Совершенствование раскроя высококачественных пиловочных сортиментов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.05, кандидат технических наук Братилов, Дмитрий Александрович

• Братилов, Дмитрий Александрович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Братилов, Дмитрий Александрович

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса.

1.1. Сучковатость пиловочных бревен.

1.1.1. Бессучковая зона.

1.1.2. Сучковая зона.

1.1.3. Теоретическая модель бревна.

1.2. Методы изучения сучковатости.

1.3. Признаки разделения бревен на группы качества.

1.4. Раскрой пиловочных бревен с учетом их качественных характеристик.

1.5. Выводы по главе.

1.6. Цель и задачи собственного исследования.

Глава 2. Методика построения модели сучковатости бревен.

2.1 Постановка вопроса.

2.2 Основные положения методики.

2.3 Характеристики зон качества.

2.4 Выводы по главе.

Глава 3. Методика проведения экспериментальных исследований.

3.1. Объект и метод исследования.

3.2. Факторы, влияющие на выходной параметр объекта исследования.

3.2.1. Классификация по типам факторов.

3.3. Выбор и обоснование уровней факторов.

3.4. Обоснование количества опытов.

3.5. План эксперимента.

3.6. Замеряемые и вычисляемые параметры бревен.

3.7. Особенности отбора комлевых бревен.

3.8. Паспортизация досок.

3.9. Построение индивидуальной модели бревна.

Глава 4. Модель сучковатости комлевых сосновых бревен.

4.1. Параметры отобраных пиловочных бревен.

4.2. Размерные параметры зон качества.

4.2.1. Границы зон качества.

4.2.2. Толщина и объем зон качества.

4.2.3. Объемные геометрические модели зон качества.

4.3 Качественные параметры зон.

4.3.1. Распределение сучков по их количеству.

4.3.2. Распределение сучков по диаметру.

4.3.3. Математическая модель диаметра сучков.

4.3.4. Расстояние между мутовками.

4.3.5. Угол прикрепления сучков.

4.4. Выводы по главе.

Глава 5. Технология раскроя комлевых пиловочных бревен.

5.1 Возможность получения бессучковых пиломатериалов.

5.2 Систематизация информации о сучковатости бревен.

5.3 Анализ требований к качеству и размерам пиломатериалов, предъявляемых различыми стандартами.

5.4 Раскрой комлевых пиловочных бревен и оценка эффективности схем раскроя.

5.5 Выводы по главе.

Выводы Литература Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование раскроя высококачественных пиловочных сортиментов»

В пиловочном сырье особое место занимают сортименты, не содержащие наружных сучков. У таких сортиментов сформирована бессучковая зона. Это в основном комлевые бревна.

Пиломатериалы, полученные из бессучковой зоны, отвечают самым высоким требованиям рынка. Такие пиломатериалы пользуются спросом в деревообработке (столярные изделия, дверные и оконные блоки, профильные погонажные изделия, облицовка интерьеров, заготовки различного назначения и т.д.) и мебельном производстве. В настоящее время бревна, не содержащие наружных сучков, раскраиваются по общей технологии, принятой на предприятиях, на пилопродукцию определенного назначения, например, на экспортные пиломатериалы (ГОСТ 26002-83). При этом бессучковая зона бревна в лучшем случае идет на бессортные пиломатериалы, цена которых в несколько раз ниже, чем бессучковых.

В ранее выполненных исследованиях модель бревна и способы раскроя на бессучковые пиломатериалы рассмотрены достаточно узко, с привязкой к конкретному виду пилопродукции, что существенно ограничивает области их использования. Нет единого методического подхода к определению границ, размеров и формы бессучковых зон.

Поэтому совершенствование раскроя пиловочных сортиментов, не содержащих наружных сучков является актуальной задачей.

Цель работы. Повышение эффективности раскроя комлевых сосновых бревен, за счет увеличения выхода бессучковых пиломатериалов.

В соответствии с целью были сформулированы следующие задачи.

1. Разработать методику построения модели сучковатости бревен с учетом размеров и формы зон качества и насыщенности их сучками.

2. Провести экспериментальные исследования сучковатости комлевых пиловочных бревен, с целью выявления основных параметров зон качества.

3. Разработать модель сучковатости комлевых сосновых бревен.

4. Разработать методику раскроя пиловочных бревен с учетом максимального использования бессучковой зоны.

Объект исследования — технология раскроя бревен на пиломатериалы; предмет исследования — зоны качества комлевых сосновых бревен.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Разработаны научно обоснованная модель сучковатости и методика ее построения, наиболее полно отражающие параметры зон качества комлевых пиловочных бревен.

2. Впервые выделена переходная зона, позволившая выявить новый подход к рациональному раскрою комлевых бревен.

3. Предложена методика расчета эффективных схем раскроя высококачественных пиловочных бревен на основе разработанной автором графической системы, учитывающей расположение, размеры и форму зон качества.

На защиту выносится.

1. Новая модель сучковатости комлевых сосновых бревен и методика ее построения, позволяющая выделить основные параметры зон качества.

2. Графическая система расчета схем раскроя комлевых сосновых бревен с учетом впервые выделенной переходной зоны, что позволяет повысить ценностный выход пиломатериалов.

3. Технология эффективного раскроя комлевых пиловочных бревен, не содержащих наружных сучков.

1 Состояние вопроса

Заключение диссертации по теме «Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки», Братилов, Дмитрий Александрович

Выводы и рекомендации

1. Разработана методика построения модели сучковатости бревен, при этом выделена бессучковая и переходная зоны, позволяющие выявить новые подходы к рациональному раскрою комлевых бревен.

2. Из переходной зоны можно выкраивать с некоторой вероятностью бессучковые и условно-бессучковые пиломатериалы. Особенность последних в том, что бессучковой является наружная (лицевая) пласть. В результате объемный выход данных пиломатериалов может составить 21 — 26 %, из которых на долю бессучковых приходится 10 — 16 %.

3. По результатам экспериментальных исследований построена модель сучковатости комлевых сосновых бревен. Установлено, что объем древесины, в пределах которой возможно получать бессучковую пилопродукцию составляет 2/3 от объема бревна. Определен характер зарастания сучков в переходной зоне.

4. Установлена вероятность получения бессучковых пиломатериалов в пределах переходной зоны. Использование переходной зоны в составлении схем раскроя дает прирост в выходе бессучковых пиломатериалов 1,6 — 2,0 % и в выходе условно-бессучковых пиломатериалов 2,3 — 4,5 %.

5. Разработана графическая система расчета схем раскроя комлевых бревен, сочетающая в себе размерные и качественные характеристики бессучковой и переходной зон. Предложенная система рекомендуется для практического расчета схем раскроя и оценки их эффективности.

6. Разработаны методические положения для расчета схем раскроя комлевых пиловочных бревен. Составление схемы раскроя необходимо начинать бессучковой и переходной зон. Объемный выход бессучковой пилопродукции, можно увеличить за счет выработки клееных досок, брусков, заготовок из реек, горбылей и отрезков.

7. Для раскроя бревен, не содержащих наружных сучков, рекомендуется применять индивидуальный или брусово-сегментный способы раскроя.

8. Использование схем раскроя, ориентированных на получение бессучковых и условно-бессучковых пиломатриалов из комлевых бревен может повысить ценностный выход в 1,5.2 раза по сравнению с раскроем этих бревен на экспортные пиломатериалы (ГОСТ 26002-83).

152

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Братилов, Дмитрий Александрович, 2005 год

1. Червинский В. А. Раскрой древесных хлыстов. — Воронеж.: ВГТУ, 1982. — 64 с.

2. Захарьин Г. И, Исследование зависимости выхода пиломатериалов от размерно-качественных факторов соснового пиловочного сырья и поставов. Автореферат . к.т.н. М., МЛТИ, 1976, 18 с.

3. Лапиров-Скобло С.Я. Лесное товароведение. — М.: Высшая школа, 1968, 463 с.

4. Кроткевин П. Г. Выращивание высококачественной древесины. — М. — Л.: Гослесбумиздат, 1955. — 180 с.

5. Технология пиломатериалов. Учебник для вузов. Аксенов П. П., Макарова Н.С., Прохоров И.К., Тюкина Ю.П. М.: Лесная промышленность, 1976, 480 с.

6. Кошуняев Б. И. Оптимальная переработка сырья в лесопилении. — М.: Лесная промышленность, 1979. — 104 с.

7. Пуолакайнен Л.М. Зависимость объемного выхода экспортных еловых пиломатериалов от размерно-качественных характеристик сырья. Автореферат . к.т.н. Красноярск, 1983, 20с.

8. Полубояринов О.И. Оценка качества древесного сырья. — Л.: ЛТА, 1971, 70 с.

9. Грачев А. В. Рациональный раскрой пиловочного сырья на пиломатериалыв современных условиях. Л.: ЛТА, 1981. — 92 с.

10. Ю.Арлаускас Л. С., Тябера А. П. Закономерности сучковатости стволов в ельниках Литвы // Лесной журнал. — 1986. — N1-с. 13-16

11. П.Тюриков Ф. Т. Распределение всех сучков в деловой части хлыста корейского кедра // Лесной журнал. 1966. — N6 — с. 100 — 101

12. Анучин Н. П. Лесная таксация. — М.: Лесная промышленность, 1982.—552 с.

13. Венценосцева М. А. Закономерности распределения пороков древесины в сосняках // Лесной журнал. 1967. — N3 — с. 156 — 157.

14. Венценосцева М.А. Влияние условий происхождения сосны на качество древесины // Современные проблемы древесиноведения: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. — Воронеж, 1981, с. 106 —108

15. Крашенинников И.П. Исследование распиловки сосновых бревен на высококачественные пиломатериалы, дисс. к. т. н. М, МЛТИ, 1961, 150 с.

16. Коротяев JI.B. Параметры деревьев и хлыстов как объектов лесозаготовительного производства: Учебное пособие. — Л.: JITA, 1982, 80 с.

17. Левин В.И. Сосняки Европейского Севера. М.: лесная промышленность, 1966, 152 с.

18. Полевой справочник таксатора. Гусев И.И., Калинин В.И., Неволин О.А., Нефедов Н.М., Шишкин Н.А., Архангельск: АЛТИ, 1971. 196 с.

19. Чернявский П.Н. Исследование длины бессучковой зоны хлыстов // Механическая технология древесины: Выпуск 2. — Минск, Высшейшая школа. 1972. с. 56-61

20. Кислый В. В. Исследование и разработка показателей качества листвин-ничного пиловочного сырья и пилопродукции из него. Автореферат . к.т.н. М., МЛТИ, 1970, 32 с.

21. Басанцев К.А. Что нужно знать распиловщику о поставе. — М.: Гослесбумиздат, 1932. 111с.

22. Бокщанин Ю.Р. Обработка и применение древесины лиственницы. — М.: Лесная промышленность, 1982. — 216 с.

23. Елькин Г.А. Раскрой сосновых бревен на палубо-шлюпочные пиломатериалы. — М. Гослесбумиздат, 1957. — 44 с.

24. Лозинский В.М. Проект посортного деления и посортных признаков сосновых пиловочных бревен // Отчет ЦНИИМОД. — Химки, 1941.

25. Власов Г.Д. Лесопильное производство. М.: Гослесбумиздат , 1948. — 400 с.

26. Нушкарев С.Г. Исследование способов раскроя соснового сырья на авиационную пилопродукцию. дисс. к.т.н. Л, МЛТА, 1974, 18 с.

27. Ицковиц Я. А., Бабмуратов A.M., Хон Е.В. Зоны распределения сучков в хлыстах сосны и математические модели границ их залегания // Научные труды ЦНИИМОД. Архангельск, 1985, с. 70 - 73

28. Ветшева В. Ф. Раскрой крупномерных бревен на пиломатериалы. — М.: Лесная промышленность, 1976, 168 с.

29. Крашенинников И. П. Исследование распиловки сосновых бревен на высококачественные пиломатериалы. Автореферат . к.т.н. М, МЛТИ, 1961,20 с.

30. Крашенинников И. П. Способы выработки высококачественных пиломатериалов. М.: Лесная промышленность, 1960 — 28 с.

31. Тихомиров Б. Н. Пороки в пиловочных бревнах древесины сосны // Механическая обработка древесины. — 1940. — N 8 — с. 38 — 41

32. Молчанов Г. Е. Качество соснового пиловочника, поступающего на архангельские лесозаводы по Северной Двине // Механическая обработка древесины. 1940. - N2 - с. 14 - 20

33. Власов Г.Д. Методы расчета поставов. — М. — Л.: Гослесбумиздат, 1950, 80 с

34. Копейкин A.M. О теоретической' модели бревна // Научные труды ЦНИИМОД (Комплексное использование сырья). — Архангельск, 1979, с.52-54

35. Полубояринов О. И. Сучковатость древесного сырья. Л.: ЛТА, 1972, 56 с.

36. Бокщанин Ю.Р. Исследование распространения пороков в пиломатериалах из лиственничного сырья на Красноярской группе лесозаводов, дисс . к.т.н. М., МЛТИ, 1954, 229 с.

37. Малыгин С.И. Методика опытных распиловок и установления нормативов посортных выходов пиломатериалов. — Архангельск: ЦНИИМОД, 1968. — 39 с.

38. Тюриков Ф.Т. Сравнительная характеристика методов определения качества пиловочного сырья // Труды СТИ. — Красноярск, 1966, с.151 153

39. Аксенов П.П. Раскрой бревен на пиломатериалы. — М — Л.: Гослесбумиздат, 1951, 176 с.

40. Горбачева JI.H. К вопросу распределения сучков на поверхности сосновых бревен. // Научные труды МЛТИ. — М, 1973, выпуск 56, с.27 — 30

41. Шалаев В. С. Результаты изучения распределения сучков на поверхности еловых пиловочных бревен // Лесной журнал. — 1976. — N5 — с. 137 — 14043.3аливко Б. М. подбор соснового пиловочного сырья по качеству // Лесной журнал. 1970. - N5 - с.67 - 71

42. Нушкарев С.Г., Носкова З.А. О предельном допускаемом размере сучка в сосновом пиловочнике // Научные труды ЦНИИМОД (Комплексное использование сырья). — Архангельск, 1979, с.52 — 54

43. Лапин Г.П. Некоторые итоги изучения размерно-качественных особенностей соснового сырья и планирование его раскроя на Игарском ЛПК за 1969-1071 гт. М.: Труды МЛТИ, 1947, с. 30 - 40

44. Крашенинников И. П. Способы повышения выхода высококачественных пиломатериалов // Лесная промышленность. — 1960. N4 — с.23 — 24

45. Турольски Е. Из исследований по влиянию сбежистости соснового пиловочника на расположение величины и количества сучков // Лесной журнал. 1964.-N4-с. 97-101

46. Колобова М. В., Цыкин Б. С. Влияние качества древесины сосновых бревен на сортность пиломатериалов // Лесная промышленность. — 1954. — N4 — с.29-30

47. Кошуняев Б. И. Оптимизация переработки сырья в лесопилении. М.: Лесная промышленность, 1987. - 112 с.

48. Ветшева В.Ф. Пособие по раскрою пиломатериалов с учетом ценностного выхода: Методические указания к курсовому проектированию. — Красноярск: СЛТИ, 1990. 36 с.

49. Кошуняев Б.И. Размерно-качественный состав распиливаемого сырья и эффективность лесопиления.— М.: ВНИПИЭИлеспром, 1977, 26с.

50. Нушкарев С.Г. Исследование способов раскроя соснового сырья на авиационную пилопродукцию. Автореферат . к.т.н. Л, МЛТА, 1974, 18 с.

51. Венгерт Д. От древесины до готового продукта // Дерево.1Ш — 2002. — №5-6 с. 50-57

52. Ветшева В. Ф. Теоритические и экспериментальные исследования раскроя крупномерных пиловочных бревен хвойных пород Сибири и Дальнего Востока. Автореферат . д.т.н. Л, JITA, 1974, 44 с.

53. Ветшева В. Ф. Организация раскроя бревен с учетом качества пиловочника и вырабатываемой пилопродукции // Деревообрабатывающая промышленность.-2002. №6-с. 10-12

54. Крашенинников И. П. Влияние брусовки на качество пиломатериалов // Лесная промышленность. — 1960. — N4 — с.23 — 24

55. Песоцкий А.Н. Лесопильное производство. — М.: Лесная промышленность, 1970-432 с.

56. Ицковиц Я. А. Универсальный график составления поставов с учетом качественного выхода экспортных пиломатериалов из комлевых пиловочных бревен // Научные труды ЦНИИМОД. — Архангельск, 1985, с. 74 79

57. Малыгин С.И. Шатилов Б.А. Афанасьев В.М. Перспективные направления развития лесопиления. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1977, 40с.

58. Елькин Г.А. Зависимость между размерами сучков в бревнах и пиломатериалах // Труды ЦНИИМОД. — Химки, 1958, 24 с.

59. Peter R., Bamping J. Theoretical Sawing of Pine Logs. Forest Products Journal 1962 №11, p. 549-557