Теоретические аспекты проектирования однопоточных лесопильных цехов малой и средней мощности

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

Федеральное государственное бюджетное 
образовательное учреждение высшего образования 

«БРЯНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

«УРАЛЬСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  
ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

Т. И. Глотова, А. А. Лукаш, 
О. Н. Чернышев 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ 
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДНОПОТОЧНЫХ 
ЛЕСОПИЛЬНЫХ ЦЕХОВ 
МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ 

Монография 

Москва 
2022

УДК 674.093.2 
ББК 37.132-4-02 
Г54 

Рецензенты 
Угрюмов С. А. — д-р техн. наук, ФГБОУ ВО «Санкт Петербургский государственный 
лесотехнический университет имени С. М. Кирова», 
проф. каф. технологии лесозаготовительных производств; 
Земцовский А. Е. — канд. техн. наук, ФГБОУ ВО «Санкт Петербургский 
государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова», 
проф. каф. Технологии лесозаготовительных производств 

Глотова, Т. И. 
Г54      Теоретические аспекты проектирования однопоточных лесопильных 
цехов малой и средней мощности : монография / Т. И. Глотова, 
А. А. Лукаш, О. Н. Чернышев. — Москва ; Директ-Медиа, 2022. — 168 с. 

ISBN 978-5-4499-2878-8 

Изложены теоретические положения проектирования однопоточных лесопильных цехов малой и средней мощности. Приведены методика планирования 
раскроя пиловочного сырья и технологические расчеты производственной мощности лесопильного цеха. Показаны способы переработки лесоматериалов с ядровой гнилью и загрязнением радионуклидами. Приведены рекомендации по 
составлению схем и технологических процессов лесопильных потоков на базе 
круглопильных ленточнопильных станков. 
Для бакалавров, магистров и аспирантов лесотехнических вузов, инженернотехнических работников лесопильных предприятий и тем, кто связан с разработкой моделей отдельных технологических процессов деревообработки и их 
оптимизации. 
Монография подготовлена на кафедре «Технология деревообработки» 
ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет» и кафедре механической обработки древесины и промышленной безопасности ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет». 

УДК 674.093.2 
ББК 37.132-4-02 

ISBN 978-5-4499-2878-8 
© Глотова Т. И., Лукаш А. А., Чернышев О. Н., текст, 2022 
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2022 
© ФГБОУ ВО Брянский государственный инженерно-технологический 
университет, 2022 
© ФГБОУ ВО Уральский государственный лесотехнический университет, 
2022 

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ 
7 

Часть. 1 Теоретические аспекты лесопиления 
9 

1. ТЕОРИЯ РАСКРОЯ СЫРЬЯ НА ПИЛОМАТЕРИАЛЫ 
9 
1.1 Специфика применения горизонтальных 
ленточнопильных станков 
9 
1.2 Анализ теории раскроя и организации процесса 
производства пиломатериалов 
12 
1.3 Анализ методов раскроя бревен на пиломатериалы 
с учетом качества древесины 
15 
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАСЧЕТА 
ПОСТАВОВ 
20 
2.1 Теория планирования раскроя пиловочного сырья ... 
20 
2.2 Методика расчета поставов 
24 
3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ 
МОЩНОСТИ ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА 
27 
3.1 Обоснование выбора бревнопильного оборудования . . 
27 
3.2 Обоснование выбора способа раскроя пиловочного 
сырья на пилопродукцию 
29 
3.3 Анализ возможности выполнения спецификации 
пиломатериалов из заданного сырья 
30 
3.4 Составление плана раскроя пиловочного сырья 
32 
3.5 Расчет поставов 
33 
3.6 Разработка алгоритма программы расчета поставов 
37 
3.7 Анализ посортного состава пиломатериалов 
41 
3.8 Составление баланса раскроя пиловочного сырья 
43 
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ 
44 
4.1 Проектирование поточной линии на базе 
лесопильных рам 
44 
4.2 Производительность лесопильного оборудования . . . 
49 

3 

5. ТОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ 
ОДНОПОТОЧНОГО ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА 
50 
5.1 Основные положения 
50 
5.2 Расчет среднесменной производительности 
бревнопильной линии 
51 
5.3 Исходные данные для расчета производительности 
бревнопильных линий и лесопильных цехов 
56 
5.4 Расчет потребного количества обрезных станков 
57 
5.5 Расчет потребного количества торцовочных станков .... 
61 
5.6 Выбор типа и основных технологических параметров 
линий для сортировки досок 
62 
6. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО 
ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ СЫРЬЯ К ОБРАБОТКЕ 
63 
6.1 Расчет производительности линии сортировки бревен .. 
63 
6.2 Определение оперативного запаса бревен 
65 
6.3 Расчет емкости склада рассортированных бревен 
65 
6.4 Расчет времени накопления оперативного запаса бревен ... 
66 
6.5 Расчет потребного количества технологического 
оборудования на складе пиловочного сырья 
66 
7. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОЦЕССА 
ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ 
67 
7.1 Расчет среднесменной производительности линии 
для окончательной обработки пиломатериалов 
67 
7.2 Анализ и выбор транспортных средств 
70 
7.3 Расчет транспортных средств лесопильного цеха . . . 
71 

Часть 2. Теоретические аспекты переработки 
фаутной древесины и отходов 
73 

8. ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ С ЯДРОВОЙ ГНИЛЬЮ 
И ЗАГРЯЗНЕНННОЙ РАДИОНУКЛИДАМИ 
73 
8.1 Способы переработки лесоматериалов с ядровой гнилью 
73 
8.2 Переработка загрязненной радионуклидами древесины 
77 
8.3 Переработка пиломатериалов с ядровой гнилью 
78 

4 

9. СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ЛЕСОПИЛЕНИЯ ... 
80 
9.1 Технология композитов с использованием 
минеральных вяжущих 
80 
9.2 Технология композитов с использованием 
синтетических связующих 
89 

Часть 3. Теоретические аспекты проектирования 
однопоточных лесопильных цехов малой и средней 
мощности 
100 

10. СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА 
100 
11. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 
101 
11.1 Исходные данные 
101 
11.2 Обоснование способа раскроя бревен на пиломатериалы 
102 
12. РАЗРАБОТКА ПЛАНА РАСКРОЯ 
ПИЛОВОЧНОГО СЫРЬЯ НА ПИЛОМАТЕРИАЛЫ 
103 
12.1 Анализ выполнения спецификации пиломатериалов ... 
103 
12.2 Пример анализа выполнения спецификации 
пиломатериалов из заданного пиловочного сырья 
104 
12.3 Расчет поставов 
105 
12.4 Пример расчета поставов 
112 
13. РАСЧЕТ ПЛАНА И БАЛАНСА РАСКРОЯ СЫРЬЯ 
117 
13.1 Разработка план раскроя бревен на пиломатериалы . . 
117 
13.2 Составление баланса раскроя древесины 
119 
14. ПРОИЗВОДСТВЕНЫЙ ПРОЦЕСС ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА... 
121 
14.1 Расчет поточной линии лесопильного цеха 
на базе лесопильных рам 
121 
14.2 Расчет потребного количества обрезных станков 
126 
14.3 Расчет потребного количества торцовочных станков ... 
127 
14.4 Пример расчета производственного процесса 
в лесопильном цехе 
129 
14.5 Пример расчета потребного количества обрезных 
и торцовочных станков 
130 
15. АНАЛИЗ И ВЫБОР ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 
132 
15. 1 Околорамное оборудование 
132 

5 

15.2 Разработка структурной схемы технологического 
процесса и плана размещения оборудования лесопильного цеха.. 
137 
15.3 Технологический процесс на базе круглопильных 
бревнопильных станков 
141 
15.4 Технологический процесс на базе круглопильных 
брусующий станков 
142 
15.5 Технологический процесс на базе горизонтальных 
ленточно-пильных станков 
143 
16. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 
ЛЕСОПИЛЬНОГО ЦЕХА 
145 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 
146 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 
147 
ПРИЛОЖЕНИЯ 
151 
ОБ АВТОРАХ 
166 

ВВЕДЕНИЕ 

Полный запрет экспорта круглого необработанного леса из 
России 
обеспечит 
кардинальные 
изменений 
в 
отрасли. 
Лесозаготовительным 
компаниям 
придется 
освоить 
первичную 
обработку древесины, простейшим способом которой является 
производство пиломатериалов. Ожидается приток инвестиций для 
приобретения новой техники и/или помещений для обработки 
круглого 
леса 
и 
выпуска 
пиломатериалов, 
что 
обеспечит 
эффективную 
лесопереработку. 
Российские 
потребители 
пиломатериалов строители и мебельщики будут надежно обеспечены 
российским древесным сырьем. 
В 
соответствии 
с 
федеральным 
государственным 
образовательным стандартом высшего образования (ФГОС ВО 3++) 
для программ бакалавриата 
и магистратуры по 
направлению 
подготовки 
35.03.02 
Технология 
лесозаготовительных 
и 
деревоперерабатывающих 
производств, утвержденного 
приказом 
Минобрнауки России от 26 июля 2017 г. № 698 
предусмотрено 
изучение 
дисциплины 
«Технология 
лесопильнодеревообрабатывающих производств». 
Дисциплина включает в себя понятие о поставах и критерии их 
оптимальности; способы раскроя бревен на пиломатериалы и области 
их применения; методика составления плана раскроя; способы 
хранения 
сырья; 
классификация 
производственных 
процессов 
подготовки пиловочного сырья к распиливанию; основы теории 
организации 
производства 
пиломатериалов; 
оптимизационный 
подход к решению задачи специализации лесопильных предприятий; 
технико-экономические 
показатели 
участков 
сортировки 
пиломатериалов 
и 
обработки 
их 
после 
сушки; 
комплексная 
механизация и автоматизация на складах пиломатериалов; техникоэкономические показатели складов пиломатериалов. 
Технология 
лесопильно-деревообрабатывающих 
производств 
имеет важное значение для полноценной подготовки обучающихся по 
направлению 
«Технология 
лесозаготовительных 
и 
деревоперерабатывающих производств, которые должны уметь в 
производственных условиях организовать и осуществлять работы 
по 
распиловке круглых лесоматериалов. 

7 

Целью 
освоения 
дисциплины 
является: 
профессиональная 
подготовка в области производства пиломатериалов, заготовок для 
столярно-строительных изделий, мебели, тары. 
Задачами дисциплины является: 
- формирование целостных (системных) знаний о технологии 
выполнения работ по раскрою круглых лесоматериалов; 
- создание представление об организации рабочих мет на 
складах круглых лесоматериалов, в лесопильных и раскройных цехах, 
на складах пиломатериалов и правильном выборе рабочих мест для 
соответствующих условий производства; 
- ознакомить с тенденциями развития отрасли. 
В результате освоения дисциплины должны быть формированы 
следующие компетенции: 
Профессиональные компетенции 
Производственно-технологическая деятельность: 
ПК-1- 
способность 
организовывать 
и 
контролировать 
технологические 
процессы 
на 
лесозаготовительных, 
лесотранспортных и деревоперерабатывающих 
производствах в 
соответствии с поставленными задачами. 
Проектно-конструкторская деятельность: 
ПК-16 
- готовность 
обоснованно 
выбирать 
оборудование, 
необходимое для осуществления технологических процессов. 
В 
учебном 
пособии 
сделаны 
конкретные 
ссылки 
на 
литературные источники, которые необходимых для разработки 
технологического 
процессов 
получения 
пиломатериалов 
с 
использованием различных видов оборудования. 

Часть. 1 Теоретические аспекты лесопиления 

1. ТЕОРИЯ РАСКРОЯ СЫРЬЯ НА ПИЛОМАТЕРИАЛЫ 

1.1 Специфика применения горизонтальных ленточнопильных 

Достаточно 
много 
предметов, 
окружающих 
нас 
в быту, 
изготовлены из дерева, включая оконные рамы, двери, паркетные 
плитки, мебель и прочие изделия. Растущие потребности приводят к 
увеличению 
объемов 
заготовки 
древесины, 
что 
негативно 
сказывается на состояние окружающей среды. 
Одним 
из способов 
сокращения 
вырубки 
лесов 
является 
строжайшая 
экономия 
лесных 
материалов 
непосредственно 
в процессе обработки. Иногда нерациональный подход к обработке 
древесины приводит к потере сорока процентов сырья. Обработка 
лесоматериалов 
на ленточнопильных 
станках 
отличается 
от 
традиционных способов раскроя мобильностью, экономичностью и 
качеством. Погрешность при выходе готовой продукции, длина 
которой не превышает шесть метров, составляет не более одного 
миллиметра. Отличает эти станки низкое энергопотребление, что 
позволяет 
использовать 
в качестве 
источника 
электроэнергии бензиновый генератор или аналогичные агрегаты. 
Выход готовой продукции на ленточных станках может достигать 
семидесяти процентов. Этим они выгодно отличаются от рамных пил. 
На сегодняшний день в России производятся разнообразные 
ленточные станки. К традиционно применяемым ленточнопильным 
станкам относятся следующие виды оборудования, технические 
характеристики которого представлены в таблице 1.1. 
Монтаж и эксплуатация данного вида оборудования связано с 
рядом особенностей, которым необходимо: 
- уделять внимание натяжению пил и снабжению оборудования 
соответствующими контролирующими устройствами; 
- снабжать оборудование лазерными указателями плоскости 
резания; 
- снабжать станки механизмами установки пильной каретки под 
углом к стапелю станка; 
- обеспечивать правильную подготовку пил и 
смазку лезвия 
ленточной пилы от за смоления. 
Обязательно нужно сортировать лесоматериал в зависимости 
от его твердости и влажности. 

9 

Таблица 1.1 — Техническая характеристика оборудования 

Показатели 
ЛП-80 
Радуга-1200 

Woodmizer LT 

40 

Макс, диаметр, мм 
850 
1200 
920 

Макс, длина, мм 
7000 
7000 
6100 

Мин. толщина пилы, мм 
0,9-1,1 
0,9-1,2 
1,0-1,1 

Макс, длина пилы, мм 
4925 
6650 
6230 

Диаметр пильных шкивов, мм 
560 
595 
485 

Скорость подачи, м/мин 
0,05-20 
0,5-18 
0,5-20 

Суммарная мощность 
двигателей, кВт 

11,74 
12,9 
18,0 

Процент выхода обрезных 
пиломатериалов, % (по 
фактическим данным) 

62,3 
60,6 
64,6 

Правильное использование станка позволяет продлить срок 
службы оборудования. [20] 
В работах 
[4,20], рекомендуется выбирать ленточнопильные 
станки элементами конструкций которых являются: 
- портал; 
- вертикальные направляющие; 
- механизм для перемещения в вертикальной плоскости; 
- шкивы и ролики. 
Портал должен быть изготовлен из трубы квадратного сечения и 
обязательно с усиливающими элементами. Отсутствие усиливающих 
элементов связано с 
проблемами в эксплуатации, а именно: 
деформацию портала в процессе эксплуатации станка. 
Вертикальные направляющие должны быть изготовлены из 
цельного металла и тщательно 
обработаны. Шкивы, по которым 
перемещается пильная лента, должны иметь диаметр не менее 500 
мм, а шкив двигателя — не менее 140 мм, а ролики, служащие для 
направления и поддержки пильной ленты, должны иметь много 
различных регулировок. 
К недостаткам ленточнопильных станков относят следующее: 
- возможную волнистость пиломатериала; 
- разную толщину досок; 
- повышенную шероховатость поверхности при неправильной 
заточки и подготовки пил, распиловке твердой и мерзлой древесины. 

10