Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Традиционные требования к сортировке бревен и их недостатки

29.07.2015

Традиционно толщину (диаметр) бревен при проектировании и расчете поставов, учете их кубатуры и сортировке в нашей стране рассчитывают по среднему вершинному диаметру группы, имеющей границы четного диаметра, т.е. ±1 см. Расчетный диаметр принимается равным полусумме наибольшего и наименьшего значений вершинного диаметра. Толщина коры при этом не учитывается.
Требования к сортировке бревен по четным диаметрам возникли в нашей стране в 1930-е годы. До этого измерение вершинных диаметров бревен производилось с интервалом 1 см и с округлением «вниз» (с отбрасыванием долей сантиметра), что вызвало уменьшение учетной кубатуры сырья. Поэтому, а также с целью уменьшения затрат труда по подсчету объема бревен и по другим причинам был осуществлен переход на измерение диаметров с градацией через 2 см с округлением на середину. Бод округлением подразумевается такой способ, когда доли менее половины принятого интервала между ступенями толщины отбрасываются, а доли, равные половине интервала и более, принимаются за целую ступень. При интервале 2 см ступени толщины равны 14; 16; 18; 20; 22; 24 см и т.д. Поэтому бревна с диаметрами, например, 21; 21,1; 21,2, ..., 21,9 см считаются имеющими диаметр 22 см, как и бревна с диаметрами 22,1; 22,2;...;22,9 см.
Заметим, что при диаметре бревна 21,1 см расчетный диаметр при округлении «вниз» с интервалом 1 см равен 21 см, а с интервалом 2 см — 20 см.
Методы измерения бревен для учета сырья с интервалам 2 см и округлением на середину были использованы при сортировке бревен по четным диаметрам, т.е. перенесены на методы подбора бревен в сортировочные группы (±1 см). Поэтому все альбомы поставов и таблицы посылок лесопильных рам разработаны применительно к четным диаметрам бревен.
Развитие теории раскроя сырья на пиломатериалы также происходило, как правило, с использованием градации рассматриваемых вершинных диаметров бревен с интервалом 2 см. Поэтому составление (проектирование) и расчет поставов в плане раскроя пиловочного сырья также производят по четным диаметрам бревен.
Вопрос о нерациональности сортировки бревен по четным и группам четных диаметров в отечественной технической литературе поднимался уже давно. Так, В.И. Шибалов еще несколько десятков лет назад отмечал, что потери объемного выхода пиломатериалов для бревен диаметрами 22...30 см при дробности сортировки ±2 см составляют 2,3...3,3 %, при дробности ±4 см — 4,6...6,6 %; при дробности ±6 см — 8,8...11,3 %. Существовали мнения о взаимосвязи сортировки пиловочного сырья с поставами и о том, что переход с градации через 2 см на градацию через 1 см при рассортировке бревен по диаметрам при соответствующем планировании их раскроя экономически оправдан.
В.Е. Житников и С.Г. Нушкаров (ЦНИИМОД) утверждали, что наиболее рациональная градация при сортировке бревен должна быть ±0,5 см, что позволило бы улучшить использование сырья, применять поставы с наименьшим количеством сечений и создать лучшие условия для механизации и автоматизации последующей обработки пиломатериалов.
Обратим внимание, что довольно часто смешиваются понятия «дробность сортировки» и «точность измерения вершинных диаметров бревен». Ввиду этого следует учитывать, что в нашей стране действует ГОСТ 21524—76 «Лесоматериалы. Средства для линейных и объемных измерений. Типы и основные параметры. Технические требования». В соответствии с ним при измерении диаметра бревен от 6 до 60 см цена деления и предел погрешности равны ±2 мм. Такой точности можно достичь толькo при использовании бесконтактных измерителей толщины.
Каждое лесопильное предприятие, как правило, имеет характерные только для него спецификации пиломатериалов, сырья, условия распиловки, организационные, технологические и технические ограничения. Любое изменение этих условий или ограничений приводит к необходимости проектирования новой системы (мы подчеркиваем — именно всей системы) поставов, так как в противном случае часть поставов перестают быть оптимальными, что приводит к потере выхода пиломатериалов. Об этом следует всегда помнить. Воздействовать на процесс производства пиломатериалов, т. е. осуществлять его регулирование и управление им во времени с технологических позиций, можно именно через поставы.
Исследования и практика лесопиления показывают, что поставы очень редко соответствуют границам того или иного четного диаметра бревен.
На рис. 2.6 представлена гистрограмма зависимости объемного выхода пиломатериалов от диаметра бревен при его изменении от 21 до 22,9 см. Принят постав, рекомендуемый для бревна с расчетным диаметром 22 см, длиной 5,7 м из Альбома поставов для распиловки хвойных пиловочных бревен на экспортные пиломатериалы в метрическом измерении: 19—175—19 (первый проход) и 19—19—50— 50—19—19 (второй проход). Расчет постава выполнен с шагом 1 мм на ЭВМ по алгоритму, приведенному ниже . Обычно максимум объемного выхода пиломатериалов редко соответствует середине диапазона группы — четному диаметру. В данном случае это имеет место. Из гистограммы видно, что если объемный выход пиломатериалов из бревен расчетного диаметра равен 61,48 %, то его средневзвешенное значение (при равных долях объема бревен каждого диаметра) для принятой группы — 59,84 %, т.е. расчет объемного выхода пиломатериалов по бревнам только расчетного диаметра приводит к его завышению на 1,64 %. С точки зрения выбора рациональных границ сортировочной группы диаметр d = 22 см может являться ее началом, но отнюдь не серединой. В этом случае при сдвиге, например, на 1,5 см вправо при прочих равных условиях границы сортировочной группы (от 22 до 23,5 см) средневзвешенное значение объемного выхода пиломатериалов новой группы будет на 0,3 % выше, чем при распиловке бревен диаметром от 21 до 22,9 см.
Традиционные требования к сортировке бревен и их недостатки

Другим, даже более важным обстоятельством является переход большинства лесопильных предприятий на выпиловку в определенные периоды времени сравнительно небольшого числа сечений спецификационных пиломатериалов. Это объясняемся тем, что пакетная отгрузка пиломатериалов потребовала перехода лесопиления на новую технологию окончательной обработки пиломатериалов с осуществлением сортировки сырых досок но сечениям за лесопильным цехом и сухих досок по сортам и длинам. Внедрение 100 %-й, в основном камерной, сушки пиломатериалов и, что самое важное, высокопроизводительного и дорогого оборудования большой единичной мощности для окончательной торцовки и сортировки досок по сортам и длинам после сушки потребовало в несколько раз уменьшить число выпиливаемых сечений пиломатериалов в течение оперативного периода работы предприятия (месяца, квартала или года). Это объясняется тем, что для эффективной работы линий окончательной обработки пиломатериалов перед ними необходимо иметь партии запуска высушенных досок тех или иных сечений, каждая объемом в несколько сотен кубометров. Поэтому невозможно выпиливать большое число сечений обрабатываемых досок в оперативный период времени работы предприятия из-за ограниченной емкости механизированных складских помещений. Если же пойти по пути уменьшения объемов партий запуска на линии окончательной обработки, то производительность последних резко уменьшится из-за возрастания потерь рабочего времени на переходы (переналадки линии) с одного сечения на другое. Очень важно, что при этом значительно снижается объем пиломатериалов в пакетах из досок одной длины, выпускаемых с линий.
Поэтому если еще сравнительно недавно выпиловка до 60 (а иногда и более) сечений пиломатериалов не являлась чем-то исключительным, то в настоящее время лесопильные предприятия в течение года или за оперативный период врежем, например квартал, выпиливают не более 12...15 сечений досок, а иногда и меньше, так как в цехах сушки и окончательной обработки создаются хорошие условия при поступлении в них на более 4...6 сечений пиломатериалов.
Если в спецификации пиломатериалов лесопильного предприятия имелось несколько десятков сечений пиломатериалов, то большое рассеивание ширины боковых досок , получаемое в результате довольно грубой сортировки бревен, не приводило к значительному снижению объемного выхода пиломатериалов. Эти доски обрезали на обрезных станках и торцевали с учетом получения максимально возможного выхода спецификационных пиломатериалов, так как большое их разнообразие позволяло это. При выпиловке на предприятии ограниченного числа ширин их рассеивание вследствие плохой сортировки сырья приводит к снижению объемного выхода пиломатериалов на несколько процентов.
В балансе сырья небольшую долю (несколько процентов) составляли короткие доски, минимальная длина которых, по ГОСТ 8486—86, равна 1 м. В настоящее время минимальная длина коротких досок в лесопильных потоках с автоматизированными линиями для сортировки сырых пиломатериалов равна 1,8 или 2 м.
Приведенные выше изменения при производстве пиломатериалов потребовали также качественного изменения методов сортировки бревен и составления (проектирования) оптимальных спецификационных поставов с использованием ЭВМ.
Современное развитие электронно-вычислительной техники и методов исследований позволяет подойти к оптимизации как отдельных поставов, так и их систем на качественном уровне. Развитие теории и практики раскроя сырья на пиломатериалы происходит с использованием ЭВМ. Еще в конце 1970-х годов нами были разработаны алгоритм и программа для расчета поставов с использованием ЭВМ, которые легли в основу имитационной модели процесса раскроя пиловочного сырья для определения оптимальных границ сортировочных групп пиловочных бревен. Работы по определению оптимальных пределов классов границ сортировки бревен проводятся также в Финляндии под руководством профессора, доктора А. Усениуса.
В практику лесопиления внедряются датчики, позволяющие измерять «текущие» диаметры бревна по всей его длине с точностью ±(1...2) мм и шагом размеров, равным нескольким миллиметрам. Поэтому стало возможным осуществить индивидуальный подход к каждому бревну при сортировке с учетом его диаметра., сбега и длины, а также особенностей формы: кривизны, закомелистости и эллиптичности.
В наиболее совершенном типе сортировки бревен по поставам в контуре системы управления сортировочной линии имеется гак называемый тренажер — имитатор распиловки, куда поступает информация от датчиков — измерительных преобразователей о размерах «текущих» диаметров и длине очередного бревна. В результате обработки этой информации определяют значение и особенности сбега бревна, а также его форму. В соответствии с этими данными по специальной технологической программе ЭВМ (УВМ) имитирует распиловку данного бревна. При имитации происходит поочередный перебор всех пиломатериалов. При этом их объемный выход может возрасти на 5 % и более. Это возможно только при включении в контур автоматизированной системы управления системы измерения диаметров хлыстов по всей их длине, определения сбега, кривизны и других дефектов формы.
Изложенное показывает, что наиболее перспективным является решение задач оптимального проектирования поставов и их систем с использованием диалога «человек—ЭВМ». Это позволяет одновременно сопоставлять множество противоречивых вариантов и осуществлять качественно новый способ проектирования поставов, их систем, планирования раскроя сырья и решать ряд других вопросов, от которых зависит определение оптимального числа сортировочных групп бревен и рациональное функционирование процессов сортировки сырья и обработки его во времени.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: