. Сортировка щепы. Хранение и погрузка щепы. Переработка горбылей на обопол. Производство клееных пиломатериалов и щитов. Производство стружки из отходов раскряжевки. Использование опилок. Использование древесной коры. Основные планировочные схемы производства технологической щепы. Расчет объема работ по процессам.
Раздел 14 Вспомогательное, транспортное и грузоподъемное оборудование лесопильного производства.
Вспомогательное оборудование – поворотные устройства бревен, разобщители бревен, базирующие устройства и т.п.: по потоку. Транспортные устройства – бревнотиски, поперечные ценные конвейеры для бревен, роликовые конвейеры и т.п. по лесопильному потоку. Грузоподъемное оборудование – башенные, козловые, мостовые краны, лесовозные и т.п. по лесопильному потоку. Расчет объема работ по процессу. Выбор и расчет требуемого количества оборудования.
Раздел 15 Метрологическое обеспечение продукции лесопиления Метрологическое обеспечение процесса производства пиломатериалов,
заготовок, технологической щепы, технологических опилок и коры. Контролируемые параметры. Средства измерения и регистрации.
Раздел 16 Перспективы промышленного лесопиления.
Проблемы и перспективы промышленного лесопиления в Российской Федерации. Работы исследователей и конструкторов в области лесопиления в ЦНИИМОДе, С.-П. ЛТА, МГУЛ, Вологодском СКТБ и др. организациях.
4. Лабораторные и практические занятия
Перечень лабораторных и практических работ по курсу для студентов очного обучения представлен в табл.1 и табл. 2.
Таблица 2 - Перечень лабораторных работ |
|
|
Количество часов |
|||||||
№ п/п |
Тема лабораторной работы |
|
||||||||
|
Определение |
|
размерно-качественных |
|
|
|
||||
1 |
характеристик пиловочного сырья хвойных и |
|
6 |
|
||||||
|
лиственных |
|
пород |
с |
использованием |
|
|
|
||
|
действующих стандартов |
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
Определение |
|
размерно-качественных |
|
|
|
||||
|
характеристик |
пиломатериалов |
хвойных |
и |
|
6 |
|
|||
|
лиственных |
|
пород |
с |
использованием |
|
|
|
||
|
действующих стандартов |
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
Определение |
|
размерно-качественных |
|
|
|
||||
|
характеристик |
заготовок |
хвойных |
и |
|
|
|
|||
|
лиственных |
|
пород |
с |
использованием |
|
6 |
|
||
|
действующих стандартов |
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
Исследование |
|
распределения |
сучков |
на |
|
4 |
|
||
|
поверхности бревен |
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
Исследование |
|
распределения |
сучков |
на |
|
4 |
|
||
|
пластях пиломатериалов |
|
|
|
|
|
|
|
||
6 |
Опытная распиловка бревен с определением |
|
6 |
|
||||||
|
сортового |
состава |
пиломатериалов |
и |
|
|
|
|||
|
составлением баланса древесины |
|
|
|
|
|
||||
7 |
Планирование |
раскроя |
пиломатериалов |
на |
|
4 |
|
|||
|
заготовки |
|
продольно-поперечным |
и |
|
|
|
|||
|
поперечно-продольным |
|
способами |
с |
|
|
|
|||
|
составлением баланса древесины |
|
|
36 |
||||||
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Таблица 3 - Перечень практических работ |
|
|
Количество часов |
|||||||
№ п/п |
Тема практической работы |
|
||||||||
1 |
Составление ориентировочного плана раскроя |
4 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
2 |
Составление и расчет оптимальных поставов |
|
|
|
||||||
|
графическим методом на распиловку бревен |
4 |
|
|||||||
|
вразвал и с брусовкой |
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
Составление и расчет оптимальных поставов |
|
|
|
||||||
|
аналитическим методом на распиловку бревен |
|
|
|
||||||
|
вразвал и с брусовкой |
|
|
|
|
4 |
|
|||
4 |
Составление |
|
и расчет |
оптимизационных |
4 |
|
||||
|
поставов с использованием ЭВМ при |
|
|
|
||||||
|
распиловке бревен вразвал и с брусовкой |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
2 |
|
||||
5 |
Составление |
|
структурной |
схемы |
|
|||||
|
технологического процесса |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
||
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
Задание на курсовой проект выдается студенту в начале 3-го семестра. При этом студент должен получить в библиотеке академии, на кафедре всю необходимую методическую литературу. Курсовой проект включает в себя расчетную и графическую части. Консультации по курсовому проектированию проходят в виде занятий с группой или в виде индивидуальных консультаций. Оформленная пояснительная записка к проекту сдается преподавателю на проверку. После исправления в записке замечаний преподавателя студент выполняет графическую часть.
Защита курсовых проектов организуется на кафедре.
5. Самостоятельная работа студентов
Часть материала курса вынесена на самостоятельное изучение студентов. Темы этой работы представлены в табл.4.
Таблица 4 - Перечень вопросов, выносимых на самостоятельное изучение
№ п/п |
Тема самостоятельной работы |
Номер |
|
|
источника |
1 |
Расчет производительности лесопильных потоков |
1о, 5д, 9д |
2 |
Планировка и расчет размеров складов сырья |
1о, 5д |
3 |
Схемы планировочных решений лесопильных цехов |
5д |
|
на базе различного бревнопильного оборудования. |
|
4 |
Производство строганых пиломатериалов |
1о |
5 |
Планировочные решения цехов по раскрою |
5д |
|
пиломатериалов на заготовки. |
|
6 |
Производство продукции из сыпучих отходов от |
1о,9д |
|
раскроя хлыстов, бревен и досок |
|
7 |
Грузоподъемное, транспортное и вспомогательное |
1о,9д |
|
оборудование складов сырья |
|
8 |
Метрологическое обеспечение на складе сырья |
1о |
Контроль самостоятельной работы студентов осуществляется преподавателем. Контроль качества освоения дисциплины проводится посредством текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся.
Результаты контроля отражаются в баллах модульно-рейтинговой системы оценки знаний студента.