TP
D)l
D
Tommy Helgesson, Bengt Hägglund
Datorsimulering av förluster i
värdeutbyte på grund av
mekaniska skador på sågtimmer
Computer Simulation of Losses in Value
Due to Mechanical Damage to Saw Logs
Trätek
Tommy Helgesson, Trätek Bengt Hägglund, studerande
D A T O R S I M U L E R I N G A V F Ö R L U S T E R I V Ä R D E U T B Y T E P A G R U N D A V M E K A N I S K A S K A D O R P Ä S Ä G T I M M E R Computer Simulation of Losses in Value Due to Mechanical Damage to Saw Logs
TräteknikCentrum Rapport I 8708049 Nyckelord damage loss in value lumber yield computer simulatiorå Stockholm a u g u s t i 1987
Rapporter från TräteknikCentrum är kompletta sammanställningar av forskningsresultat eller översikter, utvecklingar och studier. Publicerade rapporter betecknas med I eller P och numreras tillsammans med alla utgåvor från Träteknik-Centrum i löpande följd.
Rapporter kan som regel beställas kostnadsfritt i ett exemplar av medlemsföretag. Ytterligare be-ställda exemplar faktureras.
Citat tillätes om källan anges.
Reports issued by the Swedish Institute for Wood Technology Research comprise complete accounts for research results, or summaries, surveys and stu-dies. Published reports bear the designation I or P and are numbered in consecutive order together with all the other publications from the Institute.
Member companies may generally order one copy of any report free of charge. A charge will be made for any further copies ordered.
Extracts from the text may be reproduced provided the source is acknowledged.
TräteknikCentrum betjänar de fem industrigre-narna sågverk, trämanufaktur (snickeri-, trähus-, möbel- och övrig träbearbetande industri), träfi-berskivor, spånskivor och plywood. Ett avtal om forskning och utveckling mellan industrin och Styrelsen för Teknisk Utveckling (STU) utgör grunden för verksamheten som utförs med egna, samverkande och externa resurser. Träteknik-Centrum har forskningsenheter, förutom i Stock-holm, även i Jönköping och Skellefteå.
The Swedish Institute for Wood Technology Re-search serves the five branches of the industry: saw-mills, manufacturing (joinery, wooden houses, fur-niture and other woodworking plants), fibre board, particle board and plywood. A research and deve-lopment agreement between the industry and the Swedish National Board for Technical Development (STU) forms the basis for the Institutes activities. The Institute utilises its own resources as well as those of its collaborators and other outside bodies. Apart from Stockholm, research units are also located in Jönköping and Skellefteå.
I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G
S i d
FÖRORD 3 SAMMANFATTNING 4
BAKGRUND OCH SYFTE 3 BERÄKNINGSPROGRAMMETS UPPBYGGNAD 6 RESULTAT 7 Dubbinträngningar 7 Ändsprickor 18 DISKUSSION 20 Dubbskador 20 Kapsprickor 21 Sammanfattning 23 LITTERATURFÖRTECKNING 23 SUMMARY 2k BILAGOR 1 : 1 - 3
FORORD
M a t e r i a l e t i denna r a p p o r t baseras på e t t examensarbete som genomförts av Bengt Hägglund v i d i n s t i t u t i o n e n för träteknik, Högskolan i Luleå. A r b e t e t har f i n a n s i e r a t s av Trätek. I examensarbetet f i n n s en b e s k r i v n i n g av den matematiska modell som l i g g e r t i l l grund för a r b e t e t samt en användarbe-s k r i v n i n g av datorprogrammet. I denna r a p p o r t redovianvändarbe-saanvändarbe-s de r e användarbe-s u l t a t användarbe-som er-hålls när datorprogrammet används på konkret s t o c k m a t e r i a l .
SAMMANFATTNING
Vid Träteks skogsmekaniseringsgrupp b e d r i v s f o r s k n i n g beträffande värdeut-bytesförluster p g a mekaniska skador, t y p dubbinträngningar och änd-s p r i c k o r i änd-sågtimmer. A r b e t e t änd-som baänd-seraänd-s på p r a k t i änd-s k a mätningar, provänd-såg- provsåg-n i provsåg-n g a r och t e o r e t i s k a beräkprovsåg-niprovsåg-ngsmodeller har målsättprovsåg-niprovsåg-ngeprovsåg-n e t t bättre rå-v a r u u t n y t t j a n d e .
Som e t t l e d i d e t t a a r b e t e har denna beräkningsmodell u t v e c k l a t s . Modellen beräknar värde och volymsutbyte v i d sågning med hänsyn tagen t i l l mekaniska skador. Den är en v i d a r e u t v e c k l i n g av Träteks sönderdelningsmodell för s i -m u l e r i n g av sågutbyte. Med hjälp av -modellen har d a t o r s i -m u l e r i n g a r g j o r t s
för a t t beräkna värdeutbytesförluster p g a dubbinträngningar från mat-ningsanordningar och ändsprickor i timmerstocken.
Värdeutbytesförlusterna p g a dubbinträngningar har beräknats med utgångs-punkt från två uppmätta s t o c k p a r t i e r . Det ena s t o c k p a r t i e t bestående av klentimmer och d e t andra bestående av timmer med grövre dimensioner. Med antagandet a t t två m a t a r v a l s a r v a r i t i ingrepp har s i m u l e r i n g a r g j o r t s för f y r a r e p r e s e n t a t i v a p o s t n i n g a r för r e s p e k t i v e s t o c k k l a s s . För v a r j e s t o c k k l a s s , som täcker e t t d i a m e t e r i n t e r v a l l på 20 mm, har värdeutbytesförl u s t e n beräknats för f y r a o värdeutbytesförl i k a dubbinträngningsdjup. Det innebär a t t r e -s u l t a t e n för -s a m t l i g a -s i m u l e r i n g a r med hän-syn t i l l dubbinträngning täcker ett d i a m e t e r i n t e r v a l l från 150 mm t i l l 270 mm toppdiameter. R e s u l t a t e n av s i m u l e r i n g e n v i s a r på värdeutbytesförluster p g a dubbinträngning, från 0,8 % för 3 mm skadedjup t i l l 6,5 % för 10 mm. Värdeutbytesförlusten ar också r e l a t e r a d t i l l stockdiametern. Samma skadedjup på en k l e n som på en grov s t o c k ger större utbytesförlust på den klena stocken.
Beträffande ändsprickor så har de värdeekonomiska beräkningarna begränsats t i l l en enda p o s t n i n g och s t o c k k l a s s . Detta beroende på a t t
värdeutbytes-förlusten p g a ändsprickor i s t o r t s e t t är oberoende av p o s t n i n g och topp-diameter. Värdeutbytesförlusterna är istället r e l a t e r a d e t i l l spricklängd; beträffande s p r i c k a n s avstånd från mantelytan och de modulavkapsystem som används, se t a b e l l e r s i d 19.
Datorprogrammen med beräkningsmodellen f i n n s hos TräteknikCentrum och kan u t n y t t j a s för körningar på s t o c k m a t e r i a l .
BAKGRUND OCH SYFTE
Mekaniska skador i form av dubbskador, klämskador och s p r i c k o r på timmer ger o f t a s t värdeutbytesförluster v i d sönderdelningen. S t o r l e k e n på värdeut-bytesförlusten beror förutom på skadornas o m f a t t n i n g också på stockdiame-ter, k v a l i t e t , avsmalning, s t o c k k r o k , sågmetod och inläggningsfel.
De mekaniska skadornas s t o r l e k i form av dubbskador från matningsanordning-ar på skogs- och bmatningsanordning-arkmaskiner samt kap- och fällsprickor är väl k a r t l a g d a i en s e r i e s t u d i e r .
För a t t bestämma värdeutbytesförlusten kan två metoder användas, provsåg-n i provsåg-n g e l l e r t e o r e t i s k a beräkprovsåg-niprovsåg-ngar.
Provsågning är en dyrbar metod och o f t a svår a t t genomföra om hänsyn s k a l l tas t i l l a l l a påverkande f a k t o r e r . De provsågningar som genomförts har också fått begränsas t i l l sågmetod, d i a m e t e r k l a s s och inläggningsfel. Möjligheten a t t göra t e o r e t i s k a beräkningar i form av d a t o r s i m u l e r i n g är därför lockande ur ekonomisk synpunkt. E t t a n t a l datorprogram har också u t -v e c k l a t s t i d i g a r e och s i m u l e r i n g a r genomförts.
R e s u l t a t e t från en d a t o r s i m u l e r i n g är beroende av i v i l k e n utsträckning hänsyn t a s i datorprogrammet t i l l r e l e v a n t a påverkande f a k t o r e r . E t t d a t o r -program där man nått långt är Träteks sönderdelnings-program.
S y f t e t med denna undersökning har därför v a r i t :
att v i d a r e u t v e c k l a Träteks sönderdelningsprogram så a t t hänsyn t a s också t i l l dubbskador och s p r i c k o r i timmerstocken,
att utvärdera v i l k a värdesutbytesförluster dubbskador och ändsprickor i timmerstocken förorsakar.
BERÄKNINGSPROGRAMMETS UPPBYGGNAD
Att på r e n t t e o r e t i s k grund beräkna utbytesförluster p g a dubbinträngning i sågtimmer kräver s t o r beräkningskapacitet och lämpar s i g därför för da-t o r s i m u l e r i n g .
Eftersom det är de ekonomiska förlusterna för sågverket som är i n t r e s s a n t a , har Träteks sönderdelningsprogram / I / för s i m u l e r i n g av sågutbyte fått u t -göra grund för d e t nya programmet. Sönderdelningsprogrammet kan med hjälp av s t o c k d a t a användas för beräkning av värde- och volymsutbyte v i d sågning. Med s t o c k d a t a avses uppmätta värden av stockens dimensioner, form och i n -läggningsfel som v a n l i g t v i s görs på e t t a n t a l slumpvis u t v a l d a s t o c k a r v i d e t t sågverk i d r i f t , d v s en s k inläggningsmätning /2/. Beräkningarna som programmet utför bygger alltså på inmätta mätvärden, se b i l a g a 1 och 2. Det gamla sönderdelningsprogrammet har v i d a r e u t v e c k l a t s t i l l två separata program, e t t där man beräknar utbytesförlusten p g a dubbinträngning och e t t som beräknar utbytesförlusten p g a ändsprickor.
Datorprogrammet DUBB är d e t program som beräknar u t b y t e t med hänsyn t i l l dubbinträngningar, SPRICK-programmet det som beräknar u t b y t e t om hänsyn t a s t i l l ändsprickor.
De båda datorprogrammen har v i d a r e u t v e c k l a t s på två o l i k a sätt även om v i s s a l i k h e t e r f i n n s . Den största s k i l l n a d e n mellan dessa två o l i k a program är:
att för programmet DUBB, k a n t n i n g s o p e r a t i o n e n antas vara oberoende av dubbhålsdjup ( a u t o m a t k a n t v e r k ) , d v s utbytesförlusterna b l i r i form av ett Ökat modulavkap i j u s t e r v e r k e t ,
att för programmet SPRICK, k a n t n i n g s o p e r a t i o n e n antas vara beroende av s p r i c k o r , d v s automatkantverket t a r hänsyn t i l l s p r i c k o r när den kan-tar fram den mest optimala brädan.
Det som har förändrats i de nya datorprogrammen jämfört med Träteks sönder-delningsprogram är a t t f l e r a beräkningsrutiner har inprogrammerats. Dessa beräkningsrutiner är inbakade i s t e g 4 i flödesschema av sönderdelningspro-grammet, f i g u r 1 .
S y f t e t med dessa beräkningsrutiner är a t t j u s t e r a u t b y t e t från stocken med avseende på ändsprickor för det ena programmet och med avseende på dubbin-trängningar för det andra programmet. Med e t t så g r o v t flödesschema som i f i g u r 1, kan man i n t e se någon s k i l l n a d mellan de bägge programmen. Genom att i n d e l a s t e g 3 och 4 i e t t aningen f i n a r e flödesschema kan däremot s k i l l n a d e r ses. En utförlig b e s k r i v n i n g av programmen f i n n s i examensarbe-tet /3/.
Inläsning av i n d a t a Beräkning av stockens geo-m e t r i och forgeo-m Beräkning av de o l i k a "bräd-ämnenas" dimen-s i o n e r och form Optimering av det högsta u t -b y t e t ur - bräd-ämnet Nästa stock Steg 1 Steg 2 Steg 3 Steg 4 F i g u r 1. Flödesschema för sönderdelningsprogrammet RESULTAT Dubbinträngningar
Utbytesförlustens s t o r l e k p g a dubbskador beror på en r a d f a k t o r e r förutom dubbinträngningsdjup, exempelvis även på toppdiameter, inläggningsfel och avsmalning.
För a t t få en b i l d av d e t t a har e t t a n t a l körningar g j o r t s v a r v i d t o p p d i a -m e t r a r , inläggningsfel och avs-malning v a r i e r a t s .
Diagrammet i f i g u r 2 v i s a r u t f a l l e t av körningarna. Diagrammet gäller för en s t o c k med endast en m a t a r v a l s i i n g r e p p . Matarvalsens läge är åsätt e t t f a s t värde, 45°, och därigenom kan man r e n t s t a t i s t i s k t i n t e påvisa några a b s o l u t a utbytesförluster, men v i s s a tendenser kan ses. Dessa är exempelvis a t t dubbinträngningsdjupet g i v e t v i s har en s t o r b e t y d e l s e för utbytesför-l u s t e n . Samma sak gäutbytesför-lutbytesför-ler även för toppdiametern och inutbytesför-läggningsfeutbytesför-len. Be-träffande avsmalningen så kan man säga a t t dess b e t y d e l s e i d e t här f a l l e t är l i t e n .
Utbytesförlust {%) Toppd i ameter Avsma1 ni ng I n1äggn i ngsfe 10 H — Dubbinträngning Toppdiameter 235 Avsmalning 3»5 Inläggningsfel - 5 Dubbinträngning 6 2^0
2h5
7,0 O 10 250 12 255 10,5 5 1^ 260 1^,0 10Figur 2. Figuren v i s a r hur o l i k a parametrar påverkar utbytesförlusten när övriga hålles k o n s t a n t a . Dubbskada på endast en s i d a av stocken. Förgreningspunkten i f i g u r 2 är stockens v e r k l i g a värde med avseende på toppdiameter, avsmalning, inläggningsfel och dubbinträngning. I denna för-greningspunkt skär de f y r a kurvorna varandra. Diagrammet s k a l l läsas så a t t t r e av parametrarna är konstanta när den fjärde v a r i e r a s . Om man exempelvis följer kurvan för inläggningsfel så är avsmalning, toppdiameter och dubb-inträngning k o n s t a n t a , v i l k e t innebär a t t de har stockens v e r k l i g a värde i det f a l l e t , medan inläggningsfelet v a r i e r a s mellan - 5 och 10 mm.
Beräkningarna med hänsyn t i l l dubbinträngning har g j o r t s med två r e s p e k t i v e t r e matarvalsar i i n g r e p p . Beräkningarna med två matarvalsar har dessutom g j o r t s för f y r a r e p r e s e n t a t i v a s t o c k k l a s s e r . Dessa s t o c k k l a s s e r täcker e t t d i a m e t e r i n t e r v a l l på 153-173 mm, 193-213 mm, 234-254 mm, 269-289 mm. Röst-ningarna för de o l i k a k l a s s e r n a framgår av t a b e l l 1.
Beräkningarna med t r e matarvalsar i ingrepp har g j o r t s för en enda stockk l a s s , 234254 mm, d e t t a beroende på a t t det enbart sstockka ses som e t t i l l u -s t r a t i v t exempel.
T a b e l l 1. Postningar v i l k a använts för res-p e k t i v e d i a m e t e r k l a s s . Diameter-k l a s s (mm) Postning (mm) 153-173 19-100-19 19-50-50-19 193-213 19-19-150-19 -25-50-50-25--19 234-254 25-25-150-25 -38-38-38-38--25 269-289 19-19-200-19 -25-75-75-25--19
Som s t o c k m a t e r i a l har data från inläggningsmätningarna i b i l a g a 2 och 3 u t -n y t t j a t s . Mätdata består av e t t t j u g o t a l uppmätta kle-na s t o c k a r med e-n me-del toppdiameter på 173 mm och en grövre s t o c k k l a s s med e t t t j u g o t a l upp-mätta s t o c k a r med en medeltoppdiameter på 244 mm.
Resultaten av s i m u l e r i n g a r n a f i n n s redovisade Värdeutbytet har för v a r j e p o s t n i n g beräknats metrar. Medeltoppdiametrar har j u s t e r a t s med r i a l e t s v e r k l i g a medeltoppdiameter så a t t de t e r k l a s s e n för r e s p e k t i v e p o s t n i n g . I f a l l e t dessa vara i ingrepp m i t t emot varandra r u n t 225°. Därefter har ingreppspunkterna s t e g a t s 30 grader. R e s u l t a t e t av körningarna b l i r då för matarvalsarna med ingreppslägena 45, 75, 285, 315, 345, 15 grader.
i diagrammen f i g u r e r n a 3-7. för fem o l i k a medeltoppdia-utgångspunkt från stockmate-l i g g e r inom den angivna diame-två matarvalsar förutsätts stammen med startläget 45° och r u n t stammen med stegvärdet e t t medelvärde av värdeutbytet 105, 135, 165, 195, 225, 255,
Beräkningarna har g j o r t s för f y r a o l i k a dubbinträngningsdjup 3, 4, 6 och 10 mm.
P r i s u p p g i f t e r n a som använts är hämtade från b i l a g a 1, där även andelen av de o l i k a k v a l i t e t e r n a O/S, KVINTA, UTSKOTT är angivna.
10 Värdeutbyte (kr/m^to) 910 890 870 850 830 810 790 -d = -dubbinträngning 153 58 163 168 = O mm = 3 mm = 4 mm = 6 mm d = 10 mm 173 Mede1toppdiameter mm,
F i g u r 3. Värdeutbyte som f u n k t i o n av medeltoppdiametern v i d o l i k a dubb-inträngning. Diameterklass 153-173.
Röstning kantsåg 19-100-19, delningssåg 19-50-50-19. Två m a t a r v a l s a r i i n g r e p p .
11 Värdeutbyte (kr/m^to) 1020 H 1000 980 - I 960 9^0 920 -d = -dubbinträngning 269 27^ O mm 3 mm k mm d = 6 mm d = 10 mm 279 28^ 289 Medeltoppdiameter (mm)
F i g u r 4. Värdeutbytet som f u n k t i o n av medeltoppdiameter v i d o l i k a dubb-inträngning. Diameterklass 269-289.
Postning kantsåg 19-200-19, delningssåg 19-25-75-75-25-19. Två m a t a r v a l s a r i i n g r e p p .
12 V ä r d e u t b y t e ( k r / m ^ t o ) d = dubb i n t r ä n g n i n g O mm 3 mm
k
mm 6 mmSko
920 900 -d = 10 mm 193 198 203 208 213 Medel t o p p d i a m e t e r (mm)F i g u r 5. Värdeutbytet som f u n k t i o n av medeltoppdiameter v i d o l i k a dubb-inträngning. Diameterklass 193-213.
Röstning kantsåg 19-150-19, delningssåg 19-25-50-50-25-19. Två matarvalsar i i n g r e p p .
13 V ä r d e u t b y t e ( k r / m 3 t o ) 900 880 860 8^0 820 -23^ d = d u b b i n t r ä n g n i n g 239
2kk
O mm 3 mmk
mm d = 6 mm 2^9 25^ M e d e 1 t o p p d i a m e t e r (mm)Figur 6. Värdeutbytet som f u n k t i o n av medeltoppdiameter v i d o l i k a dubb-inträngning- Diameterklass 234-254.
Röstning kantsåg 25-150-25, delningssåg 25-38-38-38-38-25. Två matarvalsar i i n g r e p p .
14
För a t t göra en jämförelse hur 3 m a t a r v a l s a r i ingrepp i n v e r k a r på värde-utbytesförlusten så har beräkningar g j o r t s med samma s t o c k d a t a och p o s t n i n g som för körningarna i f i g u r 6. Värdeutbyte ( k r / m 3 t o ) 900 i 860 840 820 -800 780 d = dubbinträngning O mm 3 mm
k
mm d = 6 mm d = 10 mm 234 239 2kk 249 254 Medeltoppdiameter (mm)Figur 7. Värdeutbytet som f u n k t i o n av medeltoppdiameter v i d o l i k a dubb-inträngning. Diameterklass 234-254.
Postning kantsåg 25-150-25, delningssåg 25-38-38-38-38-25. Tre matarvalsar i i n g r e p p .
15 I t a b e l l 2 är r e s u l t a t e n av d a t o r s i m u l e r i n g a r n a med två matarvalsar i i n grepp sammanställt. Värdeutbytesförlusten är beräknad för f y r a o l i k a p o s t -n i -n g a r .
För v a r j e p o s t n i n g har värdeutbytesförlusten beräknats för 5 o l i k a medel-t o p p d i a m e medel-t r a r . För p o s medel-t n i n g 23-150-25 ( k a n medel-t p o s medel-t n i n g ) och 25-38-38-38-38-25 ( d e l n i n g s p o s t n i n g ) har alltså värdeutbytesförlusten beräknats för medel-toppdiametrarna 234, 239, 244, 249, 254 mm.
R e s u l t a t e n som redovisas i t a b e l l e n är alltså medelvärdet av förlusterna från de 5 o l i k a toppdiametrarna. T a b e l l 2. Värdeutbytesförlust, två m a t a r v a l s a r . Diameter-k l a s s (mm) Värdeutbytesförlust, medelvärde av 5 o l i k a toppdiametrar (%) Postning (mm) Dubbinträngning (mm) 10 6 4 3 153-173 193-213 234-254 269-289 19-100-19 19-50-50-19 19-150-19 19-25-50-50-25-19 25-150-25 25-38-38-38-38-25 19-200-19 19-25-75-75-25-19 8,7 3,7 1,9 1,2 7,4 2,8 1,4 0,8 5,1 2,3 1,1 0,6 4,9 1,6 0,7 0,4
Medelvärdet av s a m t l i g a d a t o r s i m u l e r i n g a r med två matarvalsar i ingrepp re-dovisas i t a b e l l 3 och i diagrammen f i g u r 11 och f i g u r 12.
Det första diagrammet u t t r y c k e r värdeutbytesförlusten i % medan det andra diagrammet u t t r y c k e t värdeutbytesförlusten i kr/m-^to.
T a b e l l 3. Medelvärdet av värdeutbytesförlusten för s a m t l i g a diametrar och p o s t n i n g a r . Dubbinträngning Värdeutbytesförlust mm /O 10 6,5 6 2,6 4 1,3 3 0,8
16 V ä r d e u t b y t e s f ö r 1 u s t ( k r / m 3 t o ) 60
A
50H
hoH
30H
20H
10H
" I r 3 ^ 10 D u b b i n t r ä n g n i n g (mm)17 V ä r d e u t b y t e s f ö r l u s t {%) 7 6 5 -k H 3 2 1 -1
r
3 ^ 10 D u b b i n t r ä n g n i n g (mm)F i g u r 9. Värdeutbytesförlusten u t t r y c k t i procent av sågade v i r k e t s värde som f u n k t i o n av dubbinträngningen.
18
Ändsprickor
D a t o r s i m u l e r i n g e n med avseende på ändsprickor har g j o r t s med en v a r i e r a d längd på s p r i c k a n från 0,1 m t i l l 0,5 m. Sprickans läge i förhållande t i l l stockens tvärsnitt och kantsågen u t t r y c k s med två parametrar, se f i g u r 10.
P a r a m e t e r e t t ( 1 / 5 r - 2 / 3 r;
Figur 10. Parameter e t t u t t r y c k e r avståndet mellan s p r i c k a n och en med s p r i c k a n p a r a l l e l l tangent t i l l mantelytan. U t t r y c k s i d a t o r p r o -grammet med s t o c k r a d i e n som enhet. Parametern har v a r i e r a t s mel-lan 1/5 r a d i e t i l l 2/3 r a d i e från mantelytan.
Parameter två, v i n k e l p c , är, på motsvarande sätt som för dubb-inträngningarna, läget av s p r i c k a n i förhållande t i l l kantsågen i sågögonblicket. Denna v i n k e l har i beräkningarna s t e g a t s med ett stegvärde på 30 grader och startvärdet har s a t t s t i l l 45 grader.
Som s t o c k m a t e r i a l har data från inläggningsmätningarna i b i l a g a 1 u t n y t t -j a t s . Eftersom värdeutbytesförlusterna antas vara oberoende av p o s t n i n g och toppdiameter har beräkningarna g j o r t s med en enda p o s t n i n g och en enda me-d e l t o p p me-d i a m e t e r . Den p o s t n i n g som använts är k a n t p o s t n i n g 25-150-25 och d e l n i n g s p o s t n i n g 25-38-38-38-38-25. S t o c k m a t e r i a l e t s medeltoppdiameter har v a r i t 244 mm.
P r i s u p p g i f t e r n a är hämtade från p r i s l i s t a n i b i l a g a 1 . Beräkningar har g j o r t s för ändsprickor både i r o t e n och i toppen på stocken.
19 T a b e l l 4. Värdeutbyte kr/m3to v i d o l i k a
stor-lek och läge på toppändsprickor. dtoppmedel = 244 mm, p o s t n i n g kantsåg 25-150-25, delningssåg 25-38-38-38-38-25. Spricklängd (m) Värdeutbyte kr/m3to Sprickavstånd från mantelytan 0,66 r 0,33 r 0,2 r 0 877 877 877 0,1 855 866 870 0,3 855 866 870 0,5 832 853 864 T a b e l l 5. Värdeutbytesförlust p g a toppänd-s p r i c k o r u t t r y c k t i procent av toppänd- såga-de v i r k e t s värsåga-de. Spricklängd (m) Värdeutbytesförlust, % Sprickavstånd från mantelytan 0,66 r 0,33 r 0,2 r 0 0 0 0 0,1 2,5 1,3 0,8 0,3 2,5 1,3 0,8 0,5 5,1 2,7 1,5
T a b e l l 6. Värdeutbyte kr/m3to v i d o l i k a läge och s t o r l e k på rotändsprickor. Samma diameter och p o s t n i n g som i t a b e l l 4. Spricklängd (m) Värdeutbyte kr/m3to Sprickavstånd från mantelytan 0,66 r 0,33 r 0,2 r 0 877 877 877 0,1 876 876 877 0,15 862 867 872 0,2 860 865 872 0,25 856 863 870 0,3 855 862 870 0,4 848 857 868 0,5 832 846 862
20 T a b e l l 7. Värdeutbytesförlust p g a rotänd-s p r i c k o r u t t r y c k t i procent av rotänd- såga-de v i r k e t s värsåga-de. Spricklängd (m) Värdeutbytesförlust, % Sprickavstånd från mantelytan 0,66 r 0,33 r 0,2 r 0 0 0 0 0,1 0,1 0,1 0,1 0,15 1,7 1,3 0,6 0,2 1,9 1,4 0,6 0,25 2,4 1,6 0,8 0,3 2,5 1,7 0,8 0,4 3,3 2,3 1,0 0,5 5,1 3,5 1,7 DISKUSSION Dubbskador R e s u l t a t e n från d a t o r s i m u l e r i n g a r n a v i s a r s t o r a v a r i a t i o n e r mellan de o l i k a s t o c k k l a s s e r n a beträffande värdeutbytesförlusten.
Exempelvis får man med 10 mm dubbinträngning och med två matarvalsar i i n -grepp en värdeutbytesförlust på 8,7 % för s t o c k k l a s s 153-173 mm medan man för s t o c k k l a s s 269-289 får en värdeutbytesförlust på 4,9 %. S k i l l n a d e n be-r o be-r t i l l stöbe-rsta delen på o l i k a s t o c k d i a m e t be-r a be-r , även om postningen kan ha en v i s s b e t y d e l s e .
Det innebär a t t man får en större värdeutbytesförlust på dubbskadat k l e n -timmer än om man sågar grövre dubbskadade dimensioner.
Rent i n t u i t i v t kan man inse a t t d e t t a stämmer eftersom exempelvis 10 mm dubbinträngning i e t t klentimmer p r o c e n t u e l l t innebär större skada på dess t o t a l a volym än för en stock med grövre dimensioner.
Resultaten av s a m t l i g a d a t o r s i m u l e r i n g a r med två matarvalsar i ingrepp v i -sar a t t en dubbinträngning på 10 mm ger en värdeutbytesförlust på 6,5 6 mm ger 2,6 4 mm ger 1,3 % och 3 mm ger 0,8 % värdeutbytesförlust. Detta kan sägas vara e t t r e p r e s e n t a t i v t r e s u l t a t för de o l i k a dubbinträng-ningarna eftersom s t o c k m a t e r i a l e t motsvarar e t t b r e t t diameterområde från 153 mm t i l l 289 mm. Större delen av a l l a s t o c k a r som sågas l i g g e r inom d e t t a i n t e r v a l l .
Om man jämför två och t r e m a t a r v a l s a r i i n g r e p p , t r e matarvalsar är v a n l i g t på barkmaskiner, f i n n e r man en ungefärlig ökning på 50 % av värdeutbytes-förlusten med t r e m a t a r v a l s a r i ingrepp jämfört med två. Värdeutbytesför-l u s t e n kan sägas vara d i r e k t p r o p o r t i o n e Värdeutbytesför-l Värdeutbytesför-l mot a n t a Värdeutbytesför-l e t m a t a r v a Värdeutbytesför-l s a r .
21 I t a b e l l 8 nedan anges värdeutbytesförlusten för d i a m e t e r k l a s s 234-254 mm med k a n t p o s t n i n g 25-150-25, d e l n i n g s p o s t n i n g 25-38-38-38-38-25 med två res-p e k t i v e t r e matarvalsar i i n g r e res-p res-p .
T a b e l l 8. Utbytesförlust u t t r y c k t i procent av sågade v i r k e t s värde med två r e s p e k t i v e tre matarvalsar i i n g r e p p . A n t a l matar- Värdeutbytesförlust (%) v a l s a r Dubbinträngning (mm) 10 6 4 3 2 5,1 2,3 1,1 0,6 3 7,6 3,6 1,5 0,9 Kapsprickor
Värdeutbytesförlusten för en 0,1 e l l e r 0,3 m lång toppändspricka är densam-ma i denna beräkning. Det beror på a t t de två o l i k a spricklängderna ger upphov t i l l samma modulavkap i brädämnet. Detta gäller även för en 0,4 res-p e k t i v e 0,5 m lång tores-pres-pändsres-pricka, förutom a t t värdeutbytesförlusten är fördubblad då skadan l e d e r t i l l två modulavkap.
Värdeutbytet för en rotändspricka v i s a r däremot en markant s k i l l n a d mellan en 0,1 m lång ändspricka och en 0,3 m lång ändspricka. Detta beror på a t t k a n t n i n g s o p t i m e r i n g e n beräknats modulvis från topp t i l l r o t . Metoden ger upphov t i l l e t t v i s s t spelrum i r o t e n .
Ett exempel: Om man har e t t brädämne som är 500 cm långt och har en änd-s p r i c k a i toppen på 0,1 m änd-så tränger denna änd-skada i n i den föränd-sta modulen i brädämnet. Har v i s a m t i d i g t en ändspricka på 0,1 m i r o t e n så ger den inga skador i den s i s t a modulen eftersom det n a t u r l i g a modulavkapet i v i l k e t f a l l som h e l s t är minst 20 cm.
I f i g u r 11 redovisas värdeutbytet för en s p e c i f i k p o s t n i n g och s t o c k k l a s s (medeltoppdiameter 244 mm) där s p r i c k a n s längd är v a r i e r a d mellan
0,1 - 0,5 m.
De angivna konstanterna i diagrammet avser s p r i c k a n s läge från mantelytan u t t r y c k t i s t o c k r a d i e .
22 Värdeutbyte (kr/m3to) 890 880 870 860 850 840 830 820 810 -0.1 0,2 0,3 0,4 0,2 r 0,33 r 0,66 0,5 ÄndsprickIängd (mm)
F i g u r 1 1 . Värdeutbyte som f u n k t i o n av rotändspricklängd och avstånd mellan mantelyta och s p r i c k a .
23 Sammanfattning
Sammanfattningsvis kan k o n s t a t e r a s a t t r e s u l t a t e n från s i m u l e r i n g e n av vär-d e u t b y t e s f örlusten på grunvär-d av vär-dubbinträngning stämmer väl mevär-d t i vär-d i g a r e gjorda provsågningar och s i m u l e r i n g a r /4/.
Beträffande värdeutbytesförlusterna på grund av k a p s p r i c k o r och därmed föl-jande avkap v e t v i a t t k a p s p r i c k o r n a normalt är i s t o r l e k s o r d n i n g e n 5 cm och således i n t e förorsakar några e g e n t l i g a förluster /5/. Om däremot skogsmaskinernas k a p u t r u s t n i n g i n t e underhålls ökar spricklängden snabbt upp mot 15 cm per stockände. Det l e d e r då genast t i l l värdeutbytesför-l u s t e r .
LITTERATURFÖRTECKNING / I / Sederholm J., 1980:
S t o c k v i s mätning och beräkning av sågutbyte. STFI-meddelande A nr 602.
/2/ Hägerdal H., Johansson B., Sederholm J., 1982:
I n s t r u k t i o n för mätning av inläggningsnoggrannhet. STFI-meddelande A nr 752.
/3/ Hägglund B., 1987:
Värdeutbytesförluster p g a mekaniska skador i sågtimmer. Högskolan i Luleå 1987:024E.
/4/ L e i t h e - E r i k s e n E., 1986:
Virkesskador orsakade av matarvalsar på engreppsskördare. TräteknikRapport nr 9 1 .
/5/ Helgesson T., Svensson D., Söderlund S., 1984:
Samband mellan t i l l r e d n i n g s s k a d o r v i d fällning-kapning och rotav-kapet i sågverket.
24
SUMMARY
I n t h e work o f v e r i f y i n g losses i n value due t o mechanical damage,like pe-n e t r a t i o pe-n o f r o l l e r s p i k e s ape-nd cracks, t o saw l o g s , a c a l c u l a t i o pe-n model has
been developed by Trätek. I t determines value and volume y i e l d a t sawing, mechanical damage considered. With t h e help o f t h e model, computer s i m u l a -t i o n s have been made. The compu-ter programmes are a v a i l a b l e from Trä-tek. Person t o c o n t a c t i s Tommy Helgesson.
25 BILAGA 1:1 PROTOKOLL FÖR BERÄKNING AV I N L Ä G G N I N G S F E L , BÄGHÖJD OCH DIAMETER
Trädslag: Furu
Sågverk/linje: Datum: 860612
Röstning: Kantsåg: 25-150-25 D e l n i n g : 25-38-38-38-38-25 Angiven toppdiameter: 23,25 - 24,50 Blockhöjd: 155
Mått i mm P r o t o k o l l nr Kantsåg = 1 Båghöjd = 2 Sågsnitt = 3 S t r y k dem som e j är a k t u e l l a Stock nr V Fopp H 25 V 0/ /O H V H M i t t 75 V 0/ /O H Rot V H Längd /kommentar 1 184 195 196 208 209 213 210 225 222 237 492 2 182 202 210 204 212 215 244 227 273 265 436 3 200 188 210 207 214 223 221 235 222 256 493 4 191 169 186 184 188 184 196 192 193 205 433 5 184 180 186 190 192 212 204 218 200 232 474 6 192 198 201 209 217 189 216 221 230 252 453 7 189 197 226 212 216 240 234 255 226 270 456 8 189 198 200 229 208 234 228 240 248 244 552 9 210 200 229 219 220 234 236 249 236 275 513 10 196 160 200 191 212 203 218 216 226 242 413 11 186 197 204 196 210 199 232 204 250 228 477 12 179 168 186 206 205 207 211 238 220 246 426 13 210 202 206 232 220 234 235 239 232 251 520 14 189 188 210 198 220 207 234 220 210 242 434 15 200 184 225 201 220 213 232 220 250 254 500 16 17 190 169 201 185 208 202 222 220 226 234 458 18 192 156 190 195 204 214 234 230 220 262 551 19 162 190 208 200 208 220 235 260 252 290 460 20 180 195 212 214 212 230 230 240 230 250 552 21 195 200 215 187 230 188 228 198 228 237 462 22 Diamet medelv Diamet standavv Inläggn medel Inläggn standavv
27
BILAGA 1:2 PROTOKOLL FÖR BERÄKNING AV INLÄGGNINGSFEL, BÄGHÖ3D OCH DIAMETER
Trädslag: Furu Sågverk/linje: P o s t n i n g : Kantsåg: 25-150-25 Angiven toppdiameter: 23,25 - 24,50 Datum: 860612 D e l n i n g : 25-38-38-38-38-25 Blockhöjd: Mått 1 mm P r o t o k o l l nr Kantsåg = 1 Båghöjd = 2 Sågsnitt = 3 Stryk dem som e j är a k t u e l l a Stock nr V H Topp V H 25 % M i t t V H 75 % V H Rot V H Längd /kommentar 1 9 15 10 2 23 23 21 3 10 8 4 4 13 19 14 5 1 0 2 6 3 2 5 7 5 2 6 8 20 24 16 9 2 3 0 10 0 8 7 11 30 22 15 12 0 0 8 13 13 19 7 14 12 2 2 15 17 13 11 16 17 0 0 4 0 0 18 5 12 1 19 22 22 12 20 15 24 15 21 9 12 7 22 Diamet medelv Diamet standavv Inläggn medel Inläggn standavv
29
BILAGA 1:3 PROTOKOLL FÖR BERÄKNING AV INLÄGGNINGSFEL, BÄGHÖJD OCH DIAMETER
Trädslag: Furu Sågverk/linje: P o s t n i n g : Kantsåg: 25-150-25 Angiven toppdiameter: 23,25 - 24,50 Datum: 860612 D e l n i n g : 25-38-38-38-38-25 Blockhöjd: 155 Mått 1 mm P r o t o k o l l nr Kantsåg = 1 Båghöjd = 2 Sågsnitt = 3 S t r y k dem som e j är a k t u e l l a Stock nr V H Topp V H 25 % V H M i t t 75 % V H Rot V H Längd /kommentar 1 0 4 3 3 5 2 3 3 4 3 2 3 4 5 2 4 6 4 3 3 4 2 2 5 2 2 4 5 7 6 2 2 0 3 2 7 3 7 0 8 2 8 2 2 2 3 3 9 0 4 4 3 5 10 2 4 5 4 4 11 4 0 6 3 0 12 2 6 4 3 4 13 0 3 2 2 4 14 4 2 3 3 4 15 2 3 4 4 2 16 17 1 3 7 4 5 18 0 0 2 4 6 0 0 19 10 7 3 0 0 4 20 7 2 8 2 3 21 1 0 0 1 2 0 0 22 Diamet medelv Diamet standavv Inläggn medel Inläggn standavv
31 BILAGA 2:1 PROTOKOLL FÖR BERÄKNING AV I N L Ä G G N I N G S F E L , BÄGHÖJD OCH DIAMETER
Trädslag: Furu
Sågverk/linje: Datum: 860206
P o s t n i n g : Kantsåg: -125- D e l n i n g : 25-38-38-25 Angiven toppdiameter: 16,25 - 17,50 Blockhöjd: 129
Mått i mm
P r o t o k o l l nr Kantsåg = 1 Båghöjd = 2 Sågsnitt = 3 Stryk dem som e j är a k t u e l l a Stock nr V Topp H 25 V (y /O H M i t t V H 75 V ev /O H Rot V H Längd /kommentar 1 111 111 137 136 140 160 153 158 155 158 427 2 122 140 145 149 165 146 184 140 175 122 464 3 100 138 138 140 156 139 164 154 179 161 418 4 103 103 120 116 144 119 150 122 160 121 402 5 100 137 146 130 152 140 152 170 182 168 468 6 120 110 140 119 145 120 154 125 182 137 482 7 100 100 133 120 140 136 150 140 163 146 493 8 126 112 126 146 144 152 158 157 160 184 458 9 116 121 143 150 161 153 167 158 186 174 429 10 112 126 153 138 146 166 166 170 193 157 453 11 110 115 139 117 146 137 162 142 176 146 408 12 115 126 136 136 151 154 165 165 196 162 400 13 115 100 130 133 163 150 179 166 190 165 430 14 120 100 130 141 157 143 175 157 182 166 503 15 112 120 132 126 136 135 156 152 175 195 459 16 17 18 19 20 21 22 Diamet medelv Diamet standavv Inläggn medel Inläggn standavv
33
BILAGA 2:2 PROTOKOLL FÖR BERÄKNING AV I N L Ä G G N I N G S F E L , BÄGHÖ3D OCH DIAMETER
Trädslag: Furu Sågverk/linje: P o s t n i n g : Kantsåg: -125-Angiven toppdiameter: 16,25 Mått i mm Datum: 860612 D e l n i n g : 25-38-38-25 17,50 Blockhöjd: 129 P r o t o k o l l nr Kantsåg = 1 Båghöjd = 2 Sågsnitt = 3 S t r y k dem som e j är a k t u e l l a Stock nr Topp V H 25 % V H V H M i t t V H 75 % Rot V H Längd /kommentar 1 0 0 0 0 0 0 2 10 13 0 0 3 0 0 10 5 4 3 0 0 2 5 11 7 7 6 5 12 0 0 7 3 10 6 8 14 17 10 9 8 13 7 10 7 5 7 11 15 13 8 12 0 0 0 0 0 0 13 4 8 6 14 4 10 11 15 22 31 22 16 17 18 19 20 21 22 Diamet medelv Diamet standavv Inläggn medel Inläggn standavv
35
BILAGA 2:3 PROTOKOLL FÖR BERÄKNING AV I N L Ä G G N I N G S F E L , BÄGHÖJD OCH DIAMETER
Trädslag: Furu Sågverk/linje: P o s t n i n g : Kantsåg: -125-Angiven toppdiameter: 16,25 Datum: 860612 D e l n i n g : 25-38-38-25 17,50 Blockhöjd: 129 Mått 1 mm P r o t o k o l l nr Kantsåg = 1 Båghöjd = 2 Sågsnitt = 3 S t r y k dem som e j är a k t u e l l a Stock nr Topp V H 25 % V H M i t t V H 75 % V H Rot V H Längd /kommentar 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 8 6 8 3 7 3 0 0 0 0 5 1 3 4 0 0 1 0 0 6 5 5 2 3 5 7 16 6 6 0 0 0 0 16 20 7 8 0 0 0 0 7 20 8 4 2 0 0 4 8 9 6 3 5 0 0 10 10 1 3 1 5 3 11 0 0 12 10 0 0 8 12 9 4 3 9 20 13 2 4 10 10 6 14 15 0 0 9 2 20 15 0 0 10 14 15 28 16 17 18 19 20 21 22 Diamet medelv Diamet standavv Inläggn medel Inläggn standavv
37 BILAGA 3 K v a l i t e t s u t f a l l Dimension o/s V VI mm 19 13 6 81 25 14 12 74 38 18 39 43 50 25 46 29 63 24 47 29 75 34 47 19 P r i s e r (kr/m^) o/s V VI 19 X 100 2000 1400 800 19 X 125 2000 1400 800 25 X 100 2000 1400 850 25 X 125 2050 1450 850 25 X 150 2100 1450 850 25 X 175 2150 1450 850 38 X 75
-
1350 900 38 X 100 1650 1300 900 38 X 125 1700 1300 38 X 150 1700 1325 38 X 175 1725 1325 50 X 100 1600 1300 900 50 X 125 1625 1300 900 50 X 150 1625 1300 950 50 X 175 1625 1300 950 50 X 200 1700 1325 950 50 X 225 1750 1325 950 63 X 150 1700 1300 950 63 X 200 1725 1325 950 63 X 225 1750 1325 950 75 X 175 1700 1300 950 75 X 200 1725 1325 950Detta digitala dokument skapades med anslag fran
Stiftelsen Nils och Dorthi Troédssons forskningsfond
TiäteknikCentru
INSTITUTET FÖR TRATEKNISK FORSKNIN
Box 5609,114 86 STOCKHOLM Besöksadress: Drottning Kristinas väg 67 Telefon: 08-14 53 00
Telex: 14445 tratek s Telefax: 08-11 61 88 Huvudenhet med kansli
Asenvägen 9, 552 58 JÖNKÖPING Telefon: 036-12 60 41 Telefax: 036-16 87 98 ISSN 0283-4634 931 87 SKELLEFTEÅ Besöksadress: Bockholmsvägen 18 Telefon: 0910-652 00 Telefax: 0910-652 65 Telex: 65031 expolar s
