автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Рациональные способы переработки березового сырья Сибири на черновые заготовки для мебели

РГб од

Министерство науки, высшей школы и технической 1 1\ ¡11011 1993 олитики Российской Федерации

Сибирский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт

На правах рукописи УДК 674.093

КИРИЛЛОВ Олег Игоревич

РАЦИОНАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ БЕРЕЗОВОГО СЫРЬЯ СИБИРИ НА ЧЕРНОВЫЕ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ МЕБЕЛИ

Специальность 05.21.05 — Технология и оборудование деревообрабатывающих производств, древесиноведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

КРАСНОЯРСК — 1993

Министерство науки, высшей школы и технической полит»»: ■ Российской Федерации

СИБИРСШЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК 674.093

КИРИЛЛОВ ОЛЕГ ИГОРЕВИЧ

РАЦИОНАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ

СЫРЬЯ СИБИРИ НА ЧЕРНОВЫЕ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ МЕБЕЛИ

Специальность 05.21.05 - Технология и оборудование деревообрабатывающих производств, древесиноведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 1993

габота выполнена на кафедре технологии дереьообработки некого ордена Трудового Красного Знамени технологического гигута.

Научный руководитель - доктор технических наук.

профессор В.Ф.Ветшева

Официальные оппоненты - доктор технических наук.

"профессор Р.Е.Калитеевский

кандидат технических наук, Л.И.Айзенберг

Ведущее предприятие - Красноярский деревообрабатывающий

завод Ыо 2

Защита диссертации состоится 1993 года в

I О часов на заседании специализированного совета

К 063.83.02 в Сибирском технологическом институте.

Ваши отзывы обязательно в двух экземплярах с заверенными подписями просим напрвлять по адресу; 660049. г.красиоярск - 49, пр.Ыира. 82, СибТИ, ученому секретарш.

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан

С.Л1 1993 Г.

Учений секретарь специализированного совета, доцент, кандидат технических

наук Л.В.Пахнутова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В результата интенсивного использования древесины хвойных пород. ее эксплуатационные запасы в традиционных районах лесозаготовок Сибири существенно сократились, из-за истощения сырьевой базы красноярского края по хвойным породам и в связи со сложными экономическими проблемами замены хвойной древесины привозной твердолиственпой в настоящее время меболыюо производство ориентируется на применение местной березовой древесины.

Ее более широкое потребление несмотря ¡¡а достаточные запаси, до енх нор сдерживается отсутствием необходимой научной базы по вопросам сокрященш' высоких норм расхода этого сырья, имеющих место из-за низкого «ячества березовой древесины. В связи с этим с диссертацно!>1"-'П раоото с применением современных методов исследований и вычислительной техники выявлена специфика размерно-качестре'чгнх характеристик березового сырья, начиная с хлыстов, и определено- ее влияние на выход из хлистоа пиловочника и различной пнлопродукции. в том числа цельных и клееных заготовок для мебели, получаемых из низкокачественных досок.

Выбор наиболее выгодных технологических вариантов раскроя березового сырья на всех стадиях производственного процесса, включая лесозаготовки . обоснован комплексными показателями по затратам древесины, и по ценностным критериям, учитывающим особенности Формирующихся рыночных отношении в современный период. Актуальность темы диссертационной работа определяется ее согласованностью с требованиями научно-технического прогресса отрасли по экономии древесных ресурсов и созданию ресурсосберегающих технологий.

Цель работы. Целью диссертационной работы ставилось выявить возможности улучшения использования березовой древесины Красноярского края в производстве мебели с учетом современных требований к пиловочному сырью и пилопродукции, а такяэ Нормирующихся рыночных отношений.

Методы исследований. В диссертации использованы методы математической статистики, теории вероятностей, математического моделирования и анализа. Программы моделирования раскроя хлыстов на сортименты, бревен на пиломатериалы и заготовки реализованы на ЭВМ.

Научная новизна. Установлены размерно-качественные характеристики березового сырья, начиная с хлыстов, с учетом распределения бревен по диаметрам, сбегу, встречаемости различных пороков и выведены соответствующие регрессионные зависимости.

Разработаны математические модели образующей ствола 5ерезовых хлыстов и дан сравнительный анализ различным схемам их эаскроя на пиловочные сортименты, пиломатериалы и заготовки для гебели.

Путем проведения опытных распиловок определены объемнее и

ценностные показатели выхода пиломатериалов и заготовок. из березовых бревен различных размерно-качествошшх групп.

Проанализировано иозмокние технологические схемы раскроя низкокачественных необрезных березовых досок на цельные и клееные черновые мебельные заготовки и выявлены из них наиболее эффективные по показателям комплексного использования древесины.

Раачитапы балансы березового пиловочного сырья при разных технологических вариантах переработки, определены ценностные и обьеикые критерии балансов. позволяющие определять наиболее выгодные варианты.

Научные положения, выносимые на защиту. Экспериментальное и теоретическое обоснование эффективных технологических вариантов переработки березового сырья, начиная с хлыстов, на цельную и клееную пилопродукцию для мебели.

кроме того, на защиту выносятся полученные математические модели березовых хлыстов и регрессионные зависимости, определяющие размерно-качественные характеристики пиловочной и дровяной древесины; показатели выхода пилопродукции различного назначения, в том числе черновых мебельных заготовок (4113) из низкокачественных досок и соответствующие показатели расхода древесины, а такие оценочные критерии раскряжевки хлыстов на сортименты, сортиментов на пилопродукцию и чмэ по различным схемам раскроя.

Практическая ценность работы и ее реализация. Полученные результаты показывают возможность эффективно:! переработки березовой древесины на пилопродукцию различного назначения и в частности, на черновые мебельные заготовки, за счет выбора определенных технологических вариантов раскроя.

Разработан альбом наиболее эффективных поставов для раскроя березового сырья различных размерных групп на пиломатериалы и заготовки, который может быть использован при планировании раскроя березовых сортиментов. Альбом принят к. внедрению на Красноярском ЛПК.

Результаты проведенных исследований освещены на кревых научно-практических конференциях в 1991 и 1992 годах в г.Красноярске. г.Лесосибирске. а такие па научно-практической конференции в 1992 году в г. Архангельске.

По материалам работы опубликовано б печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованных литературных источников, и четырех приложений. Основное содержание работы изложено на 132 страницах машинописного текста, включая 35 иллюстраций и 33 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во сведении отражены цели и задачи исследований, освещены основные результаты, новизна и практическая значимость работы.

Глава первая. Проанализировано состояние исследований по теме диссертационной работн. Рассмотрены основные результаты ранее проведенных исследований по изучению размерно-

качественного состава древесины березовых хлыстов и сортиментов.в система их раскрою досок, на заготовки и выявлению основных Факторов, определяющих качественный выход заготовок при раскрое древесины.

Проведенные исследования в области использования древесины для производства заготовок анализируют в основном процессы переработки хвойной древесины и древесины мягколиственных пород для условий европейско-уральской части России и ряда государств СНГ.

Применительно к сырьевой базе березовых древостоев Красноярского края вопрос рационального использования березовой древесины в единстве технологических процессов системы "хлысты -сортименты - пиломатериал - заготовки" не исследовался.

В связи с этш?. в диссертационной работе применительно к сырьевой базе красноярского края была поставлена цель решить следующие задачи:

1. Определить размерно-качественные характеристики березовой древесины в системе "хлысты - бревна - пиломатериалы - цельные и клееные заготовки".

2. Разработать математические зависимости. определяющие уравнение образующей ствола березовых хлыстов. выявить рациональные схемы их раскряяевки с учетом целевого назначения, пиловочных сортиментов для выработки не только пиломатериалов, но и черновых мебельных заготовок из низкокачественных досок.

3. Путем проведения опытных распиловок определить объемные и ценностные показатели выхода необрезных пиломатериалов из березовых бревен различных размерно-качественных групп.

4. Проанализировать возмогшие технологические варианты переработки низкокачественных необрезных березовых досок На цельные и клееные черновые мебельные заготовки и выявить наиболее эффективные.

5. Разработать систему поставов для раскроя бревен различных размерно-качественных групп. ориентированных на максимизацию выхода черновых мебельных заготовок.

6. Рассчитать баланс древесины низкокачественных досок, включая дровяные, при разных технологических вариантах переработки на заготовки для мебели. Определить объемные' и ценностные критерии балансов, приемлемые для условий неорганизованных рыночных отношений, и дать им сравнительный анализ.

Глава вторая. посвящена анализу размерно-качественных характеристик березового сырья Красноярского края, приведены результаты расчета на ЭВМ математической модели образующей ствола березовых хлыстов и полученные регрессионные зависимости, характеризующие распределение бревен по толщине, сбегу и

встречаемость в них различных пороков.

Проведен осмотр-перечат более 6000 штук березовых бревен с подробной паспортизацией их размеров и имеющихся пороков. Исследования проводились на Красноярском ЛПК. Выбор этого предприятия был обусловлен тем, что на комбинат поступает сырье из леспромхозов Емельяновского, Ыанского. Партизанского. Уярского, Козульского. Большеиуртинского. Енисейского и Богучанского районов, охватывающих основные сырьевые массивы края. В связи с этим проведенный перечет позволил выявить характерные особенности березовых сортиментов красноярского края.

Установлено, что в березовых бревнах пиловочных групп более 70 % составляют бревна диаметром 14 - 24 см. В непиловочных сортиментах их удельный вес равен 69.2 Во всем пиловочнике на крупномерные бревна толщиной от 26 см и более приходится 15.72%. Процент этой размерной группы в дровяном сырье повышается до 24%. Средний диаметр пиловочных бревен равен (1 ср = 20.33 см, средняя длина Ьср = 5.08 м. средний коэффициент сбега Кср = 1.3. средняя величина сбега составляет 1.2 см/м.

Встречаемость березовых пиловочных бревен по диаметрам описывается математическим выражением:

% (У) =4,952 7 + 0,239217- с{-0,00 72561- /

где V - встречаемость бреван.%: - диаметр бревен, см.

Регрессионная зависимость, характеризующая встречаемость бревен разной сбежистостн, имеет вид:

=0,85 + 07$ -0,31 Л

где У - встречаемость бревен' . разной сбеаистости.%;

- величина сбега бревен, см м.

Во всех размерных группах пиловочных бревен преобладают бревна третьего сорта. Их удельный пес колеблется от 44.5 до 52.85 %. В целом по пиловочному сырью он составляет 47.00 %. а с учетом непиловочных сортиментов 38.72 %. В распиловку поступает более 17% сортиментов, качество которых ниже требований ГОСТ 9462-08 на третий сорт. Наличие этой категории приводит к снижении^ удельного веса в распиливаемом сырье бревен первого сорта с 23.34 до 19.19*, а бревен второго сорта с 29.58 до 24.32

Изучено влияние пороков бревен на их сортность. Установлены математические зависимости встречаемости различных пороков в бревнах'разных размерных групп и во всем сырье в целом.

Регрессионные зависимости встречаемости бревен разных диаметров с пороками ( в целом по пиловочнику )

■ сучками: у- - 24,58 * 5,99 -X - 0,106 -X *

Ж У= - 0,043-Х2-

Трещинами торцовыми

У---/5/5" + 170-Х - 0,04--X1

Кривизной простой:

Кривизной

СЛОЖНОЙ:

Трещинами боковыми:

у=-2,43 + 0,37-X - 0,009 X* У= - ъп^/х + 57П - ¿ЯЛХ У = Х/(6,17-,0795 X + 0,05/-Xе)

В целом по пиловочному сырью на первое место по распространенности в нем пороков, выходят сучки - 31.75 * и кривизна - 28.13 % (в совокупности простая - и сложная). Значительное распространение имеют трещины - 12.27 % и ядровая гниль -14.15%.

Бревна, не удовлетворяющие требованиям ГОСТ 9462-88 по качеству древесины, но используемые в лесопилении, в наибольшей степени поражены гнилью - 65.79 %. а в группе диаметров от 26 см и выше - 94.59 % этих бревен поражено гнилью. Значительно поражены гнилью и бревна диаметром 20 - 24 см - 73.93 %. Вторым по распространенности пороком дровяных бревен является кривизна. 86.20 % тонкомерных дровяных бревен толщиной б - 13 см имеют сложную кривизну, а в составе бревен 14 - 18 см сложную кривизну имеют 45.86 %.

На Канском лдк проведены перечет и раскряжевка 52 березовых хлыстов на однометровые чураки с их последующей паспортизацией. Выявлено, что длина березовых хлыстов варьируется в пределах от 7.75 до 17.89 м при средней длине 15.75 м. Диаметры хлыстов, измеренные на расстоянии одного метра от комля изменяются в пределах от 22 до 54 см при среднем его значении 39 см.

Средняя протяженность зоны без сучков размером 30 мм. и более составила 5.8 м. или 37.6 % от общей длины хлыста.

Средняя протяженность участка ствола, в пределах которой толщина хлыста не менее 26 см., условно называемая зоной крупномерной древесины , составляет 9.92 м или 63.0 % от средней длины хлыста. Следует отметить, что при определении средней длины зоны крупномерной древесины в расчет брались только хлысты ее имеющие. Величина этой зоны изменяется с изменением толщины хлыстов на одном метре от комля и в пределах партии перечтенных хлыстов колеблется в пределах от 0.99 м. до 16.73 м. Количество хлыстов имеющих длину зоны крупномерной древесины менее 3 метров составило 13.3

Пораженность стволов березы внутренней ядровой гнилью изучалась на основании данных, полученных при раскряжевке хлыстов на чураки. Результаты анализа показали, что ядровой гнилью поражено 85 % хлыстов. В среднем. размеры ядровой гнили составляют 29.8 % от площади комлевого торца при ее средней протяженности по стволу 2.8 м. или от 8.8 до 37.3 % от длины хлыста.

Математическая модель образующей ствола березовых хлыстов достоверно описывается полиномом третьей степени. С учетом значений коэффициентов, полученных в результате расчетов ЭВМ,

£

/7с>рсгже*'//ос/770 ¿¡(ё/зезоЗ^/х âpeâew лора^сшб/ ¿¿е^ол/ s?¿> aujaSowst&Jj с/77 ¿fee^e*

'Xáb

Ч.

го

ю

/7/>ovu&

---

-i

• .

/а /е 2Z гз

¿Z ¿S ¿Y M <2 /77/3 , Ca*

P¿/c. I

уравнения образующей хлыстов разной толщины имеют вид:

При диаметре комля 14-18 см

2У1 - de_r ■ (15701 - О, ШОХг - {5561-ХI * 0 • X■ )

При диаметре комля 20 - 28 см

¿У = dos. O,3Í,3S-/i0259-XÍ + ОТШ-Xi -Q,50$£-X. )

При диаметре комля 30 - 36 см

1 У; ■ Ш609 - 2t №2 -Xi +■4 6603-Х? -¿, 6075- У?)

При диаметра комля 38 - 44 см

2 У; - cLo,s ■ (15927 - О 42SO Xi - 0,S£0¿-Xt - QQQ06-Y.\)

При диаметре комля 46 - 50 см

2У; - do.г- 2J174 * -X*-2,*2S4-Xt)

В этих уравнениях ¿Vi - диаметр хлыста в месте измерения. dox - диаметр на середине длины хлыста,

- длина хлыста от комля до места измерения в долях.

Глава третья. Обобщены результаты опытных распиловок березовых бревен на пиломатериалы и заготовки.

Показатели опытных распиловок пересчитывались "с учетом долевого состава бревен каждого сорта во всем сырье, полученного по опытному перечету бревен.

В результате определены средневзвешенные значения выхода специФикационных обрезных пиломатериалов, кратных ширине черновых мебельных заготовок ( ЧМЗ ) установлено, что в. составе кондиционной пилопродукции на доски третьего сорта приходится 55.5 %, второго - 25.75 %. первого - 18,75 %. В общем обьеме выпиливаемых досок, включая и дровяные, последних 39,9 %, досок третьего сорта 33,35 %. что в сумме составляет 73,25% . Даяо кз бревен выспих сортов вырабатываются в большом обьеме доски низкого качества. Так, удельный вес низкокачественных досок третьего сорта и дровяных ). в составе всех досок, выпиливаемых из бревен первого сорта, равен 50.6 %. 74,63 % всех дровяных цосок выпиливается из бревен третьего сорта. Результаты опытного перечета березовых хлыстов и бревен, а такге их раскроя свидетельствуют о низком качестве березовой древесины.

Проведен раскрой низкокачественных досок на бездефектные этрезки для склеивания. При раскрое досок третьего сорта 54,93* юлучены отрезки длиной до 1.0м. 16,12%- длиной до 1,5 м. длинных отрезков от 1.6 м и более всего 28.95%. При раскрое цроп.яных досок удельный вес отрезков длиной до 1,0 м составляет жоло 33% , длиной 1,1 м - 1.5 м - около 22%. Определены Регрессионные зависимости, характеризующие распределение эеэаеФектных отрезков по длинам (рис.2). Выявлено, что общий ip'цент дровяных досок, годных для переработки на клееные

HQ

.. , рег/зесеиошая эабиеилюгг/пб

àâjffetp&^/ntfô/j? а/грез^сн? о/г?

Сор/т> СНОСОМ $.

^ÓÚ

■W i Л

!

.. \ ... ... ^ .....

A\ •

2, o 3,s S,o

Cap/77 gacort J/T. Толщина? Í#0\

1

X * •

v'

\¿o

\

■ li

4

■

O, S 2/o

/z /f uucf

' Рис. г

-

0/TJ/>ßjA!O&; А/

и

!

■S

V ; *

i? I

. «Sv

Ы

wi-«

i

заготовки составил 22,38 ж.

На ЭВМ рассчитан баланс древесины низкокачественных досок для различных технологических вариантов их раскроя на цельные и клееные заготовки (рис.3). Получены уравнения регрессии, описывающие зависимость выхода различных компонентов баланса, досок от длины выпиливаемых заготовок и толщины раскраиваемых досок. Анализ способов раскроя досок показал, что наиболее эффективным с точки зрения стоимостного критерия и критерия обьемного выхода заготовок является индивидуальный способ раскроя досок.

При групповом раскрое вероятность выхода компонентов баланса в зависимости от длины заготовок (X) характеризуют следующие зависимости.

Для цельных заготовок всех толщин

¿од (У) = 0> И-0/7-Х - 0,04 6-X*

Для щепы

Для суммарных потерь в опилки

у/„ = 6,96-50^-X + 7,02- У*

Получены аналогичные регрессионные зависимости для досок толщиной 40 и 25 мм.

Комбинированный раскрой объединяет групповой и индивидуальный способы, так. как в этом случае индивидуально раскраивается отпад от цельных заготовок. В результате из отпада получают клееные заготовки. Общий выход заготовок при этом раскрое получается путем суммирования цельных и клееных заготовок.

Вероятность выхода клееных заготовок из отпада выражается регрессионной зависимостью:

К, -- -20,4А + 33J7S X - 4,54 •X*

где X - длина цельных заготовок.

Из всех рассмотренных способов раскроя низкокачественных досок, учитывая затраты древесины и ценностные критерии баланса целесообразным представляется индивидуальный способ.

Экономия древесины ( досок третьего _ сорта ) при выработке клееных заготовок индивидуальным способом по сравнению с раскроем на цельные заготовки определится из услопия получения равного объема заготовок цельных (У»,г) и клеены;: ( У„г кЛ ) .

' Oj. il

= I

УЦТМ.,. к Л ■ <?■*»<!.

где Ол. ц. и требуемые обьемы досок для получения цельны

и клееных заготовок.

h . и п ~ обьемный выход заготовок, 'L^"^I и tw.«.

5-- - = /) , и-

ИЛИ Л '

■ 400 % Олм. 1 '

При индивидуальном способе по сравнению с комбинированным экономия составит 10 - 12*. ав сравнении с групповым при раскрое на заготовки длиной 1 м она равна 38,4 длиной 1,5м-92.4

Проведенные исследования позволили сделать вывод, что и с точки зрения ресурсосбережения, и с точки зрения экономической эффективности. наиболее выгоден индивидуальный раскрой низкокачественных досок. По сравнению с групповым раскроем ценность баланса увеличивается при индивидуальном раскрое в пределах от 22 до 44 Комбинированный раскрой позволяет

значительно повысить ценность баланса по сравнению с групповым способом, но если сравнить его с индивидуальным способом, то он оказывается по ценностным критериям, равно как и по объемным, менее эффективным, обеспечивая снижение ценностного критерия примерно на 10 Переработка дровяных досок на клееные заготовки при индивидуальном способе раскроя позволяет в 3,97 раза увеличить относительную стоимость баланса полученной при переработке продукции по сравнению со стоимостью самих дровяных досок. При этом, для дровяных досок расход древесины на клееные заготовки составляет 2.899 кбм/кбм.,' или 157,09 * по сравнению с расходом при индивидуальном раскрое досок третьего сорта нэ клееные заготовки.

Проанализировано влияние структуры поставов и диаметров бревен на выход погонажных черновых заготовок мебели. Для решения этой задачи была разработана система поставов для раскроя бревен на пиломатериалы и заготовки. В систему входит более 700 поставов на распиловку бревен в развал и с брусовкой. В результате регрессионного анализа получены уравнения регрессии, устанавливающие зависимость критерия объемного выхода пиломатериалов и ЧМЗ от диаметра бревен и отражающие влияние структуры поставов и сечений ЧМЗ.

Для поставов с максимальным выходом ЧМЗ:

у

л л

Для поставов с минимальным выходом ЧМЗ:

- 27,093 +1797Х - 0013-Х1

где У - выход ЧМЗ. * от объема бревна;

X - диаметр бревен, см.

В группе тонкомерних бревен диаметром от 16 до 24 см включительно прирост выхода ЧМЗ на каждый смежный диаметр с градацией +- 1 см составляет 0.73 * по максимальным поставан И 0.62 * по минимальным поставам. Соответственно этот прирост для

бревен диаметром от 26 до 30 см включительно составил: о.38 % по максимальным поставам и 0.37 % по минимальным поставам. Поле рассеивания значений выхода ЧМЗ для бревен диаметром 16 - 24 см находится в пределах от 1.76 до 2.57 а для более толстых

бревен оно меняется в пределах 0.07 - 0.65

Сужение поля рассеивания показателей выхода ЧМЗ для бревен диаметром от 26 см и более по сравнению с тонкими бревнами объясняется большими возможностями в выборе размеров 4113 для максимального вписывания в пласть каждой доски.

Глава четвертая. Представлены результаты исследования схем раскряжевки -березовых хлыстов на сортименты, проведен их анализ по различным критериям оптимальности и выявлены схемы, использование Которых наиболее целесообразно.

Обоснование целесообразных вариантов схем раскряжевки березовых хлыстов на сортименты проводилось на основе экспериментальных работ с обработкой данных на ЭВМ по специальным программам.

В качестве основных критериев оптимальности- раскряжевки сначала были приняты следующие:

1. Объемный выход деловой древесины;

2. Выход лесоматериалов плановых сортиментов;

3. Цилиндрический объем древесины бревен;

4. товарный выход сортиментов в денежном выражении.

Из всех схем, выделенных ЭВМ. для анализа было выбрано семь схем. практически наиболее приемлемых. Их отличие заключается в' следующем:

Схема 1 Деловая часть хлыста раскряжевывается на сортимерты длиной 3 метра.

Схема 2 От комля хлыста вырезается два сортимента длиной 3 метра, остальная часть хлыста раскряжевывается на сортименты длиной 4 метра.

Схема 3 Она отличается от схемы 2 только тем. что от комля вырезается сортимент длиной 2 метра, а остальные сортименты имеют длину 4 метра, также, как в схеме з.

Схема 4 От комля последовательно вырезаются два сортимента длиной 3 метра, остальные Вырабатываемые сортименты имеют длину 5 метров.

Схема 5 Она отличается от схемы 3 тем, что от комля выпиливается один сортимент длиной 3 метра.

Схема 6 В этой схеме от комля хлыста выпиливается один отрезок длиной 2 метра, включающий древесину с обширной напенной гнилью, остальные сортименты имеют длину 5 метров.

Эти схемы сравнивались с наиболее часто применяемой схемой 7, по которой деловая часть хлыста раскряжевывалась на сортименты длиной 5 метров.

Анализ полученных значений вышеуказанных критериев оптимальности позволил сделать вывод, что по критериям выхода деловой древесины и пиловочных сортиментов наиболее приемлемой является схема 3, а по критериям цилиндрического и товарного выхода - схема 1. Эта схема стоит на первом месте и по выходу пиловочника высших сортов. Характерно, что пиловочник первого

:орта по всем схемам имеет больший диаметр ( 29-34 см ). по :равнению с пиловочником второго и третьего сорта. Это позволяет федполоашть . что первосортный пиловочник вырабатывается в основном из комлевых частей хлыста. Однако, в схемах 1-6 сачественные вырезки имеют короткую длину от 2.70 до 3,15 метра, юэтому; для действующих лесопильных потоков их длина ютахнологична. С позиций технологичности, если учесть снижение змкости питателей, увеличение межторцовых разрывов при пилении, злияюцих на производительность отдельных участков технологической цепочки, например, использование транспортных средств, сушильных санер и др.. все схемы, по которым средняя длина пиловочника меньше л метров но могут быть признаны эффективными. Кроме 'помянутых технологических факторов, при выборе схем раскряжевки следует учитывать то обстоятельство, что и по фиксированным и по эыночным ценам пиломатериалы длиной до 4 метров имеют меньшую стоимость, чем длинные.

Так как рассмотренные традиционные критерии, используемые в :есозаготовительной отрасли и науке, не позволяют однозначно шредолить наиболее рациональную схему раскряжевки хлыстов, в диссертации проведено сравнение всех раскряжевочных схем по зих'оду и стоимости пилопродукции. получаемой из пиловочных :ортиментов, с учетом выхода пиловочника из хлыста.

Такой подход позволил все процессы первичной и окончательной Обработки древесины рассматривать совокупно и ориентировать их. [ачиная с лесозаготовок, на выработку конечной пилопродукции ааданнчх- потребительских свойств. При этом создается возможность 1аксимлльно сочетать решение задач рационального комплексного ^пользования древесины с условиями рыночных отношений.

й этой связи, в качестве оценочных критериев процессов (елпиоп раскряжевки хлыстов а первую очередь рассмотрены :ледующие основные показатели

1. Критерий $ - цена одного кубометра вырабатываемых шломатерпалов, руб/кбм.

2. Критерий У - отношение стоимости всех пиломатериалов : стоимости пиловочных сортиментов, получаемых из хлыстов.

3. Критерий </ - стоимость пиломатериалов, вырабатываемых 13 одного кубометра бревен.

Эти показатели рассмотрены. применительно к двум ехнологическим процессам окончательной обработки древесины по раздой схеме раскряжевки хлыстов. В первом процессе пиловочные ¡ортиманти перерабатывались на пиломатериалы, а во втором - на шлиматериалы с последующим отбором из них пиломатериалов ■рстьего сорта и их переработкой на цельные и клееные заготовки. кНалиэ полученных результатов показал. что при целевой >аскряжевке хлыстов с ориентацией на выработку максимального количества пиломатериалов с учетом их сортности и длины наиболее шгодными будут"схемы 5 и б. близкие показатели обеспечивает и :хема 7.

При комплексной дообработке низкокачественных досок на ;лееные заготовки, когда в конечную продукцию входят обрезные 1оски первого и второго сортов, а также клееные заготовки и щепа, вырабатываемые из досок трет!->гч сорта, целесообразно проводить

раскряжевку хлыстов по схемам 6 и 7. Но схема б в современных условиях из-за короткой длины бревен высшего сорта и по вытекающим из этого технологическим соображениям. высказанным ранее, но может быть конкурирующей. Таким образом, выбор длины 5 метров и болео, используемой при раскряаавке хлыстов, в настоящее время можно считать оправданным с позиций целевой переработки таких бревен на пилопродукцию разного назначения. По схеме.7 будут иметь меньшие затраты на складские и погрузочные операции на лесозаготовках, лесозаводах и при траспортировко, чем при раскряжевке хлыстов по схеме 6. и эта выгода монет перекрыть потери от снижения товарного выпуска.

Проведенные исследования по критериям целевой раскряжевки хлыстов на - пиломатериалы и заготовки . и по критериям лесозаготовок, характеризующим о целом использование древесины в объемном и ценностном выражении. позволяют делать вывод о необходимости организационных мер по созданию комплексных предприятий, объединяющих процессы лесозаготовок и окончательной обработки древесины, в которых степень использования древесины будет оцениваться по конечным процессам ее переработки, а общая выгода от реализации продукции заданных потребительских свойств будет достаточным стимулом в условиях рыночных отношений для объединенного поиска и решения задач улучшения использования древесины на всех стадиях переработки.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основе проведенных исследований получены следующие' основные результаты:

1. В диссертационной работе исследована размерно-качественная характеристика березового сырья Красноярского края. Разработаны математические модели встречаемости пороков в березовых бревнах, распределения бревен по диаметрам и сбегу. В сортиментах, поступающих в распиловку, пиловочник составляет около 82 процентов, остальные бревна имеют древесину более низкого качества, не отвечающую требованиям ГОСТ 9462-88. В составе пиловочных бревен 47.07 процентов составляют бревна третьего сорта, значительно пораженные пороками. Такое сырье предопределяет высокие показатели расхода древесины при переработке на пиломатериалы и заготовки.

2. Разработаны адекватные математические модели образующей березовых хлыстов, путем раскряжевки хлыстов на однометровые чуракн зафиксирована протяженность в них внутренних гнилей, а также проведена паспортизация наружных пороков.

Эти данные использованы при разработке и оценке схем раскряжевки хлыстов на пиловочные и другие сортименты.

3. Из всех, определенных на ЭВМ схем раскряжевки и бранного для углубленного последующего анализа семи схем ни

дна из пих но всем четырем выбранным критериям (объемный выход деловой чревесины, выход лесоматериалов плановых сортиментов. цилшгл'1« ;еский объем древесины брёвен, товарный выход

сортиментов) не мовет быть названа в качестве оптимальной. Сравнительная оценка схем раскряаевки березовых хлыстов на пиловочные сортименты по критериям выхода и ценности конечной пилопродукции.. в виде пиломатериалов и заготовок, позволяет сделать вывод, что с позиций лесопиления и деревообработки более эффективной представляется схема, обеспечивающая получение пиловочника длиной 5.0 - 5.5 метров.

4. В составе всех обрезных специФикационних пиломатериалов шириной кратной ширине заготовок. полученных ь опытных распиловках и пересчитанных на все сырье, с учетом характерного для него сортового состава, всего 60.11 процентов составляют стандартные пиломатериалы, а 39.В 9 процентов - дровяные доски. В составе всех пиломатериалов досок третьего сорта свыше 33 Ж.

5. При раскрое досок третьего сорта на бездефектные отрезки, соответствующие требованиям стандарта на заготовки, в составе этих отрезков коротких отрезков длиной до 1 метра - 54.93 отрезков длиной от 1.1 мдо 2.5 м- около 32 Распределение всех отрезков по длинам характеризуют соответствующие регрессионные зависимости.

Из всех дровяных досок, пригодными для раскроя на заготовки для склеивания оказались доски, составляющие в обьеме дровяных всего 22.38%. При их раскроа выход бездефектных отрезков длиной до 1 метра составил 31.7 % ( для досок толщиной 25 мм) и 35.7 (для досок толщиной 40 им).

6. На SBíl был определен баланс обрезных досок третьего сорта и дровяных при их раскрое на цельные н клееные заготовки разными .способами. Выход цельных заготовок при групповом способе раскроя

зависит от их длины и при ее изменении от 0.5 до 2.0 и выход падает от 51.88 % до 19.3 %, чем вызвано сответствующео возрастание расхода древесины (досок) с 1.928 кбм/кбм до 5.181 кбм/кбм.

Наиболее высокий выход бил получен при индивидуальном раскроа досок на клееные заготовки-, для досок третьего сорта он равен 54.47 %, а для дровяных 34.49

7. Если оа loo % принять расход древесины при индивидуальном способе раскроя, то при групповом он возрастает при увеличении длины заготовок от 0.5 до 2.0 м со 105.0 % до 282.19 %. а при комбинированном раскрое превышение относительного расхода древесины составляет 10 - 12 %. Расход дровяных досок на один кубометр клееных заготовок составил 2.899 кбм/кбм или 157.В9 % по сравнению с расходом досок третьего сорта. Таким образом, по расходу древесины наиболее выгодным является индивидуальный способ раскроя. Этот вывод подтверждается и расчетом относительных ценностных критериев баланса досок, который произведен на основе коэффициентов цен, учитывающих их реальное соотношение в условиях рыш- .В. Для практических цел-.-.. г-азработана система поставов для

раскроя пиловочных бревен на заготовки. Для прогнозирования

выхода заготовок определела регрессионная зависимость по так. называемым максимальным и минимальным поставам, к максимальным отнесены поставь!, по которым получен наибольший выход заготовок, а к минимальным - наименьший выход. Разница мепду показателями по максимальным и минимальным поставам характеризует влияние размеров заготовок на их выход в процентах от сырья.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Выход погонажных черновых заготовок мебели из березовых бревен

В сб.: Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции " "Использование и восстановление ресурсов Ангаро-Енисейского региона. (Сибирский лес). Том 1, Красноярск, Лесосибирск, 1991, с.120-122. (Соавтор Ветшева В.Ф.)

2. Результаты опытных распиловок березови.ч бревен - В сб. статей Всесоюзной научно-практической конференции "Использование и восстановленис ресурсов Ангаро-Енисейского региона. (Сибирский лес). Том 2, Красноярск, Лесосибирск. 1991, с.75 - 70. (Соавторы Ветшева В.Ф.. Печкина Л.В.)

3. Комплексная переработка березовых низкокачественных досок

В сб. статей Всесоюзной научно-практической конференции "Использование и восстановление ресурсов Ангаро-Енисейского региона. (Сибирский лес)., Красноярск. 1992. с.130 - 140. (Соавтор Ветшева В.Ф.)

4. Пораненность пороками березовых бревен - В с&. статей Всесоюзной научно-практической конференции "Использование и восстановление ресурсов Ангаро-Енисейского региона. (Сибирский лес)., Красноярск, 1992. с.126 - 120. (Соавтор Ветшева В.Ф.)

5. Оптимизация раскряневки березовых хлыстов на пиловочные сортименты по ценностным критериям - В сборнике научных трудов ЦНИИМОД, Архангельск. 1992. (Соавтор Ветшева В.Ф.).

6. Математическая модель образующей ствола березовых хлыстов - В сб. статей Всесоюзной докладов научно-практической конференции "Использование н восстановление ресурсов Ангаро-Енисейского региона. (Сибирский лес), Красноярск. 1992, с. 101 - 102. (Соавтор Шурупоп В.А.)

Подщ'слго г печать 24.05,53г.

ТиПО^ПяЛця "Стр')'-тгпт,"( т*;гпя -/СС як г*.

зякаг?