Разработка научно-методических основ повышения качества березовых лесоматериалов для выработки заготовок спецназначения тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Разработка научно-методических основ повышения качества березовых лесоматериалов для выработки заготовок спецназначения"

На правах рукописи МУСИХИНА ЛЮДМИЛА АНАТОЛЬЕВНА

ггс од

о /.Т-1

РАЗРАБОТКА НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА БЕРЕЗОВЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЗАГОТОВОК СПЕЦНАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 08.00.02-«Экономика стандартизации и управления качеством продукции»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на со искание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2000

Работа выполнена в Марийском государственном технически университете и во Всероссийском научно-исследовательском институ сертификации.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

ФедюковВ.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Морозов В.И.

кандидат технических наук, доцент Пятков В.Е.

Ведущая организация: ОАО «Волжский древкомбинат».

Защита диссертации состоится <С.!.».. .гг^т^г......2000

в часов на заседании диссертационного Совета Д 041.06.02 п Всероссийском научно-исследовательском институте сертификации адресу:

123856 Москва, Электрический пер., дом 3/10

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИСа

Автореферат разослан «.??....».^ГГ/Г^ 5. .2000 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат экономических наук

Чайка И.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Известно, что работы по стандартизации сертификации в России сегодня осуществляются на основе новой нцепции, ориентированной прежде всего на интересы Потребителя. В эм основное отличие современного этапа от предыдущего, когда засдались в основном интересы Изготовителя. В связи с этим особую гуальность приобретает повышение качества продукции и объектив-сть его оценки.

Не является исключением и лесопромышленная продукция. Это сается прежде всего установления размерно-качественных характе-стик лесопродукции. Например, таблицы ГОСТ 2708-75 «Лесомате-алы круглые. Таблицы объемов» были составлены на материалах обра стволов ели высших классов бонитета. Определение по ним объе-бревен различных древесных пород без учета фактического сбега зола, формирование которого зависит от природно-климатических ТОШ1Й конкретного региона, приводит к значительным погрешностям.

В этом аспекте в Волго-Вятском регионе мало изучена одна из новных лесообразующих пород - береза. Запасы березового сырья :сь составляют 424 млн. м3 , или 30% от общего запаса. Несмотря на з, до сих пор деревообрабатывающая промышленность была ориен-рована на использование древесины хвойных пород, что привело к зкому снижению ее запасов. Как показывает мировой опыт, в других эанах доля лиственных пород в лесопереработке доходит до 40 % и пее против 15-17% в России.

Хотя стандартом ТУ 205 РСФСР 08.922-91 «Заготовки деревян-:е для деталей музыкальных инструментов» допускается использо-гь древесину березы наряду с буком, до последнего времени пред-чтение отдавалось буку. В связи с тем, что основные запасы бука по; преобразования СССР остались за границей России (на Украине и в иоруссии), встает задача более широкого применения березы, для че-нужны исследования по выявлению качественно однородных групп эезовых лесоматериалов. Это позволило бы вырабатывать более од-зодные по качеству заготовки и тем самым повысить их ценность.

Новые экономические условия диктуют выпуск конкурентоспо-5ной продукции, отличающейся прежде всего высоким качеством и зкой себестоимостью. Для этого также нужны глубокие фундаментные и прикладные исследования сырья, составляющего основную по в себестоимости продукции и предопределяющего ее качество.

Таким образом тема диссертационной работы является актуаль-1 и отличается практической направленностью.

Целью диссертационной работы является совершенствование и работка научно-методических основ повышения качества березовых

лесоматериалов для выработки заготовок спецназначения с высога требованиями к физико-механическими свойствами древесины (дет музыкальных инструментов, оружейные ложи, лыжи, паркет и др.).

Объектом исследования является древесина березы Boj Вятского региона на корню и в лесоматериалах, со средними размер и качеством, которые характерны для данных условий произрастани

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлены размерно-качественные характеристики noi пающего в раскрой пиловочного сырья.

2. Выявлены взаимосвязи между основными физ! механическими свойствами древесины березы.

3. Получено уравнение прогнозирования базисной плотнс древесины березы в продольном и поперечном направлении ствола.

4. Получено математическое описание выхода заготовок cnei значения из березового сырья в зависимости от ряда факторов.

5. Предложено (и обосновано) сортирование пиловочного сь по месту вырезки из хлыста, а пиломатериалов -по зонам торца 6pet

Обоснованность выводов. Диссертационная работа выпсш на большом фактическом материале с применением новых техничес средств, обеспечивающих объективность и высокую точность в пр< дении экспериментов и обработке фактического материала.

Практическая ценность. В этом аспекте особое значение им следующие результаты:

-уравнения сбега бревен, полученные для различных мест вы ки из хлыста березы Волго-Вятского региона и предложенные для числения объема лесоматериалов методом «верхнего диаметра и с него сбега» (ОСТ 13-303-92);

-метод определения базисной плотности для любого уча ствола у растущего дерева по локальным показателям (в частности плотности керна на высоте 1,3 м );

-предложенный способ сортирования березовых необрезных ломатериалов для выработки заготовок спецназначения с учетом к ственных зон сырья.

На защиту выносятся:

1. Анализ сбега бревен и его влияния на объем пиловочника ных мест вырезки.

2. Прогнозирование плотности и других физико-механичо свойств древесины в растущем дереве в продольном и поперечно;* правлениях по ее локальным значениям.

3. Способ сортирования лесоматериалов по месту вырезк: хлыста и зонам торца бревна.

4. Математическое описание выхода заготовок спец назначен учетом качественных зон березовых лесоматериалов.

Реализация работы. Основные положения и результаты иссле-шаний отражены в отчетах по хоздоговорным темам, выполненным > заказам предприятий лесопромышленной отрасли (результаты рабо-I за 1986-89 гг. использованы ЦНИИМОД при разработке нормативов >сортного выхода необрезных березовых пиломатериалов по ГОСТ 162-88; за 1997-98 гг. - ГП «Мордовлесгтромом» при разработке на-завлений использования лиственной древесины).

Апробация результатов и публикации. Основные результаты гссертации доложены и обсуждены на Всесоюзной конференции в расноярске (1987 г.), Всесоюзной научно-технической конференции элодых ученых и специалистов в Архангельске (1989 г.), ежегодных 1учно-технических конференциях МарГТУ, начиная с 1986 г.

Диссертационная работа рассмотрена и одобрена на расширенном :седании кафедры Древесины и экологической сертификации Мар-ГУ.

По материалам диссертации опубликовано 12 научных статей.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа об-(им объемом 160 страниц, состоит из введения, пяти глав, общих вы-эдов и рекомендаций, списка литературы из 130 наименований и 9 приложений. Основное содержание работы изложено на 121 страни-ах машинописного текста, включая 8 рисунков и 24 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается краткая характеристика современного со-гояния проблемы, показана актуальность темы диссертационной рабо-ы, сформулированы ее цель, научная новизна и основные положения, ыносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор источников, относящихся к во-росам оценки качества и управления качеством (Азгальдов Г.Г., Бой-,ов Б.В., Белобрагин В.Я., Версан В.Г., Гличев A.B., Дубицкий Л.Г., )крепилов В.В., Подлепа С.А., Сиськов В.И., Федоренко Г.И., Чай-а И.И. и др.). Применительно к лесной отрасли это работы Алексее-аИ.А., Боровикова A.M., Полубояринова О.И., Кислого В.В., Курици-ia А.К., Свиткина М.З. и др.

Отмечены особенности принятого впервые в нашей стране Закона 'оссийской Федерации «О стандартизации» (1993 г.), в котором отра-<ен двуединый характер стандартизации в настоящее время. С одной тороны это установление обязательных требований по безопасности, овместимости и взаимозаменяемости, а с другой- разработка рекомен-

дадий по потребительским показателям продукции (работ, услуг), у правленных на повышение ее качества и экономию ресурсов.

Рассмотрены понятия «качество», «качество продукции», вопр сы стандартизации и сертификации лесопродукции: показатели качес ва и методы его оценки в действующих отечественных и зарубежш стандартах на лиственные лесоматериалы.

Проведен обзор источников, относящихся к изучению качест хлыстов, которое проводилось как наружным исследованием длш бесучковой зоны, прежде всего с лесохозяйственной точки зрения д выращивания более ценной древесины (Абутков Б.В., Гуров А.Ф., Пс лов Э.А., Чернявский П.Н., Якубицкий В.А. и др.), так и исследование внутренней части бревна путем распиливания или лущения (Бело: ров И.Л., Крашенинников И.П., Тюриков Ф.Т. и др.).

Исследования качества пиловочного сырья проводились разлк иыми учеными. Прямо или косвенно этого вопроса касались Акс нов П.П., Бокщанин Ю.Р., Лозинский В.М., Шалаев B.C. За рубеж» проводили исследования Д.Кепшта, И.Палович и др. Проблемам от мального раскроя древесины березы посвящены работы Рыкунина С.1 Берстеневой Г.Н. и Кириллова О.И. Известны также работы Свир да Г.П., Лакатоша Б.К.

По результатам исследований сделаны следующие выводы:

1. Существующие стандарты на круглые лесоматериалы не обе печивают достаточной однородности качественных групп лесомагер! лов, что приводит к нерациональному использованию сырья, снижен! производительности труда, ухудшению снабжения потребителей пит продукцией требуемого качества.

2. Методы оценки качества древесины сырья и пилопродукц отличаются большим разнообразием, так как базируются на различи] способах измерения пороков и часто не учитывают основного назна* ния конечной продукции.

3. Оценка качества древесины сортиментов по местоположеш в стволе дерева (по высоте и поперечному сечению), предлагаем Г.П.Свиридом, уточняет оценку качества древесины во всем процес ее обработки. Кроме того, она позволяет осуществить связь на стад «хлыст-бревно-пиломатериалы-заготовки». Однако, разработанная общих чертах, эта система не содержит исследований по встречаемое сучков по зонам, к тому же не привязана к какой либо породе.

4. В большинстве работ по раскрою на пиломатериалы и загот( ки не учитываются физико-механические свойства сырья.

Исходя го поставленной цели, с учетом результатов анализа п; „веденных исследований сформулированы следующие задачи:

1. Исследование размерно-качественных характеристик пиловочного сырья в данном природно-климатическом регионе.

2. Исследование влияния на выход пиломатериалов сортирования бревен по месту вырезки в хлысте и зонам торца бревна.

3. Исследование среднего сбега ствола и его влияния на объем бревен.

4. Исследование изменения плотности и других физико-механических свойств древесины березы в продольном и поперечном направлении ствола.

5. Исследование влияния различных факторов и установление эффективных вариантов повышения выхода заготовок спецназначения из березовых лесоматериалов.

Вторая глава посвящена характеристике объектов и методике исследований. В соответствии с поставленной целью принят следующий методический подход и выполнен объем экспериментальных работ:

-анализ лесфонда и отчетных данных по распиливаемому сырью на предприятиях Волго-Вятского региона;

-осмотр-перечет березового пиловочного сырья (3006 штук);

-опытные распиловки пиловочного сырья (500 бревен на первом этапе работ, 300 - на втором);

-паспортизация необрезных пиломатериалов (1950 досок);

-паспортизация хлыстов на нижнем складе перед раскряжевкой (40 хлыстов);

-закладка двух пробных площадей и отбор модельных деревьев (ГОСТ 16483.6-80);

-подготовка образцов для физико-механических испытаний (около 2000 штук);

-физико-механические испытания древесины (ГОСТ 16483.7-71, ГОСТ 16483.10-73, ГОСТ16483.37-80 и др.);

- моделирование на ЭВМ раскроя необрезных пиломатериалов на заготовки по целевому назначению (около 2000 схем раскроя по паспортам необрезных пиломатериалов).

Работы по опытным распиловкам пиловочного сырья и паспортизации необрезных пиломатериалов проводились по методике ЦНИИМОД (под руководством А.М.Копейкина и Г.И.Захарьина).

Объемы партий бревен в опытных распиловках были определены согласно методики, обеспечивающей репрезентативность и необходимую точность исследования.

В работе используются многофакторное планирование эксперимента, разработанная для ПЭВМ программа раскроя необрезных пило-

материалов на заготовки, программы статистической обработки данны и др.

Третья глава посвящена исследованию качественных характеру стик березового сырья Волго-Вятского региона. Исследован размернс качественный состав пиловочного сырья; изучены: форма хлыстов пиловочных бревен, сбег и его влияние на объем бревен, встречаемое! сучков и выход необрезных пиломатериалов по зонам торца бревна дл комлевых и срединных бревен.

При анализе пиловочного сырья на предприятиях Кировской ос ласти и республики Марий Эл учитывалась характеристика места загс товки сырья: тип насаждения, возраст, бонитет и др. Всего перечет было подвергнуто 3006 штук бревен, из них 2089 бревен общим объ( мом 497,2 м3 обследовано по республике Марий Эл и 917 бревен объ< мом 165,2 м3 - по Кировской области.

Средние размеры березового пиловочника составляют:

- по республике Марий Эл : с1ср = 21,1 см; /,„ = 5,6м; дср = 0,239 м3

- по Кировской области: с!1Г = 20,6см; !ср= 4,55м; ц1р ~ 0,18м3

- по всему объему сырья: с1ср = 21,0см; /ф = 5,3м; = 0,22 м3.

Анализируя встречаемость сортообразующих пороков у бреве разных групп диаметров и разных мест вырезки из хлыста, а также с< став бревен по сортам с учетом сортообразующих пороков в зависим« сти от места вырезки из хлыста, отметим следующее: во 2-м сорте как комлевых, так и срединных бревен, единственным сортообразующи пороком являются сучки. Причем, у комлевых- в основном зароен» (бровки с усами менее 120°), у срединных - с сучками до 30 мм (сре, ние лесоматериалы) и до 50 мм (крупные лесоматериалы).

В 3 и 4-м сорте у комлевых бревен основным сортообразующи пороком является кривизна (73,8 и 59,0% соответственно), сучков не У срединных бревен в 3-м сорте преобладают сучки (47,5%), кривиз! (37,0%) и совокупность пороков (в основном сучки и кривизна 11,1% В 4-м сорте - кривизна (46,6%), сучки (19,0%) и механические повре> дения (22,2%). У вершинных бревен во 2, 3 и 4-м сортах преобладав сортообразующие пороки: сучки (100 , 72 и 45% соответственно), кр визна-в 3-м (13,2%), в 4-м (35,6%).

В 1-м сорте преобладают комлевые бревна (86,9%), во 2-м - ко] левые и срединные (43,6 и 53,9%), вершинные (2,5%). В 3-м сорте пр обладают срединные бревна (60,2%) и комлевые (34%). Отсюда видн что комлевые бревна, в отличие от срединных, характеризуются знач тельно меньшим наличием сучков- основным сортообразующим пор _ком как в круглых лесоматериалах так и в пиломатериалах:

При планировании распиловок березового пиловочного сыр нами ставилась задача: проверить гипотезу о возможности увеличен

<ачественной однородности вырабатываемых необрезных пиломате-эиалов по зонам торца бревна при распиловке сырья, рассортированного по месту вырезки из хлыста и учтенного, кроме того, по сортам ГОСТ 9462-71. Это позволит сравнить выходы необрезных пиломате-эиалов по качеству (сортам) для каждой зоны торца бревна, каждой юрторазмерной группы для определенного места вырезки из хлыста и сделать соответствующие выводы.

Для получения уравнения связи между диаметром ствола любого :ечения (2х,) и расстоянием от шейки корня до этого сечения (/,), абсолютные размеры стволов были переведены в относительные. За базо-зый диаметр принят диаметр на середине длины хлыста {с1о,5н), здесь {юрма ствола наиболее правильная, в поперечном сечении приближает-

2х

;я к кругу. Значения относительных диаметров (—-) на относитель-

^0.5 Н

гых высотах (~) подверглись статистической обработке.

Полученный показатель точности не превышает 5 %, что находится в пределах, допускаемых для лесной промышленности, следовательно измеренного количества модельных стволов достаточно для построения математической модели.

Коэффициенты уравнения образующей древесных стволов най-1ены о помощью ЭВМ в программной среде «Эврика» решением сис-гемы пяти уравнений.

Уравнение образующей древесного ствола имеет вид:

где 2х, - диаметр хлыста в месте измерения;

/, - длина хлыста от комля до места измерения; ¿0 5я - диаметр на середине длины хлыста; Н- длина хлыста. Анализ уравнения (1) показал, что абсолютные ошибки уравне-шя для зоны раскроя хлыста находятся в пределах точности измерения сруглых лесоматериалов и не превышают ±1см. Максимальные вели-шны ошибок - в вершинном сечении, это объясняется различной интенсивностью облома вершин при валке, трелевке деревьев.

Используя модель образующей древесного ствола, объем его оп->еделяется методом интегрирования:

После подстановки значений 2х( из уравнения (1) и интегрирова-шя, получим формулу для вычисления объема березового хлыста:

2=<5„ -1,0178

+ 1,266 , (1)

(2)

С = 0,7824

(3)

Эмпирические коэффициенты уравнений образующих пиловоч ных бревен определены с помощью ПЭВМ методом наименьших ква,д ратов.

Уравнения образующих бревен различных мест вырезки имею

вид:

комлевые срединные все бревна

2х = <^0,2632| 0,009712| 0.

+ 1,29

2 х = (1

2 х = <1

Ш'-НЗ

148(1) - °'з8б5^3 ^и25

с с

где

<1 - диаметр бревна без коры в вершине, см.

Анализ уравнений показал, что абсолютные ошибки не превь щают ± 1 см, что находится в пределах точности измерения пиловочнь бревен.

Уравнения образующей пиловочных бревен дали возможное найти формулы вычисления их объема:

комлевые V = 0,9722-с?2 -I; (

срединные V = 0,9578 • (? ■ Ь; (

все бревна V = 0,9647 • <12 • I . (

На основе проведенного перечета березового пиловочного сырья Волго-Вятского региона, нами была исследована его сбежи-стость по величине среднего сбега.

Для каждого диаметра вычислены средневзвешенные фактич ские значения сбега. Методом наименьших квадратов на ЭВМ про* веден подбор уравнения, характеризующего связь сбега с вершиннь диаметром, для бревен различной вырезки из хлыста:

комлевые у=0,085+0,042(1 , (1

срединные у=0,552+0,008(1, (1

вершинные у= -1,888+0,324(1 - 0,009с!2, (1

все бревна у=0,076+0,04с1 (1

где (1 - диаметр бревна в вершине, см.

Используя уравнения (10-13), определены для средней длины ( резового пиловочника Ь= 5,25 м различных мест вырезки из хлыс значения объемов по ОСТ 13-303-92.

Занижение объема по таблицам ГОСТ для комлевых бревен пределах 5% и более наблюдается с диаметра 20 см; завышение объе для срединных бревен - с диаметра 26 см.

С учетом размерного состава пиловочного березового сырья олго-Вятского региона систематическая ошибка занижения объема по ¡блицам ГОСТ составила 2%. В такой ситуации для Продавца пилотных бревен представляет интерес при определении объема лесома-;риалов использование ОСТ 13-303-92.

При изучении встречаемости сучков на пласти доски за показать насыщенности принята площадь сучков, выраженная в процентах г площади пласти доски. Значения насыщенности определялись для >упп бревен: средние (<1=14, 18, 22 см) и крупные (<1=28, 32-34 см) от-;льно для комлевой и срединной вырезки из хлыста.

Средние значения насыщенности сучками пластей пиломатериа-эв различных зон торца бревна приведены в табл.1.

Таблица 1

Насыщенность сучками (Сп ,%) пласти березовых необрезных пиломатериалов (различных зон торца бревна)

Бревна Зона торца бревна

центр 1-я (1-2)-я 2-я 3-я 4-я

Комлевые средние 0,32 0,21 0,105 0,05

крупные 0,46 0,27 0,14 0,06

Срединные средние 0,67 0,60 0,42 0,36

крупные 0,79 0,91 0,49 0,42

Как видно из табл.1, насыщенность пласти доски сучками снижа-гся по мере перехода от центра к периферической части торца бревна, азличие по насыщенности сучками досок из комлевых и срединных ревен соответствующих зон торца составляет 2 и более раз (0,32 и ,67; 0.46 и 0,79; 0,21 и 0,60...). Площадь, занятая сучками, у досок цен-эальной зоны из срединных бревен примерно в два раза больше, чем у □сок периферической зоны (0,67 и 0,36; 0,79 и 0,42) и более чем в 6 зз для досок аналогичных зон комлевых бревен (0,32 и 0,05; 0,46 и ,06).

Для выработки высококачественных березовых заготовок наи-олыний интерес представляет «чистая» (от пороков) периферическая эна бревна. Сюда можно отнести третью и четвертую зоны, где прак-ячески отсутствуют сучки, ложное ядро.

По результатам исследований первого этапа распиловок получе-ы показатели выхода пиломатериалов различной сортности (1-Зс) по ОСТ 2695-83 из разных зон для комлевых и срединных бревен диа-етром 14, 18,22 см в процентах от общего количества пиломатериалов эны. Аналогичные данные получены для крупных бревен диаметром 8,32-34 см.

Анализ полученных значений показывает, что выход пил ома риалов 1-го сорта по зонам для комлевых и срединных бревен всех с< тов увеличивается от центра к периферии. Для комлевых бревен всех группах диаметров, по сравнению со срединными, выход пило! териалов 1-го сорта выше, что свидетельствует об их более высок качестве.

Из бревен разных сортов одного места вырезки га хлыста П] сматривается меньшая разница в выходе пиломатериалов первого о та, предназначенных для дальнейшего раскроя на спецзаготовки, че] бревен одного сорта, но разных мест вырезки. Это говорит о целесо разности сортировки бревен не по сортам, а по месту вырезки их хлыста.

Анализ результатов исследований показал заметную разниц; выходе пиломатериалов по зонам торца для групп диаметров 14, 22 см и 28, 32-34 см (в частности, для пиломатериалов 1-го сорта р личие составляет 1,5-2 раза), что дало основание далее вести расче отдельно для этих двух групп и согласиться с установленным в с время в нормативах посортного выхода разделением лесоматериалов две группы: средние (14-24 см) и крупные (26 см и более).

Четвертая глава посвящена исследованиям физи механических свойств древесины березы, учитываемых при вырабо ряда заготовок специального назначения, в частности, примепяел для изготовления музыкальных инструментов, лыж, ружей. Важно метить, что на практике ограничивают ее применение при изготовле! наиболее ответственных деталей, для чего используют в основном р весину бука.

При сравнении свойств древесины этих пород выявлено, что некоторым показателям древесина березы не уступает буку, по некс рым - превосходит. Поэтому более детальное изучение свойств др< сины березы как по длине ствола, так и по радиусу преследует и уточнения их и разработку конкретных практических рекоменда для целевого назначения в соответствующих отраслях.

Из хлыстов, взятых с пробных площадей, выпиливались чур длиной около 0,7 м по длине хлыста на относительных высотах 0,2 0,50Н; 0,75Н и на расстоянии 1,3 м от комля.

Метод отбора образцов на относительных высотах имеет преимуществ перед стандартным по ГОСТ 16483.6-80 и перед мето, фиксированных высот (когда образцы берутся через один, два или метра). При этом методе упрощается обработка на ЭВМ, можно н< _средственно сравнивать физико-механические свойства разных дер ев вне зависимости от их высоты.

Чураки делились по длине пополам на «северную» и «южн пластины. Из каждой пластины выпиливалась сердцевинная доска,

>рая раскраивалась на рейки из зон, отстоящих от сердцевины на 25R, 0.5R и 0,75R. Эти кольцевые зоны торца условно названы: яд-мая, центральная и периферическая (боковая). Из реек каждой зоны »товились стандартные образцы 20x20x30 мм (для испытания на гажность, плотность, усушку, прочность при сжатии вдоль волокон) и )х20х300 мм (для исследования акустических свойств древесины).

Полученные результаты исследования позволяют сделать выво-м, что физико-механические свойства закономерно изменяются как по лсоте, так и по зонам поперечного сечения ствола дерева.

Плотность древесины является одним из важнейших показатели качества древесины. Снижение плотности от периферической зоны гвола к ядровой составляет примерно 9,5% , а от комля к вершине -,9%.

Для расчета средней плотности древесины ствола березы уста-овлена ее взаимосвязь:

а) со средней плотностью древесины на высоте 1,3 м:

Рдер ~ 178,52 +- 0,641/7, з , ( г=0,922); (14)

б) с плотностью древесины периферической зоны на высоте 1,3м:

/>^ = 223,3 + 0,542^ (г=0,839). (15)

Эти зависимости можно использовать при определении средней лотности растущего дерева неразрушающим способом (по пробам, зятым с помощью возрастного бурава). Взятие проб из перифериче-кой зоны (на глубину 0,25R) существенно облегчает всю процедуру ценок и уменьшает травмирование растущих деревьев.

Установлена зависимость базисной плотности в любой зоне ство-а от плотности древесины периферической части на высоте 1,3 метра > координат зоны, выраженных в долях высоты ствола и долях радиуса оперечного сечения:

,4^-7,Ъ3^ + \6,99~)*Ю-2. (16)';

0.73» ¡-j ft

Предел прочности при сжатии вдоль волокон, регламентирований в стандартах на заготовки спецназначения, можно определить по ¡азисной плотности древесины березы:

ov =0,21 lpto-44,44 , (г=0,83) (17)

Для древесины березы установлена тесная связь между прочно-тью при сжатии вдоль волокон и скоростью распространения звука в [родольном направлении (W=8%), которая выражается уравнением:

aw = 0,0345Q,-125,64, (г=0,792) (18)

С помощью ультразвукового дефектоскопа и на основе уста-гопленной зависимости (18) можно контролировать качество березовых :аготовок спецназначения неразрушающим экспресс-методом.

Пятая глава посвящена рассмотрению путей управления прок водством и качеством березовых лесоматериалов спецназначения.

Хотя качество любой продукции из древесины как материа биологического происхождения в определенной мере предопределе] ходом естественного развития и условиями произрастания, в то же вр мя оно поддается целенаправленному воздействию на стадиях ее выр щивания и технологической обработки. Не касаясь управления качес вом в процессе выращивания древесины, обратимся к нему, начиная процесса раскряжевки хлыстов и заканчивая производством заготовок

В предыдущих разделах диссертации было выдвинуто и обосн вано предложение о включении места вырезки из хлыста в число пок зателей, предопределяющих качество продукции и данные первого 37 па эксперимента подтвердили это. Выход необрезных пиломатериал! первого сорта из всех групп диаметров комлевых бревен выше, чем срединных в два раза и более.

На втором этапе эксперимента поставлена задача исследован: выхода заготовок из березовых необрезных досок с учетом их мест положения в бревне (по зонам торца бревна), а бревен - в хлысте (ко левые, срединные).

Раскрой осуществлялся поперечно-продольным способом на м делях, которыми были паспорта необрезных досок, введенные в ПЭВ1 По компьютерной программе, разработанной с участием автора, опр делялся процент выхода заготовок различного качества. Причем, кач ственные требования стандарта варьировались по допускаемым разм рам сучков в заготовках: без сучков; до 10 мм; до 20 мм.

Проведено два эксперимента: в первом на заготовки раскраиЕ лись пиломатериалы, полученные из комлевых бревен, во втором -срединных бревен. В экспериментах был использован 5-план с ПФГ] ортогональной части. Исследовалось влияние на объемный выход заг товок пяти основных факторов: диаметра бревна; зоны торца бревна, которой получены пиломатериалы; длины заготовки; ширины заготс ки; максимально допускаемого в заготовке размера сучка. Размеры • готовок и нормы допускаемых пороков приняты с учетом требованш заготовкам музыкальных инструментов (ТУ 205 РСФСР 08.922-91) заготовкам для лож спортивного и охотничьего стрелкового оруж (ГОСТ 16424-83).

В каждом эксперименте - 42 основных опыта. Результаты пре варительно проведенных экспериментов позволили принять гипотез} нормальном распределении выходной величины эксперимента. На с нове этих данных было рассчитано, необходимое число дублироваши опытов п=22, то есть раскраивалось по 22 доски.

Исследуемые факторы, их интервалы и уровни варьирован приведены в табл.2.

Таблица 2

именование факто- Обозначение Интервал варьирования фактора Уровень варьирования фактора

Натуральное Нормализованное нижний (-1) основ-нон (0) верхний (+1)

аметр бревна, см с/ 7 16 23 30

на торца бревна для :краиваемой доски, ли радиуса Р *2 0,325 0,325 0,65 0,975

[ина заготовки, мм Ь 400 400 800 1200

ирина заготовки, I В *4 35 50 85 120

змер сучка заготов-, мм С, *5 10 0 10 20

После расчета коэффициентов регрессии и исключения незначи-

шх, уравнение примет вид:

Для комлевых бревен

у ~ 40,62 + 7,44л:, - 1,93х, -9,83*3 -9,95х4 + 8,93*, -10,72*,2 - 5,12х| 4 6,37х2 --1,29^4-4,98^5+1,65^^-1,36^ (Рркч -1.34) (19)

Для срединных бревен:

> = 31,16 + 8,05*, + 1,43х2 -10,61*3 - 9,17*4 4 6,23*5 -11,86х,2 - 8,61*2 +11,42х2 --1,23*2*4 -2,96х2*5 + 2,67*3*4 -1,5*3*, =иО (20)

При проверке адекватности оказалось, что < = 1,46 при 1 =0,05 ; = (42 -13) = 29 ; /, = 42(22 -1) = 882.

Следовательно уравнения (19 ) и (20 ) адекватны.

Уравнения регрессии для натуральных значений факторов имеют

вид:

р^ = -54,65 + 11,1 27йГ + 82,039/? - 0,031221 -1,188885 4 2,1 б 1С, -0,219с!1-

-48,473/?2 4 0,0052В2 -0,1134Яу9 -1,5323С,/? 4 0,000121В- 0.000341С, (21)

р;.р = -57,95 412,284с/ +128,668/0 - 0,039/. - 1,929В 41,515С,-0,2404с/2 --81,514^240,009382-0,108138/7-0,9107X^/7+0,000X5-0,00038£С, (22) где Р3КШ и Р3ср -проценты выхода заготовок музыкальных инструментов при поперечно-продольном раскрое необрезных березовых досок из комлевых и срединных бревен.

Найденные уравнения позволяют прогнозировать выход заготовок в заданных интервалах варьирования исследуемых фактов. Из уравнений (19 и 20) видно, что выход заготовок из комлевых бревен в среднем превышает выход из срединных в 1,3 раза, а по отношению к объему сырья- на 9,5% (40,62 вместо 31,16%).

Рассчитан комплексный показатель качества березовых пило, териалов, вычисляемый по формуле:

кв={*к? , (

где К1 - оценка весомости /-го показателя;

т, - коэффициент весомости /-го показателя; п - число показателей качества.

В перечень исходных показателей качества предлагается в и чить не все, а лишь основные показатели, решающим образом вли) щие на качество конечной продукции. К этим показателям в нашем следовании следует отнести: диаметр пиловочных бревен; площ сучков на пласти пиломатериалов, полученных из соответствующей ны торца бревна; плотность древесины.

По результатам проведенных исследований определены значи натуральных показателей , весомость каждого показателя, коэффици ты весомостей показателей качества.

По формуле (23) определен комплексный показатель качества : ломатериалов первой зоны (ядровой) для бревен диаметром 18 см ю левой вырезки из хлыста:

К0 = 0,82ОМ * 0,44й'16 * 0,95о'' = 0,71 (

В табл.3 приведены комплексные показатели качества для в> остальных групп лесоматериалов.

Таблица:

Комплексные показатели качества древесины пиловочной берез!

Диаметр, см Комлевые бревна Срединные бревна

зоны по то рцу бревна

Ядровая (П центральная (2) боковая (3) ядровая (1) центральная (2) бокова (3)

18 0,71 0,88 1,11 0,51 0,59 0,61

22 0,80 1,0 1,26 0,57 0,66 0,69

28 0,94 1,17 1,47 0,66 0,76 0,79

Данные таблицы подтверждают целесообразность введения с тирования круглых лесоматериалов по месту вырезки из хлыста, а ] пиливаемых из них пиломатериалов - по зонам торца бревна.

За основу обеспечения качества березовых заготовок спецназ чения принята Система, разработанная проф. В.И.Федюковым для зонансных пиломатериалов. Применительно к управлению качестс березовых лесоматериалов для выработки заготовок спецназначенй Системе будут иметься некоторые изменения, связанные со спецш кой рассматриваемых лесоматериалов.

формирование рынка сбыта л/материалов

Рис. Система сквозного интегрированного управления качеством березовых лесоматериалов спецназначения

Изготовитель. При выполнении работ в лесозаготовках и де вообработке необходимо иметь ввиду, что практически на все виды бот существуют нормативно-технические требования и приводятся ( в государственных, отраслевых стандартах, технических условиях и ■ Однако эти требования, за исключением мероприятий по безопасно' и работ и продукции, далеко не всегда соответствуют данной цели, не позволяет в полной мере обеспечить качество требуемой продукц Следовательно, наряду с использованием существующих положени области раскроя, сортирования лесоматериалов необходимо внедря! практику новые способы, новые технологии, базирующиеся на научь исследованиях и опытно-конструкторских разработках.

Разработчик является связующим звеном между Изготовите.) и Потребителем. Одной из его главных функций является проведе] научных разработок для удовлетворения потребностей Изготовител Потребителя. К таким разработкам относится данная диссертацион работа по управлению качеством березовых лесоматериалов.

Потребитель играет ведущую роль в утверждении качествен: показателей продукции и формировании ее рынка сбыта.

Экономический эффект достигается за счет создания более од родных по качеству групп круглых лесоматериалов, а после распило и сортирования по зонам торца бревна - однородных групп необрез! пиломатериалов и, как следствие этого, увеличение выхода качестЕ ных заготовок. Выход заготовок из комлевых бревен в среднем пре шает выход из срединных по отношению к объему сырья на 9,5%.

2. Определение объемов бревен с учетом фактического сб (ОСГ 13-303-92) позволит повысить экономное использование дрг сины у Потребителя, а также эффективность лесозаготовитель! предприятий (особенно при поставке лесоматериалов на экспорт), как выявленное занижение объемов березовых лесоматериалов в i ном регионе по ГОСТ 2708-75 доходит до 5%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. По физико-механическим свойствам древесина березы, пр< растающей в условиях Волго-Вятского региона, соответствует треб< ниям для изготовления деталей многих видов музыкальных инстру\ тов, заготовок оружейных лож, поэтому может заменить древесину ка.

2. Результаты исследования показали, что исходными показ лями для квалиметрической оценки качества пиломатериалов при работке заготовок спецназначения целесообразно принять: диаметр ловочных бревен; площадь сучков на пласти пиломатериалов, полу-ных из соответствующей зоны торца бревна; плотность древесины.

3. Введение комплексного показателя качества пиломатериалов и тользование его в исследованиях позволило сравнить качество пило-гериалов из комлевых и срединных бревен в зависимости от варьи-;мых факторов. Для комлевых он колеблется в пределах 0,71-1,47; I срединных 0,51-0,79.

4. Установлены средние показатели встречаемости сучков на юти пиломатериалов из различных зон по торцу бревна отдельно для длевых и срединных бревен.

5. Исследована динамика плотности и некоторых физико-санических свойств древесины березы как по высоте, так и по зонам перечного сечения ствола дерева.

6. Для расчета средней плотности древесины ствола березы уста-)лена ее тесная взаимосвязь (г=0,839) с плотностью древесины пери-жческой зоны на высоте 1,3 м.

7. Установлена тесная связь (г=0,792) между прочностью при 1тии вдоль волокон и скоростью распространения звука в продоль-4 направлении , которая может быть использована при контроле ка-тва березовых заготовок спецназначения неразрушающим экспресс-годом.

8. Доказано, что действовавший ГОСТ 9462-71 «Лесоматериалы тлые лиственных пород. Технические условия» и введенный вместо

0 ГОСТ 9462-88, а так же ГОСТ 2695-83 «Пиломатериалы листвен-х пород. Технические условия» не отвечают требованиям по обеспе-(ию качества и рационально-целевого использования при выработке сырья пиломатериалов, а затем из пиломатериалов -заготовок спец-начения, так как заложенный в них метод сортирования лесомате-1лов не обеспечивает физической однородности сортовых (качест-ных) групп.

9. Выявлено, что качество сырья первого сорта по ГОСТ 9462-88 чительно снизилось по сравнению с ГОСТ 9462-71, а качественная юродность уменьшилась, так как раньше в первом сорте были пре-г'щественно комлевые бревна, а сейчас комлевые (43,6%) и средин-

1 (53,9%).

10. Выход пиломатериалов 1-го сорта из комлевых бревен (с!=14-м) по зонам торца (1-2-я, 3-я, 4-я) по сравнению со срединными ¡ьше в 4,1 ; 4,6 и 3,5 раза ; а для крупного сырья (26 см и более) эта ница составляет в среднем 2 раза.

11. Исследования раскроя необрезных пиломатериалов (с учетом ественных параметров сырья, из которого они выпилены) на заго-ки подтвердили результаты раскроя бревен на пиломатериалы.

12. Доказана целесообразность и эффективность использования внения зависимости сбега от вершинного диаметра березового сы-

рья с учетом мест вырезки из хлыста для данного региона при опре; лении объемов бревен по ОСТ 13-303-92.

13. Ввести место вырезки из хлыста в число сортировочных пр знаков бревен.

Пиломатериалы рассортировывать по зонам торца бревна и v пользовать их из центральной и боковой зон на выработку наиболее и чественных заготовок, а из ядровой - на заготовки обычного назна1 ния.

14. В основу управления качеством березовых заготовок спещ значения должно быть заложено функциональное взаимодействие \ готовителя, Разработчика и Потребителя с учетом технологических,; соэкологических и организационно-правовых обязанностей каждой сторон.

По материалам диссертации опубликованы следующие работь

1. Мусихина Л.А. О сбеге березового пиловочного сырья //На. конфер. проф. препод, состава, аспирантов и сотрудн. МПИ по итог науч.-исслед. работ за 1985-1986 уч. г. Тез. докл. - Йошкар-Ола, 198 С. 106.

2. Мусихин Г.П., Мусихина Л.А. Размерно-качественная хар; теристика березового пиловочного сырья Марийской АС //Современные проблемы древесиноведения. Тезисы докладов Bcecoi конф. 22-24 сент. 1987 г. - Красноярск, 1987. -С. 186-188.

3. Копейкин A.M., Мусихина Л.А. О сбежистости березовс пиловочного сырья Волго-Вятского региона //Пути повышения эфф тивности деревообрабатывающих производств. Тез. докл. Всесоюз. уч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов 25-29 сент. 1989 г Архангельск, 1989. - С. 5-7.

4. Мусихина Л.А. Баланс пиловочного сырья на АО "Д( г.Йошкар-Ола //Труды Марийск. гос. тех. ун-та. Вып. 2. Материалы уч. конф. профес.-препод. состава, докторантов, аспирантов, сотру МарГТУ 27-31 мая 1996 г. ЧастьII.-Йошкар-Ола, 1996.-С. 161-163

5. Федюков В.И., Мусихина Л.А. Древесина березы как матер] для изготовления музыкальных инструментов //Труды Марийск. i тех. ун-та. Вып. 5. Материалы науч. конф. профессорско-препод. сос ва Map. гос. тех. ун-та, поев. Дню ун-та и 65-летию Вуза 27-31 ! 1997 г. Часть И. - Йошкар-Ола, 1997. - С. 102-103.

6. Мусихин Г.П., Мусихина Л.А. Анализ формы пиловочных резоных бревен Волго-Вятского региона //Труды Марийск. гос. тех. та. Вып. 5. Материалы науч. конф. профессорско-препод. состава iV

'С. тех. ун-та, поев. Дню ун-та и 65-летию Вуза 27-31 мая 1997 г. иль И. - Йошкар-Ола, 1997.-С. 105-106.

7. Мусихина ДА. Влияние сбега на объем бревен //Современные юблемы учета и рационального использования лесных ресурсов. Ма-риалы докл. региональной науч.-практ. конф., поев. 100-летию со дня >жд. д.с.-х. н., проф. Максима Лавровича Дворецкого 27 янв. 1998 г. -эшкар-Ола, 1998. - С. 63-64.

8. Мусихин Г.П., Мусихина Л.А., Крицкая H.A. Анализ состоя-1я и перспективы развития деревообрабатывающей промышленности спублики Мордовия //Труды науч. конф. по итогам науч.-исслед. ра->т Map. гос. тех. ун-та. 20-22 апреля 1998 г-. Секция "Технология лесо-юмышленных процессов, транспорта леса и гидравлики. - Йошкар-па, 1998. - С. 54-55. - Деп. в ВИНИТИ. № 2737-В98.

9. Мусихина Л.А. Встречаемость сучков в березовом сырье по нам торца бревна //Труды науч. конф. по итогам науч.-исслед. работ ар. гос. тех. ун-та. 20-22 апреля 1998 г. Секция "Технология лесопро-яшленных процессов, транспорта леса и гидравлики. - Йошкар-Ола, >98. - С. 56-57. - Деп. в ВИНИТИ. № 2737-В98.

10. Федюков В.И., Домрачев А.П., Мусихина Л.А. Рациональный кжрой необрезных пиломатериалов на заготовки заданных сечений и «ества //Труды науч. конф. по итогам науч.-исслед. работ Map. гос. х. уц-та. 20-22 апреля 1998 г. Секция "Технология лесопромышлен-.IX процессов, транспорта леса и гидравлики. - Йошкар-Ола, 1998. -. 87-90. - Деп. в ВИНИТИ. № 2737-В98.

11. Мусихина Л.А., Огородникова В.В. Использование ультрабукового метода при контроле и управлении качеством березовых ле-»материалов //Современные проблемы лесопромышленного комплекса элго-Вятского региона. Сборник науч. трудов лесопромышл. фак-та др. гос. тех. ун-та. Вып. 1. - Йошкар-Ола, 1998. - С. 170-173.

12. Мусихин Г.П., Мусихина Л.А. Расширение путей использо-1ния древесины березы //Современные проблемы лесопромышленного »мплекса Волго-Вятского региона. Сборник науч. трудов лесопро-ышл. фак-та Map. гос. тех. ун-та. Вып. 1. - Йошкар-Ола, 1998. -. 176-179.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными эдписями просим направлять по адресу:

123856, Москва, Электрический пер., д. 3/10, ВНИИС, ученому ¡кретарю диссертационного совета Д 041.06.02.

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата технических наук, Мусихина, Людмила Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Состояние вопроса.

1.1. Общие вопросы оценки качества лесопродукции.

1.2. Стандартизация лесопродукции.

1.3. Обзор работ по исследованию размерно-качественной характеристики лесоматериалов и раскрою их на сортименты.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. Характеристика объектов и методика исследований.

2.1. Лесной фонд Волго-Вятского региона.

2.2. Характеристика древесины березы.

2.3. Методика и объем исследований.

ГЛАВА 3. Исследование качественных характеристик березового сырья Волго-Вятского региона.

3.1. Анализ пиловочного сырья.

3.2. Исследование формы хлыстов и пиловочных бревен.

3.3. Сбег и его влияние на объем бревен.

3.4. Исследование встречаемости сучков и выхода необрезных пиломатериалов по зонам торца для комлевых и срединных бревен.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. Физико-механические свойства древесины березы.

4.1. Изменение плотности древесины по высоте и диаметру ствола.

4.2. Закономерности изменения по зонам ствола усушки и прочности ппи сжатии вдоль волокон и взаимосвязь их с плотностью.

4.3. Акустические свойства древесины березы.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. Пути управления производством и качеством березовых лесоматериалов спецназначения.

5.1. Раскрой лесоматериалов по целевому назначению с учетом квалиметрии древесного сырья.

5.2. Квалиметрия, стандартизация и сертификация березовых лесоматериалов.

5.3. Технологические особенности в производстве высокока-чественой продукции из березового сырья.

5.4. Стратегия и основные элементы управления качеством березовых лесоматериалов спецназначения.

5.5. Пути повышения технико-экономической эффективности

Выводы по главе 5.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Разработка научно-методических основ повышения качества березовых лесоматериалов для выработки заготовок спецназначения"

Актуальность темы. Известно, что работы по стандартизации и сертификации в России сегодня осуществляются на основе новой концепции, ориентированной прежде всего на интересы Потребителя. В этом основное отличие современного этапа от предыдущего, когда защищались в основном интересы Изготовителя. В связи с этим особую актуальность приобретает повышение качества продукции и объективность его оценки.

Не является исключением и лесопромышленная продукция. Это касается прежде всего установления размерно-качественных характеристик лесопрбдукции. Например, таблицы ГОСТ 2708-75 «Лесоматериалы круглые. Таблицы объемов» были составлены на материалах обмера стволов ели высших классов бонитета. Определение по ним объема бревен различных древесных пород без учета фактического сбега ствола, формирование которого зависит от природно-климатических условий конкретного региона, приводит к значительным погрешностям.

Создание банка данных о свойствах древесины деревьев различных лесорастительных регионов представляет важное экономическое значение' по рациональному целевому использованию лесных ресурсов.

В этом отношении Волго-Вятский регион, особенно по древесине березы, является мало изученным и требует комплексного подхода в изучении ее, одной из основных лесообразующих пород. Запасы березового сырья в насаждениях Волго-Вятского региона составляют 424 млн. м3, или 30% от общего запаса. Несмотря на это, до сих пор деревообрабатывающая промышленность была ориентирована на использование древесины хвойных пород, что привело к резкому снижению ее запасов. Как показывает мировой опыт, в других странах доля лиственных пород в лесопереработке доходит до 40 % и более против 15-17% в России.

К тому же, запасы древесины разных пород распределены неравномерно по регионам России. В связи с преобразованием СССР, запасы древесины некоторых пород остались за границей России. Например, эксплуатационные запасы особо ценной древесины бука, которая по своим физико-механическим свойствам является основным материалам для изготовления многих деталей музыкальных инструментов, остались в Белоруссии и на Украине. Следовательно, нужны поисковые исследования по замене бука древесиной других пород, в частности березой, с близкими физико-механическими свойствами.

Для рационально- целевого использования и сохранения древесины с высокими физико-механическими свойствами важное значение имеет не-разрушающий способ контроля качества. В связи с этим требуется разработка основ квалиметрии древесного сырья с учетом региональных особенностей произрастания.

Новые экономические условия диктуют выпуск конкурентоспособной продукции, отличающейся прежде всего высоким качеством и низкой себестоимостью. Для этого также нужны глубокие фундаментальные и прикладные исследования сырья, составляющего основную долю в себестоимости продукции.

Таким образом,тема диссертационной работы является актуальной и отличается практической направленностью.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является совершенствование и разработка научно-методических основ повышения качества березовых лесоматериалов для выработки заготовок спецназначения с высокими требованиями к физико-механическим свойствам древесины в условиях Волго-Вятского региона. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи по исследованию:

- размерно-качественных характеристик пиловочного сырья в данном природно-климатическом регионе;

- влияния на выход пиломатериалов сортирования бревен по месту вырезки в хлысте и зонам торца бревна;

- среднего сбега ствола и его влияния на объем бревен;

- изменения плотности и других физико-механических свойств древесины березы в продольном и поперечном направлении ствола.

- влияния различных факторов и установление эффективных вариантов повышения выхода заготовок спецназначения из березовых лесоматериалов.

Объектом исследования является древесина березы Волго-Вятского региона на корню и в лесоматериалах, со средними размерами и качеством, которые характерны для данных условий произрастания.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлены размерно-качественные характеристики поступающего в раскрой пиловочного сырья.

2. Выявлены взаимосвязи между основными физико-механическими свойствами древесины березы.

3. Получено математическое описание распределения плотности древесины березы в продольном и поперечном направлении ствола.

4. Получено математическое описание выхода заготовок спецназначения из березового сырья в зависимости от ряда факторов.

5. Предложено (и обосновано) сортирование пиловочного сырья по месту вырезки из хлыста, а пиломатериалов -по зонам торца бревна.

Обоснованность выводов. Диссертационная работа выполнена на большом фактическом материале с применением новых технических средств, обеспечивающих объективность и высокую точность в проведении экспериментов и обработке фактического материала.

Практическая ценность. В этом аспекте особое значение имеют следующие результаты:

- уравнения сбега бревен, полученные для различных мест вырезки из хлыста березы Волго-Вятского региона и используемые при вычислении объема лесоматериалов методом «верхнего диаметра и среднего сбега» (ОСТ 13-303-92);

- новый математический метод определения базисной плотности для любого участка ствола у растущего дерева по локальным показателям (в частности, по плотности керна на высоте 1,3 м );

- предложен метод сортирования березовых необрезных пиломатериалов для выработки заготовок спецназначения с учетом качественных зон сырья.

Реализация работы. Основные положения и результаты исследований отражены в отчетах по хоздоговорным темам, выполненным по заказам предприятий лесопромышленной отрасли (результаты работы за 198689 гг. использованы ЦНИИМОД при разработке нормативов посортного выхода необрезных березовых пиломатериалов по ГОСТ 9462-88; 1997-98 гг. - ГП «Мордовлеспромом» при разработке направлений использования лиственной древесины).

Апробация результатов и публикации. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на Всесоюзной конференции в Красноярске (1987 г.), Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов в Архангельске (1989 г.), ежегодных научно-технических конференциях МарГТУ, начиная с 1986 г.

Диссертационная работа рассмотрена и одобрена на расширенном заседании кафедры Древесины и экологической сертификации МарГТУ.

По материалам диссертации опубликовано 12 научных статей.

На защиту выносятся:

1. Анализ сбежистости и ее влияния на объем пиловочника разных мест вырезки. 8

2. Прогнозирование плотности и других физико-механических свойств древесины в растущем дереве в продольном и поперечном направлении по ее локальным значениям.

3. Способ сортирования лесоматериалов по месту вырезки из хлыста и зонам торца бревна.

4. Математическое описание выхода заготовок спецназначения с учетом качественных зон березовых лесоматериалов.

Диссертационная работа общим объемом 160 страниц, состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы из 130 наименований и 29 приложений. Основное содержание работы изложено на 121 страницах машинописного текста, включая 8 рисунков и 24 таблицы.

Диссертация: заключение по теме "История экономических учений", Мусихина, Людмила Анатольевна

2. Результаты исследования показали, что исходными показателями для квалиметрической оценки качества пиломатериалов при выработке заготовок спецназначения целесообразно принять: диаметр пиловочных бревен; площадь сучков на пласти пиломатериалов, полученных из соответствующей зоны торца бревна; плотность древесины.

3. Введение комплексного показателя качества пиломатериалов и использование его в исследованиях позволило сравнить качество пиломатериалов из комлевых и срединных бревен в зависимости от варьируемых факторов. Для комлевых он колеблется в пределах 0,71-1,47 ; для срединных 0,51-0,79.

4. Установлены средние показатели встречаемости сучков на пласта пиломатериалов из различных зон по торцу бревна отдельно для комлевых и срединных бревен.

5. Исследована динамика плотности и некоторых физико-механических свойств древесины березы как по высоте, так и по зонам поперечного сечения ствола дерева.

6. Для расчета средней плотности древесины ствола березы установлена ее тесная взаимосвязь (г=0,839) с плотностью древесины периферической зоны на высоте 1,3 м.

7. Установлена тесная связь (г=0,792) между прочностью при сжатии вдоль волокон и скоростью распространения звука в продольном направлении , которая может быть использована при контроле качества березовых заготовок спецназначения неразрушающим экспресс-методом.

8. Доказано, что действовавший ГОСТ 9462-71 «Лесоматериалы круглые лиственных пород. Технические условия» и введенный вместо него ГОСТ 9462-88, а так же ГОСТ 2695-83 «Пиломатериалы лиственных пород. Технические условия» не отвечают требованиям по обеспечению качества и рационально-целевого использования при выработке из сырья пиломатериалов, а затем из пиломатериалов -заготовок спецназначения, так как заложенный в них метод сортирования лесоматериалов не обеспечивает физической однородности сортовых (качественных) групп.

9. Выявлено, что качество сырья первого сорта по ГОСТ 9462-88 значительно снизилось по сравнению с ГОСТ 9462-71, а качественная однородность уменьшилась, так как раньше в первом сорте были преимущественно комлевые бревна, а сейчас комлевые (43,6%) и срединные (53,9%).

10. Выход пиломатериалов 1-го сорта из комлевых бревен (ё=14-24см) по зонам торца (1-2-я, 3-я, 4-я) по сравнению со срединными больше в 4,1 ; 4,6 и 3,5 раза ; а для крупного сырья (26 см и более) эта разница составляет в среднем 2 раза.

11. Исследования раскроя необрезных пиломатериалов (с учетом качественных параметров сырья, из которого они выпилены) на заготовки подтвердили результаты раскроя бревен на пиломатериалы.

12. Доказана целесообразность и эффективность использования уравнения зависимости сбега от вершинного диаметра березового сырья с учетом мест вырезки из хлыста для данного региона при определении объемов бревен по ОСТ 13-303-92.

13. Ввести место вырезки из хлыста в число сортировочных признаков бревен.

Пиломатериалы рассортировывать по зонам торца бревна и использовать их из центральной и боковой зон на выработку наиболее качественных заготовок, а из ядровой — на заготовки обычного назначения. '

14. В основу управления качеством березовых заготовок спецназначения должно быть заложено функциональное взаимодействие Изготовителя, Разработчика и Потребителя с учетом технологических, ле-соэкологических и организационно-правовых обязанностей каждой из сторон.