Уласовец В.Г. (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ) vadul@mail.ru

расход пиломатериалов на производство тары

The expense of saw-timbers on container manufacture

Для изготовления дощатых ящиков применяют пиломатериалы 2 и 3 сорта лиственных (включая березу) пород по ГОСТ 2695-83 "Пиломатериалы лиственных пород. Технические условия" и хвойные пиломатериалы 3 - 4 сорта по ГОСТ 8486-86 "Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия".

По показателям качества древесина досок и планок ящиков должна соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 2991-85 "Ящики дощатые неразборные для грузов массой до 500 кг. Общие технические условия".

По характеру обработки различают детали дощатых ящиков с параметром шероховатости поверхности не более = 1250 мкм и с параметром шероховатости поверхности не более = 320 мкм.

Параметр шероховатости поверхности деталей устанавливают в стандартах или другой нормативно-технической документации на ящики для конкретных видов продукции.

Детали дощатых ящиков толщиной 9, 13, 16 мм следует изготавливать из пиломатериалов, ширина которых кратна толщинам деталей, а толщина – равна ширине выпиливаемых деталей.

Детали дощатых ящиков толщиной 19, 22, 25, 32 и 40 мм следует изготавливать из пиломатериалов толщиной, равной толщине деталей тары.

Ширина пропила при раскрое пиломатериалов не должна превышать следующих значений (в мм):

2,0 - при раскрое ленточными и коническими пилами;

2,5 - при раскрое пилами для тарных лесопильных рам;

2, 5 - при раскрое строгальными пилами;

3,8 - при раскрое круглыми плоскими пилами.

Детали ящиков с параметром шероховатости с одной стороны не более = 500 мкм необходимо получать путем деления кратных по толщине пиломатериалов строгальными пилами. Припуски на фрезерование в этом случае не учитывают.

Определение размеров деталей ящиков

Размеры (ширину и длину) и количество деталей ящиков по типам, предусмотренным ГОСТ 2991-85, рассчитывают следующим образом:

а) ширина торцовых и боковых стенок ящика равна внутренней высоте ящика. Для решетчатых ящиков ширина щита уменьшается на величину просветов;

б) ширина дна и крышки для ящиков типов Ι -VΙ соответствует внутренней ширине ящика, увеличенной на толщину двух боковых стенок. Ящики типа ΙV- 1 и ΙV- 2 изготовляют без крышки;

в) длина торцовых стенок равна внутренней ширине ящика;

г) длина боковых стенок соответствует внутренней длине ящика, увеличенной на удвоенную толщину дощечек торцовых стенок (тип Ι, тип ΙΙ -2, тип ΙV- 1 и ΙV- 2, тип V-2) и удвоенную толщину планок (тип ΙΙ -1, тип ΙΙΙ -1, тип ΙΙΙ -2, тип V-1, тип VΙ- 1 и ΙV- 2);

д) длину дощечек дна и крышки устанавливают:

- для Ι, ΙΙ -2, ΙΙΙ -1, ΙΙΙ -2, ΙV- 1, ΙV- 2, V-2, VΙ -1, VΙ -2 типов ящиков равной длине боковых стенок;

- для ΙΙ -1, V-1 типов ящиков равной внутренней длине ящика, увеличенной на удвоенную толщину торцовых стенок;

е) длина планок должна соответствовать:

- вертикальных на торцовых стенках – внутренней высоте ящика;

- горизонтальных на торцовых стенках – внутренней ширине ящика, уменьшенной на ширину двух вертикальных планок;

- поперечных на дне и крышке – внутренней ширине ящика, увеличенной на толщину двух боковых стенок (тип ΙΙΙ -2, тип ΙV- 2, тип VΙ -2);

- вертикальных на боковых стенках (при установке поясов) – внутренней высоте ящика, увеличенной на толщину дощечек дна, крышки и на толщину поперечных планок на дне и крышке;

- трехгранных – внутренней высоте ящика (тип ΙΙ -2, тип V-2);

- трехгранных – наружной высоте ящика, уменьшенной на толщину дощечек дна и на толщину поперечных планок на дне (тип ΙV- 1, тип ΙV- 2);

ж) количество деталей устанавливают в штуках по типоразмерам ящиков.

Порядок расчета размеров деталей ящиков по типам, приведенным в общих технических условиях стандартов, аналогичен описанному выше.

Расчет норм расхода пиломатериалов на производство тары

с параметром шероховатости поверхности деталей не более = 1250 мкм

На основании установленных размеров деталей ящика (торцовых, боковых стенок, дна, крышки, планок и др.) и их количества рассчитывают объем древесины в чистоте на один ящик.

Для удобства расчетов примем следующие условные обозначения:

t_k,n - толщина детали n -го типоразмера k -го ящика, м;

b_k.n - ширина детали n -го типоразмера k -го ящика, м;

l_k,n - длина детали n -го типоразмера k -го ящика, м;

m_k,n - количество деталей n -го типоразмера в k -ом ящике, шт.;

g_k,n = t_k,n b_k.n l_k,n m_k,n - объем деталей n -го типоразмера, k -го ящика, м³;

n = 1…T - количество типоразмеров деталей в k -ом ящике, шт.;

- объем (в чистоте) деталей всех размеров в k -ом ящике, м³;

P_i,g - удельный вес g -го сорта в общем объеме пиломатериалов i -ой породы, используемых для производства тары %;

- объем используемого сырья (необрезных пиломатериалов) i -ой породы, %;

k = 1…А - количество видов (ассортимент) изготавливаемых ящиков;

P_k - удельный вес k -ых комплектов ящиков в общем объеме изготавливаемой тары, %.

Расход необрезных пиломатериалов i -ой породы, g -го сорта на изготовление одноименных деталей n -го типоразмера, входящих в k -ый ящик, т. е. D_i,k,g,n (м³/детали n -го типоразмера), вычисляют по формуле

D_i,k,g,n = g_k,n K_p K_k , (1)

где K_p - расходный коэффициент (норматив), учитывающий расход необрезных пиломатериалов их при продольном раскрое на заготовки кратные по длине деталям тары;

K_k - расходный коэффициент (норматив), учитывающий расход древесины, связанный с качеством исходных пиломатериалов и требованиями к качеству выпиливаемых деталей тары.

Для определения значения К_р разработаны графики (рис. 1 и рис. 2), отражающие зависимость величины расхода необрезных пиломатериалов на детали тары от схемы раскроя, толщины детали (значения указаны на оси абсцисс) и ширины пропила (наклонные линии). На оси ординат графиков слева даны значения коэффициента расхода К_р.

K_p= К₁ - коэффициент, учитывает расход древесины при продольном раскрое необрезных пиломатериалов, когда ширина выпиливаемых кратных по длине заготовок для деталей тары равна толщине исходных пиломатериалов (рис. 1);

Коэффициент расхода древесины, К1		Ширина пропила, мм
Толщина деталей тары, мм
Рис. 1. Графики для определения коэффициента расхода древесины К1

K_p= К₂ - коэффициент, учитывает расход древесины при продольном раскрое необрезных пиломатериалов, когда толщина выпиливаемых кратных по длине заготовок для деталей тары равна толщине исходных пиломатериалов (рис. 2).

Коэффициент расхода древесины, К2		Ширина пропила, мм
Толщина деталей тары, мм
Рис. 2. Графики для определения коэффициента расхода древесины К2

Значение К_к следует определять по графикам (рис. 3… 10), построенным на основании данных экспериментальных работ, которые проводились на промышленных предприятиях Уральского региона и Европейской части России. По указанным графикам определяют расход кратных по длине заготовок на детали тары, зависящий от породы древесины, ее качества (сорта), длин (значения даны на оси абсцисс) и ширин (наклонные линии) выпиливаемых деталей, а также их назначения (дощечки или планки). На оси ординат слева даны значения коэффициентов расхода.

Для необрезных пиломатериалов мягких лиственных (включая березу) пород:

К_к - коэффициент расхода древесины при выработке деталей ящиков из необрезных лиственных пиломатериалов 2 сорта (рис. 3 – дощечек - К_л2д, рис. 4 – планок - К_л2п);

Коэффициент расхода древесины, Кл2д				Ширина дощечек, мм
Длина дощечек, мм
Рис. 3. Графики для определения значения коэффициента Кл2д, учитывающего потери древесины, связанные с качеством исходных пиломатериалов 2- го сорта мягких лиственных пород (и березы), при выработке деталей дощечки
Коэффициент расхода древесины, Кл2п			Ширина планок, мм
Длина планок, мм
Рис. 4. Графики для определения значения коэффициента Кл2п, учитывающего потери древесины, связанные с качеством исходных пиломатериалов 2- го сорта мягких лиственных пород (и березы), при выработке деталей планки

К_к - коэффициент расхода древесины при выработке деталей ящика из необрезных лиственных пиломатериалов 3 сорта (рис. 5 – дощечек - К_л3д, рис. 6 – планок - К_л3п);

Коэффициент расхода древесины, Кл3д		Ширина дощечек, мм
Длина дощечек, мм
Рис. 5. Графики для определения значения коэффициента Кл3д, учитывающего потери древесины, связанные с качеством исходных пиломатериалов 3- го сорта мягких лиственных пород (и березы), при выработке деталей дощечки
Коэффициент расхода древесины, Кл3п		Ширина планок, мм
Длина планок, мм
Рис. 6. Графики для определения значения коэффициента Кл3п, учитывающего потери древесины, связанные с качеством исходных пиломатериалов 3- го сорта мягких лиственных пород (и березы), при выработке деталей планки

Для пиломатериалов хвойных пород:

К_к - коэффициент расхода древесины при выработке деталей ящика из необрезных хвойных пиломатериалов 3 сорта (рис. 7 – дощечек - К_х3д, рис. 8 – планок - К_х3п);

Коэффициент расхода древесины, Кх3д		Ширина дощечек, мм
Длина дощечек, мм
Рис. 7. Графики для определения значения коэффициента Кх3д, учитывающего потери древесины, связанные с качеством исходных пиломатериалов 3- го сорта хвойных пород, при выработке деталей дощечки
Коэффициент расхода древесины, Кх3п		Ширина планок, мм
Длина планок, мм
Рис. 8. Графики для определения значения коэффициента Кх3п, учитывающего потери древесины, связанные с качеством исходных пиломатериалов 3- го сорта, при выработке деталей планки

К_к - коэффициент расхода древесины при выработке деталей ящиков из необрезных хвойных пиломатериалов 4 сорта (рис. 9 – дощечек - К_х4д, рис. 10 – планок - К_х4п).

Коэффициент расхода древесины, Кх4д		Ширина дощечек, мм
Длина дощечек, мм
Рис. 9. Графики для определения значения коэффициента Кх4д, учитывающего потери древесины, связанные с качеством исходных пиломатериалов 4- го сорта хвойных пород, при выработке деталей дощечки
Коэффициент расхода древесины, Кх4п		Ширина планок, мм
Длина планок, мм
Рис. 10. Графики для определения значения коэффициента Кх4п, учитывающего потери древесины, связанные с качеством исходных пиломатериалов 4- го сорта, при выработке деталей планки

Индивидуальную норму расхода необрезных пиломатериалов i -ой породы, g -го сорта на k -ый ящик, т.е. Н_i,k,g (м³/ k -ый ящик), вычисляют по формуле

. (2)

Норму расхода необрезных пиломатериалов i -ой породы, g -го сорта на 1 м³ комплектных деталей k -го ящика, т.е. Н_i,k,g,куб (м³/м³), вычисляют по формуле

. (3)

Индивидуальную специфицированную норму расхода необрезных пиломатериалов i -й породы на изготовление k -го комплекта деталей ящика, т.е. Н_i,k (м³/k -ый ящик), вычисляют как средневзвешенную гармоническую величину по формуле

. (4)

Норму расхода необрезных пиломатериалов i -ой породы, т.е. Н_i,k,куб (м³/м³) на изготовление 1 м³ комплекта деталей k -го ящика, вычисляют по формуле

. (5)

Групповую норму расхода необрезных пиломатериалов i -ой породы на изготовление деталей по всему ассортименту изделий (ящиков), т.е. Н_i (м³/ усредненный ящик), вычисляют как средневзвешенную арифметическую величину по формуле

, (6)

Расчет норм расхода пиломатериалов на производство тары

с параметром шероховатости поверхности деталей не более = 320 мкм

При определении норм расхода необрезных пиломатериалов на детали тары с параметром шероховатости их поверхности не более = 320 мкм следует учитывать расход древесины на фрезерование (К_ф), который для каждой детали рассчитывают как отношение площади ее поперечного сечения до фрезерования F_н к площади поперечного сечения после фрезерования по формуле К_ф,t = F_н,t / F_ф,t.

Значения коэффициентов К_р определяют по соответствующим графикам (рис.1 или рис. 2), а толщину заготовки берут с учетом припуска на фрезерование (см. табл. 5) соответствующего количества пластей по ГОСТ 7307-75 "Детали из древесины и древесных материалов. Припуски на механическую обработку".

Значения коэффициентов К_к определяют по графикам (рис. 3…6 для пиломатериалов лиственных пород и рис. 7…10 – для хвойных). При этом ширину заготовки берут с учетом припуска на фрезерование соответствующего количества кромок.

Расход необрезных пиломатериалов i -ой породы, g -го сорта на изготовление одноименных деталей (с фрезерованием) n -го типоразмера, входящих в k -ый ящик, т. е. (м³/м³), вычисляют по формуле

= g_k,n K_p K_k K_ф. (7)

Индивидуальную норму расхода необрезных пиломатериалов i -ой породы, g -го сорта на фрезерованные детали k -го ящика, т.е. (м³/ящик), вычисляют по формуле

. (8)

Норму расхода необрезных пиломатериалов i -ой породы, g -го сорта на 1 м³ комплектных фрезерованных деталей k -го ящика, т.е. (м³/м³), вычисляют по формуле

. (9)

Норму расхода необрезных пиломатериалов i -ой породы на изготовление комплекта фрезерованных деталей k -го ящика, т.е. (м³/ящик), вычисляют по формуле

. (10)

Норму расхода необрезных пиломатериалов i -ой породы, т.е. (м³/м³) на изготовление 1 м³ комплекта фрезерованных деталей k -го ящика, вычисляют по формуле

. (11)

Групповую норму расхода необрезных пиломатериалов i -ой породы при изготовлении фрезерованных деталей по всему ассортименту изделий (ящиков), т. е (м³/м³), вычисляют по формуле

. (12)

По приведенным выше методическим положениям и расчетным формулам изготовители тары могут самостоятельно выполнить расчеты для своего производства и определить необходимые объемы сырья, с учетом номенклатуры вырабатываемых изделий, объема их выпуска, породного состава, размерной и качественной характеристики используемых ресурсов, существующего технологического процесса, применяемого оборудования и инструмента.