Повышение выхода пиломатериалов при распиловке с брусовкой

А.А.  Каптелкин; Н.В.  Куликова; С.Н.  Рыкунин

doi:10.37482/0536-1036-2024-1-152-167

Авторы

А.А. Каптелкин Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана https://orcid.org/0000-0002-8470-3496
Н.В. Куликова Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана https://orcid.org/0000-0002-6631-5246
С.Н. Рыкунин Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана https://orcid.org/0000-0002-4471-4668

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-1-152-167

Ключевые слова:

круглые лесоматериалы, постав, брус, обрезные пиломатериалы, безусловная зона, вероятностная зона

Аннотация

В теории раскроя принимается, что объемный выход обрезных пиломатериалов из бруса максимального объема будет максимальным. В соответствии с действующими стандартами, обрезные пиломатериалы должны иметь заданные толщину и ширину. Часть бруса из-за некратности ширины его пласти и толщины пиломатериалов не используется для производства центральных пиломатериалов. Объем такого бруса при получении обрезных центральных пиломатериалов не учитывается в теории раскроя, и вывод о том, что их объемный выход из бруса максимального объема будет максимальным, неочевиден. При распиловке с брусовкой в первом проходе получается двухкантный брус. При этом из-за смещения перед распиловкой оси круглого лесоматериала от центра постава образуются узкая и широкая пласти. Рассматривается размерообразование узкой пласти двухкантного бруса, т. к. именно ее размеры определяют объемный выход центральных обрезных пиломатериалов. В пределах узкой пласти двухкантного бруса выделено 2 зоны: безусловная и вероятностная. В безусловной зоне получается целое число обрезных досок. В диапазоне диаметров круглых лесоматериалов 17...29 см только круглые лесоматериалы с диаметрами 21 и 25 см дали брусья максимального размера, но объемный выход центральных обрезных пиломатериалов для этих диаметров не является максимальным. Из этого следует, что брус максимального объема не гарантирует максимальный объемный выход центральных обрезных пиломатериалов. В вероятностную зону попадает нецелое число обрезных досок. Определить их количество аналитическим способом невозможно, поэтому использовались методы теории вероятностей. Была выведена функция распределения узкой пласти двухкантного бруса. Чтобы воспользоваться функцией распределения для получения нецелого числа обрезных досок рассчитывалась ширина вероятностной зоны, а также размер части вероятностной зоны, определяющей получение нецелого числа обрезных досок и доверительный интервал. Далее по таблице «Функция распределения ширины узкой пласти двухкантного бруса» определено нецелое число обрезных досок. Получение представленных нецелым числом обрезных досок из двухкантных брусьев на практике может быть реализовано с использованием сменных или смежных поставов. Приведенные результаты возможно применять при определении количества сортировочных групп круглых лесоматериалов перед подачей их в лесопильный цех и при изменении технологии производства центральных обрезных пиломатериалов.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

А.А. Каптелкин, Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана

ассистент; ResearcherID: AAC-8654-2019

Н.В. Куликова, Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана

канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AGU-5552-2022

С.Н. Рыкунин, Мытищинский филиал Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана

д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: N-3182-2013

Библиографические ссылки

Агеев С.П., Мелехов В.И., Рыкунин С.Н. Вероятностное моделирование процесса производства пилопродукции // Вестн. МГУЛ – Лесн. вестн. 2015. Т. 19, № 2. С. 89–95. Ageev S.P., Melekhov V.I., Rykunin S.N. Probabilistic Modeling of the Sawn Timber Production Process. Lesnoy Vestnik = Foresty Bulletin, 2015, vol. 19, no. 2, pp. 89–95 p. (In Russ.).

Аксенов П.П. Теоретические основы раскроя пиловочного сырья. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1960. 216 с. Aksenov P.P. Theoretical Basis for Сutting Sawlogs. Moscow, Leningrad, Goslesbumizdat Publ., 1960. 216 p. (In Russ.).

Залгаллер В.А. Новое в составлении поставов для распиловки бревен // Тр. Инта ЦНИИЛ. Л.: Севзаплес, 1956. Вып. 67. С. 32–67. Zalgaller V.A. Innovations in Compilation of Sawing Patterns. Proceedings of the Central Research Institute of Forestry. Leningrad, Sevzaples Publ., 1956, iss. 67, pp. 32–67. (In Russ.).

Калитеевский Р.Е. Лесопиление в XXI веке. Технология, оборудование, менеджмент. СПб.: Профи-информ, 2005. 480 с. Kaliteevskiy R.E. Sawmill in the 21st Century. Technology, Equipment, Management. St. Petersburg, PROFI-INFORM Publ., 2005. 480 p. (In Russ.).

Кантарович Л.В. Подбор поставов, обеспечивающих максимальный выход пилопродукции в заданном ассортименте // Лесн. пром-сть. 1949. № 7. С. 15–17; № 8. С. 17–19. Kantorovich L.V. Selection of Sawing Patterns Ensuring Maximum Sawn Timber Yield at a Given Range. Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1949, no. 7, pp. 15–17; no. 8, pp. 17–19. (In Russ.).

Каптелкин А.А., Куликова Н.В., Новоселов Н.А., Рыкунин С.Н. Переработка тонкомерных березовых круглых лесоматериалов в условиях ограниченного спроса на технологическую щепу // Предиктивный характер научных исследований и практика их реализации в условиях глобального кризиса в экономике и обществе: сб. науч. ст. по итогам междунар. науч.-практ. конф. СПбГЭУ, 2020. С. 7–11. Kaptelkin A.A., Kulikova N.V., Novoselov N.A., Rykunin S.N. Processing Small Birch Roundwood in the Conditions of Limited Demand for Technological Сhips. Predictive Nature of Scientific Research and the Practice of Its Implementation in the Conditions of Global Crisis in the Economy and Society: Collection of Scientific Articles Based on the Results of the International Scientific and Practical Conference. St. Petersburg State University of Economics Publ., 2020, pp. 7–11. (In Russ.).

Куликова Н.В., Каптелкин А.А., Рыкунин С.Н. О технологии производства пиломатериалов из мелких круглых лесоматериалов // Актуальные проблемы и перспективы развития лесопромышленного комплекса: материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. Кострома, 2021. С. 142–144. Kulikova N.V., Kaptelkin A.A., Rykunin S.N. About the Technology of Production of Sawn Timber from Small Round Timber. Current Issues and Prospects for the Development of the Forest Industry Complex: Materials of the 4th International Scientific and Practical Conference. Kostroma, 2021, pp. 142–144 p. (In Russ.).

Огурцов В.В. Теория брусо-развальной распиловки бревен: моногр. Красноярск: СибГТУ, 2011. 230 с. Ogurtsov V.V. Cant Sawing Theory of Logs: Monograph. Krasnoyarsk, SibSTU Publ., 2011. 230 p. (In Russ.).

Песоцкий А.Н., Ясинский В.С. Рациональное использование древесины в лесопилении. М.: Лесн. пром-сть, 1977. 128 с. Pesotskiy A.N., Yasinskiy V.S. Rational Use of Wood in Sawmilling. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1977. 128 p. (In Russ.).

Рыкунин С.Н., Куликова Н.В., Каптелкин А.А. Влияние движения капитала на востребованность живого труда в сфере материального производства // Постнеклассическая наука: междисциплинарность, проблемно-ориентированность и прикладной характер: сб. науч. ст. по итогам междунар. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 29–30 июня 2021 г. СПб.: СПбГЭУ, 2021. С. 12–14. Rykunin S.N., Kulikova N.V., Kaptelkin A.A. The Influence of Сapital Movement on the Demand for Direct Labor in the Material Production Sphere. Post-non-Classical Science: Interdisciplinarity, Problem Orientation, and Applied Nature: Collection of Scientific Articles Based on the Results of the International Scientific and Practical Conference. St. Petersburg, June 29–30, 2021. St. Petersburg, St. Petersburg State University of Economics Publ., 2021, pp. 12–14. (In Russ.).

Рыкунин С.Н., Куликова Н.В., Каптелкин А.А. Изменения востребованности живого труда при реализации стратегий развития отраслей в Российской Федерации // Современные научные гипотезы и прогнозы: от теории к практике: сб. науч. ст. по итогам междунар. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 30–31 авг. 2021 г. СПб.: СПбГЭУ, 2021. С. 7–9. Rykunin S.N., Kulikova N.V., Kaptelkin A.A. Changes in the Demand for Direct Labor in the Implementation of Development Strategies for Industries in the Russian Federation. Current scientific Hypotheses and Predictions: from Theory to Practice: Collection of Scientific Articles Based on the Results of the International Scientific and Practical Conference. St. Petersburg, August 30–31, 2021. St. Petersburg, St. Petersburg State University of Economics Publ., 2021, pp. 7–9. (In Russ.).

Рыкунин С.Н., Куликова Н.В., Каптелкин А.А. Инновации в инвестициях в условиях международного разделения труда на предприятиях по производству строительных материалов из древесины // Инновационно-инвестиционный фундамент развития экономики общества и государства: от научных разработок к практике: сб. науч. ст. по итогам междунар. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 27–28 дек. 2021 г. СПб.: СПбГЭУ, 2021. С. 11–13. Rykunin S.N., Kulikova N.V., Kaptelkin A.A. Innovations in Investments in the Conditions of International Labor Division in the Enterprises Producing Construction Materials from Wood. Innovation and Investment Foundation for the Development of the Economy of the Society and State: from Scientific Development to Practice: Collection of Scientific Articles Based on the Results of the International Scientific and Practical Conference. St. Petersburg, December 27–28, 2021. St. Petersburg, St. Petersburg State University of Economics Publ., 2021, pp.11–13. (In Russ.).

Титков Г.Г. Краткое руководство по составлению и расчету поставов. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1955. 50 с. Titkov G.G. Summary Guide on Compiling and Calculation of Sawing Patterns. Moscow, Leningrad, Goslesbumizdat Publ., 1955. 50 p. (In Russ.).

Торопов А.С., Шарапов Е.С. Исследование плотности древесины березы, пораженной серцевинной гнилью // Изв. вузов. Лесн. журн. 2006. № 6. С. 72–79. Toropov A.S., Sharapov E.S. Study of Birch Wood Density Affected by Firm Red Heart. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2006, no. 6, pp. 72–79. (In Russ.).

Торопов А.С., Шарапов Е.С. Исследование технологии получения однородных заготовок из березы, пораженной серцевинной гнилью // Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. тр. по итогам междунар. науч.-техн. конф. / под ред. Е.А. Панфилова. Брянск: Брянск. гос. инж.-техн. акад., 2006. Вып. 14. С. 164–167. Toropov A.S., Sharapov E.S. Study of the Technology of Obtaining Homogeneous Blanks from Birch Wood Affected by Firm Red Heart. Current Problems of the Timber Complex: Collection of Scientific Works Based on the Results of the International Scientific and Technical Conference. Bryansk, Bryansk State Engineering and Technological Academy, 2006, iss. 14, pp. 164–167. (In Russ.).

Торопов А.С., Шарапов Е.С. Новые технологии раскроя древесины, пораженной сердцевинной гнилью // Вестн. МГУЛ – Лесн. вестн. 2008. № 6(63). С. 59–62. Toropov A.S., Sharapov E.S. New Technologies for Cutting of Wood Affected by Firm Red Heart. Lesnoy Vestnik = Foresty Bulletin, 2008, no. 6(63), pp. 59–62. (In Russ.).

Турушев В.Г. Обрезка пиломатериалов. М.: Лесн. пром-сть, 1970. 56 с. Turushev V.G. Sawn Timber Edging. Moscow, Lesnaya Promyshlennost’ Publ., 1970. 56 p. (In Russ.).

Фельдман Х.Л. Система максимальных поставов на распиловку. М.: Гослестехиздат, 1932. 276 с. Fel’dman Kh.L. System of Maximum Sawing Pattern for Cutting. Moscow, Goslestekhizdat Publ., 1932. 276 p. (In Russ.).

Фергин В.Р. Развитие теории раскроя пиловочного сырья // Изв. вузов. Лесн. журн. 2018. № 4. С. 107–117. Fergin V.R. Development Development of the Sawing Process Theory. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2018, no. 4, pp.107–117. (In Russ.).

Чубинский А.Н., Тамби А.А., Швец В.Л. Анализ влияния качественных характеристик круглых лесоматериалов на выбор бревнопильного оборудования // Изв. СПбЛТА. 2014. Вып. 208. С. 63–72. Chubinskiy A.N., Tambi A.A., Shvets V.L. Analysis of Sawlogs Shape Influence on Sawmill Equipment Choice. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii = News of the Saint Petersburg State Forest Technical Academy, 2014, iss. 208, pp. 63–72. (In Russ.).

Шторм Р. Теория вероятности. Математическая статистика. Статистический контроль качества. М.: Мир, 1970. 368 c. Shtorm R. Probability Theory. Mathematical Statistics. Statistical Quality Control. Moscow, Mir Publ., 1970. 368 p. (In Russ.).

Brege S., Nord T., Sjostrom R., Stehn L. Value-Added Strategies and Forward Integration in the Swedish Sawmill Industry: Positioning and Profitability in the High-Volume Segment. Scandinavian Journal of Forest Research, 2010, no. 25(5), pp. 482–493.

Cramer H. Mathematical Methods of Statistics. Princeton, 1946. 575 p.

Johansson J. Förutsättningar för Konkurrenskraftigt Utnyttjande av Svenskt Lövtimmer i Svenska Lövsågverk [Requirements for Competitive Use of Swedish Hardwood in Swedish Hardwood Sawmills]. Växjö University, School of Industrial Engineering, 2003, report no. 5. 48 p.

Johansson J. Mechanical Processing for Improved Products Made from Swedish Hardwood. Växjö University, School of Technology and Design, 2008, no. 157. 140 p.

Johansson J. Product Differentiation in the Swedish Hardwood Sawmill Industry. Växjö University, School of Technology and Design, 2005, report no. 25. 41 p.

Makkonen M. Renewing the Sawmill Industry: Studies on Innovation, Customer Value and Digitalization. Dissertationes Forestales, 2019. 65 p. https://doi.org/10.14214/df.269

Makkonen M. Stakeholder Perspectives on the Business Potential of Digitalization in the Wood Products Industry. BioProducts Business, 2018, vol. 3, no. 6, pp. 63–80. https://doi.org/10.22382/bpb-2018-006

Makkonen M., Sundqvist-Andberg H. Customer Value Creation in B2B Relationships: Sawn Timber Value Chain Perspective. Journal of Forest Economics, 2017, vol. 29, part B, pp. 94–106. https://doi.org/10.1016/j.jfe.2017.08.007

The Ministry of Industry, Employment and Communications. Mer Trä i Byggandet: Underlag för en Nationell Strategi att Främja Användning av Trä i Byggandet. Stockholm, 2004, DS 2004:1.