Научная статья на тему 'ОПТИМАЛЬНАЯ РАСКРЯЖЕВКА ХЛЫСТОВ НА ЛИНИЯХ ТРИММЕРНОГО ТИПА ИЛИ ПЕРЕХОД К ЛИНИЯМ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ'

ОПТИМАЛЬНАЯ РАСКРЯЖЕВКА ХЛЫСТОВ НА ЛИНИЯХ ТРИММЕРНОГО ТИПА ИЛИ ПЕРЕХОД К ЛИНИЯМ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
174
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАСКРЯЖЁВКА / ХЛЫСТ / КРУГЛЫЙ ЛЕСОМАТЕРИАЛ / ОБЪЕМ ДРЕВЕСИНЫ / BUCKING / WHIP / ROUND TIMBER / VOLUME OF WOOD / ОПТИМИЗАЦИЯ / СЛЕШЕР / ТРИММЕР / МОДЕЛИРОВАНИЕ / OPTIMIZATION / SLASHER / TRIMMER / MODELING

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Никончук А.В., Лозовой В.А., Крисько А.С., Евстегнеев И.А., Геваргис М.Ю.

В лесной промышленности оптимизации схем раскроя сырья в последние годы уделяется большое внимание. Особенно остро стоит вопрос качества получаемой продукции в условиях снижения объемов производства и конкуренции [1; 2].В теории и практике производства и потребления круглых лесоматериалов используют четыре основных критерия оптимальности раскряжевки: общий объемный выход деловой древесины; выход лесоматериалов плановых сортиментов; товарный выход сортиментов в денежном выражении; цилиндрический объем древесины бревен.Увеличение цилиндрического объема и снижение объема сбеговой зоны бревен при раскряжевке является важной задачей лесозаготовительного производства, которую можно решить лишь при правильном определении схемы раскроя хлыста, что будет являться залогом повышения качества продукции.Оптимизация раскряжевки лесоматериалов на всех производствах лесопромышленного комплекса должно является основным требованием по созданию ресурсо- и энергосберегающих технологий на лесозаготовках и в деревообработке. Уменьшение объемов безвозвратных потерь и неиспользуемых отходов увеличивает поступление лесопродукции на различные производства, при этом позволяет снижать площади вырубаемых лесов и объёмов древесных отходов, что так же отразиться на экологической обстановке.Опираясь на «Стратегию развития лесного комплекса Российской Федерации до 2020 года» и «Прогноз развития лесного сектора Российской Федерации до 2030 года» перед лесной и деревообрабатывающей промышленностью стоит задача повысить долю лесопродукции высшего качества. Для этого необходим анализ опытных раскряжевок хлыстов, распиловок бревен и результатов оптимизации этих операций.Вместе с тем значительное отставание материально технической базы, современной отечественной лесозаготовительной отрасли в первичной обработке древесного сырья, несомненно.Прогнозируемое на сегодняшний день повышение объёмов лесозаготовки, требует проведения глубокого анализа существующих способов раскряжевки, как с использованием отечественных раскряжевочных линий, так и линий зарубежного производства применяемых в РФ. На основании чего требуется провести реконструкции морально устаревшего оборудования с точки зрения ресурсо- и энергосбережения, а также создавать и переходить на совершенно новые типы раскряжевочных линий [1; 2].I

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Никончук А.В., Лозовой В.А., Крисько А.С., Евстегнеев И.А., Геваргис М.Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

n the forest industry, optimization schemes for cutting raw materials in recent years has been given great attention. Particularly acute is the issue of the quality of the products received in conditions of a decline in production and competition [1; 2].In the theory and practice of production and consumption of round timber, four main criteria for optimizing bucking are used: the total volume yield of commercial timber; output of timber of planned assortments; commodity output of assortments in monetary terms; cylindrical volume of timber logs.The increase in the cylindrical volume and the reduction in the volume of the runaway zone of the logs during the bucking are an important task of the logging industry, which can only be solved if the cutting pattern of the whip is correctly determined, which will be the key to improving the quality of the products.Optimizing the bucking of timber at all production facilities of the timber industry complex should be the main requirement for creating a resource and energy-saving technologies in logging and wood processing. Reducing the volume of irretrievable losses and unused waste increases the supply of forest products to various industries, while allowing to reduce the area of felled forests and the volume of wood waste, which also affect the environmental situation.Building on the “Forestry Development Strategy for the Russian Federation until 2020” and “Forecasting the Development of the Forestry Sector of the Russian Federation until 2030”, the challenge facing the forestry and wood-working industry is to increase the share of forest products of the highest quality. This requires analysis of the experi-enced bucking of the whips, logs and the results of optimization of these operations.At the same time, a significant lag in the material and technical base, the modern domestic logging industry in the primary processing of wood raw materials, undoubtedly.The forecasted increase in logging volumes for today calls for an in-depth analysis of existing bucking methods, both with the use of domestic bucking lines and foreign production lines used in the Russian Federation. On the basis of what is required to carry out the reconstruction of obsolete equipment in terms of resource and energy saving, as well as create and transfer to completely new types of bucking lines [1; 2].

Текст научной работы на тему «ОПТИМАЛЬНАЯ РАСКРЯЖЕВКА ХЛЫСТОВ НА ЛИНИЯХ ТРИММЕРНОГО ТИПА ИЛИ ПЕРЕХОД К ЛИНИЯМ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ»

УДК 674.093.6-412.85

Хвойные бореальной зоны. 2018. Т. XXXVI, № 5. С. 443-450

ОПТИМАЛЬНАЯ РАСКРЯЖЕВКА ХЛЫСТОВ НА ЛИНИЯХ ТРИММЕРНОГО ТИПА ИЛИ ПЕРЕХОД К ЛИНИЯМ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

А. В. Никончук, А. В. Никончук, В. А. Лозовой, А. С. Крисько, И. А. Евстегнеев, М. Ю. Геваргис

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: n_alex_krsk@mail.ru

В лесной промышленности оптимизации схем раскроя сырья в последние годы уделяется большое внимание. Особенно остро стоит вопрос качества получаемой продукции в условиях снижения объемов производства и конкуренции [1; 2].

В теории и практике производства и потребления круглых лесоматериалов используют четыре основных критерия оптимальности раскряжевки: общий объемный выход деловой древесины; выход лесоматериалов плановых сортиментов; товарный выход сортиментов в денежном выражении; цилиндрический объем древесины бревен.

Увеличение цилиндрического объема и снижение объема сбеговой зоны бревен при раскряжевке является важной задачей лесозаготовительного производства, которую можно решить лишь при правильном определении схемы раскроя хлыста, что будет являться залогом повышения качества продукции.

Оптимизация раскряжевки лесоматериалов на всех производствах лесопромышленного комплекса должно является основным требованием по созданию ресурсо- и энергосберегающих технологий на лесозаготовках и в деревообработке. Уменьшение объемов безвозвратных потерь и неиспользуемых отходов увеличивает поступление лесопродукции на различные производства, при этом позволяет снижать площади вырубаемых лесов и объёмов древесных отходов, что так же отразиться на экологической обстановке.

Опираясь на «Стратегию развития лесного комплекса Российской Федерации до 2020 года» и «Прогноз развития лесного сектора Российской Федерации до 2030 года» перед лесной и деревообрабатывающей промышленностью стоит задача повысить долю лесопродукции высшего качества. Для этого необходим анализ опытных раскряжевок хлыстов, распиловок бревен и результатов оптимизации этих операций.

Вместе с тем значительное отставание материально технической базы, современной отечественной лесозаготовительной отрасли в первичной обработке древесного сырья, несомненно.

Прогнозируемое на сегодняшний день повышение объёмов лесозаготовки, требует проведения глубокого анализа существующих способов раскряжевки, как с использованием отечественных раскряжевочных линий, так и линий зарубежного производства применяемых в РФ. На основании чего требуется провести реконструкции морально устаревшего оборудования с точки зрения ресурсо- и энергосбережения, а также создавать и переходить на совершенно новые типы раскряжевочных линий [1; 2].

Ключевые слова: раскряжёвка, оптимизация, слешер, триммер, моделирование; хлыст; круглый лесоматериал; объем древесины.

Conifers of the boreal area. 2018, Vol. XXXVI, No. 5, P. 443-450

OPTIMAL DISTRIBUTION OF KLISTS ON LINES OF TRIMMER TYPE OR TRANSITION TO LINES OF NEW GENERATION

A. V. Nikonchuk, A. V. Nikonchuk, V. A. Lozovoy, A. S. Krisko, I. A. Evstegneev, M. Yu. Gevargis

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: n_alex_krsk@mail.ru

In the forest industry, optimization schemes for cutting raw materials in recent years has been given great attention. Particularly acute is the issue of the quality of the products received in conditions of a decline in production and competition [1; 2].

In the theory and practice ofproduction and consumption of round timber, four main criteria for optimizing bucking are used: the total volume yield of commercial timber; output of timber of planned assortments; commodity output of assortments in monetary terms; cylindrical volume of timber logs.

The increase in the cylindrical volume and the reduction in the volume of the runaway zone of the logs during the bucking are an important task of the logging industry, which can only be solved if the cutting pattern of the whip is correctly determined, which will be the key to improving the quality of the products.

Optimizing the bucking of timber at all production facilities of the timber industry complex should be the main requirement for creating a resource and energy-saving technologies in logging and wood processing. Reducing the volume of irretrievable losses and unused waste increases the supply of forest products to various industries, while allowing to reduce the area offelledforests and the volume of wood waste, which also affect the environmental situation.

Building on the "Forestry Development Strategy for the Russian Federation until 2020" and "Forecasting the D e-velopment of the Forestry Sector of the Russian Federation until 2030", the challenge facing the forestry and woodworking industry is to increase the share of forest products of the highest quality. This requires analysis of the experienced bucking of the whips, logs and the results of optimization of these operations.

At the same time, a significant lag in the material and technical base, the modern domestic logging industry in the primary processing of wood raw materials, undoubtedly.

The forecasted increase in logging volumes for today calls for an in-depth analysis of existing bucking methods, both with the use of domestic bucking lines and foreign production lines used in the Russian Federation. On the basis of what is required to carry out the reconstruction of obsolete equipment in terms of resource and energy saving, as well as create and transfer to completely new types of bucking lines [1; 2].

Keywords: bucking, optimization, slasher, trimmer, modeling; whip; round timber; volume of wood.

ВВЕДЕНИЕ

Последние годы проведения различных реформ в РФ показали, что лесной сектор страны трудно приспосабливается к современным рыночным отношениям и требованиям мировых рынков. Россия имеет свыше 20 % мировых лесов, но ее доля в мировой торговле лесоматериалами составляет лишь 4 %. При этом свыше половины экспорта приходится на круглый лес и пиломатериалы (54 %). Леса занимают более половины территории страны, однако доля лесного сектора в валовом внутреннем продукте (ВВП) составляет лишь 1,3 %, в промышленной продукции -3,7 %, в занятости - 1 %, а в экспортной валютной выручке страны - 2,4 %. Все эти факты свидетельствуют о том, что огромный лесной потенциал страны существенно недооценивается и недоиспользуется [1].

В настоящее время на предприятиях с объёмом заготовок более 200 тыс. м3 в год преобладает хлыстовой способ доставки древесины с лесосек или деревьями. Этот способ вывозки будет занимать ведущее место и в ближайшем будущем с параллельным развитием сор-тиментной технологии как альтернативной [11; 12].

В связи с этим совершенствование исполнительного оборудования и технологий для первичной обработки древесного сырья является актуальным вопросом, поскольку 75-80 % заготавливаемой и перерабатываемой древесины будет выполняться средним и крупным производителями. Отсутствие отечественных поточных линий для раскроя хлыстов, отвечающих принципам энергосбережения и ресурсосбережения, а также способных работать с высокой степенью автоматизации технологического процесса является отрицательным фактором при проектировании новых и реконструкции действующих производств [16].

Одним из способов совершенствования исполнительного оборудования, с точки зрения ресурсосбережения и повышения качества получаемых круглых лесоматериалов при поперечном раскрое хлыстов является оптимизация схем его раскроя сырья.

Качество сортиментов зависит от зоны хлыста, из которой этот сортимент выпилен. Известно, что хлыст имеет три зоны качества: комлевая - срединная -I; II сорт; срединная - вершинная - II; Ш сорт.

Правильное определение зон хлыста и размеров сортиментов - залог повышения качества продукции.

При ручной раскряжевке применяются рекомендации по рациональной раскряжевке хлыстов [3; 17]. Полное использование на практике этих рекомендаций существенно повышает показатели качества и выхода круглых лесоматериалов.

При механизированной раскряжевке, к примеру, при использовании раскряжевочной линии слешерно-го типа Л0-105 использование данных рекомендаций в принципе невозможно. Так как данная линия производит обезличенный раскрой.

Однако, исследования [14-16] показывают, что повышение выхода деловой древесины возможно и при обезличенном раскрое. Для этого необходимо учитывая региональные особенности сырья, провести уточнение поставов пильных агрегатов по критерию минимального выхода получаемых кусковых отходов. Такой подход даёт 4-9 %-й прирост сырья, которое возможно было бы использовать для лесопиления.

Использование же линий триммерного типа, к примеру, финской линии «Раума-Репола» работающей на предприятии Филиал ОАО «Группа «Илим» в Усть-Илимском районе, позволяет проводить программный раскрой каждого хлыста, при учете его размерных характеристик. Но, учитывая тот факт, что данная линя работает на предприятии с 1981 года без особых реконструкций [17], возникает вопрос, а готова ли данная линия к работе в современных условиях, с учетом изменения лесосырьевой базы предприятия?

Поэтому авторами данной работы поставлена цель - установить фактический объёмный (цилиндрический) выход круглых лесоматериалов при раскряжевке хлыстов на линии триммерного типа «Раума-Репола», а также наметить теоретически обоснованные пути его повышения.

Для реализации сформулированной цели необходим алгоритм имитационных исследований процессов раскроя хлыстов с учетом особенностей формы древесных стволов деревьев произрастающих в данном регионе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Для ответа на поставленный выше вопрос, мы провели исследование поступающего на нижний склад Филиала ОАО «Группа «Илим» в Усть-Илимс-

ком районе, 150 сосновых хлыстов. По результатам обмера получили уравнение их образующей (1) по методике профессора Петровского [3-10, 14; 16]. Используя полученное уравнение, провели имитационное моделирование раскряжевки наших хлыстов на линии «Раума-Репола» с имеющимся на сегодняшний день поставом пил (рис. 1).

2х ( I

■ = 3,12541

ё,

0,5

+ 7,0335

Н

- 8,2417

- 3,386| — | +1,6458,

(1)

где 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 - номера пильных аппаратов; Э - комлевая пила (находящиеся до основной раскряжевки на отдельном столе); У - упор.

Для поиска оптимальной схемы раскроя каждого хлыста мы опирались на один из критериев оптимальности раскряжевки, а именно максимизация выхода цилиндрического объема древесины, по методу перебора всех возможных вариантов раскроя.

Общий объём 150 хлыстов согласно уравнению (1) Vобщ 243,74 м3 (при этом средний объем хлыста Ухл = 1,62 м3), из них объем пиловочной зоны Vпз = 241,94 м3;

Согласно ограничениям по регламенту [5-3] связанным с характеристиками сырья для принятия хлыста в расчет, диаметр в комле должен быть не более максимально допустимого (56 см):

Dк < Dmax; (2)

- длина не более максимально допустимой (25 м)

L[k < ¿тах- (3)

Таким образом, хлыстов удовлетворяющим условиям (2) и (3) осталось 115 шт. Общий объём 115 хлыстов = 140,31 м3; = 1,22 м3; объем пиловочной зоны Упз = 138,56 м3.

Для имитации раскряжевки была составлена база данных всех возможных программ раскроя представленная в табл. 1.

Рис. 1. Схема расстановки пил на линии «Раума-Репола»

Таблица 1

Все возможные программы раскроя

Длины сортиментов, м Программная длина,

¿1 ¿2 ¿3 ¿4 ¿5 ¿пр, м

4,08 4,08 4,68 - - 12,84

4,08 4,08 6,48 - - 14,64

5,58 5,58 4,38 - - 15,54

5,58 5,58 6,48 - - 17,64

6,48 4,68 4,38 - - 15,54

6,48 4,68 6,48 - - 17,64

6,48 6,48 4,68 - - 17,64

6,48 6,48 6,48 - - 19,44

4,08 4,08 4,68 4,38 - 17,22

4,08 4,08 6,48 4,68 - 19,32

4,08 4,08 6,48 6,48 - 21,12

5,58 5,58 4,38 6,48 - 22,02

5,58 5,58 6,48 4,38 - 22,02

6,48 4,68 4,38 6,48 - 22,02

6,48 4,68 6,48 4,38 - 22,02

6,48 6,48 4,68 4,38 - 22,02

4,08 4,08 4,68 4,38 6,48 23,7

4,08 4,08 6,48 4,68 4,38 23,7

4,08 4,68 4,38 - - 13,14

4,08 6,48 4,68 - - 15,24

4,08 6,48 6,48 - - 17,04

+

Окончание таблицы 1

Длины сортиментов, м Программная длина,

Li h2 L3 L4 L5 L^-, м

5,58 4,38 6,48 - - 16,44

5,58 6,48 4,38 - - 16,44

4,68 4,38 6,48 - - 15,54

4,68 6,48 4,38 - - 15,54

4,08 4,68 4,38 6,48 - 19,62

4,08 6,48 4,68 4,38 - 19,62

Таблица 2

Встречаемость номинальных длин в каждом пропиле

Номинальные Встречаемость в пропиле, %

длины, м 1 2 3 4 5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4 100 13 40 77 32

4,25 0 9 35 6 3

4,5 0 4 17 0 0

4,75 0 10 5 0 0

5 0 3 3 0 0

5,25 0 13 0 0 0

5,5 0 3 0 0 0

5,75 0 26 0 0 0

6 0 5 0 0 0

6,25 0 10 0 0 0

6,5 0 3 0 0 0

Для принятия программы раскроя в расчет программная длина должна быть меньше или равна пиловочной зоне хлыста:

Lnp — Ln3;

(4)

Для уменьшения количества необходимых вычислений были вычислены и сведены в базу данных значения относительной длины для значений d0,5 до 31,6 с шагом в 0,1 см. При d0,5 = 31,68 см относительная длина равна 1, что означает, что при срединном диаметре 31,68 см и более вся длина хлыста входит в пиловочную зону LM = Lm.

Для всех удовлетворяющих программ раскроя вычисляется цилиндрический объем выпиливаемых сортиментов. По максимальному Уц принимается оптимальная программа раскроя для каждого хлыста.

Суммарный цилиндрический объем сортиментов при имитации раскряжевки 115 хлыстов на установке «Раума-Репола» составил 108,52 м3.

На следующем этапе, чтобы определить максимально возможный выход цилиндрического объема сортиментов удовлетворяющим требованиям ГОСТ [18], был проведен подбор оптимальных программ раскроя для тех же 115 хлыстов.

Программы раскроя удовлетворяли следующим требованиям: длина сортимента от 4,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; Количество сортиментов при Lпз > 20 м -5 шт.; 20 > L^ > 16 м - 4 шт.; 16 > Lпз > 12 м - 3 шт.

Суммарный цилиндрический объем сортиментов при оптимизации раскряжевки по ГОСТ Vmax составил 111,27 м3.

Таким образом, теоретически цилиндрический объем древесины может быть увеличен на 2,75 м3 или 2,53 % на каждые 115 хлыстов.

При поиске оптимальной схемы расстановки, необходимо проанализировать встречаемость различ-

ных длин сортиментов, согласно данных, полученных при раскряжевке по ГОСТ представленных в табл. 2.

Анализируя табл. 2 мы видим, что:

- первым пропилом из комлевой части хлыста в 100 % случаев выпиливается пиловочник минимальной длины в 4 м. Это обусловлено наибольшим сбегом в комлевой части.

Координаты пил откладываются от комлевой пилы с координатой 0,00. Таким образом, координата пилы № 1 равняется 4,00;

- вторым пропилом из наиболее ценной части ствола выпиливаются все номинальные длины, но преимущественно самые оптимальные, с точки зрения длинны. Из-за ограниченного числа пил для каждой длины из этого диапазона невозможно назначить отдельную пилу. Разместим только 2 пилы № 2 и 3, соответственно, в координатах 9,50 м и 10,50 м, которые будут применяться по одной;

- в оставшихся 3-х пропилах преобладает пиловочник длиной 4 м. Согласно результатам подбора оптимальных программ раскроя по ГОСТ каждый последующий после второго сортимент меньше или не больше предыдущего. Соответственно, после 5,5 м чаще идет 4 м. Поэтому расставим сразу 4 пилы через 4 м, начиная от пилы № 2 в координатах 13,50; 17,50; 21,50 и 25,50 м. Также это позволит учесть программу раскроя 4, 4, 4, 4, 4 м, которая встречается чаще других (9 раз).

- расставим оставшиеся 3 пилы через 5,5; 4,5 и 4 м начиная от пилы № 3 в координатах 16,00; 20,50; 24,50 м.

Первый вариант схемы расстановки пил дает суммарный выход цилиндрического объема XV = 111,096 м3.

Основные программы раскроя 4,0; 6,5; 5,5; 4,5; 4,0 и 4,0; 5,5; 4,0; 4,0; 4,0 м.

В случае исполнения первого пропила пилами № 2 или № 3 возможны дополнительные программы раскроя: 4,0; 5,5; 4,5; 4,0 м 4,0; 4,0; 4,0; 4,0; 4,0 м.

Для раскряжевки первого сортимента длиной 4,0 м пилой № 2 или № 3 необходимо, чтобы хлыст комлевой частью «перекрыл» луч датчика, расположенного на соответствующем расстоянии от пилы [17].

Длины выпиливаемых сортиментов: 4,0; 4,5; 5,5 и 6,5 м.

- далее перебираются варианты расстановки пил, где расстояния между пилами больше или меньше предыдущей схемы и выбирается вариант с лучшим показателем XV, рассчитанным автоматически при помощи оптимизатора «Microsoft Office «Excel».

Лучшие варианты расстановки пил по координатам представлены в табл. 3.

Таблица 3

Варианты расстановки пил

№ Координаты пил XV

вар. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 4,0 9,5 10,5 13,5 16 17,5 20,5 21,5 24,5 25,5 111,096

2 4,0 9,5 10,5 13,5 15,5 17,5 19,5 21,5 23,5 25,5 111,143

3 4,0 9,25 10 13,25 15 17,25 19,25 21,25 23,5 25,25 111,146

4 4,0 9,5 10,25 13,5 15,25 17,5 19,25 21,5 23,25 25,5 111,152

5 4,0 9,25 10,25 13,25 15,25 17,25 19,25 21,25 23,25 25,25 111,169

6 4,0 9,25 10,25 13,25 15 17,25 19 21,25 23 25,25 111,173

7 4,0 9,25 10,25 13,25 15 17,25 19,25 21,25 23,25 25,25 111,178

В случае необходимости получения конкретных длин сортиментов, можно принять любой из представленных вариантов расстановки пил, так как объемный выход изменяется в небольших пределах (±0,05 %). Длины сортиментов по вариантам расстановки приведены в табл. 4.

Наиболее оптимальной с точки зрения выхода цилиндрического объема древесины является вариант расстановки № 7 с суммарным объемом XV = 111,178 м3. Оптимальная схема расстановки пил представлена на рис. 2. Длины выпиливаемых сортиментов: 4,0; 4,25; 4,75; 5,25; 5,75 и 6,25 м.

Возможные и используемые программы раскроя при расстановке пил по оптимальному варианту представлены в табл. 5 и 6.

Таблица 4

Встречаемость длин сортиментов по вариантам

Длина Вст речаемость длин по вариантам расстановки пил, %

1 2 3 4 5 6 7

4 73,8 80,2 65,4 79,6 79,2 78,1 69,0

4,25 - - 14,6 - - - 10,0

4,5 10,0 - - - - - -

4,75 - - - - - 5,0 4,2

5 - 4,2 3,3 4,8 4,0 - -

5,25 - - 6,7 - 6,3 5,8 6,3

5,5 12,9 5,0 - 4,6 - - -

5,75 - - 6,9 7,7 - 7,1 7,1

6 - 8,3 3,1 - 7,3 - -

6,25 - - - 3,3 3,3 4,0 3,5

6,5 3,3 2,3 - - - - -

Рис. 2. Оптимальная вариант расстановки пил

Таблица 5

Возможные программы раскроя при расстановке пил по варианту № 7

№ п/п Длины сортиментов, м Программная длина, ^ м

11 12 13 14 15

1 4 5,25 4 - - 13,25

2 4 6,25 4,75 - - 15

3 4 5,25 5,75 - - 15

4 4 5,25 4 4 - 17,25

5 4 6,25 4,75 4,25 - 19,25

6 4 5,25 5,75 4,25 - 19,25

7 4 5,25 4 6 - 19,25

8 4 6,25 4,75 6,25 - 21,25

9 4 5,25 5,75 6,25 - 21,25

10 4 5,25 4 4 4 21,25

11 4 6,25 4,75 4,25 4 23,25

12 4 5,25 5,75 4,25 4 23,25

13 4 5,25 4 6 4 23,25

14 4 6,25 4,75 6,25 4 25,25

15 4 5,25 5,75 6,25 4 25,25

16 4 5,25 4 4 6 23,25

17 4 6,25 4,75 4,25 6 25,25

18 4 5,25 5,75 4,25 6 25,25

19 4 5,25 4 6 6 25,25

20 4 4 4 - - 12

21 4 4,75 4,25 - - 13

22 4 4,25 4 - - 12,25

23 4 5,75 4,25 - - 14

24 4 6 4 - - 14

25 4 6,25 4 - - 14,25

26 4 4 6 - - 14

27 4 4,75 6,25 - - 15

28 4 4,25 6 - - 14,25

29 4 5,75 6,25 - - 16

30 4 6 6 - - 16

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

31 4 4 4 4 - 16

32 4 4,75 4,25 4 - 17

33 4 5,75 4,25 4 - 18

34 4 4 6 4 - 18

35 4 4,75 6,25 4 - 19

36 4 5,75 6,25 4 - 20

37 4 4 4 6 - 18

38 4 4,75 4,25 6 - 19

39 4 5,75 4,25 6 - 20

40 4 4 6 6 - 20

41 4 4 4 4 4 20

Таблица 6

Используемые программы раскроя при расстановке пил по варианту № 7

№ Длины сортиментов, м Программная длина,

п/п /1 /2 /3 /4 /5 ^ м

1 4 5,25 4 - - 13,25

2 4 5,75 4,25 - - 14

3 4 6,25 4,75 - - 15

4 4 4 4 4 - 16

5 4 4,75 4,25 4 - 17

6 4 5,25 4 4 - 17,25

7 4 5,75 4,25 4 - 18

8 4 6,25 4,75 4,25 - 19,25

9 4 4 4 4 4 20

10 4 5,25 4 4 4 21,25

11 4 6,25 4,75 4,25 4 23,25

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведённое имитационное моделирование раскряжевки хлыстов на сортименты:

- с учетом ГОСТ, даёт общий выход цилиндрического объёма деловой древесины равный 111,27 м3;

- с ограничивающим логическим элементом существующего поставов пил на линии Раума-Рэпола, общий выход цилиндрического объёма деловой древесины составил 108,52 м3;

- произведя корректировку расположения пильных агрегатов на линии Раума-Репола, основываясь на данных раскряжевки хлыстов на сортименты с учётом ГОСТ, общий выход цилиндрического объёма деловой древесины составил 111,096 м3;

2. Исходя из результатов имитационного моделирования раскряжевки наших хлыстов, можно сделать следующие выводы, что максимальный цилиндрический объем получается при раскряжевке по ГОСТ (111,27 м3), это объясняется тем что, при данном моделировании было перебрано более 50 тысяч вариантов раскроя каждого хлыста из более 800 тысяч возможных.

3. После проведения корректировки расположения пильных агрегатов на линии Раума-Репола, мы получили прирост цилиндрического объёма деловой древесины в количестве 2,576 м3 на каждые 115 хлыстов, по сравнению с раскряжевкой хлыстов с существующим поставе пил.

Кроме этого полученный объем с новым поставом пил, расходится на 0,02 % от результата раскряжевки по ГОСТ. Данный факт даёт на право думать, что консервация линий Раума-Репола на предприятии Филиал ОАО «Группа «Илим» в Усть-Илимском районе не целесообразна. Консервацию подобных линий можно объяснить тем фактом, что данные линии смонтированы в 80-х годах, эти линии физически и морально устарели и требуют реконструкции полностью или модернизации основных элементов и агрегатов.

Нельзя также упускать из виду тот факт, что «узким местом» в установках с поперечным перемещением объекта труда (хлыста), несмотря на многочисленные исследования, было и остается заклинивание пильных дисков при раскряжевке хлыстов. Подтверждением тому служит последняя линия с поперечной подачей, рекомендованная к серийному производству, -ЛО-105. В состав линии входят выдвижные пильные блоки, предназначенные для поперечной распиловки и вывода пил из пропила при заклинивании пильного диска, - путем опускания вниз, под транспортер надвигания [19].

В слешерном столе финской линии «Раума-Репола» так же присутствуют подобные механизмы, но назначение их несколько шире, чем на ЛО-105, так как механизм подъёма и опускания пильного блока на «Раума-Репола» направлен на осуществление оптимального раскроя хлыстов, в зависимости от производственного задания. А именно - в зависимости от программы раскроя, заложенной в блок вычислительного устройства. ЭВМ в автоматическом режиме определяет, какие пильные механизмы будут участво-

вать в раскряжевке данного хлыста, а какие - нет, и в этом случае не участвующие в раскряжевке (остальные) пилы опускаются под стол слешера [19].

Представленная выше методика позволяет решить проблему оптимизации раскряжевки хлыстов на линиях Л0-105 и Раума-Репола, но при этом остаются другие трудно решаемые или не решаемые, без значительных конструктивных изменений, проблемы для линий подобного типа, что позволяет думать о необходимости внедрения линий нового поколения таких как, например, в работе [16; 19] агрегатно блочного исполнения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ

1. Прогноз развития лесного сектора Российской Федерации до 2030 года. FAO. Рим, 2012. 86 с.

2. Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации до 2020 года : Приказ Минпромторга, 2008. Доступ из справ.-правовой системы «Консуль-тантПлюс».

3. Петровский В. С. Оптимальная раскряжевка лесоматериалов. 2-е изд. перераб. и доп. М. : Лесная пром-сть, 1989. 288 с.

4. Степаков Г. А. Оптимизация производства круглых лесоматериалов. М. : Лесная пром-сть, 1974. 160 с.

5. Анучин Н. П. Раскряжевка хвойных деревьев. М. : Гослестехиздат, 1936. 48 с.

6. Анучин Н. П. Лесная таксация : учебник для вузов. 5-е изд., доп. М. : Лесная пром-сть, 1982. 552 с.

7. Петровский В. С. Поиск экстремума функций V (аь а2, ... ап) при заданных ограничениях // Сб. тр. СибТИ. Красноярск, 1965. С. 26.

8. Петровский В. С. Алгоритмизация раскряжевки хлыстов // Лесная пром-сть. 1963. № 7. С. 10-12.

9. Петровский В. С. Разработка и исследование методов таксации хлыстов и бревен в системе автоматического управления раскряжевочным агрегатами // Лесной журн. 1966. № 3. С. 5.

10. Никончук А. В., Никончук А. В., Гришин К. М. Имитационное моделирование раскряжевки хлыстов сосны с максимизацией выхода плановых круглых лесоматериалов // Вестник КрасГАУ : сб. ст. Красноярск, 2014. С. 130-135.

11. Дополнительные материалы / Статьи / Технологии и оборудование лесозаготовок [Электронный ресурс] : сайт компании ООО «Форвард». URL: http://forwarder.ru/ (дата обращения: 25.11.2017).

12. Петровский В. С. Вопросы теории раскроя древесных стволов // Лесной журн. 1963. № 3. С. 11.

13. Петровский B. C. Исследование рационального и слепого раскроя хлыстов хвойных пород // Сб. тр. СибТИ. Красноярск, 1990. 9 с.

14. Петровский B. C. Некоторые задачи теории раскроя древесных стволов // Сб. тр. СибТИ. Красноярск, 1963. № 3. 13 с.

15. Никончук А. В., Лозовой В. А. Расстановка пильных дисков на многопильной раскряжевочной установке // Лесоэксплуатация : межвуз. сб. науч. тр. ; Сиб. гос. технологич. ун-т. Красноярск, 2006. 3 с.

16. Никончук А. В. Обоснование основных технологических параметров перспективной раскряжевоч-

но-сортировочной линии для первичной обработки древесного сырья : дис. ... канд. техн. наук : 05.21.01. Красноярск, 2007. 185 с.

17. Раскряжевочно-сортировочный цех : техноло-гич. регламент № 1. Утв. 27.03.2008, ввод в действие 27.03.2008. Усть-Илимск. : Изд-во ООО «БАЛТЛЕС», филиал «Балтлес Усть-Илимск», 2008. 76 с.

18. ГОСТ 9463-88. Лесоматериалы круглые хвойных пород. М. : Лесная пром-сть, 1988. 32 с.

19. Лозовой В. А. Структурный синтез поточных линий для обработки древесного сырья : дис. ... д-ра техн. наук: 05.21.01. Красноярск, 2000. 346 с.

REFERENCES

1. Prognoz razvitiya lesnogo sektora Rossiyskoy Fed-eratsii do 2030 goda. FAO, Rim, 2012, 86 s.

2. Strategiya razvitiya lesnogo kompleksa Rossiyskoy Federatsii do 2020 goda : Prikaz Minpromtorga, 2008. Dostup iz sprav.-pravovoy sistemy "KonsuTtantPlyus".

3. Petrovskiy V. S. Optimal'naya raskryazhevka lesomaterialov. 2-e izd. pererab. i dop. Moscow, Lesnaya prom-st', 1989, 288 s.

4. Stepakov G. A. Optimizatsiya proizvodstva krug-lykh lesomaterialov. Moscow, Lesnaya prom-st', 1974, 160 s.

5. Anuchin N. P. Raskryazhevka khvoynykh derev'-yev. Moscow, Goslestekhizdat, 1936, 48 s.

6. Anuchin N. P. Lesnaya taksatsiya : uchebnik dlya vuzov. 5-e izd., dop. Moscow, Lesnaya prom-st', 1982, 552 s.

7. Petrovskiy V. S. Poisk ekstremuma funktsiy V (a1, a2, ... an) pri zadannykh ogranicheniyakh // Sb. tr. SibTI. Krasnoyarsk, 1965, S. 26.

8. Petrovskiy V. S. Algoritmizatsiya raskryazhevki khlystov // Lesnaya prom-st'. 1963, №. 7, S. 10-12.

9. Petrovskiy V. S. Razrabotka i issledovaniye meto-dov taksatsii khlystov i breven v sisteme avtomatiches-kogo upravleniya raskryazhevochnym agregatami // Lesnoy zhurn. 1966, №. 3, S. 5.

10. Nikonchuk A. V., Nikonchuk A. V., Grishin K. M. Imitatsionnoye modelirovaniye raskryazhevki khlystov sosny s maksimizatsiyey vykhoda planovykh kruglykh lesomaterialov // Vestnik KrasGAU : sb. st. Krasnoyarsk, 2014, S. 130-135.

11. Dopolnitel'nyye materialy / Stat'i / Tekhnologii i oborudovaniye lesozagotovok [Elektronnyy resurs] : sayt kompanii OOO "Forvard". URL: http://forwarder.ru/ (data obrashcheniya: 25.11.2017).

12. Petrovskiy V. S. Voprosy teorii raskroya dreves-nykh stvolov // Lesnoy zhurn. 1963, №. 3, S. 11.

13. Petrovskiy B. C. Issledovaniye ratsional'nogo i slepogo raskroya khlystov khvoynykh porod // Sb. tr. SibTI. Krasnoyarsk, 1990, 9 s.

14. Petrovskiy B. C. Nekotoryye zadachi teorii raskroya drevesnykh stvolov // Sb. tr. SibTI. Krasnoyarsk, 1963, №. 3, 13 s.

15. Nikonchuk A. V., Lozovoy V. A. Rasstanovka pil'nykh diskov na mnogopil'noy raskryazhevochnoy ustanovke // Lesoekspluatatsiya : mezhvuz. sb. nauch. tr. ; Sib. gos. tekhnologich. un-t. Krasnoyarsk, 2006, 3 s.

16. Nikonchuk A. V. Obosnovaniye osnovnykh tekhnologicheskikh parametrov perspektivnoy raskrya-zhevochno-sortirovochnoy linii dlya pervichnoy obrabotki drevesnogo syr'ya : dis. ... kand. tekhn. nauk : 05.21.01. Krasnoyarsk, 2007, 185 s.

17. Raskryazhevochno-sortirovochnyy tsekh : tekhnologich. reglament № 1. Utv. 27.03.2008, vvod v deystviye 27.03.2008. Ust'-Ilimsk. : Izd-vo OOO "BALTLES", filial "Baltles Ust'-Ilimsk", 2008, 76 s.

18. GOST 9463-88. Lesomaterialy kruglyye khvoynykh porod. Moscow, Lesnaya prom-st', 1988. 32 s.

19. Lozovoy V. A. Strukturnyy sintez potochnykh liniy dlya obrabotki drevesnogo syr'ya : dis. ... d-ra tekhn. nauk: 05.21.01. Krasnoyarsk, 2000, 346 s.

© Никончук А. В., Никончук А. В., Лозовой В. А., Крисько А. С., Евстегнеев И. А., Геваргис М. Ю., 2018

Поступила в редакцию 16.08.2018 Принята к печати 31.10.2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.