Основными направлениями развития народного хозяйства СССР в настоящее время являются улучшение структуры производства, комплексное использование древесины и древесных отходов*.
Целлюлозно-бумажная промышленность (ЦБП) — одна из отраслей народного хозяйства, создающих материальную базу для развития культуры страны и поставляющих материальные ресурсы для многих отраслей промышленности и сферы обслуживания* Вместе с тем ЦБП — наиболее перспективная отрасль в составе лесного комплекса, призванна обеспечить наиболее эффективное использование лесосырьевых ресурсов*.
Химико-технологические процессы обработки древесины в ЦБП позволяют перерабатывать наряду с качественным сырьем большие ресурсы отходов, образующих в отраслях деревообработки, а также низкосортную древесину, не пригодную для переработки в других отраслях* В связи с этим ЦБП является одним из главных потребителей древесины в народном хозяйстве* Эта отрасль нуждается в большом объеме древесины балансов хвойных и частично лиственных пород, но вопрос хорошего удовлетворения в сырье для ЦБП со стороны лесозаготовок до сих пор еще окончательно не решен.
Поэтому поиск новых резервов выпуска древесного сырья для ЦБП остается весьма актуальной задачей* Наряду с этим необходимо учесть специфику древесного сырья для ЦБП, изучить, решить задачи максимизации выпуска балансов в круглом и колотом виде при раскряжевке хлыстов, а также максимизации выпуска технологической щепы из откомлевок, вершинных остатков, обломков хлыстов* В этих вопросах много неясно в научном и практическом плане.
Одним из возможных путей повышения объемного и качественного выхода балансов для ЦБП является внедрение системы автоматической оптимизации (САО) раскроя древесных хлыстов. От того, как раскроен хлыст, зависит дальнейшее использование древесины и выход конечной продукции. Поэтому каждый хлыст необходимо раскраивать наилучшим образом, то есть по оптимальной схеме. Наука и практика лесозаготовительного производства поставили задачу разработки методов и приемов быстрого поиска схем раскроя хлыстов, которые бы полностью отвечали современным требованиям производства и потребления круглых лесоматериалов. Решение этих задач дает возможность повысить экономическую эффективность использования круглого леса в народном хозяйстве, а так же поднять уровень автоматизации первичной обработки древесины.
Другим эффективным способом получения дополнительного количества древесного сырья для ЦБП без ввода новых производственных мощностей по вывозке леса является переработка древесных отходов, низкокачественных древесин, получающихся в процессе заготовки лесоматериалов и переработки в лесозаготовительных предприятиях. Переработка низкокачественного сырья и отходов лесозаготовок на колотые балансы и технологическую щепу создает благоприятные условия для решения важнейших проблемкомплексного и пблного использования заготовленной древесины.
С целью выявления новых сырьевых резервов для ЦБП представляется актуальным рассмотреть в научном плане и выработать практические рекомендации по максимизации выпуска балансов при автоматической оптимизации раскроя сосновых, еловых хлыстов. В связи с чем в диссертации рассмотрены следующие вопросы:
— построение математических и экономико-математических моделей древесных хлыстов, математических моделей комлевой части хлыста и ее центральной напенной гнили;
— разработка алгоритма оптимизации раскроя хлыстов на круглые балансы с максимальным товарным выходом в оптовых ценах;
— разработка математического обеспечения задачи определения запаса древесины балансов лесфонда в АСУлесозаготовок;
— исследование процесса производства колотых балансов с целью выработки оптимальных вариантов их раскалывания на специализированных станках;
— технико-экономический анализ эффективности внедрения результатов исследования и рекомендации в производство.
Тема настоящей диссертационной работы. выполнялась в соответствии с планом важнейших НИР по проблеме «Комплексное и рациональное использование лесных ресурсов 81−85 г.», утвержденного приказом Минвуза СССР № 1252 от 31.ХП.1982 г., тема № 2.1.83г.
Решение поставленной задачи позволяет повысить экономическую эффективность в области первичной обработки древесины, увеличить выход древесины круглых и колотых балансов, тем самым способствовать улучшению снабжения сырьем целлюлозно-бумажной промышленности.
2.4, Результаты исследования объемного выхода древесины колотых балансов и объема потерь здоровой древесины при удавлении гнили показывают преимущество станка Н-10 перед станком АБС-2. При наличии кольцевого ножа станок Н-10 выпускает колотые балансы с меньшими потерями здоровой древесины, по сравнению со станком АБС-2 с прямым плоским ножом,.
2.5. Внедрение полученных оптимальных схем раскряжевки хлыстов на балансовые бревна позволяет значительно увеличить объемный выход древесины балансов. За счет учета качества дре"* весины оптовая цена I м балансовых бревен увеличивается на 5,36 руб., а средняя оптовая цена I обезличенного кубометра древесины при раскряжевке хлыстов повышается на 1,57 руб.
При реализации оптимальных схем раскалывания чураков на колотые балансы объемный выход древесины повышается до 24,5 $. В связи с чем" оптовая цена I м древесины колотых балансов увеличивается на 5,55 руб.
Таким образом, полученные в диссертации результаты решили поставленные задачи исследования" Внедрение полученных результатов в лесозаготовительное производство дает возможность существенно улучшить обеспечение целлюлозно-бумажной промышленности лесоматериалами.
Основные положения диссертационной работы были доложены на конференциях Воронежского ордена Дружбы народов лесотехническое го института и опубликованы в работах /18, 41, 42, 43, 44, 45/.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Целлюлозно-бумажная промышленность является важной отраслью народного хозяйства* Б настоящее время ЦБП устойчиво увеличивает объемы производства целлюлозы, бумаги, картона и в связи с чем испытывает известные трудности с обеспечением древесным сырьем".
Исходя из этого поиск новых лесосырьевых резервов и в частности максимизация выпуска древесины балансов при раскряжевке хлыстов является весьма актуальной задачей науки и практики лесной промышленности".
Производственный опыт показывает, что одной из основных причин недостаточно полного удовлетворения в сырье ЦБП лесозаготовителями является слабая научная и практическая проработка вопросов раскряжевки хлыстов на круглые балансы и раскалывания чураков на колотые балансы".
Внедрение системы автоматической оптимизации раскряжевки хлыстов с управляющим вычислительным устройством дает возможность улучшить, обеспечение ЦБП лесным сырьем, повысить экономическую эффективность первичной обработки древесины".
I" Научное значение результатов исследований.
I.I. Полученные уравнения образующей и экономико-математические модели сосновых, еловых хлыстов с достаточно высокой точностью отражают закономерности изменения геометрических и экономических параметров хлыстов по их длине. Эти модели являются математической основой теории оптимизации раскряжевки и раскалывания чураков с гнилью, а также определяют объем и качество круглого леса при раскряжевке, величину сбега бревен и другие показатели.
Ввиду отсутствия промышленных дефектоскопов древесины экономико-математические модели хлыстов с некоторыми допущениями индентифицируют качество древесины в оптовых ценах круглых лесоматериалов".
1*2. С учетом закономерностей распределения сучьев и их размеров по геометрическому объему хлыстов, были найдены уравнений определения границ качественных зон древесины. Это дает возможность определить схемы раскряжевки хлыстов на однородные по качеству сортименты круглого леса, тем самым улучшить качественный выход лесоматериалов.
Г. З, Полученные уравнения образующей комлевой части сосновых, еловых хлыстов, уравнения образующей центральной напенной гнили и их объемно-сортовые характеристики позволяют установить взаимосвязь между ними. Этот математический аппарат служит основой для разработки методов раскряжевки комлевой части хлыста с напенной гнилью, тем самым решается вопрос улучшения использования низкокачественной комлевой древесины".
1.4. Установлено, что наиболее приемлемым критерием оптимальности раскряжевки хлыстов на балансы является товарный выход древесины круглых лесоматериалов в оптовых ценах.
1.5. Полученные уравнения и алгоритм максимизации выпуска балансов по объему и в оптовых ценах при раскряжевке хлыстов являются математическим обеспечением системы автоматического оптимального управления раскряжевочным агрегатом.
1.6. Разработана новая методика определения запаса древесиш балансов в лесфонде при его известных таксационных характеристиках. Эта методика дает возможность эффективно использовать ЭВМ при анализе сортиментной структуры лесфонда. Кроме того, она определяет математическое обеспечение ЭВМ для вычисления запаса любого сортимента круглого леса в древостое,.
1,7, Установлен математический аппарат оптимизации раскалывания чураков с гнилью на колотые балансы для специализированных станков типа АБС-2 и Н-10. Оптимальный вариант раскалывания чураков определяет такую схему обработки, при которой получается максимальная производительность станка и минимальный объем здоровой древесины, потерянный при удалении гнили,.
2. Значение полученных результатов исследований для практики лесозаготовительной промышленности.
2.1. Полученные уравнения образующей и окономико-математи-ческие модели сосновых, еловых хлыстов служат основой для составления на ЭВМ местных таблиц объема и сбега хлыстов, объемного и товарного выхода древесины сортиментов круглого леса,.
2.2, Уравнения и алгоритм максимизации выпуска балансовых бревен по объему и в оптовых ценах могут быть использованы при проектировании и создании систем управления раскряжевочными агрегатами поточных технологических линий выпуска сырья для ЦБП,.
2.3. Методика вычисления на ЗВМ запаса сортиментов кругло^ го леса дает возможность обосновано планировать леспромхозам объем лесозаготовок круглых лесоматериалов различного назначения, Математический аппарат этой методики может быть исполь*-зован в системе институтов Гипролестранс при проектировании новых леспромхозов для определения их сортиментной структуры.