CC BY
39
УДК 674.093
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ВЫХОДА ОБРЕЗНЫХ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ПРИ РАСКРОЕ ЛИСТВЕННИЧНОГО
ПИЛОВОЧНОГО СЫРЬЯ
MEANS OF INCREASING YIELD OF A LOG BY SAWING OF BOLT TIMBER FROM LARCH
Белозёров И.Л., Галкина Е.А. (ТОГУ, г. Хабаровск, РФ) Белозёрова С.И. (ХГАЭП, г. Хабаровск, РФ)
Belozerov I.L., Galkina E.A. (The Pasific state university) Belozerova S.I. (Khabarovsk state academy of economy and law)
Приведены результаты исследования раскроя лиственничного пиловочного сырья, позволяющие повысить объемный выход пиломатериалов за счет применения раскроя параллельно образующей при выработке обрезных пиломатериалов с непараллельными кромками.
The results of studying sawing of bolt timber from larch for increasing yield of clean-saw timber for at the expense of technology manufacturing of lumber with unparallel edges.
Ключевые слова: лесопиление, лиственница, выход пиломатериалов
Key words: saw milling, larch, yield of a log
Анализ лесосырьевой базы Дальнего Востока подтверждает его лидирующие позиции по занимаемым площадям и запасам древесины. Ресурсы лесного фонда Дальневосточного федерального округа составляют 45% общего лесного фонда от общероссийских, 39% площади земель, покрытых лесной
-5
растительностью, и 27% запаса древесины страны (около 20 млрд. м , из
-5
которых 11,9 млрд. м приходится на спелые и перестойные насаждения) [1, 2].
Преобладающей древесной породой на Дальнем Востоке является лиственница, на долю которой приходится 59,18% от покрытой лесной растительностью земли или 84,84% от всей покрытой хвойными породами земли. Наибольшие площади приходятся на эту породу в Республике Саха (Якутии) (76,20%), Амурской области (59,3%), Хабаровском крае (55,6%), Магаданской (39,9%) и Сахалинской (29,5%) областях [2, 3]. На Российском Дальнем Востоке лиственничные леса сформированы четырьмя «чистыми», самостоятельными, и пятью гибридными видами, «родителями» которых в разное время были два и более вида лиственницы. Лиственничные леса Дальнего Востока делятся на девять субформаций, названия которых связаны с произрастанием на этих территориях доминирующих видов лиственницы - леса из лиственниц Гмели-на, Каяндера, Любарского, Комарова, ольгинской, камчатской, приморской, амурской и охотской [1, 3].
По мере истощения лесосырьевой базы в доступных для лесозаготовок местах в последние годы выявляются тенденции более широкого вовлечения в производство лиственничного пиловочного сырья. На кафедре «Технология заготовки и переработки древесных материалов» Тихоокеанского государственного университета (ТОГУ) проведены исследования по оптимизации раскроя пиловочного сырья данной породы. Выполнен расчет поставов на обрезные пи-
ломатериалы и проведен сравнительный анализ объемного выхода при ориентировании на выработку обрезных пиломатериалов по традиционно применяемой схеме (раскрой параллельно оси бревна, при котором вырабатываются доски с параллельными кромками) и при обрезке параллельно образующей древесного ствола. В последнем случае получаются обрезные пиломатериалы трапециевидной формы (с непараллельными кромками).
Методика расчета поставов при раскрое пиловочного сырья параллельно образующей уже апробирована ранее, она обеспечивает высокую точность и используется на практике [4], поэтому для краткости изложения в данной работе не описывается. За основу взяты основные положения теории максимальных поставов с учетом корректировки на особенности определения ширины доски с непараллельными кромками. В плане такая доска представлена трапецией, а в поперечном сечении - прямоугольником, выработка их предусматривается действующими стандартами (ГОСТ 24454-80). Номинальная ширина такой доски должна определяться на середине длины на пласти, не содержащей обзола.
Для установления влияния размеров поступающего в раскрой пиловочного сырья на выход обычных обрезных пиломатериалов (с параллельными кромками) рассчитано 30 поставов. При фиксированных значениях диаметра бревна (30 см), породы (лиственница), ширины пропила (3,4 мм), способа раскроя (брусово-развальный) и поставов (I проход: 19-25-200-25-19; II проход: 19-19-25-25-100-25-25-19-19) варьировались два фактора: длина пиловочника (от 4,0 до 6,5 м с шагом 0,5 м); сбежистость (от 0 до 2 с шагом 0,5 см/м). Определены размеры пиломатериалов и рассчитан объемный выход. Сводные результаты представлены в табл.1.
Таблица 1 - Влияние размеров пиловочника на выход пиломатериалов
Длина бревна, Объемный выход обрезных пиломатериалов
м с параллельными кромками (%) при сбеге, см/м
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
4,0 61,82 61,82 64,41 66,71 67,86
4,5 60,40 60,40 63,65 65,65 66,45
5,0 60,71 63,20 64,56 66,37 67,27
5,5 59,68 61,20 63,93 65,55 66,35
6,0 58,85 60,77 63,42 64,88 65,61
6,5 59,20 61,49 64,12 65,48 66,15
Отличительной особенностью лиственницы являются более высокие припуски на усушку по сравнению прочими хвойными породами (ель, пихта, сосна, кедр). В соответствии с ГОСТ-6782.1 они варьируют от 3,13 до 5,00% при изменении толщины или ширины доски в диапазоне от 16 до 275 мм, а в среднем составляют 3,77%. Поэтому не рекомендуется распиливать лиственничный пиловочник одновременно с остальными хвойными породами. Для выявления потерь объемного выхода пиломатериалов за счет совместной распиловки указанных древесных пород дополнительно рассчитано шесть поставов для породы ель при фиксированных значениях сбега распиливаемого сырья (1,0 см/м) и проведен анализ. Сводные результаты приведены в табл. 2.
Таблица 2 - Влияние породы пиловочника на выход пиломатериалов
Порода Объемный выход пиломате риалов (%) при длине, м
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
Лиственница 64,41 63,65 64,56 63,43 63,42 64,12
Ель 65,49 64,31 66,37 64,33 63,78 64,49
Отклонение 1,08 0,66 1,81 0,40 0,36 0,37
Дополнительно при тех же исходных данных для породы лиственница выполнен расчет поставов на обрезные пиломатериалы с непараллельными кромками (методика расчета подробно описана в источнике [4]). В обще сложности рассчитано 11 поставов, сводные результаты представлены в табл. 3, 4.
Таблица 3 - Результаты расчета поставов при варьировании сбега
Сбег, Объемный выход пиломатериалов (%) при выработке пиломатериалов Отклонение, %
см/м с параллельными кромками с непараллельными кромками
0,0 61,82 61,82 0,00
0,5 61,82 65,06 3,24
1,0 64,41 71,00 6,59
1,5 66,71 75,79 9,08
2,0 67,86 80,11 12,25
Таблица 4 - Результаты расчета поставов при варьировании длины
Длина бревна, Объемный выход пиломатериалов (%) при выработке пиломатериалов Отклонение, %
м с параллельными кромками с непараллельными кромками
4,0 64,41 71,00 6,59
4,5 63,65 71,36 7,71
5,0 64,56 72,06 7,50
5,5 63,93 71,10 7,17
6,0 63,42 73,36 9,94
6,5 64,12 74,03 9,91
Приведенные в табл. 1.. .4 результаты получены при определении объема распиливаемых пиловочных бревен по ГОСТ-2708-75. Этот стандарт позволяет находить объем пиловочных бревен для любой древесной породы только по двум параметрам (диаметру бревна в вершине ^ и его длине (I,)) и не учитывает истинную форму пиловочника с учетом сбега. Известно, что сырье дальневосточного региона отличается крупномерностью и повышенным сбегом, поэтому дополнительно были рассчитаны фактические объемы распиливаемого сырья. Объем определялся методом срединного сечения (известный в Европе как метод Губера) на основании диаметра бревна на середине его длины [4]. Некоторые сводные результаты представлены в табл. 5.
Таблица 5 - Влияние точности определения объема пиловочного сырья на выход обрезных пиломатериалов с непараллельными кромками (й = 30 см; L = 4 м)
Сбег, см/м Объем пиломатериалов, % Объем пиловочного сырья, м3 Выход пиломатериалов (%) с учетом объема пиловочника
по ГОСТ 2008-75 фактический по ГОСТ 2008-75 фактического
0,0 0,20400 0,330 0,2827 61,82 72,16
0,5 0,21470 0,3019 65,06 71,12
1,0 0,23431 0,3217 71,00 72,84
1,5 0,25010 0,3421 75,79 73,11
2,0 0,26437 0,3632 80,11 72,79
Фактический объемный выход обычных пиломатериалов (с параллельными кромками) также изменился, в заданном интервале варьирования сбега он составил соответственно: 72,16; 67,58: 66,07; 64,35 и 61,66%. Выработка обрезных пиломатериалов с непараллельными кромками позволяет увеличить объемный выход в среднем на 6,04%. Таким образом, проведенные исследования подтверждают перспективность такой технологии, позволяющей рационально использовать сбеговую зону бревна.
Список использованных источников
1. Современное состояние лесов российского Дальнего Востока и перспективы его использования / Коллектив авторов / Под редакцией А.П. Ковалева. - Хабаровск: Изд-во ДальНИИЛХ, 2009. - 470 с.
2. Белозёров И.Л., Белозёрова С.И., Кибякова Д.П. Лесные ресурсы дальневосточного федерального округа / Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции 2014 г. №1 (6). - Воронеж: ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», 2014. - С. 45-49.
3. Галкина Е.А., Белозёров И.Л. Характеристика лесосырьевой базы Дальнего Востока. Материалы секционных заседаний 54-й студенческой научно-технической конференции ТОГУ. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2014. - С. 340-342.
4. Белозёров И.Л., Кибякова С.И. Методика расчета поставов при раскрое пиловочного сырья параллельно образующей / Научное обеспечение технического и социального развития Дальневосточного региона: сб. науч. ст. к 55-летию Тихоокеан. гос. ун-та. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2013. - С. 297-300.
