Выбор мест и способов оцилиндровки бревен в рамках сквозных технологий лесопромышленных производств
Выбор мест и способов оцилиндровки бревен в рамках сквозных технологий лесопромышленных производств
В Петрозаводском государственном университете активизированы работы в области поиска новых технологических и технических решений лесопромышленных производств [1], [2], [3] и др. проводимые с учетом зарубежного опыта [4], [5] и др.
В последние годы в рамках обоснования сквозных технологий лесопромышленных производств особое внимание уделено вопросам исследований с целью выбора рациональных мест и способов оцилиндровки бревен.
При решении этой задачи учитывается, что в последнее десятилетие отечественное лесное машиностроение по целому ряду позиций проиграло рынки сбыта зарубежным фирмам, которые ведут патентование лесной техники не только в своих странах, но и России, и что что без развития лесного машиностроения России, обладающей колоссальными лесными ресурсами, будет сложно стать мировой лесной державой и избавиться от роли экспортера на зарубежные рынки необработанных круглых лесоматериалов с низкой добавленной стоимостью, нельзя согласиться с его мнением о том, что отечественное машиностроение не способно в ближайшие 3-5 лет конкурировать с зарубежными фирмами на рынке поставок техники для лесосечных работ [2], [6], [7].
В настоящее время на рынке оборудования для производства оцилиндрованных бревен и профилированного строительного бруса действует достаточно много производителей, причем каждый из них старается позиционировать свои станки как наиболее оптимальные по соотношению цена/производительность, а качество изделий, производимых на этих станках, преподносится просто как "отличное". На первый взгляд, кажется, что достаточно просто оценить достоверность этих заявлений. Качество изделий легко проверить при демонстрации оборудования в работе (ведь любой, уважающий себя производитель оборудования, не будет продавать вам "кота в мешке" и продемонстрирует выпускаемое оборудование в работе на реальном производстве). С соотношением цена/производительность дела обстоят еще проще: цена всегда известна, а производительность написана в технической характеристике станка - осталось только соизмерить свои финансовые возможности с ценой станка, а производительность вписать в бизнес-план и оценить прибыльность будущего производства.
Оцилиндровка бревен ответственная и трудоемкая технологическая операция, определяющая внешний вид бревен, точность их формы и последующую обработку и сборку. В настоящее время широко развивается домостроение с использованием оцилиндрованных бревен. Бревна традиционный строительный материал для строительства жилых домов. Кроме домов, из бревен строят бани, надворные постройки и многие другие сооружения. В Европе лидирующее место в строительстве домов и других построек из оцилиндрованных бревен занимает Финляндия. В Финляндии почти двести предприятий выпускают бревенчатые жилые дома или дачи. Бревенчатые дома примерно на 5-10% дороже панельных. Однако многие потребители выбирают себе бревенчатый дом, так как его внешний вид и экологическая чистота материала компенсируют повышенные затраты. При использовании оцилиндрованных бревен упрощается сборка срубов, улучшается их внешний вид, а также обеспечивается унификация строительных заготовок из древесины [8].
На сегодняшний день в отрасли применяются различные методы и способы для получения оцилиндрованного бревна используемого в домостроении, которые отличаются местом обработки и применяемым оборудованием [8], что предопределяет возможность использования для выбора рациональных мест и способов оцилиндровки бревен в рамках сквозных технологий лесопромышленных производств эвристических методов анализа и синтеза новых эффективных технологических и технических решений.
Анализ этих методов позволил выбрать для использования методологию эвристической разработки технологических и технических решений - функционально-технологический анализ (ФТА), созданный и отработанный профессором И. Р. Шегельманом на основе изучения природной специфичности функционирования машин и оборудования лесной промышленности и обобщения методов анализа и синтеза технических систем (теории решения изобретательских задач, автоматизации поискового конструирования, функционально-стоимостного, морфологический анализа и др.) [9], [10] и др. ФТА способствовал обобщению известных и формированию новых знаний и был реализован в виде многих технических решений (И. Р. Шегельманом по проблемам лесной промышленности получено более 100 авторских свидетельств и патентов на изобретения и полезные модели). Эффективность ФТА подтверждена его результативностью в лесном секторе.
Методология ФТА, как эвристического метода анализа и синтеза технических решений по совершенствованию известных и созданию принципиально новых машин, оборудования и технологий, сформулирована на базе многолетних исследований и базируются на следующих принципах:
- - общенаучном подходе к анализу и синтезу рассматриваемых объектов техники и технологий; - рассмотрении технологических процессов, машин и оборудования как объектов прогнозирования; - рациональном использовании потенциала умственной деятельности в процессе анализа и синтеза объектов техники и процессов.
ФТА позволил с учетом известных способов и перспективных методов выделить следующие места для оцилиндровки бревен:
- - непосредственно на лесосеке стоящих деревьев до осуществления их валки; - на лесосеке при выработке сортиментов; - на верхнем лесоскладе; - на промежуточных складах; - на биржах сырья или на предприятиях производящих дома из оцилиндрованных бревен.
При создании перспективных способов оцилиндровки бревен была выдвинута гипотеза о целесообразности производства оцилиндрованных бревен непосредственно на лесосеке.
Для ее оценки сформированы варианты совокупностей морфологических признаков, сгруппированные в матрицу, фрагмент которой приведен в таблице 1.
При выработке вариантов технологических процессов производства оцилиндрованных бревен был принят во внимание опыт зарубежных фирм производителей деревообрабатывающего оборудования.
На этапе формирования и оценки вариантов технологического процесса вначале были исключены заведомо неподходящие варианты, затем основываясь на опыте и интуиции наиболее слабые решения из оставшихся.
Таблица №1 Морфологическая таблица по выбору места и механизма для оцилиндровки.
Показатель |
Технологический процесс | |||||
Назначение машины |
A1 |
B1 |
C1 |
D1 |
- |
- |
Обрабатываемое сырье |
A2 |
B2 |
C2 |
D2 |
- |
- |
Операции выполняемые до оцилиндровки |
A3 |
B3 |
C3 |
D3 |
E3 |
F3 |
Место оцилиндровки |
A4 |
B4 |
C4 |
D4 |
- |
- |
Способ выполнения оцилиндровки |
A5 |
B5 |
C5 |
- |
- |
- |
A1 - харвестер (валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина); B1 - форвардер (погрузочно-транспортная машина); С1 - специализированная машина; D1 - стационарный станок; А2 - стоящее дерево; B2 - поваленное дерево; С2 - хлыст; D2 - сортимент; А3 - первая операция - оцилиндровка; В3 - валка; С3 - валка и обрезка сучьев; D3 - валка, обрезка сучьев и раскряжевка; E3 - валка, обрезка сучьев, раскряжевка и трелевка; F3 - валка, обрезка сучьев, раскряжевка, трелевка и вывозка; A4 - лесосека; B4 - погрузочный пункт; C4 - промежуточный склад; D4 - биржа сырья или специализированное предприятие; A5 - резание; B5 - фрезерование; C5 - строгание.
В ходе проведенного анализа было выявлено 2 варианта (A1D2D3A4B5 и B1D2D3A4B5) с производством оцилиндрованной продукции непосредственно на лесосеке. Оба варианта позволяют увеличить коэффициент полнодревесности погрузочно-транспортных машин и автопоездов.
Для первого варианта предложена следующая техническая реализация, представленная на рис.1.
Ри. 1 - Принципиальная схема харвестерной головки с устройством для оцилиндровки сортиментов: 1 - корпус головки; 2 - серьга с ротатором;
3 - сучкорезные ножи; 4 - поворотные протаскивающие вальцы;
5 - гидроцилиндр поворота протаскивающих вальцов; 6 - фреза оцилиндровки закомелистости; 7 - гидромотор привода пилы; 8 - пила; 9 - гидромотор привода фрезы.
Данная конструкция представляет собой модернизированную харвестерную головку, где незначительно изменен протаскивающий механизм и в корпус вмонтирована приводная фреза. Конструкция защищена патентом России (Шегельман И. Р., Галактионов О. Н., Демчук А. В. Рабочий орган валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины для выработки сортиментов. Патент России на полезную модель № 117259. Опубл. 27.06.2012.).
Второе техническое решение представляет собой модернизируемый грейферный захват монтируемый на манипуляторе форвардера (рис.2). Отличием от обычного грейферного захвата является то, что на нем дополнительно смонтированы приводная фреза с поворотным роликом и внутренняя скоба грейфера оснащена приводным поворотным механизмом для осуществления подачи бревна при фрезеровании.
Оцилиндровка бревно домостроение
Рис. 2 -Схема модернизированного грейферного захвата: 1 - корпус; 2 - внутренний и наружный захват; 3 - фреза с приводом; 4 - опорный направляющий валец; 5 - площадка для привода подачи бревна; 6 - гидромотор привода подачи бревна; 7 - гидроцилиндр поворота привода.
Представленные технические решения разработаны для выполнения оцилиндровки закомелистой части древесины, что в значительной степени повышает коэффициент полнодревесности штабеля при его транспортировке.
Еще один способ (D1D2E3C4B5 или D1D2E3D4B5) интересен только при крупных лесоскладах, поскольку для мелких складов частое перебазирование техники ведет к снижению ее производительности и неэффективной ее работе.
Таким образом, переработка на промышленной площадке или крупном лесоскладе позволит обрабатывать большой объем продукции высокопроизводительным оборудованием, но также имеет свои недостатки заключающиеся в снижении транспортной нагрузки в-следствии малого коэффициента полнодревесности перевозимого штабеля и возможности загрязнения сырья минеральными примесями.
Резюмируя вышеописанные способы можно сказать, что каждый имеет свои преимущества и недостатки. Последний способ показал преимущество и имеет возможность использования производственного оборудования. В настоящее время автором производится технико-экономическое обоснование наиболее рациональных способов.
Список литературы
- 1. Шегельман И. Р. Анализ целесообразности строительства путей первичного транспорта леса [Текст] / И. Р. Шегельман, В. И. Скрыпник, А. В. Кузнецов // Известия С-ПбЛТА: вып. 199. СПб.: СПбГЛТА. - 2012. - C. 119-130. 2. Шегельман, И. Р. Трансформация системы лесосырьевой и технологической подготовки в организации лесопользования [Текст]/ И. Р. Шегельман, В. М. Лукашевич// Фундаментальные исследования. - 2012. - №3 (3). - С. 739-743. 3. Шегельман И. Р. Функционально-технологический анализ: метод формирования инновационных технических решений для лесной промышленности [Текст]/ И. Р. Шегельман. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2012. - 96 с. 4. Gerasimov Y. Estimation of machinery market size for industrial and energy wood harvesting in Leningrad Region / Gerasimov Y., Karjalainen T. // Croatian Journal of Forest Engineering. - 2012. - № 33(1). - Рр. 49-60. 5. Шегельман И. Р. К вопросу повышения полнодревесности сортиментов при их трелевке и вывозке [Текст] / И. Р. Шегельман, А. В. Демчук // Наука и бизнес: пути развития. - 2012. - № 2(08). - С. 71-73 6. Gerasimov Y. Development Program for Improving Wood Procurement in Northwest Russia Based on SWOT Analysis / Y. Gerasimov, T. Karjalainen T. // Baltic Forestry. - 2008. - № 14 (1). - Pр. 87-92 7. Сергеевичев А. В. Повышение эффективности оцилиндровки бревен путем совершенствования механизма резания [Текст]. Автореф. ... канд. техн. наук. - СПб.: СПбГЛТА, 2002. - 165 с.
Похожие статьи
-
При производстве земляных работ по вертикальной планировке площадки представляется право выбора марок и видов машин и механизмов в зависимости от условий...
-
Выбор способа и технологической схемы производства Рисунок 1 Выбор технологического способа производства При выборе технологии производства ячеистого...
-
Строительные смеси (бетонные, растворные, керамические, асбестоцементные и др.) широко применяются в строительстве и при производстве строительных...
-
Выбор способа и технологической схемы производства При производстве керамического кирпича используется метод полусухого прессования и метод пластического...
-
Выбор типа и схемы растворосмесительного завода определяется следующими факторами: Потребным количеством смесипроизводительности завода Способом...
-
Состав и режим работы предприятия Режим работы цеха и его отделений определяются технологическими особенностями производства, и характеризуется...
-
Производство СМР при реконструкции действующих предприятий имеет ряд особенностей ввиду того, что работы совмещены во времени и пространстве с...
-
Удельный расход сырьевых материалов (кг) на 1смеситаблица 2.3 П:Ц Материал Цемент (Ц), кг Песок (П), кг Вода (В), кг 1:2.5 510 0.42 1275 0.857 240 0.24 -...
-
Современный этап производства тугоплавких неметаллических и силикатных Материалов характеризуется расширением ассортимента, повышением качества,...
-
Процесс возведения насыпи в основном состоит из последовательной укладки грунта. Доставленный на место строительства насыпи грунт укладывают в...
-
Виды контроля качества работ Качество строительной продукции - один из основных факторов, влияющих на экономичность и рентабельность законченного...
-
Выбор комплекта машин для производства земляных работ - Технология строительных процессов
В строительстве в настоящее время применяется 4 способа разработки грунта: механический, гидромеханический, взрывной и комбинированный. Из общего объема...
-
Наиболее негативным факторами, оказывающими влияние на здоровье обслуживающего персонала завода, являются запыленность воздуха, производственные шумы,...
-
Технология производства работ - Реконструкция сетей теплоснабжения и канализации в жилом квартале
На подготовительном этапе выполняются мероприятия и работы, связанные непосредственно с подготовкой строительной площадки и участков реконструкции к...
-
Технология политого обжига керамической плитки и санитарно-технических изделий. 1. Сода-продукт химического производства и представляет собой хорошо...
-
Охрана труда и техника безопасности - Расчет производства керамзитобетонных панелей
Безопасность труда на производстве регламентируется соответствующими государственными стандартами, санитарными нормами, стандартами предприятия и другими...
-
Сырьем для производства обыкновенного глиняного кирпича является суглинок средней, пылевой коричневого цвета, добываемый в карьере. Добыча глины...
-
Технологии прогрева бетона в зимних условиях и способы их контроля Возведение монолитных зданий и сооружений является ответственным предприятием...
-
Заключение - Производство керамического кирпича полусухим способом
В данном проекте детально разработан цех формования, сушки и обжига керамического кирпича. Представлен ассортимент выпускаемой продукции, дана...
-
Бесперебойность работы водозабора зависит от места его расположения и конструкции сооружений, входящих в технологическую схему водозаборного узла. При...
-
При проектировании технологического процесса необходимо, наряду со всем остальным, спланировать мероприятия по защите людей занятых производством от...
-
Выбранный отряд дорожных машин для ведения основных работ комплектуется вспомогательными машинами для производства работ. В зависимости от вида грунтов...
-
Технико-экономическая оценка вариантов возведения земляного полотна специализированными отрядами дорожных машин С учетом конструкции земляного полотна,...
-
Количество основных рабочих: рабочих Количество вспомогательных рабочих: рабочих Себестоимость производства продукции: , Где - сумма годовых затрат, руб...
-
Основные технико-экономические показатели тяжелого бетона - Технология производства тяжелого бетона
Экономический эффект, достигаемый при применении высокопрочного бетона, заключается в том, что при более высокой стоимости данного материала по сравнению...
-
Выбор бункеров Выбор бункера осуществляется по производительности оборудования: , - часовая производительность, ; - коэффициент запаса, ч. Бункер для...
-
Основные процессы производства тяжелого бетона Производство тяжелых бетонов Пропорции для производства тяжелого бетона могут отличаться друг от друга в...
-
Технологическая карта: область применения; технология и организация строительного процесса Организация строительного производства должна обеспечивать...
-
Земляные работы, выполняемые при строительстве автомобильных дорог, как правило, не однородны по длине строящейся дороги. Объемы земляных работ...
-
Описание технологии производства газобетона - Ячеистые бетоны
Бетоны с ячеистой структурой могут быть получены способом газообразования. Такие автоклавные и неавтоклавные ячеистые бетоны получают на основе...
-
Керамические материалы получают из глиняных масс путем формования и последующего обжига. При этом часто имеет место промежуточная технологическая...
-
Добыча сырья Перед добычей глины в карьере производится съем растительного и черноземного слоя. Вскрыша карьера производится бульдозером. Опережение...
-
Принимается определенная в предыдущем пункте величина бермы B = 10 м. Величина откосов для подъезда скрепера назначается из соотношения 1: 6. Принимаем...
-
Правила приемки - Технология и организация производства строительных материалов
Техническую кальцинированную соду принимают партиями. Партией считают продукт, однородный по своим показателям качества, в количестве, не превышающем...
-
Для дуговой сварки необходимо применять изолированные гибкие кабели, рассчитанные на надежную работу при максимальных электрических нагрузках с учетом...
-
Подбор средств водопонижения - Технология строительных процессов
При производстве строительных работ нулевого цикла необходимо, чтобы дно котлована было защищено от грунтовых вод. Для этой цели используют открытый...
-
В данном курсовом проекте рассматривается организация строительства двух радиальных отстойников ш40 м. Расстояние между отстойниками 4м, грунт -...
-
Общие установки комплексного формирования композиционной структуры, интегрирующей архитектурные и дизайнерские слагаемые производственной среды: §...
-
Анализ объемно-планировочного решения Данное здание в соответствии с функциональным назначением предназначено для общественного питания, следовательно...
-
Технология производства керамического кирпича - Технология производства керамического кирпича
Технологическая схема производства изделий с пластическим способом подготовки массы, несмотря на свою сложность и длительность, наиболее распространена в...
Выбор мест и способов оцилиндровки бревен в рамках сквозных технологий лесопромышленных производств