CC BY
7
Макеев Константин Алексеевич, студент, kostia1500@smail.com, Россия, Москва, Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева,
Смыслов Дмитрий Максимович, студент, dimasmyslovv1234@smail.com, Россия, Москва, Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева
INTEGRATED ASSESSMENT OF THE INFORMA TIVITY OF PHYSICAL AND CHEMICAL INDICA TORS OF
AGRICULTURAL LAND
Ya.S. Kotov, A.V. Grecheneva, A.N. Golban, K.A. Makeev, D.M. Smyslov
The methodology for assessing the information content and significance of signs of meteorological and physico-chemical parameters of agricultural land for forecasting problems using machine learning methods and building a knowledge base for an intelligent decision support system is considered. The most informative indicators have been identified, according to the knowledge accumulated by specialists in the relevant field and the results of a correlation-regression analysis based on open data.
Key words: data mining, agricultural land, decision support systems, machine learning.
Kotov Yaroslav Sergeevich, student, yaroslav.kotov.01@mail.ru, Russia, Moscow, Russian State Agrarian University -Moscow Timiryazev Agricultural Academy,
Grecheneva Anastasia Vladimirovna, candidate of technical sciences, docent, A. Grecheneva@rgau-msha.ru, Russia, Moscow, Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy,
Golban Andrey Nikolaevich, student, andrey_golban17@mail.ru, Russia, Moscow, Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy,
Makeev Konstantin Alekseevich, student, kostia1500@gmail.com, Russia, Moscow, Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy,
Smyslov Dmitry Maksimovich, student, dimasmyslovv1234@gmail. com, Russia, Moscow, Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy
УДК 674.02
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-369-375
АНАЛИЗ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТУЧНОГО ПАРКЕТА
А.Р. Бирман, В.А. Соколова, С.А. Войнаш, Р.Р. Загидуллин
В статье предложена новая технология изготовления штучного паркета. Рассмотрена конструкция планки штучного паркета из древесины твердых лиственных пород. Проведен анализ норм расхода пиломатериалов. Представлена технологическая трудоемкость изготовления штучного паркета. Внедрение предлагаемой технологии позволит вдвое уменьшить припуск на строжку нижней пла-сти паркетных планок, который составляет 2 мм, что снизит расход древесины при изготовлении паркетных планок приблизительно на 6 %. Новая технология позволяет осуществить совместные изготовление и сортировку по видам равного количества «правых» и «левых» планок с использованием одного производственного потока.
Ключевые слова: паркет, технология изготовления паркета, пиломатериал, паз, планка, фрезерование, кромка.
Не стоит думать, что паркет выходит из моды, уступая место дорогому ламинату или более экономичному линолеуму. Те, кто хотят украсить свой дом в классическом стиле, где сочетаются элегантность, строгость и солидность, предпочитают паркет другим видам обустройства пола. При этом, штучный паркет всегда считался наиболее престижным и долговечным покрытием для пола, но при условии его изготовления из высококачественной и эстетичной древесины твердых лиственных пород, которая всегда была дефицитной и дорогой. Именно затраты на древесину составляют 35% от всех затрат на устройстве полов для многоэтажных зданий. Поэтому внедрение ресурсосберегающих технологий изготовления штучного паркета без снижения его достоинств является актуальной задачей.
Известен штучный паркет, выпускавшийся по ГОСТ 862.1-85 [1], рис.1.
Форма, размеры планок и предельные отклонения от них должны соответствовать данным, указанным в табл.1.
Таблица 1
Размеры планок штучного паркета, мм__
Наименование показателей Номинальные размеры Пред.откл
Толщина, s 15 (18) ± 0,2
Ширина с градацией через 5 мм, Ь От 30 до 90 ± 0,2
Длина с градацией через 50 мм, 1 От 150 до 500 ± 0,3
Толщина слоя износа, s1 7 (10) ± 0,1
Высота пазов, s2 4 + 0 , 2
Толщина гребня, s3 4 - 0. 2
Глубина паза, Ь1 5 + 0 , 3
Ширина гребня, Ь2 4 - 0, 3
Скос грани слоя износа, а, град 3 ± 30'
Уменьшен. размера ниж. части планки со стороны скоса слоя износа, / 0,5 ± 0,1
В таблице размеры, указанные в скобках, установлены для планок хвойных пород.
Планки изготавливают из древесины тропических пород, дуба, бука, ясеня, остролистого клена, береста (карагача), вяза, ильма, каштана, граба, гледичии, белой акации, а так же березы, сосны, лиственницы и модифицированной древесины. Последние - с показателями эксплуатационных и физико-механических свойств, не уступающими показателям древесины твердых лиственных пород.
Нормы ограничений пороков древесины в планках должны соответствовать ГОСТ 862.1-85. Шероховатость поверхности Rz по ГОСТ 7016-82 не должна быть более 250 мкм на лицевых сторонах и продольных кромках, а на оборотных сторонах и торцах планок - не более 400 мкм. Влажность древесины при отгрузке планок потребителю должна быть 9+3%.
Главной причиной, на фоне общего дефицита древесины ценных пород, сдерживающей выпуск штучного паркета по ГОСТ 862.1-85, является низкий выход готовой продукции из объема перерабатываемого сырья. Так выход фризы (торцованных заготовок прямоугольного сечения) из дубовых необрезных досок второго сорта составляет 60-64%, а из досок третьего сорта - 55-61%. В свою очередь, среднее значение полезного выхода штучного паркета уже из фризы составляет 45-50%.
Приведенные цифры доказывают необходимость снижения удельных расходов сырья, что можно осуществить за счет снижения материалоемкости планок штучного паркета.
Рассматривая конструкцию планки штучного паркета толщиной S = 15 мм (для древесины твердых лиственных пород), выделим послойно: зону износа толщиной Sl = 7 мм, зону замковых соединений (паза и гребня) толщиной S2 = 4 мм, зону нижней части Sн = S- S1- S2 = 4 мм. Толщины зоны износа и замковых соединений являются величинами неизменяемыми в соответствии с эксплуатационными требованиями, предъявляемыми к штучному паркету. Тогда уменьшение толщины планки возможно только за счет ее нижней части, что и реализовано в предлагаемом техническом решении, см. рис.2.
На рис.2 видно, что нижняя часть планки отсечена, но при этом пазы и гребни замковой зоны выполнены со скосами под углом 60о [2].
Следует отметить, что именно скосы пазов и гребней являются главным отличием предлагаемого технического решения, так как при сохранении прямоугольного профиля сечения пазов и гребней простое отсечение нижней части планки, которая на рис.3,а отмечена штриховкой, невозможно. В этом случае контактные поверхности пазов и гребней соседних планок не удерживают их от вертикального перемещения относительно друг друга при укладке пола по неровностям основания. Воздействие неровностей обозначено силой Р, а смещение планки от силы Р - стрелкой
а)
б)
Д3
Рис. 3. Сечения паркетных планок
На рис 3,б показаны поперечные сечения паркетной планки по ГОСТ 862.1-85 и предлагаемого штучного паркета. Сечения выполнены в одном масштабе, и, сравнивая их, нетрудно видеть конструктивные изменения паркетной планки, а именно: новый профиль паза и гребня и отсутствия нижней части.
Таким образом, толщина планок пониженной древесиноемкости может быть уменьшена до величины 11 мм. Сборка паркета осуществляется совмещением паза и гребня с креплением к основанию с помощью клеящих мастик. При этом совмещение скошенных пазов и гребней соседних планок при настилке пола осуществляется гораздо проще, чем совмещение прямоугольных замковых элементов.
Анализом норм расхода пиломатериалов, табл.2, установлено [3], что, по сравнению с расходом на традиционный штучный паркет, на изготовление паркета пониженной древесиноемкости (ШППД) для одинаковых производственных условий требуется на 20-25% меньше пиломатериалов. Технологическая трудоемкость изготовления штучного паркета пониженной древесиноемкости незначительно, но снижается и за счет меньшего количества пиломатериалов, поступающих на участки сушки и чернового раскроя.
Таблица2
Нормы расхода пиломатериалов_
Порода древесины Нормы расхода пиломатериалов, м3 /тыс. м2
ШППД ГОСТ 862.1-85
Дуб, ясень 39,910 49,875
Бук 40,138 50,162
Береза 43,778 54,711
Граб 40,370 50,451
Штучный паркет с пазами и гребнями скошенного профиля удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к паркетным планкам по ГОСТ 862.1-85, а именно: верхняя сторона профиля является опорной и установочной базой одной планки относительно соседней и обеспечивает создание единой плоскости пола при сборке; замковая зона со скошенным профилем паза и гребня, как и замковая зона планок по ГОСТ 862.1-85, удерживает планки от возможного вертикального перемещения в период эксплуатации.
Предлагаемый паркет может быть изготовлен на серийном оборудовании с помощью установки фрез соответствующего профиля.
Опытная партия штучного паркета пониженной древесиноемкости была изготовлена на ДОЗ №5 (Санкт-Петербург) и использована при устройстве полов жилых зданий нового городского строительства. Проведенные испытания полов показали их высокие надежность и качество. Экономия сырья при изготовлении опытной партии составила 25%. Трудозатраты при настилке полов снизились на 810%.
Дальнейшее уменьшение расхода ценной древесины при изготовлении, как традиционного штучного паркета, так и штучного паркета пониженной древесиноемкости возможно при использовании предлагаемой ниже новой технологии продольного раскроя фризы, рис. 4 [4].
Заготовки торец в торец подают в 4-х сторонний строгальный станок с дополнительной горизонтальной дисковой пилой 7 и горизонтально расположенными фрезами (на рисунке не показаны) обрабатывают их верхнюю и нижнюю пласти. Далее вертикальными фрезами 5 на противоположных кромках заготовки формируют по два гребня 2 и два паза 3 планок штучного паркета и технологический паз 4. Базирование заготовок осуществляется по нижней пласти.
Фрезерование кромок осуществляют симметрично оси технологического паза 4 таким образом, чтобы при делении заготовки на две планки штучного паркета последние были обращены лицевыми поверхностями в противоположные стороны.
После фрезерования кромок продолжающую движение заготовку базируют по технологическому пазу 4 в направляющих 6 и, при дальнейшем движении, делят дисковой пилой 7 по толщине.
А-А повернуто б-В повернуто
Рис.4. Обработка фризы двойной толщины при изготовлении планок штучного паркета
Толщина пропила h от пилы 7 выполняется большей, чем высота технологического паза 4 и определяется зависимостью
h > Н + а1 + 2^ +а2 ),
где Н и S - соответственно номинальные толщины заготовки и паркетной планки; а1 и а2 - соответственно величины положительного допуска на толщины заготовки и паркетной планки.
Дальнейшее движение заготовок к паркетному концеравнителю осуществляется в базирующих направляющих 8 и 9. Переход в процессе обработки с базирования по нижней пласти заготовки на базирование по технологическому пазу 4 и, далее, направляющим 8 и 9 обеспечивает точное деление заготовки по толщине и исключает брак.
Внедрение предлагаемой технологии позволит вдвое уменьшить припуск на строжку нижней пласти паркетных планок, который составляет 2 мм, что снизит расход древесины при изготовлении паркетных планок приблизительно на 6 %.
Совместное внедрение в производство штучного паркета пониженной древесиноемкости и предлагаемой технологии продольного раскроя фризы позволит в целом снизить объемы перерабатываемой ценной древесины примерно на 31%.
Еще одним техническим предложением, снижающим объем трудозатрат при изготовлении штучного паркета, является предложение по использованию линии одновременного производства «правых» и «левых» паркетных планок [5].
Известно, что при устройстве полов из штучного паркета с формированием наиболее распространенного рисунка «елка» необходимо иметь комплект штучного паркета из равного количества «правых» и «левых» планок, отличающихся конфигурацией торцов. Это условие обеспечивается либо наличием двух производственных потоков, соответственно, для изготовления «правых» и «левых» планок, либо одного, но периодически переналаживаемого потока [6, 7].
Еще одним недостатком известной технологии являются ошибки при комплектовании готовой продукции, когда неправильный подсчет равного количества «правых» «левых» планок в партии приводит к сбоям при формирования ковра пола.
Новая технология позволяет осуществить совместные изготовление и сортировку по видам равного количества «правых» и «левых» планок с использованием одного производственного потока.
Линия для осуществления новой технологии, рис. 5, включает 4-х сторонний строгальный станок (на рис. 5 условно не показан) для обработки продольных кромок планок, питатель 1, в который укладывают планки, попарно совмещенные лицевыми или оборотными пластями и под которым расположен цепной транспортер с упорами 2, фрезерные головки 3 для совместной обработки торцов пары паркетных планок 8 и 9.
Рис. 5. Линия для одновременного изготовления «правых» и «левых» планок
Для перемещения «правых» планок 8 в приемный лоток 7 за фрезерными головками 3 смонтированы направляющие 4 и 5, имеющие зеркальный профиль по отношению к профилю гребня (паза). «Левые» планки в приемный лоток 6 сбрасываются упорами 2 цепного транспортера.
При работе линии упоры 2 перемещают пары заготовок из питателя на фрезерные головки 3, где на торцах заготовок нарезают пазы и гребни. Так как планки в партии ориентированы лицевыми (или оборотными для другой партии) пластями в противоположные стороны, то при фрезеровании получают парой «правую» и «левую» планки. Нижние в потоке планки 9 упорами 2 цепного транспортера перегружаются в приемный лоток 6, а верхние планки 8 продолжают движение по продольным направляющим 4 и 5 и попадают в приемный лоток 7. При комплектовании партии готовой продукции берут по одной планке из разных лотков. Это упрощает процесс комплектования за счет исключения операций сортировки и поштучного счета паркетных планок.
Заключение. Внедрение предлагаемой технологии позволит вдвое уменьшить припуск на строжку нижней пласти паркетных планок, который составляет 2 мм, что снизит расход древесины при изготовлении паркетных планок приблизительно на 6 %.
Совместное внедрение в производство штучного паркета пониженной древесиноемкости и предлагаемой технологии продольного раскроя фризы позволит в целом снизить объемы перерабатываемой ценной древесины примерно на 31%.
Список литературы
1. ГОСТ 862б1-85. Паркет штучный. Технические условия. М., 1985.
2. Авторское свидетельство РФ №1459925, Паркетная планка. Советский патент 1989 года по МПК B27M3/06. Бирман Алексей Романович, Гудцев Ричард Иванович, Ерошкин Александр Николаевич, Жигун Олег Трифонович. Публикация: 23.02.1989. Подача: 27.04.1987.
3. Бирман А.Р. Производство облицовочных деревянных покрытий из низкосортной древесины. СПб.: СПбЛТА, 2001. 124 с.
4. Авторское свидетельство РФ №1599190, Способ изготовления штучного паркета. Бирман Алексей Романович, Гудцев Ричард Иванович, Жигун Олег Трифонович. Заявка: 4455334, 1988.07.06. Дата подачи заявки: 1988.07.06. Опубликовано: 1990.10.15.
5. Авторское свидетельство РФ №1437234, Способ изготовления комплекта штучного паркета. Бирман Алексей Романович, Гудцев Ричард Иванович, Ерошкин Александр Николаевич, Жигун Олег Трифонович. Заявка: 4258124, 1987.04.27. Дата подачи заявки: 1987.04.27. Опубликовано: 1988.11.15.
6. Бирман А.Р., Белоногова Н.А., Локштанов Б.М., Соколова В.А., Черных Л.Г., Валиева К.Л., Кривоногова А.С. К вопросу о напольных покрытиях из древесины. В сборнике: Научно-техническая конференция института технологических машин и транспорта леса Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета по итогам научно-исследовательских работ 2017 года. Сборник статей по материалам научно-технической конференции. Ответственный редактор В.А. Соколова. 2018. С. 212-220.
7. Бирман А.Р., Белоногова Н.А., Кривоногова А. С., Соколова В.А., Черных Л.Г. Склеивание полислойных щитов в прессе новой конструкции. В сборнике: Леса России: политика, промышленность, наука, образование. Материалы третьей международной научно-технической конференции. Под редакцией В.М. Гедьо. 2018. С. 152-154.
Бирман Алексей Романович, д-р техн. наук, профессор, birman1947@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова,
Соколова Виктория Александровна, канд. техн. наук, доцент, sokolova_vika@jnbox.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна,
Войнаш Сергей Александрович, ведущий инженер научно-исследовательской лаборатории, sergey_voi@mail.ru, Россия, Казань, Казанский федеральный университет,
Загидуллин Рамиль Равильевич, канд. техн. наук, доцент, r.r.zagidullin@mail.ru, Россия, Казань, Казанский федеральный университет
ANALYSIS OF RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES, USED FOR THE MANUFACTURE OF STICK
PARQUET
A.R. Birman, V.A. Sokolova, S.A. Voinash, R.R. Zagidullin
The article proposes a new technology for the manufacture of piece parquet. The design of a plank of piece parquet made of hard hardwood is considered. An analysis of the consumption rates of lumber was carried out. The technological complexity of the production of piece parquet is presented. The introduction of the proposed technology will make it possible to halve the gouging allowance for the bottom layer of parquet planks, which is 2 mm, which will reduce wood consumption in the manufacture of parquet planks by approximately 6%. The new technology makes it possible to co-manufacture and sort by type an equal number of "right" and "left" slats using a single production stream.
Key words: parquet, parquet manufacturing technology, lumber, groove, lath, milling, edge.
Birman Aleksey Romanovich, doctor of technical sciences, professor, birman1947@mail.ru, Russia, St. Petersburg, Saint Petersburg State Forest Technical University,
Sokolova Victoria Aleksandrovna, candidate of technical sciences, docent, sokolova_vika@inbox.ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design,
Voinash Sergey Alexandrovich, leading engineer of the research laboratory, sergey_voi@mail.ru, Russia, Kazan, Kazan Federal University,
Zagidullin Ramil Ravilevich, candidate of technical sciences, docent, r.r.zagidullin@mail.ru, Russia, Kazan, Kazan Federal University
