Коэффициенты выхода пиломатериалов из круглого леса
В отчете Комитета по лесоматериалам Европейской комиссии ООН/ФАО ECE/TIM/DP/49 по коэффициентам пересчета древесины в разных видах лесной продукции приводятся в частности коэффициенты выхода пиломатериалов из круглых лесоматериалов. Эти данные, основаны на опыте 16 государств, вполне могут служить ориентирами для деревообрабатывающих предприятий в качестве мировых стандартов.Пиломатериалы охватывают значительную часть пилопродукции из цельной древесины. Они включают в себя широкий спектр продукции от необрезных, свежераспиленных до обрезных, сухих, калиброванных и строганных пиломатериалов. Вид производимой продукции оказывает значительное влияние на коэффициент выхода конечной пилопродукции из круглых лесоматериалов. Так из одного кубического метра круглой древесины можно получить 0,8 м3 необрезного пиломатериала и только 0,4 м3 сухого обрезного, сортированного и строганного пиломатериала. Поэтому различным странам было предложено предоставить свои коэффициенты выхода различных категорий пилопродукции, чтобы понять почему национальные коэффициенты выхода пиломатериалов так сильно отличаются друг от друга.
Например, в Германии для производства 1 м3 хвойных пиломатериалов требуется 1,67 м3 круглого леса, в то время как в США 2,04 м3. На первый взгляд может показаться, что лесопиление в США менее эффективно по сравнению с Германией (приведенный коэффициент свидетельствует, что для производства одного и того же объема пиломатериалов в США требуется на 22 % круглого леса больше). Но при более внимательном рассмотрении производства одних и тех же видов пиломатериалов, таких как черновых и сухих пиломатериалов, оказывается, что коэффициенты выхода пиломатериалов в этих странах похожи. Это означает, что различия в коэффициентах выхода пиломатериалов заключаются в выпуске различных видов готовой продукции. Очевидно, что в Германии больше производится пиломатериалов черновой обработки, в то время как в США – сухих и строганных.
Некоторые страны отмечают, что производство пиломатериалов в их странах учитывается в свежераспиленном виде, чтобы избежать двойного измерения объема для сухих и строганных пиломатериалов. Это выглядит контрастно по сравнению с другими странами, в первую очередь для Скандинавского региона и Северной Америки, где объем пиломатериалов чаще всего приводится с учетом его окончательной обработки. Это, например, может привести к тому, что коэффициент выхода черновых свежераспиленных пиломатериалов может составлять 1,57 (64%) или 1,75 (57%) для сухих пиломатериалов или 2,27 (44%) для строганных и окончательно обработанных пиломатериалов, как это показано на схеме ниже.
Теги и ключевые фразы
скока доски вийдет з 1.5 м3 кругляка , скільки виходить ящиків із куба лісу , расход пиломатериала на 1шт черенок-сколько выходит отховов? , Вихід обрізного з 1куб , выход пиломатериала из бревна , При сушке досок з10кубив який виход , скільки піддонів виходить з куба заготовки , Скільки із одного куба кругляку виходить необрізноі дошки , калькулятор выхода пиломатериалов , выход доски не обрезной с кубаЭкономическая 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
Пиломатериалы получают путем раскроя бревен (заготовок). В сущности это пилопродукция определенных размеров с двумя плоскопараллельными сторонами (пластями). Распиловка может быть как радиальной, так и тангенциальной.
На рис. 1 представлены различные виды пиломатериалов - от пластины до обрезной доски.
Рисунок 1. Виды пиломатериалов : а - пластина; б - двухкатный брус; в - не обрезная доска; г- четвертина; д - четырехкантный брус с обзолом; е - полуобрезная доска с обзолом; ж - чистообрезной брус; з - горбыль; и - обрезная доска; к - строганные шпунтованные доски; 1- пласть; 2 - кромка; 3 - ребро; 4 - торец; 5 - обзол
В пиломатериалах выделяют следующие элементы: пласта, кромки, ребра, торцы. Пласть - продольная широкая сторона пиломатериала, а также любая сторона пиломатериала квадратного сечения. В лучшей пласти пиломатериала наименьшее количество пороков, лучшее качество обработки. Пласть пиломатериалов, обращенная к сердцевине, называется внутренней, а обращенная к заболони - наружной. Кромка - продольная узкая сторона пиломатериалов. Ребро - линия пересечения двух смежных сторон пиломатериалов. Торец - концевая поперечная сторона пиломатериала. Обзол не является обязательным элементом пиломатериалов, это, если можно так выразиться, элемент брака обрезной доски из-за не кондиционности исходного материала (бревна или заготовки).
Пиломатериалы изготовляют по ГОСТ 8486-86Е:
1) из древесины хвойных пород - сосны, ели, лиственницы, кедра и пихты;
2) из древесины лиственных пород - бука, березы, ольхи, липы, осины и тополя.
Применяются: доски толщиной 100 мм и менее при отношении ширины к толщине 2 и менее; брусья толщиной более 100 мм (четырехкантовые и двухкантовые).
Длина пиломатериалов: хвойных пород не более 6,5 м, лиственных - не более 5 м. Для специальных сооружений могут применяться пиломатериалы длиной до 9 м, выполненные по спецзаказу. Толщина и ширина пиломатериалов определяются сортаментом (табл. 1, 2, 3).
Таблица 1. Норматив выхода обрезных пиломатериалов на 1 м 3 бревен
|
Вид древесины |
Диаметр бревен, мм |
Выход из 1 м 3 |
|||
|
Пиломатериалов, м 5 |
Дровяных отходов, м 3 |
Опилок, м 3 |
|||
|
Лиственные породы (включая березу) |
|||||
Примечание:
1) При увеличении сорта круглого леса до 1-го норматив выхода пиломатериалов повышается на 3%.
2) При снижении сорта круглого леса до 3-го норматив выхода пиломатериалов снижается на 2%, до 4-го сорта - на 7%.
3) При смешанной поставке крупных и средних бревен норматив выхода пиломатериалов принимается как среднеарифметическое между средними и крупными бревнами.
Таблица 2. Толщина и ширина пиломатериалов хвойных пород в мм
|
Наименование |
|||
|
Наименьшая |
Наибольшая |
||
Таблица 3. Толщина и ширина пиломатериалов лиственных пород в мм
|
Наименование |
|||
|
Наименьшая |
Наибольшая |
||
Торцы пиломатериалов и черновых заготовок должны быть опилены под прямым углом к продольной оси. Обзольные брусья (с частичным отсутствием пропила в кромке) сечением 120 х 120 мм и более должны иметь ширину пропила в тонком конце не менее одной трети стороны бруса.
Наибольшая допускаемая влажность пиломатериалов для несущих конструкций - 25%, для клееных конструкций - 15%.
Применение пиломатериалов из древесины лиственных пород допускается для деталей стропил, внутренних лестниц, внутренних обшивок стен и перегородок, подшивки потолков, накатов, фронтонов, внутренних архитектурных деталей, столярных изделий и чистых полов.
Не допускается применение древесины березы, липы и тополя для стропил; липы, ольхи, осины и тополя для проступей деревянных лестниц; липы и тополя для чистых полов.
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 |
||||
Перед распиловкой кругляка требуется провести расчет того, сколько объема останется для дальнейшей эксплуатации, а сколько материала уйдет на переработку. Это важно, потому как влияет на конечную стоимость продукции. Количество полученного необреза будет полностью зависеть от того, какие породы дерева используются. При этом существуют определенные меры, позволяющие увеличить коэффициент выхода пиломатериала после раскроя.
Чтобы разобраться с этим, необходимо раскрыть само понятие. Процент выхода пиломатериала из круглого леса – это все полезное дерево после распила. Остальное – отходы, которые направляются на дальнейшую обработку для получения таких материалов, как МДФ, ДВП, ДСП. Стоит понимать, что объем, который будет получен в результате раскроя дерева, просчитывается для каждого отдельно взятого диаметра и выбранного варианта пиления.
Стоит разобраться в вопросе того, почему рассматриваемый параметр зависит от диаметра леса. Здесь все предельно просто: чем меньше на дереве резов, тем выше будет значение объема. Конечно, многое будет зависеть еще и от технологии распила и от того, в какой последовательности проводился раскрой. Корректная последовательность будет представлена на рис. 2. При этом стоит понимать, что из некрупных пород дерева получают небольшие пиломатериалы, а из большого леса изготавливают толстую доску и брус. Стоит также рассмотреть средние диаметры с примерными нормами объемной доли расхода:
Чтобы готовая продукция имела большой процент, следует корректно все рассчитать и подготовить. А сам рабочий процесс должен проводиться в полном соответствии с технологией. При этом стоит брать во внимание, что круглый лес хвойных и лиственных деревьев будет давать различный выход пиломатериалов из необрезной доски в м 3 .
Обратите внимание! Хвойные породы древесины считаются оптимальным вариантом, благодаря тому, что они имеют прямой ствол и сравнительно больший диаметр. Кроме того, такой лес не в такой мере подвержен процессу гниения, что приводит к меньшему количеству брака.
При работе с лиственными породами используется 2 метода обработки:
При этом первый способ позволяет получить примерно 40-50% на выходе. А вот методика в развал отличается несколько большим объемом – до 70%. Недостаток такой технологии в том, что затраты на нее сравнительно большие. При распиловке круглых пиломатериалов длиной в 3 м можно заметить достаточно высокий уровень брака. При этом оставшаяся древесина не будет сразу полезной в силу того, что требует проведения дополнительного процесса обработки.
