автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Совершенствование процессов продольного раскроя пиловочного сырья

* сашст-пе1ербу1тская лесотехническая а1садемня

. "" ш. с.м.кирова.

На цр-эвах рукописи ЦАРЕВ ЕВГЕНИЙ ГЕИГОРЬЕКИ

уж 674.093

совершенствование процессов продолшого раскроя пиловочного сырья

C5.2I.C6 - Технология я оборудование деревообрабатывающих производств; древесиноведение

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург, 1993

Работа выполнена в отдела оборудована для сортщювет снрьа, пиломатериалов и окорки дравесшш Центрального научно» есслодоезтсльсеого института нзханичзокой обработки дрезезгеш.

}Ьуч1ш2 руководитель -

С^лщалышо олпонентш

Еадуцая органкЕадая

доктор тсэишчесша паук

шушзв в.г..

доктор технических гшук, профессор КгшзгсовсгаЗ г.В,

кандидат кехвлчееккх паук, научный сотрудша: Хасдэн С.1П

Гкцродэез

Заграа дпсосртацзш сэетсхася "^с?" 1иЭЗ г,

в // часов па вассдашэ спецЕалЕзнровапного соезтэ К CS3.5U.05 в СанЕТ-ПзтербургокоИ лзсотехакческоА акадсадз

•Кирова 194010, Сашст-Беторбург, Институтский нор.» 5.

О диссертацией иоапо оошп-оцаться в бгблзотееа акаде^яд. Аиторефарат разослан ^¿У ¿'¿•¿/'¿'/¿¿Ь' 1993 р.

Учений секретарь специализированного совета

. АнпаимавГДЗ.

ВБЗД2НИЕ

Актуальность тема» Государственная научно-техническая цро~ граша (ГШ) Российской Федерации "Комплексное использование я воспроизводство древесного сырья" цредполагает широкое внедрение рзсурсосбэрегазвях процессов. Основное нацравление ГШ ~ технология мзхано-химической переработки биомассы дерева - ориентирует исследователей на разработку новых видов технологий на основе комплексного использования пиловочного сврья. Тематика ГШ в ласти лесопиления и деревообработки включает (2.I7.I) "Разработку технологических основ автоматизации процессов поперечного к'продольного раскроя лесоматериалов о применением ПЭШ и совракашшх средств базирования предметов труда как важнейшего условия минимизации потерь древесины в отходы".

Необходимой предпосылкой ресурсосбережения в лесопилении является рациональный раскрой пиловочного сцрья» При возраставших потребности в пиломатериалах и стоимости сырья соворданствованиз методов его раскроя ведет к получении значительного экономического эффекта. С переходом на рыночное хозяйствование в условиях дого* сорных цен требуотся безотлагательно решать поставленные вопроси.

Получение црэдприятЕЛми большей прибыли осуществимо пут ел совершенствования технологических операций по переработке шловочео-го спрья.

Направление работы. Удовлетворение потребностей народного созяйзтва в пилопродукцип при онияении сцрьзвых и других затрат за счет рационального использования пиловочного сырья для внрайот» щ пиломатериалов путем совершенствования основных параметров по* яавоз на основе улучшения базирования предметов труда.

Даль работы. Снижение материалоемкости пиломатериалов на 'частно формирования их сечений средствами технологии.

Методы исследований. При выполнении теоретических и эксперз-1езтадьннх исследований использовали методы .татематнческоЗ ста-пстика и теории планирования экспериментов. элементы ¡апехзтяяго-ыго цодедарозаная г анализа. Пробашен имитационного поделирова-ия продольного раскроя бревен рсализонквалв» а результата статог-ичесхих экспериментов обрабатывали яа 1Ш P"J АХ/IT в исяодьзо-анпем разработанных пакетов прикладных црохфаш (ШШ).

Заушая новизна. Основннэ полопеяия» вняеееннюв на aesjery •

Робота проводилась в рамках Государственной цаучно-техипчсокой Программа Российской Федерации "Комплексное испольвоваииа в воспроизводство древесного сырья".

Дана анализ изменений состава пиловочного снрья* поступаЕиа-го на лесошльво-деревообрабатшзаощпе цредцриятия (ДДД) за недиод с 1970 до 1990 гг., и оценка характеристик производимых пиломатериалов с 1980 по 1990 гг. по одиннадцати предприятиям АО "Северо-лесозкспорг" (далее - планируемого круга ), которые позволили установить основные параметры тренда в формировании потока тонких досок.

По совокупным данный динамических рядов определены статистические зависимости изменения основных характеристик пиловочника, в частности по Северо-Западному региону, а такие ряда факторов, влияющих на технико-экономические показатели производства.

На основе вычислений по заданному числу скользящих баз выборочного значения параметра тренда, в меньшей степени подверженного влиянию случайностей в распределении колебаний в составе с прыг* сформулированы основные технологические характеристики процесса Производства пиломатериалов в потоках на базе лесопильных рам.

Полученные разностные зависимости наличия долгопериодичесюс: колебаний и автокоррекции позволили разработать технологические требования пооперационного формообразования пидоцродукцпи.

Установлены аналитические зависимости выхода пиломатериалов от основных параметров поставов лри расящщвании бревен, в частности, с кривизной, по оси и образующей при различных способах установки брусьев перед лесопильными раками.

Оцределенн приоритетные параметры поставов. Сформулированы основные требования к базировании бревен и брусьев перед распиловкой на лесопильных рамах, способствуете улучпенгао основных показателей раскроя.

Практическая ценность. Обоснован аффективный путь улучшения технико-экономических показателей лесопильных потоков на базе лесопильных рам средствами технологии.

Полученные основные закономерности долговременного функционирования системы "пиловочник-пиломатериалы" могло использовать в технологических расчетах а последувдих исследованиях.

Рекомендации работы (требования к базированию бревен и бруоьев перед раскроем, к раевдет, полученные математические за--

висимости и закономерности) могут быть использованы проектными и ^инструкторскими организациями цри разработке технологических процессов цроизводства пиломатериалов, а также конструировании и модернизации базирующих устройств.

Реализация результатов. Результаты работы, полностью отранен-нне в научных отчетах Архангельского лесотехнического института (АЛЮ по атому направлению исследований, использованц иредцрпятяя-Ш АО "Северолосоэкспсрт" в качестве рекомендательных.

Ешсвленные закономерности в изменении состава поступающего на Цредприятия планируемого круга пиловочного сярья и эффективности Ьто переработки на пиломатериалы экспортного и внутреннего'рынков Получили отражение в планах работы АО "Северолесоэкспорт" на бли-йэйЕун перспективу.

Сфорцулированнш технологические требования к базпровантэ бревен и бруоьев перед лесопильными ракадот первого и второго рядов кг-пользована в качестве исходных при проектировании базирукда устройств на ыслгосударственном уровне.

Полученнно зависимости изменения основных характеристик про<-цесса рамной распиловки» а такге программы расчета поставов шинирования раскроя пиловочного снрья при различных способах установки предметов обработки перед'лесопильными станками использованы в технологических расчетах. .'

Апробация работы. Направления п результаты исследований докладывались на ■заседаниях Ученого совета ЦйШШОДа, научно-технического совета факультета механической технологии древесины АЛТН, га-федры лесопильного производства и щдротермической обработки древесины Санкт-Петербургской лесотехнической академии (ЛТА).

Основные положения рассматривались на научно-технических практических конференциях в ЦНИЙШДе, АЛШ, на совещаниях директоров предприятий АО "Северолесоакспорт" и в Департаменте лесной промышленности Российской Федерации, "Эконортлесе".

Воцросы изготовления баздрущих устройств о заданными тех&о» логачйспгми требованяяш обсуздались а рамках деловых встреч аару-» бехшаш партнерами на уровне государственного обмена деформацией (о представителями ведущих фадрм йршмдии и Германии).

Публикации. По материалам работы опубликовано 0 печатных работ. Основное содержание работы отражено а отчетах по НИОКР АШЙ за 1990-1991 1Т. ( Ш/ТР 01.9.10026443 - 402, 01.9.10026444 -405 01,9.аооохаго - 410);

Объем работ!!. Состоит аз введения, шести разделов, заключения, спискй литературы» включающего 133 наименования и 5 цридше-евй. Общий объем работы - 234 страницы машинописного текста, основное содержание излокено на 152 страницах машинописного текста, включая 27 рисунков и 21 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш, отмечено ее народнохозяйственное значение, дана аннотация выполненной работы, включая новизну, практическую ценность и основные результаты.

Первый раздел посвящен состоянию вопроса и включает характеристик древосгоев Европейского Севера, обзор работ в области цво~ 'дольного раскроя пиловочных бревен, постановку задач и направления их решения.

До настоящего' времени основной упор в развитии лесошдьно-деревообрабатывающих предприятии (ЛДП) был направлен на концентрацию промышленного производства. Однако прямое увеличение объемов производства без специализации его по выпускаемой продукции не дало должного эффекта. С одной стороны, это обусловлено ухудшением лесосцрьевой базы, сникением поставок сырья, поступлением содья более низкого качества, изменением размерных характеристик поставляемого сырья, другой - для получения пилопродукции различных назначений и спецификаций потребовалось организовать технологические процессы с разными техническими условиями.

Необходимой предпосылкой ресурсосбережения в лесопилении является рациональный раскрой пиловочных бревен. Рассмотрение стою вопроса тесно связано с ограничением количества сечений зарабатываемых пиломатериалов, - мероприятием, определяющим производительность оборудования всего комплекса ЛДП. Соотношение толстых а тонких досок, узких и широких, длинных и коротких определяется способами 'раскроя, спецификацией сырья и пиломатериалов, показа» телями использования древесины.

К настоящему времени сформировался большой теоретический задел для реализации указанных предложений в производстве. Тем не менее вывйды выполненных исследований в целом не отвечают требованиям массового производства пиломатериалов, поскольку отражают разные условия эксплуатации предложенных способов распиловка бревен.

При выполнении комплекса организационно-технических мероприятий решению подлежали следующие задачи: дать временную характеристику изменчивости основных технологических' факторов» относящихся к сьщьш, на основании которой составить прогноз изменения состава пиловочника на ближайцую перспективу ; на основании имитационного моделирования продольного раскроя бревен и брусьев на пиломатериалы. стандартных размеров изучить влияние их ориентации на основные параметры поставов; провести экспериментальную оценку основных теоретических положений по формированию рациональных параметров поставов при различных вариантах ориентации брусьев перед раскроем; разработать технологические требования к ориентированию брусьёв перед распоем и условиям операции формообразования пиломатериалов при массовом способа их производства; разработать техническое заданий на изготовление специализированных' базирующих устройств, позволяющих реализовать предложенные технологические требования при распиловке брусьев в потоках на базе лесопильне рам.

Во втором разделе приведены результаты изменений состава пиловочного сырья, поставляемого на одиннадцать предприятий АО "Се-веролесоэкспорт" за последние двадцать лет.

8а рассматриваемый период объемы распиловки снизились на ■ 0,5 млн.м3. Зависимость объемов поставки сцрья <2 по годам Т аппроксимируется уравнением, тыс.м3

0. = - 29 т. + 62931,4 . (I)

Снижение объемов распиловки Р^ пиловочника хвойных ¡Город с98$ до 89£ характеризуется зависимостью, %

= - 0,582 X + 1245. (2)

Тенденция увеличения распиловки Ряс бревен хвойных непиловочных сортиментов выражается уравнением, %

Рнс = 9,4.10т5 Т2 + 0,2 Т - 778,4. (3)

Динамика изменения поставки Рот бревен диаметром 12 см в вершинном торце характеризуется выражением, %'

Р _ = 0,268 Т - 450 .

(4)

что описи-

(5)

Результаты анализа показывают, что при сохранении условий поставки к 1995 году объем распиловки может составить 468 тыс.м3, объем .распиловки бревен хвойных пород - 84$, объем непиловочных сортиментов - 15,45?, средний объем бревна - 0,14 м3, объем бревен с кривизной составит четверть всего поступающего сырья.—1170 тыс а»3 в год. Еще уменьшится доля бревен 2-го сорта, однако сохранится • его преобладание. Незначительно возрастут. объемы бревен 1-го при отабдльной доле бревен 3-го сорта.

Распределение пиловочных бревен по диаметрам. Величина среднего диаметра бревен недостаточно характеризует состав пиловочного сырья. При определенном могут быть различные составы сырья, которые требуют разных комплектов оборудования для его переработки, Ери этом поточные лиши различаются по производительности, Поэтому для решения поставленных задач необходима оценка распределения сырья и возмоеных колебаний. .'•. „

Установлено, что распределение пиловочных: бревен Т(*<)па диаметрам X тесно связано с таксационными показателями древостой ев - лесосырьевой базой и ее региональной пржа дошеностёю. Поступавшее на цредцриятия пиловочное сдрье 'подчиняется закону Пирсона, уравнение которого для условий поставки на ДДЕС им. В.И.Ленина иае-

где £ - общий размах расцределения. да Солюмбадьский ДДК

/ : _ 2,004 . -0,629х

■<*> .... С7)

Характер распределения"пиловочного сырья по длинам. С умень-пением длины бревна совдащаотся время распиловки, интенсивность выхода досок возрастает-. Оценка вероятности совпадения периодов раифоя только коротких бревен мояет бытьцроизвзденанаосновании

Снижается средний объем У^б пиловочных бревен, БА»»ея зависимость!), м3

Усб = - б.ЗКЕ.НГ7.!2 - 8,334.1а*4 Т. + 4,338.

Учета доли содержания таких бревен. Возникновение ситуации за счет специфики поставки сцрья (особенно в зимний период) определяет необходимость учета вероятности появления периодов распиловки бревен только минимальной длины.

Поскольку формирование длины бревна осуществляется исходя, в основном, из,транспортных условий, то установление закона распределения бревен по длинам не несет практической ценности. Удобнее использовать вероятностную характерно тику встречаемости бревен разных длин.

Распределение пиловочных бревен по кривизне. На предприятия Архангельского промышленного узла поступает около четверти пиловочника с кривизной более 0,7%. Преимущественно встречаются бревна с простой кривизной. Больший объем бревен с кривизной составляют -еловые. >

I

Распределение распиливаемых бревен по кривизне, %

Номинальный }. Процент бревен с кривизной диаметр, • . 1 „, • , ,

см ) до 1,0 # | 1,0...1,5 % | более 1,5 %

14 51 . 23 25

16 52 24 24

18 '. 61 15 '24

' 20'_76 , •' ' ' 12_12

Доля бревен о кривизной до I % в объеме кривых бревен по нашим наблюдениям (диапазон диаметров 14.'. .20 ом) колеблется с 51 до 7$ ¡?, в то время как, по прежним данным, объем таких бревен составлял свыше 60 % по всем диаметрам. Указанные вариации в составе оырья объясняются совершенствованием организационно-технических мероприятий и технологическими изменениями. Прослеживается закономерность встречаемости вдовых бревен - наблюдается возрастание величины'и частоты о уменьшением вершинного диаметра. Зависимость частоты встречаемости бревен с кривизной более I % от ведпиа-яоголдаиетра Ы аппроксимируется уравнением

= "(х 29,5 с1 .- 168,3. (8}

05ъем таких бревен составляет 24,8 %.

Диапазон колебаний состава пиловочного сырья. Из анализа состава сырья в параметров, относящихся к сырью (диаметра, длины,кривизны) следует, что все они зависят от диаметров перерабатываемых бревен. Концентрация рассматриваемых независимых случайных факторов вокруг диаметра указывает на его доминирующий характер. Посколь-. ку по всем переменным црослеживается зависимость от диаметра пиловочного сырья, определение возможных колебаний.состава удобно про-■ извести в отношении указанного фактора.

В результате обработки выборки поступления бревен в распиловку за месяц и оценки границ наиболее вероятного числа бревен в выборках с использованием предельных теорем получено формализованное описание вероятного поступления бревен 1-го диаметра при производительности цеха (за период, смену л т.п.) Ni . Предложенная формула позволяет определить среднее значение количества бревен Сшт) и -го диаметра C¿¿ в генеральной совокупности H¿ и производительности участка переработки. за период, смену, месяц.

В третьем разделе приведены характеристика рамной распиловки и отличительные признаки линейных параметров поставов, используемых при распиловке бревен.

При массовом цроизводстве пиломатериалов в потоках на базе гибких систем машин ограничения по кривизне ыодут задаваться только требованиями нормативных документов. В этом случае (первый вариант) на головном aiperaie предварительной обработке подвергают все бревна, поступающие в распиловку. Во втором варианте, в многопоточных цехах раскрой бревен с кривизной может производиться на специализированном потоке. 'В этом случае можно расшш^ать 15£ от общего количества поставляемых на предприятие бревен. Больший цро-цент бревен с кривизной приходится на диапазон диаметров 14... 20 см в вершинном торце, составляющем 60...70 % объема сцрья. В условиях массового производства пиломатериалов рассмотрение обоих вариантов однозначно оценивается в пользу первого. При атом единовременные затраты на создание базирующего устройства в головном aiperaie р более широкими функциональными возможностями для переработки бревен с кривизной окупаются. При использовании же традиционной технологии для переработки бревен с кривизной в специализированном" потоке из-за снижения выхода пиломатериалов убытки имеют постоянное значение. Для повышения комплексного использования пиловочных бревен о кривизной может бить рекомендован третий ва-

.риант - переработка их на заготовки. Углубление деревообработки в этом аспекте позволит повысить рентабельность использования древесины кривых бревен для выработки пило продукции.

Основной резерв повышения выхода цри осевом способе распиловки бревен приходится на долю боковых досок. С учетом известных закономерностей' распределения пиловочных бревен по диаметрам о1 и длинам Ь , приведенных во второй главе, получено следующее уравнение объемного выхода боковых (тонких) досок, %.

V = -119,25 + 10,7 и + 15,82 и - 0,18 Ы - 1,11 А -

- 0,21 (И , (9)

В результате сопоставления состава и выходов пиломатериалов, аппроксимированных зависимостью с теоретическими, установлено, что следствием -..эксплуатации существующей технологии лесопиления в настоящих условиях организации производства являются потери объемного выхода боковых досок до 4...6 %.

Учитывая результаты изменения производительности лесопильных потоков на базе лесопильных рам от установленных колебаний состава пиловочного сырья, а также результаты оценки показателей раскроя, установлено, что применение в целом по потоку на базе лесопильных рам несбалансированных поставов приводит к снижению их производительности до I %. Использование несбалансированных поставов объясняется, в основном, необходимостью выработки пиломатериалов по заказам поставщиков. При этом в распиловку подается непоставное сырье.

Использование несбалансированных поставов цри указанных недостатках в подготовке бревен к раскрою приводит к увеличению буферных запасов пиломатериалов приоритетных толщин и ширин на учас*-ке загрузки лшшй сортировки сырых досок, которые вызывают простоя до 12% эффективного времени работы линий. Результаты получены на основе обработки данных наблюдений по интенсивности поступления пиломатериалов с участка обрезки досок на сортировочные линии.

Увеличение буферных запасов пиломатериалов приоритетных сечений вызывает уменьшение объемов пиломатериалов попутных сечений. Недостаточный объем партии пиломатериалов попутных оечений, который оценивается до 14/5 общего количества поступающих пиломатериалов, повышает время формирования рдаоразмерннхдпартий.запуска до

(6 %. Увеличивается время накопления пакетов пиломатериалов и, как следствие,- сдерживается цропускная способность (цропзводитель-1 ность) линий окончательной обработки досок.

Четвертый раздел посвящен исследованию цроцесса формирования пилодотериалсз цри двух способах установки бревен перед раскроем (по оси и по образующей) и различных вариантах установки бруса перед лесопильным станком.

Исследования.проводились в три этапа: первый - разработка ал-, горитма продольного раскроя бревен цри различных способах установки бруса перед распиловкой; второй - оптимизация поставбв на распиловку пиловочника заданных размерных характеристик; третий - опра- ■ деление предпочтительных технологических файторов, относящихся к поставам, при взаимодействии которых обеспечивалось бы увеличение выхода пиломатериалов цри распиловке бревен заданных объемов на предприятиях шинируемого круга в соотношениях, обеспечивающих равномерную загрузку последующего' оборудования.

Результаты исследований для осевого способа распиловки бревен сравнивали по трем методам ориентации бруса: по оси вариант I; по канту - вариант 2; при оптимальном -г вариант 3.

В практике лесопиления принято считать, что требования к установке предмета обработки перед расвдоеы оцределяютоя оредним квадратичным отклонением похрешостгй установки (ориентирования). Однако, как следует из сопоставления приведенных способов раопи-ловки бруса, модно подойти к атому вопросу иначе. Смещение бруса по горизонтали относительно постава пил приводит не только к гарантированному снижению выхода, но и в некоторых случаях влияет на.его повышение. Рассеивание ширин пиломатериалов связано с положением толстых досок в поставе в пределах пропиленных пластей бру-. са.

В связи с изложенным были определены оптимальные -условия базирования бруса перед раскроем. Поскольку дифференцированное базирование кавдого отдельного бруса по ряду характеристик привело бц к резкому сокращению производительности, для реализации способа был выделен диапазон оптимальных смещений канта толстых досок, при котором достигается повышение выхода, как до 1-*У л З-му ва-ршштам, таг. и по 2-му и 3-му. Такой подход позволяет исключить индивидуальный раскрой каждого бревна по оптимальномуплапу, и перейти к батарейной распиловке брусьев, некоторейвадцанной. партии.'

"Это в полной мере отвечает требованиям массового производства пиломатериалов.

Проведенный анализ способов распиловки брусьев при осевой ориентации бревен перед раскроем дает возможность определять пред-Вочтительнне параметры поставов, в первую очередь, толщину толстой •доски л толщину бруса, при которых возрастает выход толстых и широких досок. Сопоставление результатов позволяет сформулировать требования к раскрою брусьев на экспортные пиломатериалы.

Ввдвинутая нами научная гипотеза заключалась в определении условий и диапазона смещений предмета обработки относительно постава пил лесопильного станка, при которых не наблюдалось бы снижение выхода пиломатериалов по'сравнению с осевым способом распиловки бревен и брусьев. Отправным условием цри составлении поставов являлось положение толстых досок в пределах пропиленной дласти бруса,, характеризующееся точкой пересечения пластей и образующей бревна по периметру вершинного торца. Диапазон смещения толстых досок равен запасу власти бруса на их расходование. В результате реализации оптимизационного плана раскроя было найдено аналитическое решение цри наиболее рациональных поставах. •

Таблица 2

Рекомендуемые- показатели раскроя- . (вариант 2)

d, см ! h , мм ! tí t мм : V, %\d, см! л,им!//,ш w,%

16 50 : 100 48,43 26 75 175 60,51

18 ' 50 100 52,05 28 75 150 60,54

18 38 125 52,78 гэ- 75 175 62,01

20 50 . 100 : 55,06 ге 75 200 62,13

20 .-."•' 44 125 55,89 30 75 175 63,13

22 50 100 57,27 30 50 .200 64,10

22 50 125 55,64 30 75 225 63,06

22 •..-;.' 50 150' 57,95 32 75 175 . 64,01

24, ... ^ 44 - 125 59,27 32 75 200 63,81

24 > . ■ 50 . 150 57,77 32 . 50 225 64,33

2 4 и 175 59,16 34 75 200 64,85

•26 •: J 75 i. 150 61,79 34 75 225 65,49

. .Рдд поставов не вошли в эти группы, что предполагает организацию индивидуальных расадойннх плвнов, выделение самостоятельных

производств на базе ленточнопильных и других станков и линий на гибкой функциональной основе с возможностью изменчивости и быстрой переналадки.

Различие в выходах пиломатериалов цри рассматриваемом и осевом способа*распиловки находится в пределах 1,5% (при использовании рациональных поставов).

Из рассмотренных вариантов базирования бруса перед раскроем выделены для условий распиловки в потоках на базе лесопильных раы рациональный, предполагающая смещение центра вершинного торца бревна относительно центральных пил; во фрезернопильных потоках - по образующей. В условиях массового производства пиломатериалов в потоках на базе лесопильных рам предпочтительными рекомендованы осевой способ распиловки бревен и вариант распиловки брусьев по канту.

В пятом разделе .приведены результаты оценки основных теоретических положений. Экспериментальная проверка юс заключалась в оценке способов распиловки бревен и брусьев: первого - Цри осевой распиловке бревен и брусьев; второго - при осевой распиловке'бревен и ориентировании бруса, перед станком по его канту; третьего -по образующей; четвертого - рационального. Вэзница в выходах . по способам распиловки составляет цри осевом - 1,76$, рациональном -0,32/5. Тем не менее, при выборе способа ориентации брусьев требуется учитывать возможные отклонения выходной величины.

С дифференцированием выходов по диаметрам и учетом закономер- . ностей распределения бревен по диаметрам и дайнам варьирование выхода V составляет 1,5 %.

Количественное распределение тонких досок варьирует в зависимости от применяемого способа ориентации брусьев перед распиловкой в диапазоне 3,2...7,25 шт. Среднее количество тонких досок, выпиливаемых из бревна, колеблется от 4,5 до 5,25.шт. Естественное рассеивание параметров.потока пиломатериалов наблюдается по казвдой партии распиливаемых брусьев, которое вызвано многообразием факторов случайного характера, действующих в процессе распиловки лесоматериалов. Цри изменении потока пиломатериалов оценке подвергали распределение пиломатериалов яо количеству и длинам. Изменение количества выпиливаемых тонких досок наблвдается цри рас-; неловка брехни диаметром 20 см в вершинном торце, что объясняется улучшением условий для выпиловки дополнительных тонких досок стандартных размеров.

Способы распиловки брусьев по оси лостава и образующей определяют границы диапазона ориентирования 0...0,5 ( Р-Ы-). В пределах указанного диапазона наибольшее значение охвата соответствует, условиям рациональной распиловки брусьев и по канту. Вынос вершинного торца бруса относительно направляющей линейки составляет щи ¡этом 16 мм. Среднее количество тонких досок равняется 5,25 шт. •При распиловке бревна и бруса по образующей среднее количество тонких досок составляет 4,75 шт. Как указывалось,при анализе изменений выхода пиломатериалов объясняется это невозможностью выпиловки из:древесины части параболической зоны бревна, заключенной между внешней пластью первой тонкой доски и образующей бревна,тонкой доски стандартных размеров.

Распределение количества выпиливаемых тонких досок связано с распределением их длин. При смещении центра вершинного торца относительно комлевого-в сравнении с осевым наблюдается уменьшение средней, длины досок.

Косвенная механика процесса заключается в увеличении общего количества досок,-в основном, коротких, вследствие чего уменьшается средняя длина. Показатель не могет быть использован для сравнительной оценки способов распиловки. Распределение же длин выпиленных тонких досок для различных диаметров бревен показывает, что при относительном .смещении центров торцов бревна происходит перераспределение сбита йарзболзческой зоны бревна относительно постава центральных тли. Вследствие этого возникают условия увеличения охвата вершинного торца бревна поставом пил. Возрастает количество длинномерных досок, •

Пркгшмая за критерий оценки выход пиломатериалов, мошо констатировать, что цредпочтягольнее способ распиловки бревен л бруоьов с ориентацией последних по образующей; при незначительных пзмешшях зксодэ пиломатериалов, кассовом производстве пилопро-дукщи выгоднее рациональщгй способ распиловки, предполагающий . смещение вершинного торги бруса относиельно набавляющей; технологической базы впередггетаночного кс'шзИзра п крайней пилы постава на величину 16 мм; для реализация способа распиловки бревен по' образующей могут пленяться существующие впередарачные устройств," оборудогашшз направляющей л^лейкой, дат рационального споЬоба -конвойеры.

' В шестом разделе приведена результаты эффективности внедрения-

полученных данных 'исолед6ваний;. которая .складывается

из экономии по ряду статей затрат как в целом по участку производи отва пиломатериалов, так и при пооперационном формообразовании пл~ лопродукции установленных размеров.'

Эффективность вцраяается'экономией затрат на наиболее трудоемком участке сортцровашш ездых пиломатериалов, Во-первых, за очет снижения многоразмериости поступающего с участка'формирована; сечений потока тонких досок путем сокращения одновременно вцргба-' тываемих их типоразмеров и формирования одноразмерных партий сечз-. ний. Во-вторых, за счет собственно повышения выхода пиломатериалов от.применения рационального способа ориентации бруса по поставу, инструмента лесопильного станка -цугом удлинения, увдреши: и в отдельных случаях, увеличения количества .досок реглаыентщювашш: нормативными дшеументами параметров. Эффэхгг обуславливается соча- , танием условий эффективного использования древесины брзвед цлл вы-, работки пиломатериалов о приоритетные размерами досок.

Для предприятий АО "Северолесоекспорт" дана оценка, эконелля-ческой эффективности вариантов переработки части бровей о кривизной в условиях предприятий малой ж ^средней ыогдости на заготозки по пяти основншл схемам. • .

Полученные результаты показывают, что при вцработке заготовок по спецификациям предприятий из бреврп с простой кривизной предпочтительнее два варианта специализации потоков; первый предполагает построение технологии с распиловкой кривые бреЕен враз-вал и предварительной торцовкой досок перед обрезкой; второй базируется на схеме, предусматривающей распиловку с брусовкой и предварительной раскряжевкой бревен. Относительная эффективность первого варианта 0,62 руб./м3 полуфабрикатов заготовок* Дополнительные потери на сырье ьо втором варианте по сравнению о брусово-развальной схемой раежроя бревеп с вдивизной сниздвтся до •' 0,835 руб./ы3 полуфабрикатов заготовок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..

В результате проведенной работа установлено:

I. При сохранения условий поставка'¿с 1995 году -объем распи^ ловки на цредцриятиях планируемого КРЗДО составит 4680 тыс,м3, бревен хвойных пород - Ы%, непиловочша оортиыентов - 15,4$, оредкий объем бревна - 0,148 ы8, бревен с' црквизной - 24,82. Цре-

обладание поставок пиловочника 2-го сорта сохранится, незначительно возрастут объемы.бревен 1-го при стабильной доле бревен 3-го сор-ia.,

2. Величина среднего диаметра бревен недостаточно характеризует состав пиловочного сырья. При этом могут быть разные составы бцрья, требующие различных комплектов оборудования о разной производительностью. Имеющиеся данные но характерны для Северо-Западного. региона. Доказано, что распределение бревен по диаметрам описывается кривой Пирсона. Определены границы колебания среднего диаметра бревет Получена' формула для расчета среднего количества бре-зеп L -го диаметра в генеральной совокупности а производительности участка переработки за период, смену, месяц а т.д.

3. Поступление в распиловку бревен разныЗс длин происходит как случайнш образом, теки целенаправленно при' транспортировке автотранспортом,-з вагонах, плотами с преобладанием бревен определенных длин.и т.д. Возникновение ситуации определяет необходимость ¿гчета вероятности появления'периодов распиловки бревен минимальной длины. Получены формулы, з частности, для удвоенной производительности рамного потока, характеризующие появление ряда коротких бре-

. ,2'еп. Доказано, что три коротких бревна подряд поступят в распилов-ity поело 7...9 пропущешшх брезенв '

- 4. Определены удельный вес брезеп с кривизной и процентное сботношеш'е'кривщ бревен в зависимости от диаметров (групп). Подобрана уравнения связи частоты встречаемости бревен с кривизной более. от вершинного диаметра.

5.'Потери объемного выхода боковых досок до 4...6$ являются следствием эксплуатации технологии лесопалешгя з настоящих условиях организации производства и отсутствия научно обоснованных TeopeuneciGix основ планирования раскроя пиловочного сырья на пи-лс:латзриалц различного назначения. ' ,

. б. В результате :©:!Иененй1 аесбалансцровашшх поставов теряется до 1$ дроизводительности потока, а в связи о нерегламентиро-ершшг.и переналадками - 1,5$. Увеличение объемов пиломатериалов дрибритетэдк толцш! вшивает дростои линии сортцровки сырых досок до 12$, а нодостагочный-объсм пиломатериалов попутных сочешш увеличиваем (Jop-'aocsattue одиоразморяцх партий запуска на 6$.

7* При аиработке оброзшссторцавашшх пиломатериалов--экспорт-, кого назначения составдсиио плана раскроя цроддагаотся ышолннть с использованием зависишзспг суммарных потерьдровесшш от толщин

пиломатериалов, бруса и юс расположения в поставе. Суммарные поте« . рд выхода пилоиатериалов зависят от положения пакета толстых досок в пропиленной части бруса. Этта объясняется и рассеивание шь» рзш пиломатериалов. Вцдолены основные технологнчоскио факторы» влияющие на условия формирования пиломатериалов и их выход. Подучены предаочттельные размеры брусьев и досок, удовлетворяющие экономному расходованию пиловочного сырья.

8. Найдено аналитическое решение задачи построения плана осевой распиловки бревен при наиболее рациональных поставах. Оцрзде» лены выхода пиломатериалов для каздой пары приоритетнее толщин до*» сок и рекомендуемые смещения брусьев относительно постава пил лесопильного станка. Определены условия распиловки пиловочника в условиях массового производства пиломатериалов. Из рассмотренных' способов распилсвки к предпочтительному использовании рекомендованы два, предполагающие ориентацию бруса по образующей.¿рациональный. Применение данных способов позволит уменьшить количество партий пиломатериалов различных сечений и длин. При распиловке ряда смежных диаметров достигается получение пиломатериалов одинаковых .линейных параметров.

9. В результате исследований раскроя хвойных пиловочных бревен на экспортные пиломатериалы ограниченного количества их сечений по критерию наибольшего выхода толстых досок с возмогшею! ш снижения многоразмерности цгупп сечений и длин пиломатериалов определены рациональные условия формирования плана раскроя а поставов на распиловку бревзн по образующей. Различая в выходах цред* лагаемого способа распиловки и осевого составляет I,5j£. Дани распределения длин и ширин тонких досок при наиболее рациональных толщинах бруса и толстых пиломатериалов..

10. Сравнивая результаты опытных расшшзвок раажчюж способами (по оси, образующей, канту п рационального) ьквдо отметить., преимущество в использовании способа раопиловки брусьев по образующей. Сопоставимые результаты получены црп рационасьЕом ошсо-бе распилсвки брусьев, рекомендуемого для использования цри кассовом цроизводстве пиломатериалов. Разница в выходах пшюьатерза-лов рекомендуемого способа составляет: о осевым - 1,76$, поюш-ау - 0,91%, с рациональным - 0,32£. С дифференцированием выходов по диаметрам и учетом закономерностей распределения бревен по дншлетрам г. длинам варьирование выхода составляет

II. ЦроЕсде:шг-:е -сеорстЕчесгсш и экспериментальные исследования позволили сфорцуйлрогать технологические требования к базировании лзсоиатсргалов и Горцщювашаз пиломатериалов:

' ориентировать бревно но оси постава пил лесопильной рами, а в потоках па безе йрезерно-ппльких линий - по образующей относительно постава инструмента;.

располагать брус тагсяч образом, чтобы центр иомлевого торца совпадал с осью постава инструмента лесопильного сташса;

относительное смешение центров торцов бруса устанавливать в диапазоне 0,35 разности их диаметров го периметру обзолыгой части ш расшатать с вкпосал относительно направлявшей технологической базы впородпетаночного устройства, зависящего от линейных па-раь:езров постазов;

цри объемах сырья диаметром 14.. .24 см з вершинном торце более 70$ относительный вшос вергжнного донца бруса додзен составлять 16 г.::.: от плоскости технологической базы (линейки, струны, лазерного луча);

при объемах тонкомера (14...24 си) менее 70$ располагать брус по образующей;

при составления плпна раскроя п поставов на распиловку бревен руководствоваться таблицами приоритетных линейных параметров постав, приведенных к глава 4.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Рнбнцкий П.Н., Царев Е.Г. Производство тары на лесоэкспортных предприятиях/'/ Науч.-техн.реф.сб. ВНИШШлвсцрома. Тара деревянная,- М.: 1984. - й 6. - С. 5-6.

2. РьбицкИй П.Н., Рыбацкая Л.В., Царев Б.Г. Рациональный поперечный раскрой досок, вырабатываемых по ГОСТ 26002-83Э//Науч« тр./ЦНИШОД, Архангельск. - 1986. Управление качеством продукции в лесопилении. - С. 84-90.

3. Царев Е.Г. Реконструкция участков лодго^овки'пиловочяи-ка// Деревообраб. цром-сть.- 1990. - й 7. - С. 17-18. '

4. Алексеев А.Е., Рогатых А.Л., Царев Б.Г. Расчет рациональных поставов на распиловку бревен цря их ориентации по образуи-щей» - Леей. и деревообраб. цром-сть; Инф. сб. ЕНИШЭИдесцром.-1990.- J» 10. С. 14-15.

5. Царев Е.Г. Применение полносборных зданий для техничесхо-

го перевоорукения лесошш>но-деревообрабатыБаюцпх цзхов//Доре-вообраб. цром-сть.- 1990. - & 12. - С. 30-31.

6. Голяков А.Д., Алексеев А.Е., Царев'Е.Г. Оценка эффективности специализации рамных потоков при выработке заготовок из бревен с кривизной// Деревообраб. цром-сть. - 1992. - й 6. -

С. 4-5.

7. Турушев В.Г., Алексеев А.Е., Царев Е.Г. Совершенствование технологии получения пиломатериалов// Изв. вузов. Леся. Еурн. - 1992. - й 4. - С. 96-104. •

8. Царев Е.Г. Совершенствование процессов продольного раскроя пиловочного сцрья// Материалы конф.мол.учен. и спец., посвященной бО-чсетию ЦНИШОДа/ ЦН1ШМ0Д, Архангельск, 1992.-

С. 8—9.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверепнши подписями цросим направлять по адресу: "194018, Санкт-Петербург, Институтский пер. 5, Санкт-Петербургская лесотехническая академия им. С.Ы.Кирова. Специализированный совет.

\

\

Подписано к печати 18.06.93. Формат бумаги 60x90 I/I6, Печ.л. 1,25. Уч.-изд.л. 0,8. Тирая 100 экз. Заказ 93.

I6306I, Архангельск, наб.им.В.И,Ленина, 112. Ротапринт ЦНИШОДа,

• 49-87-57