При распиловке леса важно сразу рассчитать, каким будет расход, так как это окажет влияние на стоимость пиломатериалов. Выход готовых изделий может быть различным. Все зависит от того, какого качества лес используется, применяются ли меры по оптимизации раскроя. Есть специальные меры, позволяющие увеличить эффективность работы, сделать выход лучше, а качество распиловки выше. Перед распиловкой надо предварительно все рассчитать. Это не так сложно, как может показаться, зато расход круглого леса будет оптимальным, выгодным для получения отличного результата.
Варианты распила круглого леса.
Чтобы выход пиломатериала был значительным, надо использовать специальные меры по увеличению эффективности процесса:
Выход готовых пиломатериалов может быть различным. Необходимо помнить, что на первом этапе получаются доски, затем их сортируют. В итоге процент еще больше снижается, например, для лиственных пород он может составить всего 10-20%.
Последовательность и размеры распила круглого леса.
Чтобы сделать выход пиломатериалов выше, процесс распила необходимо оптимизировать. Это касается в первую очередь тех заготовок, которые имеют значительную кривизну. Чтобы распилить кривой круглый лес, нужно выполнить ряд действий:
Чтобы готовая доска выходила с большим процентом, необходимо правильно все подготовить, работы должны проводиться только в соответствии с технологией. Круглый лес хвойных и лиственных пород дает различный выход. В последнем случае объем получается меньшим, даже если использовать специальное дополнительное оборудование. Хвоя для распиловки считается более удобной, так как ствол у нее прямой, а бревно имеет больший диаметр. Хвойный лес не так подвержен гниению, поэтому брака меньше. Для лиственных пород обычно используют 2 технологии распила:
Разновидности пиломатериалов из круглого леса.
Объем у ленточной пилорамы составляет 40-50%. При использовании технологии в развал выход другой, его можно увеличить до 70%, но и затраты на такую работу более высокие. Если распиливаться будет круглый лес, длина которого составляет 3 м, то можно увидеть, что процент брака довольно большой, а оставшийся материал требует обработки. Это касается основной массы с досками 22х105(110, 115)х3000 мм. Вариантов такого брака много. Например, это может быть червоточина, которая уже не подходит для большинства работ.
После сортировки объем материала лиственных пород, который относится к сорту 0-2, составит всего 20-30% от того количества, которое получается после распиловки. Это означает, что от общей массы заготовленного круглого леса выход нормальной доски составит всего 10-20%. Остальные материалы в основном идут на дрова. У хвойного кругляка выход будет другим, но внимание надо обращать на то, какие средние значения полученного объема наблюдаются.
Чтобы выход пиломатериала был оптимальным, необходимо учитывать многочисленные условия. Для правильно вычисления можно рассмотреть пример выхода круглого леса. Данные получены на реальном опыте специалистов и на показателях пилорам. Это дает возможность сравнить процентное соотношение, вычислять оптимальные средние числа.
У хвойных пород возможен следующий выход:
Название доски в распиленном бревне.
Согласно ГОСТ 8486-86, для сорта 0-3 процент выхода, не учитывая сортировку, составляет примерно 70%.
Еще 30% может оставляться на отбраковку готового материала. Отбракованный материал не выбрасывается, он используется для изготовления других видов пиломатериалов, которые допускают наличие определенного брака.
У круглого леса лиственных пород наблюдается другой процент выхода:
Выход можно и повысить, для этого применяется дополнительное оборудование. Это может быть специальный многопильный станок, станок для обрезания кромок, подгорбыльный станок. В таком случае получится выход пиломатериала увеличить примерно на 20%. Приведенный процент дается на основании данных по получению доски сорта 0-4. При сортировке сортов 0-1 процент получения пиломатериала равен 10%. Чтобы получить куб готового обрезного материала из лиственных пород, необходимо на распил пустить 10 кубов исходного круглого леса.
Выход пиломатериалов из круглого леса может быть различным. Все зависит от исходной породы древесины, используемой пилорамы. Специальные меры по увеличению эффективности позволяют получить больший процент, чем это возможно, но для этого следует иметь определенный опыт работы.
Отношение объёма вырабатываемой пилопродукции V n к объёму распиливаемого сырья Vc в процентах называется объёмным выходом Р, %:
Это основной показатель рациональности использования сырья, т.к. в себестоимости пиленой продукции затраты на сырьё составляют 80 % всех затрат на её выработку. Объёмный выход пропорционален диаметру (например, при распиловке в развал брёвен диаметром 16 см длиной 6,5 м он равен около 55 %, при диаметре 32 см – 61,5 % , при диаметре 40 см – свыше 63%) и обратно пропорционален его длине (например, на каждые 0,5 м уменьшения длины брёвен от 6,5 м он увеличивается в среднем на 0,65 %). Кривизна брёвен в 1 % снижает выход на 8...12 %. При распиловке с брусовкой выход на 2,5 % выше, чем в развал. Увеличение толщины пил на 0,2 мм в 7-пильном поставе ведёт к увеличению потерь древесины и к уменьшению выхода продукции на 0,3...0,5 %. На объёмный выход пилопродукции оказывают влияние организация труда, квалификация рабочих и ИТР, технадзор за оборудованием, технологическая дисциплина на всех производственных участках.
Выход пиломатериалов по сортам в процентах от объёма распиленного сырья называется посортным выходом:
Суммарный выход всех сортов даёт объёмный выход пилопродукции
Распределение выхода по сортам и сортиментам в % общего объёма пиломатериалов С, = 100 V ni – V n % – есть посортный состав продукции. Качественный состав пилопродукции оценивают коэффициентом сортности Кс, зависящим от породы древесины, назначения и сорта. В качестве базового сортимента (К с = 1) приняты обрезные хвойные пиломатериалы длиной 2...6,5 м 3 сорта (ГОСТ 8486-86*), (для отборного сорта К с = 2). Процентное отношение объёма спецификационных пиломатериалов к общему их объёму называется спецификационным выходом:
С целью стимулирования лесопильных предприятий по комплексному рациональному использованию сырья введён" так называемый коэффициент комплексного использования сырья - отношение суммарного объёма пиломатериалов (V п), другой пилопродукции (обапола, тарной дощечки – V ДП), технологической щепы (V Щ), технологических опилок (Von), реализованных на сторону отходов (V P) и отходов, использованных на производство пара и энергии (Vn/э) к объёму распиленного сырья:
В связи с этим и появилось оборудование по агрегатной переработке сырья. Показатели степени и рациональности использования пиловочного сырья Р, Рс, Реп, Кисп, делятся на плановые и отчётные.
Постав
Схема раскроя бревна или группы брёвен на пилопродукцию требуемых размеров, устанавливающая порядок и место пропилов, толщину, а иногда и ширину получаемых материалов, называется поставом , (в отличие от так называемого "постава пил" – набора устанавливаемых в многопильных станках на определённом расстоянии одна от другой пил для получения из брёвен досок и брусьев определённых размеров). Поставы бывают симметричные и несимметричные . (применяемые редко, например, при выпиливании шпал), чётными и нечётными . В чётных симметричных поставах сердцевина попадает в центральный пропил и оказывается в двух центральных досках, в нечётных поставах – в сердцевинную доску. Развальный и брусовый поставы заданных параметров называются расчётными : постав, обеспечивающий наибольший объёмный выход пиломатериалов называется максимальным , а постав, обеспечивающий наибольший выход пиломатериалов заданной спецификации – оптимальным . Запись поставов ведут по номинальным размерам пиломатериалов (без припусков на усушку, учитываемых при расчёте поставов). Чётный симметричный развальный постав записывают по-разному, например,
19-25-50-50-25-19 или 50/2-25/2-19/2 или:
2 доски 50 мм
2 доски 25 мм
2 доски 19 мм.
Брусовый постав записывают в два прохода, например:
а) 1-й проход – 16-16-175-16-16, 2-й проход – 16-16-50-50-50-16-16;
б) 1-й проход – 175/2 - 16/2 - 16/2, 2-й проход – 50/1 - 50/2 - 16/2 - 16/2;
в) 1-й проход – 1 брус 175 мм, 2-й проход – 1 доска 50 мм
2 доски 16 мм 2 доски 50мм
2 доски 16 мм, 2 доски 16 мм
2 доски 16 мм.
Возможны и другие виды записи поставов.
Толщина межпильной прокладки равна сумме величин номинальной толщины доски, припуска на усушку по её толщине и двустороннего уширения зубьев пилы плющением или разводом.
При составлении и расчёте поставов необходимо знать расход ширины постава А, мм – расстояние между симметричными наружными пластями крайних боковых досок в поставе, складывающееся из суммы номинальной толщины досок , припусков на усушку и ширины пропилов е (при п досок в поставе):
Составление поставов для заданной спецификации пиломатериалов при известном диаметре брёвен заключается в определении числа досок и в последовательном подборе (вписывании) их толщин в данный диаметр бревен. Сначала подбирают наиболее выгодный диаметр брёвен для получения бруса определённого размера, а затем подбирают толщины досок для первого и второго проходов. Правила составления поставов следующие:
а) при массовой распиловке сырья поставы должны быть симметричными;
б) составление поставов следует начинать от оси бревна;
в) число выпиливаемых из бревна сечений должно быть минимальным – из бревна следует получать не более 1-2 толщин пиломатериалов толстых и двух толщин тонких;
г) не следует включать в постав доски смежных толщин с разницей менее 5 мм, т.к. их трудно отсортировывать;
д) не выпиливать центральные доски из брёвен толщиной 36...62 см и выше, а сердцевинные не тоньше 40... 100 мм, а из брёвен диаметром 14…34 см центральные 16...44 мм, а сердцевинные 32...50 мм;
е) избегать многопильных "тяжёлых" поставов: при диаметрах брёвен от 14...16 до 30. ..32 число досок в поставе принимать от 4...7 до 8...12;
ж) высоту бруса брать в пределах 0,6...0,8 вершинного диаметра бревна (рис. 3.17);
з) получать боковые доски на 1-м в 2-м проходах одинаковых толщин;
и) ширина постава должна быть равной или близкой предельному охвату диаметра бревна поставом, зависящему от минимальных ширины b min длины доски l min (принимаемой 1,5 м), от диаметров и длины бревна D и L :
к) при распиловке брёвен в развал предельные и оптимальные толщины досок устанавливают по графикам (рис. 3.18) либо по формулам;
л) толщину крайних досок во избежание зазоров рекомендуется брать в зависимости от диаметров брёвен: 16 и19 мм при диаметре 14-18 см; 19 и 22 мм при 20-24 см; 19, 22 и 25 при диаметре 26-36 см; 22 и 25 при диаметре 38-42 см; 25 и 32 при диаметре 34-56 см; 32 мм при 
диаметре 58 см и более.
Расчёт поставов – это определение ширины, длины выпиливаемых досок, их объёма, объёмного и посортного выхода по каждому сечению досок и в целом по бревну. Длину и ширину досок находят графическим или аналитическими методами. На листе бумаги наносят в определённом масштабе окружности вершинного и комлевого торцев бревна и начиная от центра вписывают требуемые сечения пиломатериалов, замеряют ширину и определяют с учётом сбега бревна длину досок. Иногда пользуются шаблонами из прозрачной пластмассы. Широко распространён метод расчёта поставов с помощью графика-квадранта (рис. 3.19).
 |
Для определения длины и ширины необрезных и обрезных досок и размеров бруса на оси абсцисс находят расстояние от оси постава до рассматриваемой пласти доски. Из полученной точки проводят вертикаль до пересечения с расчетным диаметром и точку пересечения сносят на ось ординат, где и находят расчетную ширину доски. Из нее вычитают припуск на усушку по ширине и результат округляют до стандартной ширины доски. В качестве расчетного диаметра бревна может быть диаметр вершинного сечения d или диаметр любого сечения d x , отстоящего от вершинного торца на расстоянии х. Диаметр бревна в любом сечении определяют по формулам:
где b х – ширина доски в сечении, см; α – расстояние от оси бревна до пласта доски, см;
S – сбег бревна, см/м.
Длину укороченной доски определяют по формуле
Составление и расчет поставов – очень важный и ответственный этап в планировании раскроя сырья. Он определяет рациональность использования древесины при раскрое. После составления и расчета каждого постава необходимо сразу же определить объем распиливаемого сырья, а также выход из него пиломатериалов и занести их в ведомость плана раскроя (форма 3.1).
Посортный выход пиломатериалов С t , % из разносортного сырья определяют по нормативам выхода пиломатериалов определяемого сорта Р, Р 2 Рз Р 4 , %, из бревен I, II, III, IV сортов объемом (или в количестве) соответственно Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 м 3 (или шт) и подсчитывают по формуле
Определение объёмного выхода пиломатериалов по каждому сортименту и в целом по поставу ведут в кубометрах и процентах от объёма бревна.
План раскроя составляют на весь объём сырья, предназначенный к переработке в течение месяца или на 1 000 м 3 (с сохранением удельных соотношений размеров и качества брёвен, указанных в спецификации на месяц) (форма 3.3). На его основе составляют график распиловки сырья с учётом возможности его сортировки и сроков поставки пилопродукции потребителям.
Все операции по планированию раскроя сырья можно выполнять на ЭВМ.
Баланс древесины при раскрое сырья – это распределение всего объёма древесины по видам продукции, отходов и потерь, отражающее рациональность использования древесины и зависящее от способов распиловки, размеров и качества сырья, назначения пилопродукции, применяемых поставов, толщины пил и других факторов. Баланс древесины бывает плановый (расчётный) и отчётный (фактический). Например, баланс хвойного пиловочного сырья при выработке обрезных пиломатериалов по ГОСТ 24454-80* и 8486-86 содержит: пилопродукции 60 %, технологической щепы 18 %, опилок 14 %, отходов (отсев щепы) 2 %; усушка 6 %. (Сюда не включены внебалансовые отходы – кора 10...12 % и припуски по длине брёвен 1 %).
Таблица 3.3
Форма 3.1. План раскроя сырья на пиломатериалы
на месяц 20 г.
| № № поставов | Диаметр бревен, см | Сорт бревен | Распиливаемый объем сырья, м 3 | Спецификация пиломатериалов | |||||||||||||||
| Толщина, мм Ширина, мм Длина, м Сорт Объем, м 3 | |||||||||||||||||||
| Всего, м | Получено пиломатериалов по расчету, м | ||||||||||||||||||
| Итого | м 3 % м 3 % | ||||||||||||||||||
| Перевыполнение | |||||||||||||||||||
| Недовыполнение | |||||||||||||||||||
ВЫХОД ПИЛОМАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТАБЛИЦ ОБЪЕМОВ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ ПИХТЫ
Коптев Артем Сергеевич 1 , Вайс Андрей Андреевич 2
1 ФГБОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет», бакалавр по направлению «Лесное дело»
2 ФГБОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет», доктор сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесной таксации, лесоустройства и геодезии
OUT OF LUMBER BASED ON THE TABLES OF VOLUMES OF ROUNDWOOD FIR
Koptev Artem Sergeevich 1 , Weis Andrey Andreevich 2
1 Siberian state technological university, bachelor in "Forestry business"
2 Siberian state technological university, doctor of agricultural sciences, assistant professor of forest inventory, forest management and geodesy
Еще во второй половине двадцатого века в лесной таксации было признано целесообразным определять объемы для практических целей по специальным таблицам . Из всех составленных таблиц наибольшее применение в нашей стране нашли таблицы А.А.Крюндера, общие для всех пород, без учета местоположения заготовляемых сортиментов на стволах. Указанные таблицы в дальнейшем были пересчитаны Г.М.Турским в метрическую систему, дополнены Н.П.Анучины и утверждены как ГОСТ 2708-44.
Так же раньше в практике использовались и другие таблицы. Например, таблица Проваторова, которая составлялась без всякого основного таксационного материала, чисто математически вычислялись объемы бревен, при предположении одного постоянного сбега для бревен всех пород и категории .
Для таблиц Климашевского – так же, как и таблиц Проваторова, было характерны то, что чисто математически вычисляются объемы бревен, предполагая разделение их на пять классов соответственно сбегу в 1/8, 1/4, 3/8, 1/3 и 5/8 верш. на сажень.
Таблицы Тура, Арнольда, Турского, Рудзского – характеризовались составлением объема бревен на основании многочисленных наблюдений над сбегом и объемом бревен разных пород, причем признавалась возможность дать одну общую таблицу для бревен всех классов и пород .
Однако эти таблицы имели определенные недостатки. Например, таблицы Тура, Арнольда, Турского, Рудзкого не были приспособлены к нормальной таксации бревен по отдельности и приемлемо определяли объем, только при совместной таксации большего числа бревен, когда следует ожидать сглаживание крайностей в среднем результате.
Так же в таблицах не было предусмотрено, что на точность оценки бревен влияет степень дробности ступеней толщины для диаметров бревен и общая длина бревен. При взятии очень крупной ступени для диаметров бревен в 4см, таблицы для единичных бревен или для небольшого числа их должны давать большие погрешности вследствие произведенного округления диаметров.
В современной лесоводческой практике известна взаимосвязь характеристик всего древостоя с параметрами отдельных деревьев в этом древостое. Например, согласно исследованиям густота выращиваемого древостоя влияет на качество бруса. Для повышения качества бруса нужна большая густота древостоя в ранней фазе ротации для уменьшения роста веток в нижней части ствола, их ускоренного отмирания и самоочищения стволов. В поздней фазе оборота рубок желателен относительно редкий древостой для очищения от сучьев и ускоренного зарастания узлов. Как известно, чем больше густота, тем меньше сбег и наоборот, чем меньше густота, тем больше сбег, который в свою очередь, как уже ясно из представленного материала, очень влияет на точность определения объема сортиментов.
Следует так же учитывать влияние рубок на характеристики возобновившего последующего древостоя. Известно, что проведение рубки ухода способствовало значительному увеличению диаметра ствола на уровне груди, прироста в высоту, соотношения размеров кроны и ствола, ширины кроны, но приводило к уменьшению высоты ствола к диаметру на высоте груди. Так же существенно увеличился сбег ствола, и поэтому определение запаса древесины оказалось завышенным на 2-15%, особенно у деревьев в прореженных насаждениях .
Международная торговля лесоматериалами развивается весьма динамично. По данным ФАО, объемы мирового экспорта круглого леса за последнее десятилетие в количественном выражении возросли на 8 млн. м 3 . Этому способствовали постоянный рост мирового потребления пиломатериалов в различных секторах экономики и возрастание значимости древесины как натурального, экологически чистого универсального материала. Международная торговля необработанной древесиной сегодня развивается в условиях растущих объемов ее потребления. Ведущими экспортерами круглого леса в мире являются Россия, Новая Зеландия, США, а главными импортерами необработанной древесины выступают Китай, Австрия, Германия. Главным фактором роста объемов международной торговли в настоящее время является рост потребления древесины в мире, и в ближайшие несколько лет эта тенденция на мировом рынке сохранится .
Экспериментальные исследования. Исследования проводились в Бирюсинском участковом лесничестве учебно-опытного лесхоза СибГТУ. На нижнем складе были выполнены замеры круглых лесоматериалов пихты сибирской. В дальнейшем установлены объемы круглых лесоматериалов различными способами. Определили выход кубометров пиломатериалов из бревна, можно по нижеприведенной таблице 1.
Таблица 1 – Определение выхода пиломатериалов
|
Вид древесины |
Диаметр бревен, см |
Выход 1м 3 |
|||
|
пиломатериалов, м 3 |
дровянных отходов, м 3 |
опилок, м 3 |
|||
|
Хвойные породы |
|||||
|
Лиственные породы(включая березу) |
|||||
Примечание: При увеличении сорта круглого леса до 1-го норматив выхода пиломатериалов повышается на 3%. При снижении сорта круглого леса до 3-го норматив выхода пиломатериалов снижается на 2%, до 4-го сорта – на 7%. При смешанной поставке крупных и средних бревен норматив выхода пиломатериалов принимается как среднеарифметическое между средними и крупными бревнами.
Как видно из таблицы, пиломатериалов выходит приблизительно 50% от объема всего бревна. Стоит заметить, что у хвойных выход пиломатериала выше, чем у лиственных.
Ниже приведена таблица, показывающая, сколько кубометров пиломатериала, дровяного отхода и опилок выходит при использовании результатов расчета по формуле усеченного конуса и табличным данным (таблица 2), а также по формуле срединного сечения (таблица 3). Объемы найдены для одного бревна и для ста бревен. Так же показана разница между двумя выходами пиломатериалов в процентах. За 100% взят выход пиломатериалов, получаемый при вычислении по формуле усеченного конуса для первой таблицы и по формуле срединного сечения для второй.
Дополнительно была рассчитана стоимость пиломатериалов полученных из 100 бревен, объем которых был определен по табличным данным и по формуле усеченного конуса (таблица 3), а так же по табличным данным и по формуле срединного сечения (таблица 4). Кроме этого установлена разница между стоимостями пиломатериалов.
Выводы. Сравнительный анализ показал, что стандартные значения в большинстве случаев занижают объемы бревен по ступеням толщины в сравнении с формулой усеченного конуса (-33,2-+6,4%). В толстомерной части бревен эта разница стабилизируется и составляет около 10%. При этом применительно к формуле срединного сечения табличные значения бревен пихты в большинстве случаев завышают реальный объем круглых лесоматериалов. В стоимостном выражении для 100 бревен разница может составлять (ступень 36 см) до 60000 рублей.
Таким образом, использование формулы усеченного конуса позволяет в значительной степени снизить погрешность при определении объема бревен пихты применительно к локальному Восточно-Саянскому горно-таёжному району.
Таблица 2- Выход пиломатериалов
|
Объем, м 3 1) гост 2708 2) усеч. конус |
Выход пиломатериалов, м3 |
Выход дровянного отхода, м3 |
Выход опилок, м3 |
Разница, % |
|||||
|
100 бревен |
100 бревен |
100 бревен |
|||||||
Продолжение таблицы 2
|
Группа лесоматериала по толщине, см |
Объем, м 3 2) усеч. конус |
Выход пиломатериалов, м3 |
Выход дровянного отхода, м3 |
Выход опилок, м3 |
Разница, % |
||||
|
100 бревен |
100 бревен |
100 бревен |
|||||||
Таблица 3 – Выход пиломатериалов
|
Группа лесоматериала по толщине |
Объем, м 3 2) ср.сечения |
Выход пиломатериалов, м3 |
Выход дровянного отхода, м3 |
Выход опилок, м3 |
Разница, % |
||||
|
100 бревен |
100 бревен |
100 бревен |
|||||||
Таблица 4 – Стоимость пиломатериалов
|
Выход пиломатериалов на 100 бревен |
Отклонения, руб |
||||
|
Группа лесоматериалов по толщине |
Формула усеченного конуса |
||||
Экономическая эффективность лесопильного производства во многом зависит от степени использования сырья. Оборудование, применяемое на производстве, рациональный раскрой бревен по оптимальным поставам, грамотное планирование раскроя обуславливают эффективное использование ресурсов и, соответственно, высокое качество продукции.
Способы и схемы раскроя бревен напрямую зависят от требований к качеству и размерам производимой продукции, характеристиками сырья и типом применяемого оборудования.
Основные способы распиловки бревен
а — вразвал; б — с брусовкой; б’ — с получением двух брусьев; б» — вразвал брусьев; в — секторный; в’ — распиловка сектора на радиальные доски; в» — на тангентальные доски; г — сегментный; г’ — развально-сегментный; г» — брусово-сегментный; d — круговой; 1 — необрезные доски; 2 — обрезные доски; 3 — рейка; 4- брусья; 5 — части бревен в виде секторов; 6 — части бревен в виде сегментов; 7 — односторонне- обрезные доски
Раскрой бревна вразвал заключается в его делении по параллельным плоскостям одним или несколькими режущими инструментами. Данная схема позволяет получить необрезные доски с разным расположением пластей относительно годичных слоев. Метод рационален при раскрое бревен до 18 см в диаметре и для пиловочников, имеющих искривление стволов (наиболее часто применяется в случаях раскроя березового сырья, имеющего в 70% случаев простую или сложную кривизну).
Необрезные доски, полученные после раскроя вразвал, перерабатываются в обрезные или передаются для раскроя на заготовки в необрезном виде.
В случае, если преобладающее количество готовой продукции должно иметь установленные размеры поперечного сечения, применяется метод раскроя с брусовкой . Данная схема также применяется для раскроя бревен крупных диаметров при производстве пиломатериалов общего назначения.
Распиловка с брусовкой осуществляется на многопильном оборудовании за два прохода. При этом, на первом этапе из круглого леса получают брусья толщиной, равной ширине необходимой доски. Затем эти брусья делятся на доски требуемых размеров в толщину.
Для раскроя крупномерных кряжей применяют сегментный и секторный методы. Стоит отметить, что данные схемы специфичны и используются в специальных видах производств для получения тангентальных и радиальных пиломатериалов.
Индивидуальный раскрой крупных бревен и бревен, имеющих внутреннюю гниль, осуществляют круговым способом .
Формирование сечения пиловочного сырья фрезерованием производят с совмещением этого метода с пилением. При этом применяют три основных схемы раскроя:
Двухкантный брус — это полуфабрикат для дальнейшего производства обрезных пиломатериалов делением бруса на доски.
Основные методы раскроя бревен фрезерованием
а — получение двухкантного бруса на головном станке; б — получение двухкантного бруса и необрезных досок; в — получение профильного бруса; г — получение длинных обрезных пиломатериалов; д — получение обрезных пиломатериалов различной длины; е — получение обрезных пиломатериалов различной длины и ширины; 1 — зона пиломатериалов; 2 — обрезные пиломатериалы; 3 — фигурный брус; 4 — двухкантный брус; 5- необрезные пиломатериалы
Постав – это набор пил, зажимных и межпильных прокладок, установленных в пильную рамку, для получения пиломатриалов с заданными параметрами толщины.
Другими словами, постав – это план-схема распиловки однородного по качеству и размерам пиловочного сырья (бревен) на продукцию заданных пераметров и качества.
При распиловке вразвал постав реализуется цифровым рядом, показывающим толщину выпиливаемых досок в миллиметрах:
19-19-32-32-19-19.
Данный ряд цифр означает, что из центральной части бревна выпиливаются две доски толщиной 32 мм, а из боковых частей – четыре доски толщиной 19 мм.
При развале с брусовкой, например, постав записывают двумя рядами из цифр, для распиловки бревна (первый проход) и бруса (второй проход):
19-19-150-19-19 (первый проход);
19-32-40-40-32-19 (второй проход).
Как и в предыдущем примере, данные цифры означают, что на головном станке первого ряда, на котором распиливается бревно, получают один брус толщиной 150 мм и, соответственно, четыре необрезные доски по 19 мм (по две с каждой стороны), а на станке второго ряда распиливают полученный брус на доски толщиной 40, 32 и 19 мм.
При распиловке бревна на однопильных станках постав определяет порядрк раскроя.
Составление постава по сути означает определение оптимальных размеров и пропорций досок по толщине, обеспечивающее рациональное использование поперечного сечения диаметра бревна.
Составить рациональный постав в соответствии с ГОСТами можно и без указания конкретных размеров по сечению (без заданий в виде спецификаций) – с помощью специальных графиков.
Пример использования графика предельных толщин пиломатериалов по П.П. Аксенову
Для того чтобы определить предельные толщины на оси абсцисс откладывается расстояние от оси постава до внутренней части пласти постава искомой доски. Затем проводится вертикаль до пересечения с наклонной линией, которая соответствует данному диаметру, и полученная точка пересечения сносится на ось координат.
График оптимальных толщин пиломатериалов по Г.Г. Титкову
Для получения на выходе высокого процента пиломатериалов из круглых брёвен, применяют несколько разных технологий, включающих определённые циклы действий. По времени распиловка круглого леса и трудозатратность процесса бывает разной, в зависимости от выбранного метода обработки, места проведения работ, сезона. Так, некоторые предприятия строят цеха по первичной обработке сырья рядом с местом заготовок леса и экономят на этом.
В обработку идут не только стволы, но и большие ветки. Заготовки круглого леса сортируются по размерам и наличию коры. Стволы, не прошедшие сортировки, используются в дальнейшем для черновых работ (изготовления строительных лесов и др.). При приёмке сырья от поставщика проверяется не только кубатура, но и наличие повреждений, гнили, сучков – такие материалы не соответствуют техническим условиям. Изъяны древесины снижают на выходе процент готовой продукции, а сучки могут повредить оборудование.
Перед распиловкой часто проводится окорка стволов (удаление коры на специальном станке) – этот процесс необязателен, но считается экономичным:
Прежде всего надо определиться с типом распила – их несколько. Тангенциальный – разрез идёт по касательной к годичным кольцам, поверхность получается с узорами в виде колец, арок. Доски, полученные таким способом, дешевле, но имеют высокие проценты усушки и разбухания.
Радиальный – разрез по радиусу, перпендикулярен годичным кольцам, рисунок равномерный, выход доски небольшой, но она отличается повышенным качеством и большей прочностью.
Рустикальный – проводится под любым углом, видны дефекты, сучки, заболонь и др.
Для каждого конкретного случая выбирается способ распила.
Вразвал – самый экономичный, почти без отходов, высокий процент готового леса. На выходе получаются необрезные доски и два горбыля.
С брусовкой – вначале получают двухкантный брус, необрезные доски, два горбыля. Затем брус распиливается перпендикулярно спилу на обрезные доски, по краям получаются две необрезные доски и два горбыля.
Секторный – вначале бревно распиливается на 4–8 секторов, а затем каждый из них на радиальные или тангенциальные материалы. Иногда в центре выпиливаются несколько необрезных досок.
Развально-сегментный – при таком распиле в центре ствола выпиливают две или несколько необрезных досок, а по бокам – из сегментов распиливаются обрезные односторонние доски.
Брусово-сегментный – похож на развально-сегментный, только в середине бревна выпиливается двухкантный брус, который затем распиливается на обрезные доски. Процент выхода пиломатериалов большой.
Круговой – после отпила одной или нескольких необрезных досок бревно поворачивается на 90 0 и отпиливаются следующие доски. Такой метод применяется, когда крупное бревно поражено в центре ядровой гнилью. С его помощью отделяется здоровая от низкокачественной древесины.
Агрегатный – с применением фрезерных инструментов и круглых пил одновременно с качественными пиломатериалами получают на выходе технологичную щепу (вместо горбылей и реек). Такая комплексная обработка леса позволяет рационально использовать сырьё и трудовые затраты. Получается безотходное производство готового пиломатериала.
Выбор инструментов зависит от количества планируемой готовой продукции, её качества и размеров изделий. Чаще всего распил выполняют циркулярной пилой. На определённых этапах производства требуется применение специальных станков.
Циркулярная пила выполняет точные надрезы в любых направлениях, прекрасно справляется с любыми размерами бревна, подходит для профессионального и домашнего использования.
Применяется для домашнего использования, когда надо заготовить небольшое количество пиломатериалов. Проще выполнить более трудную работу с помощью бензопилы, чем покупать дорогое оборудование. К ней понадобятся только специальная насадка, закрепитель для ствола и направляющие распила.
Станки для снятия коры. Они довольно дорогие, но при регулярном использовании на предприятии, где выполняются большие объёмы работ, быстро окупаемы. Их необязательно использовать, но желательно, потому что при этом можно получить ряд экономических преимуществ и удобств в производственном процессе.
А также понадобится:
На предприятиях с массовым производством для получения сверхточных и качественных изделий устанавливаются целые комплексы современного оборудования, и распиловка леса проводится любой сложности.
Для подсчёта оптимального процента получения из бревна готовых пиломатериалов составляется карта распиловки леса. Эти расчёты можно сделать самостоятельно или воспользоваться специальной компьютерной программой. Такую информацию ещё можно получить в обычном справочнике, где собрана информация о проведении лесопильных работ.
Карта раскроя позволяет определить, сколько будет на выходе готовых изделий, какой процент отходов пойдёт на переработку. По этим данным, можно определить конечную стоимость продукции. Результат может во многом зависеть от породы леса. Существуют некоторые меры для увеличения процента выхода пиломатериалов.
Процент пиломатериала на выходе – это готовая для использования в работе, полезная древесина. Отходы – сырьё для получения плит МДФ, ДСП, ДВП. Эти объёмы будут зависеть от диаметра дерева, видов изготавливаемых изделий из цельной древесины, варианта пиления.
Точный подсчёт каждого кубометра древесины – дорогого натурального сырья, важен на каждом деревообрабатывающем предприятии. Кубометры круглого леса подсчитывают несколькими способами.
По объёму транспорта. На каждый вид транспорта подсчитывается и устанавливается своя кубатура леса. Например, в вагоне вмещается 70,5 кубов круглой древесины. Тогда в трёх вагонах её будет 22,5 кубов. Такой метод подсчёта ускоряет приёмку сырья, особенно это важно при большом количестве поступившего груза. Но при этом существует большая погрешность в результатах подсчётов таким способом.
Расчёт по объёму одного ствола. Если вся лесозаготовка состоит из одинаковых по размеру лесоматериалов, то подсчитав объём одного, можно сосчитать их все и умножить на кубатуру одного. Такой способ более точный, но требует много времени и привлечения большего количества работников для приёмки груза.
Автоматизированные системы с измерительными рамками. Эти измерения дают более высокие проценты точности, чем проводимые людьми. Когда брёвна проходят через измерительную рамку, то учитываются все утолщения и кривизна ствола и даже сучки. При этом можно сразу и сортировать стволы.
Способ подсчёта путём умножения объёма на коэффициент. Измеряется высота, ширина, длина штабеля и умножается на коэффициент. Такой подсчёт быстрый, но с низким процентом точности. Применяется когда надо срочно определить количество кубометров.
Чтобы увеличить выход готовых пиломатериалов, необходимо оптимизировать сам процесс распиловки. Особенно это касается работы с заготовками, имеющими кривизну, повреждения или другие изъяны:
Выход также зависит от качества бревна, сорта древесины, используемого оборудования. Новое качественное, хорошо настроенное оборудование позволяет обрабатывать стволы почти без потерь.
Эффективность раскроя леса можно увеличить, если принимать заранее специальные меры. Для этого надо произвести точные расчёты с помощью цифровых программ. Если это делать вручную, то процент брака на выходе будет больше. Следует заранее учесть, что из хвойных пород леса получается больше процент на выходе пиломатериалов. Потому что стволы у них ровные, большие, менее подвержены гниению и поэтому почти без брака. Из лиственных большой объём часто выбраковывается.
Для рационального использования древесины лучше брать короткие брёвна. Но в отечественном производстве обычно для распиловки берут стволы длиной от 4 м и более. Из-за их кривизны на выходе получается большой процент брака.
