Выбор мест и способов оцилиндровки бревен в рамках сквозных технологий лесопромышленных производств

Оцилиндрованые бревна все чаще применяются для строительства домов. Производство бревен связано с большими затратами и применением дорогостоящего оборудования. В статье описаны технические и технологические решения позволяющие получать оцилиндрованное бревно на лесосеке и с меньшими затратами.

Ключевые слова: оцилиндровка, сквозные технологии, лесозаготовка, функционально-технологический анализ

05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

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 ещё 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 (http://www.termit-kvt.ru/content/?__tr_id=161). 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.