Как повысить достоверность результатов распиловки

Оператив­ное управление технологическими процессами (ТП) осуществляется на основе использования результатов мониторинга производственной ситуации. Мониторинг реализуется путём сбора и обработки дан­ных, включающих результаты применения измерительных средств. Применение автоматизированных измерительных устройств повышает своевременность контроля состояния материальных потоков. Однако современное состояние рынка этого вида средств показывает, что отечественные измерители не обеспечивают достаточной полноты информирования.

Повышение информативности измерительных операций, совершенствование методов обработки информации, а также технических средств измерения, контроля и учёта требуемых параметров является основными направлениями разработки и создания современных технологий и оборудования. Известные измерительные устройства позволяют анализировать плоскую форму поперечного и продольного сечений сортимента в одной или нескольких плоскостях. Это определяется конструкцией измерителей, имеющих одну или несколько пар параллельно установленных плоских измерительных линеек.

Повышение многогранности формы рамы измерителя от квадратной до многоугольной ограничено способностью точного определения формы измеряемого сечения сортимента. Иначе при проектировании одного измерителя с многократным сокращением длины отдельной линейки требуемый охват зоны измерений сортимента приведёт к увеличению размеров рамы. В другом случае для достижения требуемого результата измерений понадобится несколько последовательно установленных рам.

Существующие теоретические положения предполагают определение модели образующих поперечного и продольного сечений сортимента, что снижает точность вычисления, например, объёмов сортиментов и не даёт возможности достоверно оптимизировать раскрой брёвен на пиломатериалы. Эти недостатки не дают возможности оценить форму бревна в целом. Отсюда возникает научно-техническая проблема повышения полноты, оперативности и достовернос­ти информационного обеспечения.

При поставке пиловочного сырья заготовительным предприятием преимущественно используются методы учёта, основанные на геометрических способах обмера партий сортиментов. Такие же методы применяют при приёмке пиловочного сырья, поставляемого железнодорожным, автомобильным или водным транспортом, а также сплавом, на лесопильных предприятиях. При общности методов надо признать, что окончательный результат приёмочных испытаний формируется договаривающимися сторонами, и в некоторых случаях без третьего лица — независимой экспертизы. В любом случае с учётом установленной погрешности для каждого из применяемых методов, субъективного определения объёмов партий на этапах отгрузки и приёмки каждой из сторон один из участников сделки оказывается в проигрыше.

Постав рассматривается исходя из геометрических параметров сортиментов: диаметра, длины и сбега. При изменении одного из указанных факторов изменится и выход пиломатериалов, размерное распределение пиломатериалов. Также вариации, в свою очередь, влияют на показатели следующих операций технологического процесса и технико-экономические показатели производства.

В производственных условиях лесопиления сортирование круглых лесоматериалов по диаметрам в меньшей степени и по длине осуществляется в известных пределах, а по сбегу не производится. Поэтому фактически результаты распиловки отличаются от планируемых.

Традиционно поставы на распиловку круглых лесоматериалов рассматриваются на принятый средний сбег, дифференцированный по диаметрам (1% — 1 см на 1 погонный метр). При этом расчётный постав на вершинный торец бревна определяет необходимость установки контрольных пил. Это снижает производительность лесопильного оборудования из-за засоров. Распиловка сортиментов с увеличенным сбегом против расчётного повышает выход пиломатериалов. Это объясняется тем, что в практике лесопиления используются таблицы объёмов, рассчитанные на средний сбег в 1 см на 1 погонный метр длины. Следует отметить, что теоретически прямой пропорцио-нальности между величиной сбега сортимента и относительным выходом пиломатериалов не имеется. Влияние сбега на выход пиломатериалов значительно при переработке тонкомера. С увеличением диаметра сортимента влияние сбега на выход пиломатериалов постепенно снижается.

Практика лесопиления допускает распиловку одним поставом сортиментов смешанных длин всего диапазона. Применительно к теме рассматриваемого вопроса очевидно, что длина влияет на объём сортимента и на выход пиломатериалов. С учётом сбега сортимента увеличение длины перерабатываемых сортиментов влечёт выработку дополнительных боковых досок регламентированной длины. Следует заметить, что влияние длины сортиментов на выход пиломатериалов по сравнению с диаметром не так значительно. Тем не менее совокупность факторов может вызывать значительное отклонение фактического выхода пиломатериалов от расчётного.

По основным нормативным документам, действующим в лесопильной промышленности, предлагаются требования по сортированию сортиментов по диаметрам или подборке круглых лесоматериалов с дробностью 1 см. Это положение обосновано ЦНИИМОДом в 40-х гг. 20-го века применительно к распиловке сортиментов на лесопильных рамах одним поставом. Такое требование естественно и закономерно, т. к. постав определяет рациональный раскрой геометрической фигуры. Поэтому всякое изменение запроектированного к распиловке основного размера этой фигуры, каким является диаметр, повлечёт за собой изменения как запланированных к выпиловке размеров досок, т. е. спецификации, так и относительного (процентного) выхода, т. е. показателя, определяющего эффективное использование сырья. Отсюда и устанавливается требование точности сортирования по диаметру ±5 мм.

Как показывает практика, указанную точность сортирования круглых лесоматериалов получить в производственных условиях не удаётся. Между тем пиловочник на заводы поставляется по принятому в лесной промышленности чётному обмеру с дробностью сортирования в 2 см, т. е. для переработки брёвен по трем смежным диаметрам при её точности ±10 мм. Поэтому при составлении поставов приходится учитывать разницу в использовании линейного размера вершинного торца сортимента, зависящую от принятой в производстве точности сортирования сырья по диаметрам. В противном случае любой так называемый рациональный постав не даёт максимального результата.

Поэтому рекомендации по составлению поставов, не увязанные с требованиями сортирования сортиментов по диаметрам, не осуществляемого практически, не могут обеспечить в производственных условиях ожидаемого эффекта как по спецификационным, так и по количественным показателям.

Характеристика факторов, относящихся к измеряемым геометрическим параметрам круглых лесоматериалов и влияющих на показатели распиловки, многообразна. При условном раскрое пиловочного сырья, расчёте поставов и проектировании планов раскроя круглых лесоматериалов учёту подлежат все перечисленные геометрические параметры сортиментов — диаметр, длина и сбег.

В производственных условиях лесопиления сортирование круглых лесоматериалов производится преимущественно только по диаметрам. Тем не менее показатели отчётности предприятий совпадали с теоретическими. При отсутствии методик по введению поправочных коэффициентов в технологические расчёты, например, на варьирование объёмов пиловочного сырья, это свидетельствует о недостоверности учёта — в первую очередь круглых лесоматериалов.

При плановой экономике за счёт запаса пиловочного сырья корректировались и поддерживались на заданном уровне и основные показатели производства, например, выход пиломатериалов. Эта мера возникла не только из-за отсутствия в технологическом процессе лесопильных предприятий сортировки круглых лесоматериалов по длине и сбегу, но и вследствие неправильной формы сортиментов, когда диаметр сортимента в вершинном торце определить точно не представляется возможным.

(Продолжение в следующем номере)

А. Е. Алексеев,
профессор АГТУ,
доктор технических наук.