Распиловка тонкомера

10.03.2016

 Приходится искать способы переработки низкосортных лесоматериалов и на этом тоже зарабатывать деньги. Хотел бы узнать у специалистов, существуют ли интересные варианты распиловки тонкомера?

Сергей Якимович

Доктор технических наук, доцент

Поставленный вопрос весьма непрост и относится к сложным системам, включающим в себя цепочку от сырья до готовой конечной продукции и потребителя. Достаточно много практической информации по вариантам распиловки и прочим аспектам продольного пиления тонкомера представлено в Рунете, на основе собственного опыта предприятий, занимающихся этим видом деятельности. Поэтому изложим лишь основные принципы распиловки бревна на пилопродукцию как процесса, включая принципы разработки схем раскроя тонкомера. Не следует также забывать иные способы переработки тонкомера, например, оцилиндровку.

Основные факторы, определяющие эффективность распиловки.
Первая группа факторов - характеристика сырья, а именно: размерные параметры сырья; объем годовой распиловки; объем, форма и пороки бревна (кривизна, сбег, наличие или отсутствие сучьев, фаутность и пр.); порода и качество древесины. Эта группа факторов мало подвержена управлению, и единственное, что возможно здесь реализовать для повышения эффективности распиловки, это сортировка сырья по различным признакам.

Вторая – принципы, конструкции и параметры лесопильного оборудования. Для повышения эффективности распиловки подбирается соответствующая комплектация оборудования.

Третья – схемы раскроя (постава для лесопильных рам). Поскольку этот фактор управления является основным, ниже остановимся на нем более подробно. Новый вид раскроя может появиться при появлении совершенно нового вида пилопродукции.

Четвертая – номенклатура конечной продукции (пиломатериалов).
Фактор определяется большей частью потребителем и не может быть
использован в качестве управляющего.

Понятие тонкомера и продукции из него определяется стандартами ГОСТ 9463-88 «Лесоматериалы круглые хвойных пород.


Сырьё.
Понятие тонкомера и продукции из него определяется стандартами ГОСТ 9463-88 «Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия» и ГОСТ 9462-88 «Лесоматериалы круглых лиственных пород. Технические условия». Основные размерные деления лесоматериалов определены по толщине. К мелким лесоматериалам (тонкомеру) относят лесоматериалы диаметром 6…13 см включительно с градацией 1 см. Все эти круглые лесоматериалы не относятся по стандарту к сырью для лесопиления. В то же время, в связи с увеличением доли таких лесоматериалов и уменьшением ресурсов стандартного пиловочного сырья, в большинстве лесозаготовительных регионов РФ, в последние годы они всё более широко используется для получения различного вида пилопродукции. Обычно эти круглые лесоматериалы перерабатываются совместно с тонкомерным пиловочником – диаметром 14-16 см. Основными видами пилопродукции вырабатываемыми из тонкомера является штакетник, щиты снегозадержания, тара, поддоны (паллеты) и черновые заготовки различного назначения (для клееных пиломатериалов и пр.).

Схемы раскроя.
Различают радиальную, тангентальную, смешанную и иные, разделяемые по другим признакам виды распиловки (см. ГОСТ 18288-87 Производство лесопильное. Термины и определения.), которые отражают специфику проектирования схем раскроя. Пиломатериалы радиальной распиловки обладают более высоким качеством, чем пиломатериалы тангентальной распиловки, однако объемный выход (см. схему) ниже и удельная энергоемкость (основной вид резания – резание в торец) выше, чем при тангентальной распиловке. Хотя значения этих показателей также определяется конечной спецификацией пиломатериалов.
Якимович 1.jpgСхема раскроя формируется на основе поставленной цели (критерия). Конечная цель -получение максимально возможной прибыли, которая выражается через ряд физических подцелей: максимизация выхода готовой продукции, энергосбережение и т.д.
Основной и общепринятый критерий – максимальный выход пиломатериалов с требуемым качеством в долях или процентах от объема исходного сырья. При обеспечении максимального выхода, схема раскроя реализуется в виде задачи наиболее плотной упаковки заданных сечений пиломатериалов с учетом пропилов и пр. в сечении тонкомера (круг, овал и пр.) с учетом пороков формы (сбег, кривизна и пр.) и иных ограничений.
В последнее время получает распространение критерий удельной энергоемкости (удельного расхода топлива или электроэнергии), являющийся сверткой значимых отдельных критериев – потребляемой мощности N (энергии Э) и часовой производительности Пч (объема V) и измеряемый Формулав кВт.ч/м3 [twirpx.com] . Этот критерий характеризует расход энергии на куб либо сырья, либо готовой продукции, в зависимости от вида производительности - по сырью или по годовой продукции. Последнее более адекватно – продаем-то мы готовую продукцию. Здесь схема раскроя разрабатывается, исходя из стремления к минимальному расходу энергии на куб, с учетом заданной номенклатуры сечений пиломатериалов. Минимальное значение удельной энергоемкости может быть получено минимизаций количества поворотов при кантовании и поперечных перемещений бревна для пропилов, исключением холостых перемещений, а также ориентацией бревна, при которой обеспечивается минимальное количество сучьев в пропилах. Доля потребляемой мощности на пиление сучьев тонкомера может достигать 12-14%, а доля расхода энергии от затрат энергии на пропил составляет порядка 5-6% [elibrary.ru]

Например, схемы раскроя бревна диаметром 12 и 16 см, представленные ниже [wood.ru] , обеспечивает достаточно хороший объемный выход, но и большую удельную энергоемкость на единицу продукции, поскольку реализуют два дополнительных поворота бревна из-за 3-го и 3-го,4-го резов.
Якимович 2.jpgЯкимович 3.jpg



Следует также вспомнить спецсортименты целевого назначения, достаточно широко распространенные в советские времена. Например, для производства ружейных лож – ружболванки и пр. Здесь единственный критерий – стоимость и в этом случае при высокой цене все остальные критерии могут игнорироваться, и оправдывается это превышением прибыли над убытками от потерь меньшего объемного выхода и бо’льших энергозатрат на куб готовой продукции. Здесь же отметим критерии спецификационного, посортного и стоимостного выхода пиломатериалов. Спецификационный выход показывает, какой процент из полученных пиломатериалов соответствует заданной спецификации, в какой мере выполнен заказ потребителя. Посортный выход - ϶ᴛᴏ выход пиломатериалов по сортам, выраженный в процентах от объема сырья. Стоимостный выход пиломатериалов – стоимость пилопродукции, полученной из одного кубометра сырья

Критерий качества готовой продукции (посортный выход). Пиломатериалы радиальной распиловки устойчивы к внешним воздействиям, практически не подвергаются деформации и обладают высокой износостойкостью. Имеют коэффициент усушки 0,19%, а коэффициент разбухания 0,2%, что в два меньше чем у пиломатериалов тангентальной распиловки.

Существуют автоматизированные системы разработки раскроя – [a-vektor.ru] , [vezds.vologda.ru] , использующие критерии объемного выхода и стоимости. Однако в малых производствах дешевле будет поломать голову и разработать собственные варианты схем раскроев, исходя из изложенных выше принципов.

Оборудование и сырье.
В качестве головного технологического оборудования для переработки тонкомера применяются круглопильные и фрезерно-брусующие станки проходного типа малой мощности.

На круглопильных станках проходного типа из бревна получают двухкантные бруски с получением в некоторых случаях необрезных досок. Эти станки отличаются друг от друга количеством пил и способом их закрепления, расположением пильных валов и т.д. Применение станков с «плавающими» пилами (разработки СевНИИП или Кировского механического завода [stanwood.ru] и множества других) позволяет исключить сортировку по диаметру, что уменьшает объём работ на складе сырья перед цехом. При незначительных объёмах распиловки сырья станки могут работать с возвратом полученных полуфабрикатов повторно на этот же станок. Большинство станков выпускается в комплекте с околостаночным оборудованием различного типа. Очень важным является то, что на этих станках можно перерабатывать короткомерное сырье длиной от 0,8 м. Для более глубокой переработки сырья, включающей раскрой брусков, досок и горбылей на готовую пилопродукцию различного назначения, в потоке, применяются станки второго ряда и последующие, обеспечивающие получение продукции заданных размеров по длине, ширине и т.д.

Вторым видом головного оборудования для переработки тонкомерного сырья на пилопродукцию является фрезерно-брусующие станки (ФБС) малой мощности, которые можно применять на предприятиях с объёмами переработки 5…10 тыс.м3 в год. На головных станках данного типа получают двухкантные и четырехкантные бруски, которые перерабатываются на последующих станках. Более подробные сведения о получаемых видах готовой продукции, характеристиках станков, условий их применения можно ознакомиться в Рунете и пособиях, приведенных в списке литературы.

Эффективным способом использования тонкомерной древесины является переработка их на фрезерных станках на оцилиндрованные детали различного назначения – строительные бревна, столбы для оград, кольев, элементов ограждения, сооружений малой строительной архитектуры и т.п. Все эти виды продукции производятся на станках различных типов – токарного типа, роторных периодического и непрерывного действия. Применение тех или иных типов станков зависит от размерных характеристик сырья, его объемов и вида планируемой к выпуску продукции. На некоторых типах станков можно в зависимости от установленных режущих инструментов получают как оцилиндрованные детали, так и пиломатериалы.

Полезный опыт использования тонкомерной древесины на высококачественную продукцию, в том числе и экспортного назначения, накоплен в республике Беларусь. В заключение необходимо отметить, что конкретика продольной распиловки зависит от конкретных природно-производственных условий работы того или иного лесозаготовительного предприятия – ресурсов сырья, его размерно-качественных характеристик, рентабельности производства и спроса на рынке на ту или иную продукцию. В этой связи при разработке лесопильного потока, схем и способов раскроев и пр. следует руководствоваться изложенными выше принципами с учетом условий для каждого предприятия.

Другие ответы экспертов
Как устанавливается расчетная лесосека по руб...