DEBITAREA LEMNULUI CU AJUTORUL FERĂSTRAIELORold.unitbv.ro/Portals/31/Sustineri de...
96
i MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIONALE UNIVERSITATEA ”TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV FACULTATEA DE SILVICULTURĂ ŞI EXPLOATĂRI FORESTIERE DEPARTAMENTUL: EXPLOATĂRI FORESTIERE, AMENAJAREA PĂDURILOR ŞI MĂSURĂTORI TERESTRE Ing. DANIEL GLIGORAŞ DEBITAREA LEMNULUI CU AJUTORUL FERĂSTRAIELOR MECANICE MOBILE WOOD CUTTING BY MEANS OF MOBILE MECHANIC SAWS Rezumatul tezei de doctorat Summary of PhD Thesis CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: Prof. univ. dr. ing. ILIE POPESCU BRAŞOV, 2014
Transcript of DEBITAREA LEMNULUI CU AJUTORUL FERĂSTRAIELORold.unitbv.ro/Portals/31/Sustineri de...
i
MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIONALE
UNIVERSITATEA ”TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV
FACULTATEA DE SILVICULTURĂ ŞI EXPLOATĂRI FORESTIERE
DEPARTAMENTUL: EXPLOATĂRI FORESTIERE, AMENAJAREA
PĂDURILOR ŞI MĂSURĂTORI TERESTRE
Ing. DANIEL GLIGORAŞ
DEBITAREA LEMNULUI CU AJUTORUL FERĂSTRAIELOR
MECANICE MOBILE
WOOD CUTTING BY MEANS OF MOBILE MECHANIC SAWS
Rezumatul tezei de doctorat Summary of PhD Thesis
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC:
Prof. univ. dr. ing. ILIE POPESCU
BRAŞOV, 2014
ii
MINISTERUL EDUCAŢIEI NAŢIONALE
UNIVERSITATEA ”TRANSILVANIA” DIN BRAŞOV BRAŞOV, B-DUL EROILOR NR. 29, 500036, TEL. 0040-268-413000, FAX 0040-268-410525
RECTORAT
Către ……………………………………………………………….. ……………………………………………………………
COMPONENŢA COMISIEI DE DOCTORAT
numită prin
Ordinul Rectorului Universităţii „Transilvania” din Braşov nr. 6753 din 11.07.2014
PREŞEDINTE: - Prof. univ. dr. ing. Alexandru Lucian CURTU
DECAN al Facultăţii de Silvicultură şi Exploatări
Forestiere, Universitatea „Transilvania” din Braşov
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: - Prof. univ. dr. ing. Ilie POPESCU
Universitatea „Transilvania” din Braşov
REFERENŢI: - Conf. univ. dr. ing. Adrian TIMOFTE
Universitatea din Oradea
- Conf. univ. dr. ing. Nicușor BOJA
Universitatea de Vest „Vasile Goldiş” din Arad
- Prof. univ. dr. ing. Gavril BUDĂU
Universitatea „Transilvania” din Braşov
Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 19.09.2014, ora 1300
, sala SI2.
Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi,
în timp util, pe adresa: Facultatea de Silvicultură şi Exploatări Forestiere din Braşov, Str. Şirul
Beethoven, nr. 1, C.P. 500123, Braşov, Fax: 0268-47 57 05 sau pe adresa de e-mail:
De asemenea vă invităm să luaţi parte la şedinţa publicăde susţinere a tezei de doctorat.
Vă mulţumim.
iii
Mulţumiri
Mulţumesc, în primul rând, conducătorului ştinţific, domnului prof.univ.dr.ing. Ilie POPESCU,
pentru şansa acordată de a fi doctorandul dumnealui, pentru sprijinul şi sfaturile pe care domnia sa mi
le-a acordat de-a lungul stagiului de pregătire doctorală, de asemena ţin să-i mulţumesc şi pentru modul
deosebit în care m-a determinat să caut calitatea şi să-mi satisfac curiozitatea în acest domeniu vast al
lucrărilor mecanice. Cu această ocazie doresc să subliniez profesionalismul cu care m-a îndrumat
domnul profesor pe tot parcursul lucrării de cercetare, precum şi modul plăcut în care ma condus spre
dobândirea a numeroase cunoştinţe de specialitate dar mai ales modul în care mi-a modelat
personalitatea prin inspirarea unor însuşiri morale.
Cu această ocazie ţin să adresez mulţumiri domnului Prof. univ. dr. ing. Gheorghe IGNEA pentru
amabilitatea şi ajutorul acordat.
Totodată imi exprim recunoştinţa faţă de domnul Conf. univ. dr. ing. Stelian Alexandru BORZ şi
domnul Conf. Univ. dr. ing. Rudolf DERCZENI, care prin amabilitatea şi observaţiile pertinente ce mi
le-a oferit a contribuit la obţinerea unor rezultate bune în urma finalizării cercetărilor.
Mulţumesc Domnului Conf. univ. dr. ing. Adrian TIMOFTE, Domnului conf. univ. dr. ing.
Nicușor BOJA şi Domnului Prof. univ. dr. ing. Gavril BUDĂU pentru amabilitatea de a fi acceptat
invitaţia de a face parte din comisia de analiză a tezei mele de doctorat, în vederea susţinerii publice.
Cu această ocazie doresc să adresez deosebite mulţumiri domnului Şef lucrări dr. ing. Florin
DINULICĂ care a binevoit să imi împrumute o parte din aparatura necesară măsurătorilor.
Sincere mulţumiri adresez domnului Dr. ing. Maximilian IONESCU pentru cunostinţele pe care mi
le-a oferit in domeniul de prelucrare informatică.
În acelaşi timp, mulţumesc conducerii Universităţii Transilvania din Braşov şi Facultăţii de
Silvicultură şi Exploatări Forestiere – Braşov pentru punerea la dispoziţie a facilităţilor existente
elaborării acestei cercetări.
De asemenea, doresc să adresez mulţumiri colegilor şi prietenilor mei, domnului Ing. George
ROMAN, domnului Dr. ing. Dragoş CÎRSTEAN, domnului Ing. Liviu BUDUŞAN şi domnului Ing.
Marcel ARDELEANU care direct sau indirect în tot acest timp m-au susţinut si m-au ajutat.
Mulţumesc, în mod deosebit, firmei SC CELMAR PROD SRL, precum şi firmei SC FOREST JAN
SRL.
Nu pot să uit şi să nu mulţumesc şi familiei mele, care mi-a fost mereu alături şi m-a încurajat în toţi
aceşti ani.
Braşov, 2014 Autor,
iv
CUPRINS
Rezumat Teză
INTRODUCERE
CAPITOLUL I PROPRIETĂŢILE DE INTERES PRIVIND COMPOZIŢIA ŞI PRELUCRAREA LEMNULUI
1.1 Structura lemnului
1.1.1 Structura microscopică a lemnului 1.1.2 Structura macroscopică a lemnului
1.1.3 Compoziţia chimică a lemnului
1.1.4 Proprietăţile lemnului 1.1.4.1 Proprietăţile fizice
1.1.4.1.1 Umiditatea
1.4.1.1.2. Densitatea
CAPITOLUL II STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR PRIVIND CONSTRUCŢIA MAŞINILOR-UNELTE PENTRU PRELUCRAREA
LEMNULUI
2.1 Maşini unelte pentru prelucrarea lemnului 2.2 Ferăstraie panglică
2.2.1 Generalităţi, clasificări
2.2.2 Elementele constructive ale unui ferăstrău panglică 2.2.3 Ferăstraie panglică pentru debitat buşteni
2.2.3.1 Ferăstraie panglică verticale
2.2.3.2 Ferăstraie panglică orizontale 2.3 Stadiul realizărilor tehnice în domeniul fierăstraielor mobile pe plan
internaţional
2.4 Concluzii privind fierăstraiele panglică 2.5 Consideraţii tehnice şi practice asupra fierăstraielor mobile
CAPITOLUL III BAZELE CERCETĂRILOR 3.1 Scopul cercetărilor
3.2 Obiectivele cercetărilor
3.3 Metoda de cercetare 3.3.1 Modul de obţinere a pieselor debitate
3.4 Locul de provenienţă al materialului
3.4.1 Elemente privind cadrul natural - Ocolul Silvic Braşov 3.4.2 Elemente privind cadrul natural - Ocolul Silvic Zărneşti
3.5 Aparatura utilizată
3.6 Metode utilizate pentru prelucrarea statistică a datelor
CAPITOLUL IV PROCEDEE DE DEBITARE A BUŞTENILOR
4.1 Generalităţi 4.1.1 Debitarea buştenilor cu gaterul vertical
4.1.2 Debitarea buştenilor cu ferăstrăul panglică
4.2 Sortimente din lemn 4.2.1 Produse brute din lemn
4.2.2 Semifabricatele din lemn
4.3 Defecte ale pieselor de cherestea 4.4 Randamente cantitative şi calitative la debitarea cherestelei
4.5 Bazele teoretice şi practice ale debitării lemnului cu fierăstraiele orizontale
mobile 4.5.1 Întocmirea schemei cinematice şi calculul lanţului cinematic de bază
4.5.2 Calculul capacitaţii de lucru
3
4
4
4 6
-
9 9
9
10
11
11 11
11
- 13
13
14
14
19 19
23 23
23
23 25
26
- -
26
29
34
34 34
35
36 36
-
37 39
39 -
-
1
1
1 4
7
8 8
8
11
13
13 15
15
17 20
20
21
23
38 38
47 47
47
47 49
50
51 54
55
58
65
65 65
66
68 68
69
80 82
83 85
87
v
CAPITOLUL V INFLUENŢA UNORA DINTRE CARACTERISTICILE DE
BAZĂ ALE MATERIALULUI LEMNOS ASUPRA REZULTATELOR
DEBITĂRII 5.1 Generalităţi
5.1.1 Debitarea buştenilor cu fierăstrăul panglică orizontal
5.1.2 Condiţii de dimensiune şi de calitate
5.2 Specia Molid, Picea abies
5.2.1. Variaţia vitezei de avans în funcţie de lăţimea piesei debitate(Specia Molid)
5.2.2. Variaţia vitezei de avans în funcţie de umiditatea buşteanului(specia
molid) 5.2.3. Variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul
buşteanului(specia molid) 5.2.4. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditatea
buşteanului(specia molid)
5.2.5. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de durata de exploatare a pânzei(specia molid)
5.2.6. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de lăţimea cherestelei(specia
molid) 5.2.7. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditate şi durata de
utilizare a pânzei(specia molid)
5.2.8 Concluzii parţiale privind debitarea speciei Molid
5.3 Specia Brad, Abies alba
5.3.1. Variaţia vitezei de avans în funcţie de lăţimea piesei debitate(Specia brad)
5.3.2. Variaţia vitezei de avans în funcţie de umiditatea buşteanului(specia
brad) 5.3.3. Variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul
buşteanului(specia brad)
5.3.4. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditatea buşteanului(specia brad)
5.3.5. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de durata de exploatare a
pânzei(specia brad) 5.3.6. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de lăţimea cherestelei(specia
brad
5.3.7. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditate şi durata de utilizare a pânzei(specia brad)
5.3.8 Concluzii parţiale privind debitarea speciei Brad
5.4 Specia Arin, Alnus glutinosa
5.4.1. Variaţia vitezei de avans în funcţie de lăţimea piesei debitate(Specia
arin) 5.4.2. Variaţia vitezei de avans în funcţie de umiditatea buşteanului(specia
arin)
5.4.3. Variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul buşteanului(specia arin)
5.4.4. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditatea
buşteanului(specia arin) 5.4.5. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de durata de exploatare a
pânzei(specia arin)
41 41
41
42
43
43
46
47
51
54
57
60
61
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
90 90
92
92
100
100
105
108
112
115
119
122
123
125
125
128
131
135
139
142
146
147
149
149
152
155
159
163
vi
5.4.6. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de lăţimea cherestelei(specia arin)
5.4.7. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditate şi durata de
utilizare a pânzei(specia arin) 5.4.8 Concluzii parţiale privind debitarea speciei Arin
5.5 Specia Fag, Fagus sylvatica 5.5.1. Variaţia vitezei de avans în funcţie de lăţimea piesei debitate(Specia fag)
5.5.2. Variaţia vitezei de avans în funcţie de umiditatea buşteanului(specia fag)
5.5.3. Variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul buşteanului(specia fag)
5.5.4. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditatea
buşteanului(specia fag) 5.5.5. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de durata de exploatare a
pânzei(specia fag) 5.5.6. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de lăţimea cherestelei(specia
fag)
5.5.7. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditate şi durata de utilizare a pânzei(specia fag)
5.5.8 Concluzii parţiale privind debitarea speciei Fag
5.6 Specia Stejar, Quercus robur
5.6.1. Variaţia vitezei de avans în funcţie de lăţimea piesei debitate(Specia
stejar) 5.6.2. Variaţia vitezei de avans în funcţie de umiditatea buşteanului(specia
stejar)
5.6.3. Variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul buşteanului(specia stejar)
5.6.4. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditatea
buşteanului(specia stejar) 5.6.5. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de durata de exploatare a
pânzei(specia stejar)
5.6.6. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de lăţimea cherestelei(specia stejar)
5.6.7. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditate şi durata de
utilizare a pânzei(specia stejar)
5.6.8 Concluzii parţiale privind debitarea speciei Stejar CAPITOLUL VI ANALIZA COMPARATIVĂ A INFLUENŢEI PRINCIPALILOR FACTORI ASUPRA PROCESULUI DE TĂIERE
6.1 Generalităţi
6.2 Calitatea suprafeţelor prelucrate prin aşchiere 6.3 Avantajele debitării lemnului cu ajutorul ferăstraielor panglică
6.4 Analiza cluster
6.5 Statistica descriptivă 6.5.1 Statistica descriptivă pentru valorile vitezei de tăiere în funcţie de
speciile analizate
6.5.2 Statistica descriptivă pentru valorile lăţimii cherestelei în funcţie de speciile analizate
6.5.3 Statistica descriptivă pentru valorile umidităţii în funcţie de speciile
analizate 6.5.4 Statistica descriptivă pentru valorile timpului de tăiere în funcţie de
speciile analizate
-
- -
- -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- -
62
62
62 64
65
68
68
-
69
-
166
169 171
173 173
175
177
182
186
189
192
194
195
195
197
199
204
207
211
214 215
217
217
218 219
220
241
241
242
243
244
vii
6.5.5 Statistica descriptivă pentru valorile lungimii cherestelei în funcţie de speciile analizate
6.5.6 Statistica descriptivă pentru valorile grosimii cherestelei în funcţie de
speciile analizate 6.5.7 Statistica descriptivă pentru valorile volumului cherestelei în funcţie de
speciile analizate
6.5.8 Statistica descriptivă pentru valorile duratei de exploatare a pânzei tăietoare în funcţie de speciile analizate
6.5.9 Statistica descriptivă pentru valorile planeităţii în funcţie de speciile
analizate 6.5.10 Statistica descriptivă pentru valorile coeficientului de utilizare în
funcţie de speciile analizate
6.5.11 Concluzii statistica descriptivă 6.7 Randament. Indici de utilizare şi de consum
CAPITOLUL VII CONCLUZII, RECOMANDĂRI PENTRU PRODUCŢIE ŞI
CONTRIBUŢII PERSONALE 7.1 Concluzii generale
7.2 Recomandări pentru producţie
7.3 Contribuţii personale
BIBLIOGRAFIE
-
-
70
-
71
72
73 74
76 76
78
79
81
245
246
247
248
249
250
251 252
254 254
256
258
260
iv
CONTENTS
Abstract Thesis
INTRODUCTION CHAPTER I WOOD COMPOSITION AND PROCESSING FEATURES
1.1 Wood structure
1.1.1 Microscopic structure of the wood 1.1.2 Macroscopic structure of the wood
1.1.3 Wood’s chemical composition
1.1.4 Wood’s properties 1.1.4.1 Phisical properties
1.1.4.1.1 Humidity 1.4.1.1.2. Density
CHAPTER II CURRENT STAGE OF RESEARCHES ON WOOD
PROCESSING MACHINES TOOLS BUILDING
2.1Machine tools for wood processing
2.2 Band saws 2.2.1 General facts,classification
2.2.2 Building elements of a band saw
2.2.3 Band saw for log cutting 2.2.3.1 Verticall band saws
2.2.3.2 Horizontal band saws
2.3 World wide technical accomplishments of mobile band saws 2.4 Conclusions for band saws
2.5 Technical and practical considerations on mobile band saws
CHAPTER III FUNDEMENTALS OF RESEARCHES
3.1 Researches object
3.2 Researches objectives
3.3 Research methods
3.3.1 Cut elements obtaining
3.4 Material provenience 3.4.1 Natural environment elements – Braşov Forest District
3.4.2 Naturanl environment elements – Zărneşti Forest District
3.5 Equipment used 3.6 Methods used for data statistical processing
CHAPTER IV LOG CUTTING TECHNIQUES 4.1 General facts
4.1.1 Log cutting by vertical frame saw
4.1.2 Log cutting by band saw 4.2 Wood assortments
4.2.1 Wood rough products
4.2.2 Wood half-finished materials
4.3 Lumber defects
4.4 Quantity and quality efficiency for lumber cutting
4.5 Theoretical and practical fundamentals of horizontal mobile band saws wood cutting
4.5.1 Elaboration of cinematic diagram and calculus of basic cinematic line
4.5.2 Calculus of working capacity
3 4
4
4 6
-
9 9
9 10
11
11
11 11
-
13 13
14
14 19
19
23
23
23
23
25
26 -
-
26 29
34 34
34
35 36
36
-
37
39
39
-
-
1
1
1 4
7
8 8
8 11
13
13
15 15
17
20 20
21
23 38
38
47
47
47
47
49
50 51
54
55 58
65 65
65
66 68
68
69
80
82
83
85
87
v
CHAPTER V INFLUENCE OF SOME BASIC FEATURES OF WOOD
MATERIAL ON CUTTING RESULTS
5.1 General facts 5.1.1 Log cutting with horizontal sawmill
5.1.2 Dimension and quality requirements
5.2 Spruce species, Picea abies
5.2.1. Feed rate variation depending on the width of the cut part(spruce
species) 5.2.2. Feed rate variation depending on the moisture of the log(spruce
species)
5.2.3. Variation of the output factor depending on the diameter of the log(spruce species)
5.2.4. Deviation from Smoothness variation depending on the moisture of the log(spruce species)
5.2.5. Deviation from Smoothness variation depending on saw use
duration(spruce species) 5.2.6. Deviation from Smoothness variation depending on the width of
lumber(spruce species)
5.2.7 Deviation from Smoothness variation depending on the moisture and on saw use duration (spruce species)
5.2.8 Partial conclusions on cutting Spruce
5.3 Fir species, Abies alba
5.3.1. Feed rate variation depending on the width of the cut part(fir species)
5.3.2. Feed rate variation depending on the moisture of the log(fir species) 5.3.3. Variation of the output factor depending on the diameter of the log(fir
species)
5.3.4. Deviation from Smoothness variation depending on the moisture of the log(fir species)
5.3.5. Deviation from Smoothness variation depending on saw use
duration(fir species) 5.3.6. Deviation from Smoothness variation depending on the width of
lumber(fir species)
5.3.7 Deviation from Smoothness variation depending on the moisture and on saw use duration (fir species)
5.3.8 Partial conclusions on cutting Fir
5.4 Alder species, Alnus glutinosa
5.4.1. Feed rate variation depending on the width of the cut part(alder
species) 5.4.2. Feed rate variation depending on the moisture of the log(alder
species)
5.4.3. Variation of the output factor depending on the diameter of the log(alder species)
5.4.4. Deviation from Smoothness variation depending on the moisture of
the log(fir species) 5.4.5. Deviation from Smoothness variation depending on saw use
duration(alder species)
5.5.6. Deviation from Smoothness variation depending on the width of lumber(alder species)
5.4.7 Deviation from Smoothness variation depending on the moisture and
41
41 41
42
43
43
46
47
51
54
57
60
61
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
90
90 92
92
100
100
105
108
112
115
119
122
123
125
125
128
131
135
139
142
146
147
149
149
152
155
159
163
166
vi
on saw use duration (alder species) 5.4.8 Partial conclusions on cutting Alder
5.5 Beech species, Fagus sylvatica 5.5.1. Feed rate variation depending on the width of the cut part(beech
species)
5.5.2. Feed rate variation depending on the moisture of the log(beech species)
5.5.3. Variation of the output factor depending on the diameter of the
log(beech species) 5.5.4. Deviation from Smoothness variation depending on the moisture of
the log(beech species)
5.5.5. Deviation from Smoothness variation depending on saw use duration(beech species)
5.5.6. Deviation from Smoothness variation depending on the width of lumber(beech species)
5.5.7 Deviation from Smoothness variation depending on the moisture and
on saw use duration (beech species) 5.5.8 Partial conclusions on cutting Beech
5.6 Oak species, Quercus robur 5.6.1. Feed rate variation depending on the width of the cut part(oak species)
5.6.2. Feed rate variation depending on the moisture of the log(oak species)
5.6.3. Variation of the output factor depending on the diameter of the log(oak species)
5.6.4. Deviation from Smoothness variation depending on the moisture of
the log(oak species) 5.6.5. Deviation from Smoothness variation depending on saw use
duration(oak species)
5.6.6. Deviation from Smoothness variation depending on the width of lumber(oak species)
5.6.7 Deviation from Smoothness variation depending on the moisture and
on saw use duration (oak species) 5.6.8 Partial conclusions on cutting Oak
CHAPTER VI COMPARISON OF MAIN INFLUENCE FACTORS ON THE PROCESS OF CUTTING
6.1General facts
6.2 Quality of surfaces worked by chip removal 6.3 Advantages of wood cutting with band saws
6.4 Cluster analysis
6.5 Descriptive statistics 6.5.1 Descriptive statistics for cutting speed values depending on the
analyzed species
6.5.2 Descriptive statistics for lumber width values depending on the analyzed species
6.5.3 Descriptive statistics for humidity values depending on the analyzed
species 6.5.4 Descriptive statistics for cutting time values depending on the
analyzed species
6.5.5 Descriptive statistics for lumber length values depending on the analyzed species
6.5.6 Descriptive statistics for lumber thickness values depending on the
- -
-
-
-
-
-
-
-
- -
- -
-
-
-
-
-
- -
62
62
62 64
65
68
68
-
69
-
-
169 171
173
173
175
177
182
186
189
192 194
195 195
197
199
204
207
211
214 215
217
217
218 219
220
241
241
242
243
244
245
vii
analyzed species 6.5.7 Descriptive statistics for lumber volume values depending on the
analyzed species
6.5.8 Descriptive statistics for lumbering depending on the analyzed species 6.5.9 Descriptive statistics for smoothness values depending on the analyzed
species
6.5.10 Descriptive statistics for using coefficient values depending on the analyzed species
6.5.11 Descriptive statistics conclusions
6.7 Efficiency. Use and consumption markers
CHAPTER VII CONCLUSIONS, RECCOMANDATIONS FOR PRODUCTION AND PERSONAL CONTRIBUTIONS
7.1 General conclusions 7.2 Production recommandations
7.3 Personal contributions
BIBLIOGRAPHY
-
70
-
71
72
73
74
76
76 78
79
81
246
247
248
249
250
251
252
254
254 256
258
260
3
INTRODUCERE
Lemnul, acest produs cu caracter regenerabil, este indispensabil omului, ca urmare a
structurii sale şi a remarcabilelor calităţi naturale, găsind utilizări, fie ca materie primă pentru diverse
prelucrări industriale, fie ca sursă de energie.
Calitatea lemnului arborilor pe picior, constituie premisa valorificării sale superioare,
dificultatea cuantificării acesteia rezidă din multitudinea criteriilor care pot, şi trebuie analizate:
indicatori ai calităţii trunchiului (rectitudinea, indicii calităţii formei, zonele de calitate ale fusului), şi
calitatea lemnului încorporat (indici structurali, fizici, mecanici, chimici şi tehnologici).
Societatea modernă este intens preocupată de studierea şi folosirea resurselor naturale
regenerabile care pot fi incluse în circuitul economic în vederea soluţionării problemelor energetice în
special şi sociale în general. Preocuparea se justifică prin interesul major al societăţii pentru sporirea
producţiei vegetale, inclusiv a celei de biomasă lemnoasă, pentru satisfacerea cererilor mereu crescânde
ale populaţiei globului în creştere.
În ultima vreme problema ferăstraielor mecanice mobile a început să intre din ce în ce mai
mult în atenţia specialiştilor din silvicultură. Explicaţia constă in faptul că această categorie de maşini
permit tăierea lemnului în locaţii izolate şi foarte îndepărtate de fabricile de cherestea existente.
Cercetarea de faţă, şi-a propus analiza variaţiei unor indici calitativi de lucru urmăriţi în
timpul debitării lemnului cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile pentru fiecare din cele cinci specii
cuprinse în experiment: molid, brad, arin, fag şi stejar.
Din acest punct de vedere s-a urmărit ca prin cercetările noastre să se aducă unele contribuţii
relativ modeste în domeniul debitării lemnului cu ferăstraiele mecanice mobile.
4
CAPITOLUL I PROPRIETĂŢILE DE INTERES PRIVIND COMPOZIŢIA ŞI
PRELUCRAREA LEMNULUI
Lemnul este una din cele mai importante materii prime naturale fiind utilizat în principal la fabricarea mobilei, ca material de construcţii, la fabricarea hârtiei, fibrelor celulozice, articolelor de uz
casnic, jucăriilor, articolelor de uz casnic, jucăriilor, articolelor de papetărie, ambarcaţiunilor,
ambalajelor etc. Lemnul este un material de natură organică cu o compoziţie chimică complexă, eterogen şi
anizotrop, obţinut din arbori forestieri de esenţă răşinoasă sau foioasă.
1.1 Structura lemnului
Lemnul are o structură fibroasă şi orientată, formată din celule cu membrane lignificate. Acestea formează ţesuturi specializate care conferă rezistenţă şi totodată servesc la conducerea apei cu
substanţe minerale din sol şi a sevei elaborate.
1.1.1 Structura microscopică a lemnului
Lemnul este constituit din celule variate ca formă, mărime şi poziţie, după funcţiile pe care le
îndeplinesc în arbore (fig. 1.1 a,b). Cea mai mare parte a celulelor din arbore mor încă din timpul când
arborele este în viaţă. Din aceste celule, în lemn rămân numai pereţii sau membranele celulare şi uneori o parte din conţinutul celular, în special unele substanţe de rezervă şi de secreţie.
După forma lor, celulele din lemn sunt de două tipuri: parenchimatice şi prozenchimatice.
Celulele parenchimatice sunt izodiametrice sau puţin alungite, iar cele prozenchimatice sunt alungite şi înguste.
În lemnul de răşinoase sunt următoarele celule parenchimatice: celulele de parenchim din
razele medulare şi celulele epiteliale ale canalelor rezinifiere, iar în lemnul de foioase: celulele de parenchim din razele medulare, parenchimul lemnos, celulele epiteliale ale canalelor gumifere.
Celulele prozenchimatice prezente în lemnul de răşinoase sunt traheidele, iar în lemnul de
foioase vasele (traheele), traheidele şi fibrele.
Elementele anatomice principale ale lemnului sunt: traheidele, vasele (traheele), fibrele, parenchimul şi
canalele intercelulare.
Traheidele sunt celule alungite, închise, ale căror capete sunt mai ascuţite în lemnul târziu şi mai rotunjite în lemnul timpuriu. La unele specii, pereţii prezintă îngroşări spiralate (fig. 1.1).
Traheidele ocupă volumul cel mai mare (aproximativ 90 %) al lemnului de răşinoase şi se
găsesc în lemnul multor specii de foioase. Vasele sau traheele sunt formate prin fuzionarea unui număr mare de celule prozenchimatice
cu pereţi relativ subţiri – elemente de vase – aşezate cap la cap în direcţie longitudinală şi ai căror pereţi
intermediari au dispărut total sau parţial, rezultând astfel tuburi de diferite lungimi. Acestea servesc, la speciile de foioase, la conducerea în arbore a sevei brute. Elementele de vase la maturitate sunt celule
deschise, perforate. Ele sunt foarte variate ca formă, dimensiuni, îngroşări ale pereţilor, perforaţii şi
incluziuni (fig. 1.2-1.3). Fibrele (fibrele liberiene) constituie elementele de rezistenţă ale lemnului de foioase. Ele sunt
celule foarte alungite şi subţiri, cu pereţi groşi. Au contur de obicei poligonal în secţiune transversală,
iar la capete sunt uneori dentate sau bifurcate spre a se ancora mai bine unele de altele. Fibrele sunt distribuite foarte variat în lemn, de la împrăştiate uniform, până la grupări caracteristice (benzi, zone
sub formă de flăcări, zone insulare cu contur neregulat etc.). Lungimea şi grosimea fibrelor variază de la
o specie lemnoasă la alta. De asemenea, proporţia fibrelor în lemn variază foarte mult de la o specie la alta, ajungând până la 70 % sau chiar mai mult.
5
a. răşinoase
1 – traheidă axială (lemn timpuriu), 2 – traheidă axială (lemn târziu), 3 – traheidă radială, 4 – celulă de parenchim radial, 5 – celulă de parenchim epitelial, 6 – canal rezinifer vertical, 7 – canal rezinifer
orizontal (Suciu P., 1975)
b. de foioase
1 – element de vas (lemn timpuriu), 2 – element de vas (lemn târziu), 3 – fibră (lemn timpuriu), 4 –
fibră (lemn târziu), 5 – celulă de parenchim lemnos longitudinal, 6 – celulă de parenchim radial
Fig. 1.1. Structura microscopică a lemnului (Beldeanu E.C., 2001) Fig. 1.1. Wood microscopic structure
6
Fig. 1.2 Reprezentare schematică la nivel microscopic a unui bloc din lemn de pin. Fig. 1.2 Schematic representation on microscopic level of a pine wood block (Suciu P., 1975)
Parenchimul din lemn, după poziţia pe care o are, este de două tipuri: parenchim lemnos şi parenchim de rază, întrucât se află în razele medulare. Parenchimul lemnos este format din celule
parenchimatice dispuse paralel cu axa arborelui. Parenchimul de rază este format din celule
parenchimatice dispuse radial, în formă de benzi, constituind în unele cazuri, împreună cu celulele de parenchim epitelial şi celulele prozenchimatice (traheidele), razele medulare ale lemnului.
Canalele intercelulare sunt reprezentate prin canalele rezinifere la răşinoase şi canalele
gumifere la foioase. Canalele rezinifere conţin doar răşini, în schimb cele gumifere conţin substanţe de diferite naturi: gume, răşini, uleiuri etc.
Fig. 1.3 Microstructura peretelui celular ce formează lemnul.
Fig. 1.3 Microstructure of the cell wall composing the wood (Beldeanu E.C., 2006)
1.1.2 Structura macroscopică a lemnului
Datorită neomogenităţii, structura, aspectul şi proprietăţile lemnului diferă în funcţie de cele
trei secţiuni principale care se pot executa prin trunchi (fig. 1.4 şi fig. 1.5):
secţiunea transversală, făcută perpendicular pe axa longitudinală a trunchiului;
secţiunea radială, longitudinală, care trece prin axa trunchiului;
secţiunea tangenţială, făcută perpendicular pe rază şi tangentă la inelul anual.
Fig. 1.4 Secţiuni principale prin trunchi (Beldeanu E.C., 2001)
Fig. 1.4 Main sections through the truck
7
Fig. 1.5 Secţiune prin trunchi
Fig. 1.5 Section through the trunk
În secţiune transversală, trunchiul prezintă de la exterior către interior următoarele zone
concentrice principale (fig. 1.6): scoarţa, cambiul şi lemnul (partea lemnoasă).
Scoarţa (coaja) este ţesutul exterior al trunchiului, care înveleşte lemnul protejându-l. Ocupă
un volum de 7-30 % din volumul arborelui şi este alcătuită din ritidom şi liber. Ritidomul este partea moartă exterioară a scoarţei care are rolul de a apăra trunchiul de
acţiunea agenţilor fizici sau biologici din mediul exterior. În funcţie de specie, ritidomul poate fi neted
sau poate prezenta crăpături, brăzdări sau poate fi desprins în diferite moduri (în solzi, în fâşii sau în plăci).
Liberul este partea vie a scoarţei care se găseşte spre interiorul trunchiului. Se dezvoltă anual
din cambiu şi este alcătuit din vase, fibre liberiene şi ţesuturi de parenchim. Scoarţa se îndepărtează la prelucrarea lemnului, doar cea a anumitor specii beneficiind de o
valorificare superioară. Astfel, din coaja stejarului se extrag substanţe tanante, iar din cea a arborelui de chinină se obţin diferite substanţe medicinale.
Cambiul este un ţesut generator, format dintr-un singur strat de celule situat între scoarţă şi
lemn, care determină creşterea în grosime. Celulele care alcătuiesc acest ţesut au proprietatea de a se multiplica în mod continuu în timpul
perioadei de vegetaţie a arborelui, dând naştere în fiecare an, spre interior, la ţesuturi care formează
liberul. Lemnul este o grupare de ţesuturi de structură complexă, care constituie cea mai mare parte
din volumul trunchiului, al ramurilor şi al rădăcinilor, fiind totodată şi cea mai valoroasă parte. În
secţiune transversală, lemnul prezintă, de la exterior către interior, următoarele trei zone concentrice principale: alburnul, duramenul şi măduva (Crişan Rodica., 2006)
8
Fig. 1.6 Structura macroscopică a lemnului Fig. 1.6 Macroscopic structure of the wood (Crişan Rodica., 2006)
Alburnul este zona de la exterior a trunchiului cu ţesut rar, cu umiditate ridicată, obişnuit de culoare deschisă (gălbui-albicioasă), prin care se face circulaţia ascendentă a sevei brute. Ocupă un
volum mai mic sau mai mare în raport cu volumul întregului trunchi în funcţie de specie, vârsta
arborelui şi condiţiile climatice. (Beldeanu E.C., Dan, I., 1999) Duramenul sau lemnul matur este o zonă interioară situată după alburn, formată prin procesul
de duramnificare a alburnului. Din punct de vedere fiziologic duramenul este inactiv, el servind numai
pentru rezistenţa arborelui. Formarea sa începe la diferite vârste cuprinse între 3-5 ani la salcâm şi 30-55 de ani la stejar. Duramenul prezintă un ţesut dens, rezistent, puţin permeabil la lichide şi cu proprietăţi
fizico-mecanice superioare alburnului. Grosimea şi culoarea duramenului variază după specie, vârstă,
locul secţiunii etc. De exemplu, la speciile de foioase duramenul este mai dezvoltat decât la cele de răşinoase. De asemenea, la anumite specii precum: stejarul, nucul, ulmul, laricele etc. duramenul are o
culoare distinctă de cea a alburnului, iar la altele (fag, tei, molid etc.) cele două zone nu pot fi diferenţiate cu ochiul liber, apelându-se în acest caz la analize chimice. (Beldeanu E.C., 2006)
Măduva este partea din mijloc a tulpinii, situată central sau excentric, formată din ţesut de
parenchim, afânat, moale, deosebită în general de lemnul înconjurător şi prin culoare (fig. 1.7). În secţiune transversală măduva se prezintă în variate forme (circulară, ovală, triunghiulară,
pentagonală etc.). În mod obişnuit măduva poate fi de culoare albicioasă, alb-verzuie, alb-roşcată, alb-
cenuşie, alb-brun deschis, gălbuie, galben-roşcată, roşiatică, roşie-brună, brună, brun-verzuie, cenuşiu deschis, negricioasă etc. Diametrul măduvei variază de la o specie la alta, de la câteva fracţiuni de
milimetru până la 10-12 mm şi chiar mai mult. Dintre speciile cu măduvă foarte dezvoltată pot fi
menţionate socul, oţetarul, iar dintre cele cu măduva foarte mică, ienupărul, mesteacănul, tisa, ienupărul etc.
În jurul măduvei se grupează primele formaţiuni de lemn primar. Măduva împreună cu lemnul
primar se numeşte canal medular şi reprezintă 0,001-0,003 % din trunchi. Măduva este lipsită de valoare şi se înlătură în procesul de debitare.
În afara elementelor menţionate, în secţiunea transversală prin trunchi mai pot fi observate:
inelele anuale şi razele medulare.
Fig. 1.7 Pană din lemn, tăiată din trunchi.
Fig. 1.7 Nog, cut out of a trunk. (Crişan Rodica., 2006)
Inelele anuale sunt inelele concentrice formate succesiv în fiecare an şi sunt vizibile în toată
partea lemnoasă a trunchiului (fig. 1.8). Conturul inelelor anuale poate fi regulat (la molid), ondulat grosolan (ex: carpen, ienupăr) sau
ondulat fin (la anin, fag), uneori prezentând retrageri vizibile în dreptul trecerii razelor medulare (la fag,
anin, stejar).(Beldeanu E.C., 2006) Lăţimea inelelor anuale depinde de specie, de condiţiile de vegetaţie, de vârstă şi de poziţia lor
în arbore. Unele specii prezintă inele anuale foarte late (ex. plopul negru, cenuşarul etc.), iar altele, inele
anuale foarte înguste (tisa, jneapănul etc.). La unele specii, inelele anuale sunt distincte datorită
9
prezenţei a două zone deosebite în cuprinsul lor şi anume: zona de lemn timpuriu (lemn de primăvară), mai puţin densă şi de culoare mai deschisă, formată în prima parte a perioadei de vegetaţie şi zona de
lemn târziu (lemn de vară), mai densă şi mai închisă la culoare, formată în a doua parte a perioadei de
vegetaţie. Trecerea de la lemnul timpuriu la cel târziu este treptată la unele specii (molid, brad, cireş) şi bruscă la altele (larice, pin, ulm).
Fig. 1.8 Reprezentare microscopică a unei secţiuni transversale de molid (inel anual).
Fig. 1.8 Microscopic representation of a transversal section of a spruce (annual ring) (Beldeanu E.C.,
2006)
Razele medulare sunt linii radiale foarte subţiri de culoare şi luciu diferite de masa lemnoasă înconjurătoare. Ele pornesc din măduvă sau dintr-un inel anual şi se continuă până la scoarţă, deoarece
au rolul de a conduce şi înmagazina substanţele nutritive primite de la frunze şi, totodată, de a conduce
apa din lemn către scoarţă. În număr mic, razele medulare late şi cele înguste conferă un aspect deosebit suprafeţei,
crescând valoarea estetică a produsului; în schimb, prezenţa în număr mare a razelor medulare late
înrăutăţeşte proprietăţile mecanice ale lemnului. (Beldeanu E.C., 2001)
1.1.4 Proprietăţile lemnului
Lemnul fiind un material anizotrop şi un produs al vieţii vegetale, proprietăţile sale fizico-
mecanice depind de: structura sa fibroasă şi orientată, conţinutul de apă, defectele sale. De aceea, proprietăţile sale se referă la materialul sănătos, fără defecte, cu un conţinut de apă de 15 % şi la
secţiunea avută în vedere (transversală, radială sau longitudinală).
Dintre caracteristicile fizice si mecanice ale lemnului, în cele ce urmează sunt tratate cele care au o importanta deosebita in evaluarea calităţii lemnului si a capacitaţii sale portante.
1.1.4.1 Proprietăţile fizice
1.1.4.1.1 Umiditatea
Umiditatea lemnului reprezintă o caracteristică deosebit de importantă care influenţează
toate proprietăţile fizice, mecanice, de deformaţie şi tehnologice ale lemnului şi ale produselor derivate
din lemn. Variaţia umidităţii duce, de asemenea, la modificarea în anumite limite a dimensiunilor
elementelor. (Dinulică F., 2008) Datorită variaţiei caracteristicilor lemnului cu umiditatea valorile lor sunt date pentru un
conţinut standard de umiditate (în mod curent 12%) urmând ca în practică să fie corectate în funcţie de
condiţiile efective de lucru ale lemnului şi umiditate. Coeficienţi de corecţie a rezistentelor sunt mui
după norma românească respectiv kmod
după norma europeană. Coeficientul kmod
ia în considerare efectul
cumulat al umidităţii şi duratei de încărcare.
10
Determinarea umidităţii se poate face şi cu metoda extracţiei de apă (STAS 83-89) sau cu ajutorul unor instrumente de măsurătoare electrice care au la bază următoarele procedee:
- măsurarea rezistenţei între doi electrozi introduşi în lemn şi alimentaţi cu un curent
continuu; - măsurarea proprietăţilor dielectrice ale lemnului plasat într-un câmp electric produs de doi
electrozi amplasaţi pe suprafaţa lemnului, sub un curent alternativ.
1.4.1.1.2. Densitatea
Lemnul, prin structura sa, este un material mai mult sau mai puţin poros dar densitatea reală
a substanţei lemnoase este de 1,55 g/cm3
şi este aceeaşi pentru toate esenţele.
Densitatea aparentă reprezintă una din caracteristicile foarte importante ale lemnului
deoarece proprietăţile fizice, mecanice şi tehnologice ale lemnului sunt condiţionate de valoarea de acesteia. (Dinulică F., 2008)
Variaţia densităţii lemnului influenţează caracteristicile mecanice ale acestuia. Astfel s-a
constatat, de exemplu pentru răşinoase că variaţia densităţii caracteristice de la 500 kg/m3
la 400 kg/m3
duce la scăderea rezistenţei la compresiune cu până la 30%; din acest motiv nu se foloseşte la elemente
de rezistenţă lemn de răşinoase cu densitate sub 400 kg/m3
. (Popescu I., 1984)
De egală importanţă, în procesul de debitare al lemnului, îl au şi alte proprietăţi fizice cum
sunt: contracţie şi umflarea, culoarea, luciul, desenul, textura, conductibilitatea electrică şi
conductibilitatea acustică. Din rândul proprietăţilor termice ale lemnului, care pot influenţa procesul de debitare,
menţionăm: comportarea la încălzire progresivă, dilatarea termică, conductibilitatea termică; iar cele
mai importante proprietăţi mecanice şi de deformaţie ale lemnului sunt: rezistenţa la compresiune, rezistenţa la întindere, rezistenţa la încovoiere, rezistenţa la forfecare, rezistenţa la torsiune, deformaţiile
lemnului sub încărcări de scurtă durată, deformaţiile lemnului sub încărcări de lungă durată, duritatea,
rezistenţa la uzură.
11
CAPITOLUL II STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR PRIVIND CONSTRUCŢIA
MAŞINILOR-UNELTE PENTRU PRELUCRAREA LEMNULUI
2.1 Maşini unelte pentru prelucrarea lemnului
Diversitatea mare a schemelor tehnologice şi a metodelor de prelucrare, a modalităţilor de
realizare a suprafeţelor pieselor, conduce la un număr considerabil de tipuri de maşini, care, aşa cum s-a
arătat, pot fi clasificate după mai multe criterii. Sistemele de clasificare enunţate vizează, într-o măsură mai mare sau mai mică, structura cinematică a maşinilor pentru prelucrarea lemnului, fără a ţine seama
de schema tehnologică de bază a prelucrării mecanice a acestui material.
Pentru analiza tehnologică, cinematică, dinamică şi organologică a maşinilor de uz general, folosite în industria lemnului, se poate adopta clasificarea acestora după SR-ISO -7984-1996: debitare,
rindeluire, frezare, strunjire, şlefuire etc., ca fiind mai uşor de urmărit. În cadrul acestei clasificări,
maşinile sunt împărţite pe grupe, în funcţie de destinaţia lor tehnologică (gatere, ferăstraie panglică, ferăstraie circulare, maşini de rindeluit, de frezat, de şlefuit etc.).
Utilajele de bază (care determină capacitatea de producţie a fabricii de cherestea) la
transformarea buştenilor în cherestea sunt următoarele (SR-ISO -7984-1996):
Ferăstraie mecanice:
Ferăstraie cu mişcare alternativă a pânzei: - ferăstraie pentru secţionat buşteni (fixe, transportabile)
- ferăstraie mecanice de traforaj
- gaterele verticale (fixe, transportabile) şi orizontale, cu ajutorul cărora buştenii sunt tăiaţi în lung cu ajutorul pânzelor liniare dinţate, fixate într-un cadru, care execută mişcarea alternativă liniară,
iar buştenii execută mişcarea de avans. Se folosesc atât pentru răşinoase cât şi pentru foioase;
Ferăstraie cu mişcare continuă a pânzei - ferăstraiele panglică :(ferăstraie pentru debitat buşteni):
- orizontale (fixe, cu cărucior mobil, cu batiu mobil) - verticale (fixe, cu avans manual al căruciorului, cu avans automat al căruciorului, cu o pânză,
multiple, transportabile cu batiu mobil, transportabil cu cărucior mobil)
Ferăstraiele circulare de debitat, la care debitarea se face cu pânze circulare simple sau multiple.(Popescu I., Popescu, S., 2000)
Gaterele, ca utilaje de bază folosite pentru prelucrarea primară a lemnului, se caracterizează prin faptul că sculele lor - pânze dinţate plane - execută, în raport cu buştenii, o mişcare rectilinie
alternativă. Ele efectuează debitarea în lung a buştenilor sau prismelor în scânduri, dulapi, traverse etc.
Buştenii sau prismele se deplasează în aşa fel încât dinţii pânzelor tăietoare să acţioneze în timp, într-un plan perpendicular pe axa lor longitudinală. Pentru a obţine o rigiditate sporită şi o coordonare a
mişcării pânzelor, acestea se montează într-o ramă (cadru) care execută o mişcare rectilinie - alter-
nativă.(Timofte A.I., 2006, 2007, 2008) După poziţia planului în care se deplasează rama cu pânze aceste maşini se clasifică în gatere verticale
şi gatere orizontale.
2.2 Ferăstraie panglică
2.2.1 Generalităţi, clasificări
Ferăstraiele panglică de debitat sunt utilaje care asigură transformarea buştenilor în cherestea prin tăiere succesivă (individuală, deschisă, prin mai multe treceri), piesă cu piesă, sporind posibilităţile
de valorificare în piese de cherestea a zonelor de calitate ale secţiunii transversale a buştenilor. (Timofte
A.I., 2006, 2007, 2008) Utilizarea ferăstraielor panglică la debitare prezintă, comparativ cu gaterele, avantaje ca:
12
reducerea consumului de manoperă pentru sortarea şi manipularea buştenilor în depozit, ei păstrându-se în stoc nesortat (cel mult separaţi pe specii), implicit reducerea la jumătate
suprafeţei depozitului;
posibilitatea mecanizării operaţiilor din depozitul de buşteni; reducerea pierderilor de material lemnos în rumeguş cu circa 20%, (grosimii mai mici la
tăieturi);
utilizarea mai raţională a materialului lemnos, grosimea pieselor de cherestea fixându-se în funcţie de calitatea lemnului (vizibilă în interiorul buşteanului) şi de comenzile
existente;
eliminarea sistemului de prismuire pentru buştenii supragroşi; montarea şi demontarea pânzei tăietoare într-un timp foarte scurt (circa 5-15 min);
gradul ridicat de automatizare al ansamblului ferăstrău panglică-cărucior şi de mecanizare
al activităţii din hala de debitare (automatizarea unor operaţii). Dintre dezavantajele debitării cu ajutorul ferăstraielor panglică, se menţionează:
capacitate de tăiere mai scăzută, la buştenii de diametre mici, datorită curselor de recul; întreţinerea mai pretenţioasă a pânzelor tăietoare (folosirea unui personal calificat şi
retribuit ca atare);
pregătirea mult mai atentă a buştenilor în depozit (îndepărtarea noroiului, impurităţilor, incluziunilor metalice etc.), pânzele deteriorându-se foarte uşor, cojirea devine
obligatorie;
operatorul care conduce ferăstrăul are o calificare superioară gateristului, posedând şi cunoştinţe despre calitatea şi dimensiunile pieselor de cherestea din comenzi, gradul de
realizare al comenzilor etc.
Clasificarea ferăstraielor panglică se practică după particularităţi constructive sau funcţionale (STAS SR-ISO-7984-1996), cum ar fi:
– diametrul volanţilor şi greutatea totală a maşinii: ferăstraie panglică de tip greu (diametrul
volanţilor peste 1.500 mm şi greutatea peste 150 KN), ferăstraie panglică de tip mediu (diametrul volanţilor de 1.100-1.500 mm şi greutatea de 50-150 KN), ferăstraie panglică de tip uşor (diametrul
volanţilor sub 1.100 mm şi greutatea sub 50 KN);
– turaţia volanţilor şi viteza de tăiere a pânzei: ferăstraie panglică rapide (turaţia peste 500 rot./min şi viteza de tăiere peste 40m/s), ferăstraie panglică normale (turaţia sub 500 rot./min şi viteza
de tăiere sub 35m/s);
– poziţia volanţilor şi planul de tăiere al pânzei: ferăstraie panglică verticale (planul tăierii vertical), ferăstraie panglică orizontale (planul de tăiere al pânzei orizontal), ferăstraie panglică
înclinate, (poziţie de lucru intermediară faţă de primele două).
Ferăstraiele panglică sunt maşini de construcţie relativ simplă la care unealta tăietoare are forma unei panglici (benzi) continue de oţel, dinţată pe una din margini şi care se înfăşoară ea o curea
pe două roţi (volanţi) cu diametre egale, ale căror axe de rotaţie sunt în acelaşi plan.
Volanţii pot avea axele în plan orizontal (ferăstraie-panglică orizontale) sau în plan vertical, adică la nivele diferite, suprapuse în acelaşi plan vertical (ferăstraie-panglică verticale).
Unul din cei doi volanţi ai ferăstraielor-panglică este volant motor, iar celălalt liber, servind
la înfăşurarea, ghidarea şi întinderea pânzei. La ferăstraiele-panglică verticale, volantul motor este cel inferior, axul acestuia fiind comun şi pentru roata de transmisie. Roata inferioară este construită, de
obicei, masiv, pentru a servi şi drept volant. Volantul superior are axul montat într-un palier mobil,
permiţând depărtarea de axul celuilalt volant şi deci întinderea panglicii. Ghidajele acestuia permit ca prin apropiere, să poată fi folosite şi panglici scurtate. De asemenea, axul volantului superior se poate
înclina în direcţie contrară vitezei de avans.
Volantul superior este de construcţie mai uşoară decât cel inferior, folosindu-se în acest scop construcţia cu spiţe sau din materiale mai uşoare.( Budau G., 1998)
Pentru ghidarea şi evitarea deplasării pânzei pe volanţi, aceştia au bandajul uşor convex. La
tipurile de ferăstraie-panglică mai frecvent folosite, numai volantul superior are bandaj convex, cel inferior având bandaj cilindric, pentru înfăşurarea adecvată a pânzei pe cei doi volanţi. La tipurile de
ferăstraie moderne, ambii volanţi prezintă bandaje convexe, ca şi posibilitatea de înclinare a lor faţă de
planul orizontal, în sens opus avansului.
13
Ferăstraiele panglică prezintă o ramură activă a pânzei, în zona căreia se efectuează procesul de tăiere şi o ramură pasivă.(Râmbu I., ş.a. ,1978)
La ferăstraiele panglică orizontale dispozitivul pentru înfăşurarea panglicii este adaptat în
aşa fel, încât ramura activă a pânzei (planul de tăiere) să rămână liberă, iar tăierea să fie lipsită de vibraţii. (Furnică H., 1985)
După destinaţia tehnologică şi după puterea instalată, ferăstraiele panglică se împart în patru
grupe principale şi anume: a) Ferăstraie panglică grele, folosite pentru debitarea buştenilor groşi. Ele pot fi verticale,
folosite la fabricarea cherestelei din buşteni de foioase sau de alte specii, cu diametre ale volanţilor de
peste 1 m şi ferăstraie orizontale, folosite pentru fasonarea buştenilor în prisme şi dulapi, necesari diverselor prelucrări (furnire, piese pentru instrumente muzicale etc.).
b) Ferăstraie panglică mijlocii folosite pentru spintecarea pe cant a prismelor, grinzilor şi
dulapilor în scânduri subţiri. c) Ferăstraie panglică uşoare, utilizate pentru lucrări de tâmplărie de diverse tipuri.
d) Ferăstraie portative. (Timofte A.I., 2006, 2007, 2008) Ultimele trei tipuri de ferăstraie se construiesc, de regulă, sub formă de maşini verticale.
2.2.3 Ferăstraie panglică pentru debitat buşteni
După poziţia axelor volanţilor, aceste ferăstraie pot fi verticale şi orizontale. Cele mai des
folosite sunt ferăstraiele panglică verticale, având o largă utilizare la fabricarea cherestelei.
2.2.3.1 Ferăstraie panglică verticale
Se utilizează în mod avantajos la debitarea buştenilor de specii foioase, care prezintă mari
diferenţe calitative în secţiunea lor transversală (cazul speciilor cu alburn, duramen, inimă defectuoasa,
noduri mari); de asemenea, la valorificarea, buştenilor cu dimensiuni atât de mari, încât nu pot fi debitaţi în gatere. La fabricarea cherestelei de fag, ferăstraiele panglică permit separarea mai uşoară a
lemnului „alb” de pe flancuri, de inima roşie centrală, inaptă pentru anumite utilizări. În unele cazuri,
pentru anumite utilizări ale lemnului, se recomandă folosirea combinată a ferăstraielor panglică şi a gaterelor verticale; primele „deschid” buşteanul şi îl prismuiesc, iar gaterele debitează prisma în
scânduri şi dulapi.
Ferăstraiele panglică verticale de debitat buşteni se compun din următoarele organe, mecanisme, dispozitive şi accesorii principale:
partea fixă, de susţinere şi de rezistenţă a organelor în mişcare;
partea mobila, constituită din organele în mişcare: volanţii, dispozitivele de întindere a pânzei şi de înclinare a volanţilor, organele de transmitere a puterii la volanţi şi
dispozitivele de ghidare a pânzei;
mecanismul de avans (cărucioarele) pentru deplasarea în direcţie longitudinală şi transversală a buşteanului;
instalaţiile şi mecanismele de alimentare şi încărcare a buştenilor pe cărucioare;
dispozitive de comandă a ferăstraielor panglică; dispozitive de protecţie şi de ungere. (Radu A., 1973, 1977, 1984, 1988)
Volanţii au rol de susţinere şi conducere a pânzei (volantul superior) şi de transmitere a
puterii şi antrenare a pânzei în procesul de tăiere (volantul inferior). Ambii volanţi au, de obicei, acelaşi diametru pentru asigurarea unei tensiuni de înfăşurare
egală pe cei doi volanţi, ceea ce conferă condiţii de lucru favorabile.
Diametrul volanţilor constituie una din principalele caracteristici ale ferăstrăului panglică, întrucât determină dimensiunile pânzelor şi ale buştenilor ce pot fi debitaţi. În funcţie de tipul
ferăstrăului panglică (uşor, mijlociu, greu), diametrul volanţilor variază între 1100 mm şi 2500-3000
mm. Lăţimea volantului este în funcţie de diametrul acestuia şi corespunde lăţimii maxime a
pânzei ce se foloseşte pe maşină.
14
La majoritatea ferăstraielor panglică de debitat buşteni, profilul bandajului volantului superior este convex, iar cel al volantului inferior este drept (cilindric). La tipurile moderne de ferăstraie
panglică ambii volanţi au bandaj convex, cu posibilităţi de înclinare în sens opus avansului (în faţa
maşinii).( Bularca M., 1991)
2.2.3.2 Ferăstraie panglică orizontale
La aceste maşini, suprafaţa tăiată este orizontală, iar panglica taie, de obicei, cu ramura sa inferioară. Construcţia majorităţii organelor principale este identică celei de la ferăstraiele panglică
verticale.
Buşteanul de debitat se fixează pe un cărucior, care înaintează printre cei doi montanţi ai batiului. Planul de tăiere al pânzei se fixează coborând simultan axele celor doi volanţi de înfăşurare a
panglicii, printr-un mecanism asemănător celui de la gaterele orizontale. O altă caracteristică de seamă a acestor ferăstraie este aceea că ele, ca şi gaterele orizontale,
nu necesită pentru instalare un subsol.
Ferăstraiele panglică orizontale se construiesc, de obicei, ca maşini stabile, cu diametre ale
volanţilor de înfăşurare de 1200...1400 mm şi pot debita buşteni de 1000...1500 mm diametru, cu
lungimi de 5000...6000 mm.
Mersul operaţiilor de debitare, la această maşină, este identic celui de la gaterul orizontal. El decurge însă mai rapid, datorită vitezei mari de tăiere a dinţilor, astfel că şi productivitatea realizată este
de 3...5 ori mai mare. (Popescu I., 1984)
Ferăstraiele panglică orizontale de mare randament au căpătat, în ultimii ani, o largă întrebuinţare, deoarece nu necesită fundaţii costisitoare, sunt uşor de deservit şi au productivităţi
ridicate. Ele asigură debitări precise, eventualele devieri laterale ale căruciorului cu buşteanul
neinfluenţând precizia tăierii în plan orizontal. La debitarea buştenilor groşi este necesar, totuşi, să se separe scândura tăiată printr-o pană de despicare, pentru ca piesa de cherestea să nu apese pe pânză.
(Dogaru V., 1981,1985, 2004)
La maşinile moderne, elementele de fixare şi deplasare a buşteanului sunt acţionate hidraulic sau electric, asigurând o deservire simplă şi sigură.
La schimbarea direcţiei de mers a căruciorului cu buşteanul, rama, împreună cu roţile care
poartă panglica, se ridică în mod automat de pe suprafaţa tăiată cu circa 10...12 mm pentru ca pânza
care continuă să se înfăşoare şi să nu atingă lemnul la cursa de înapoiere a căruciorului. Planul pânzei
poate rămâne însă neschimbat, când de exemplu aceasta „fuge” sau întâlneşte un corp metalic în lemn,
iar căruciorul trebuie retras. O perfecţionare interesantă a acestor maşini constă în echiparea lor cu dispozitive pentru
spintecare. Acestea se folosesc la spintecarea în scânduri subţiri a lăturoaielor şi dulapilor cu defecte.
De asemenea, ferăstraiele panglică orizontale pot fi folosite cu succes şi pentru spintecarea prismelor, dulapilor şi lăturoaielor.
Un alt domeniu de utilizare a ferăstraielor panglică orizontale este în fabricile de furnire
decorative. Butucii din care se produc asemenea furnire sunt fasonaţi în prealabil, în prisme, operaţie care comportă întoarcerea repetată a lemnului, la o muncă de tăiere relativ redusă.
2.3 Stadiul realizărilor tehnice în domeniul fierăstraielor mobile pe plan internaţional
Husqvarna Horizont
Husqvarna Horizont este gaterul mobil cu pânză folosit pentru debitare buştenilor în
cherestea chiar în pădure, acesta putând fi transportat cu uşurinţă chiar şi cu o remorcă pentru autoturisme cum se poate observa în figura 2.6.
15
Fig. 2.6 Fierăstrău mobil Husqvarna Horizont
Fig. 2.6 Husqvarna Horizont mobile sawmill (www.husqvarna.ro)
Husqvarna Horizont este echipat cu un dispozitiv de siguranţă, care asigură oprirea pânzei
fierăstrăului de îndată ce s-a luat mâna de pe mâner, eliberând pârghia de frână. Sistemul de fixare a
buşteanului asigură un reglaj rapid (fig. 2.7) şi uşor al acestora în poziţia dorită pentru debitare. Cu ajutorul pârghiei, înălţimea de aşezare a buşteanului la capătul subţire este reglată astfel încât tăierea
longitudinală să fie executată paralel cu axul buşteanului.
Fig. 2.7 Sistem de fixare a buşteanului
Fig. 2.7 Log clamping system (www.husqvarna.ro)
Husqvarna Horizont are un motor foarte puternic, motorul a fost adaptat de la unul dintre
cele mai puternice fierăstraie mecanice profesionale Husqvarna 394 XP (fig. 2.8). Acesta este echipat cu un sistem „Air injection”, un sistem unic de curăţire, care îndepărtează rumeguşul rezultat prin tăiere,
din priza de admisie a aerului. De asemenea motorul este foarte uşor de pornit, prin apăsarea butonului
albastru se deschide valva de decompresie (Smart Start), astfel reducându-se compresia în momentul când se porneşte motorul.
Fig. 2.8 Motorul Husqvarna 394 XP ce echipează fierăstrăul mobil Husqvarna Horizont Fig. 2.8 394 XP Husqvarna motor equipping the Husqvarna Horizont mobile sawmill
(www.husqvarna.ro)
Debitarea se realizează cu uşurinţă chiar şi de către o singură persoană, deoarece şinele sunt la nivelul pământului, astfel încât buştenii şi cheresteaua să fie uşor de manevrat precum şi pentru
evitarea ridicării unor greutăţi mari, cum se poate observa în figura 2.9.
16
Fig. 2.9 Husqvarna Horizont în lucru
Fig. 2.9 Husqvarna Horizont at work (www.husqvarna.ro)
Dispozitivul de ascuţire cu disc a pânzei fierăstrăului (fig.2.10) este complet automat şi poate fi reglat să realizeze diferite unghiuri de ascuţire.
Fiecare traversă are două suporturi de lungimi diferite astfel încât buşteanul se aşează şi se
fixează uşor în poziţia dorită pentru debitare. Pierderea în urma debitării este minimă întrucât pânza fierăstrăului realizează o tăiere de 2
mm.
Fig. 2.10 Dispozitiv de ascuţire şi modalităţi de fixare a buşteanului
Fig. 2.10 Grind device and clamping methods for the log (www.husqvarna.ro)
Tabelul 2.2
Caracteristici tehnice Husqvarna Horizont Technical features of Husqvarna Horizont (www.husqvarna.ro)
Putere 5,2 kW/7,1 CP
Capacitate cilindrică 94 cm3
Greutate cadru (fără motor) 88 kg
Greutate şine 56 kg
Lăţime maximă de tăiere 50 cm
Lungime maximă de tăiere, şine
2 buc x 3 m (pot fi cuplate mai multe) 5,2
Lungimea pânzei tăietoare 3570 mm
Lăţimea pânzei tăietoare 32 mm
Grosimea pânzei tăietoare 1,0 mm
17
Fig. 2.11 Schema de principiu a unui ferăstrău panglica orizontal pentru debitat buşteni.
Grinda 1, volanţii 2 si 3, montanţi 4, roata de mâna 5, buşteanul 6, căruciorul 7. (Budău G., Ispas M.,
2013)
Fig. 2.11 Initial drawing of a horizontal band saw for log cutting
Câteva avantaje ale acestor maşini au făcut ca ele să fie destul de des întrebuinţate. Astfel, nu necesită fundaţii costisitoare (cum e cazul gaterelor şi ferăstraielor panglică verticale), sunt maşini
relativ simple, uşor de exploatat şi au capacităţi de lucru ridicate. În plus, datorita tăierii în plan
orizontal precizia de prelucrare este ridicată, eventualele deplasări ale căruciorului în lateral pe şine neavând repercursiuni asupra calităţii debitării. (Budău G., 2011)
O categorie aparte a acestor maşini cea a ferăstraielor care nu au cărucior pentru buştean. La
aceste ferăstraie buşteanul este fix iar mişcarea de avans este efectuată de un cărucior pe care sunt fixaţi volanţii împreuna cu toate mecanismele aferente mişcării de tăiere. (Pruvot F., 1993)
Căruciorul cu volanţii se deplasează pe şine prevăzute pe acelaşi suport (platforma) pe care
este fixat şi buşteanul (vezi fig. 2.12 şi fig. 2.13). Căruciorul poate fi antrenat manual (la maşinile mici) sau, cel mai adesea, pe cale hidraulica. Mişcările auxiliare de poziţionare, fixare, reglare, pot de
asemenea sa fie realizate pe cale manuală sau hidraulică, în funcţie de complexitatea maşinii şi de
dotări. (Budău G., Ispas M., 2013)
Fig. 2.12 Ferăstrău panglică orizontal pentru debitat cu busteanul fix şi avansul
efectuat de către subansamblul mecanismului de tăiere. (Budău G., Ispas M., 2013)
Fig. 2.12 Cutting horizontal band saw with stationary log and leading by cutting system assembly
18
Fig. 2.13 Ferăstrău panglică orizontal transportabil. (Budău G., Ispas M., 2013)
Fig. 2.13 Transportable horizontal band saw
Gaterul mobil Logosol
Cadrul mini-gaterului Logosol este fabricat în totalitate din profiluri de aluminiu, din acest
motiv greutatea acestuia este deosebit de redusă.
Utilitate unui asemenea mini-gater nu constă numai în tăierea trunchiurilor conform cerinţelor sau a mărimii dorite, ci întrebuinţarea lui direct în pădure.
Având o lungime totală de 5 m, pot fi debitaţi buşteni de o lungime asemănătoare deoarece,
spre deosebire de gaterele fixe, unde trunchiul trece printr-un cadru fix, minigaterul parcurge traseul de tăiere printr-un trunchi imobil.(fig. 2.14)
Fig. 2.14 Gaterul mobil Logosol
Fig. 2.14 Logosol mobile sawmill (www. stihl.ro)
Trunchiurile scurte se taie la fel de uşor ca cele cu o lungime de până la 4,6 m. În cazul în
care se debitează trunchiuri mai lungi de 4,6 m utilajul se poate prelungi cu diverse seturi de piese
ataşabile (fig. 2.15).
Fig. 2.15 Cadrul gaterului mobil Logosol
Fig. 2.15 Logosol mobile sawmill frame (www. stihl.ro)
19
Minigaterul Logosol nu cunoaşte limite în ceea ce priveşte grosimea buştenilor de prelucrat. Indiferent de grosimea acestora, minigaterul Logosol poate fi adaptat prin intermediul unor garnituri de
tăiere.
Fierăstrăul mecanic Stihl este echipat cu un lanţ special de tăiere (Picco) care, spre deosebire de celelalte lanţuri are un unghi de ascuţire mai mic. Canalul de tăiere este puţin mai lat decât al unui
ferăstrău obişnuit, dar suprafaţa de tăiere devine plană şi uniformă.
Cu fierăstrăul mecanic de mare randament Stihl 066 se obţine o viteză de tăiere ridicată de 5-6 m/ min., la o lăţime de tăiat de 15 cm.
2.4 Concluzii privind fierăstraiele panglică
Din cele arătate s-a desprins faptul că fierăstraiele fixe pot executa lucrări de debitare
calitativ superioare dar, marele lor neajuns constă în investiţiile şi volumul de lucrări implicate de
instalarea lor în condiţii normale de lucru. Pe lângă faptul că necesită fundaţii grele implică şi adăposturi costisitoare precum şi surse
energetice complexe de care este nevoie pentru iluminat şi încălzirea parţială a spaţiului de lucru.
Pentru acţionare sunt necesare maşini şi instalaţii puternice, în majoritate fiind mari
consumatoare de materiale surse de energie (combustibil, lubrifianţi, lemn, etc.).
În schimb nu trebuie să omitem faptul că unele fierăstraie valorifică energia calorică oferite de resturile de materiale lemnoase rezultate în urma altor operaţii specifice prelucrării lemnului
(lăturoaie, rumeguş, aşchii, coajă).
Pe lângă dezavantajele menţionate anterior, o altă deficienţă a fierăstraielor fixe constă în faptul că materialul intrat în procesul de debitare trebuie transportat de la distanţe mari în depozitele
centrelor de prelucrare.
În contrast cu această situaţie fierăstraiele mobile pot fi deplasate cu uşurinţă în locurile de depozitare a buştenilor anterior specificate în context (platforma primară).
În general, în această categorie de fierăstraie sunt debitaţi buşteni începând de la diametre
mici (recomandat este ca diametrul materialului să nu scadă sub 20 cm). Totodată se recomandă ca diametrele maxime să nu depăşească 40-60 cm.
În activitatea productivă se cunosc situaţii când, ca urmare a priceperii deservanţilor, se pot
atinge diametre de 60-70 cm.
Un prim moment specific pentru debitarea lemnului direct în pădure (uneori la cioată) este
marcat de folosirea joagărului acţionat de doi lucrători. Regional metoda a fost cunoscută sub
denumirea de tăierea la „traşcă”. Procedeul era folosit în special de munteni care aveau nevoie de cantităţi mici de cherestea pentru uz gospodăresc.
În această accepţie, după cum se constată fierăstraiele mobile includ o sferă mai largă de
organe active destinate debitării. Ca atare şi noţiunea de ferăstrău mecanic mobil trebuie înţeleasă ca o categorie de maşini de prelucrare a lemnului cu posibilităţi mult mai extinse decât în cazul fierăstraielor
fixe.
De aceea în cele ce urmează s-au făcut eforturile necesare pentru a clarifica noţiunea de fierăstrău mobil. Aceasta deoarece literatura de specialitate indigenă şi din alte ţări nu clarifică acest
lucru.
2.5 Consideraţii tehnice şi practice asupra fierăstraielor mobile
În dicţionarele de limba română se fac multiple referiri , cu privire la noţiunea de fierăstrău
fără ca între diferite păreri să existe diferenţe sensibile, astfel: - Alexandru Ciorănescu (1958 – 1966) redă noţiunea de gater în modul următor: Gater – fierăstrău mecanic , joagăr ; Vasile Brebau (1974)
prin gater înţelege un ferăstrău mecanic pentru debitarea în piese a lemnului rotund sau a lemnului tăiat
în prealabil în prismă. (Chioreanu Aurora, Rădulescu Gh., 1978; Iordan I., 1998; Câmpean M., Ispas, M., Budău, G., Lăzărescu, C., 2000; Seche Luiza, 2002)
20
Cam în acelaşi mod s-a definit noţiunea de ferăstrău şi de către alţi autori care de-a lungul timpului au contribuit la elaborarea dicţionarelor de limba romană, referindu-ne aici la Florin Marcu şi
Constant Mânecă (1986), Iorgu Iordan (1998), Florin Marcu (2000), precum şi în Dicţionarul Explicativ
al Limbii Române şi Dicţionarul de Sinonime apărute în anul 2002. Este interesant de subliniat că in toate sursele amintite cuvântul “gater“ este provenit din limba germană. De asemenea se precizează
faptul că in toate sursele de informare nu este definită noţiunea de ferăstrău mecanic mobil. (Ciorănescu
A., 1966; Chamarache Ana, Brebou V., 1974) În baza exemplelor anterioare, în cele ce urmează se încearcă clarificarea noţiunii de
ferăstrău mecanic mobil. În opinia noastră ferăstrău mecanic mobil este instalaţia care poate fi
deplasată cu uşurinţă dintr-un loc în altul în vederea debitării buştenilor în diferite sortimente de cherestea. Această categorie de ferăstraie se poate folosi pentru debitarea buştenilor în pădure, lângă
parchete cu material lemnos, în gospodăriile particulare şi depozitele de buşteni unde se prelucrează
diferite sortimente lemnoase pe bază de comenzi speciale. Sub aspectul posibilităţilor de deplasare, ferăstraiele mecanice pot fi transportate manual de
către o singură persoană sau în mijloace auto de mic tonaj (1,5 t). Cele transportate de om sunt alcătuite în ansamblu dintr-un ferăstrău mecanic care poate fi
solidarizat pe o ramă de susţinere în timpul debitării. Datorită simplităţii lor acestea sunt cele mai
răspândite în special în gospodăriile particulare. Sub aspectul mobilităţii lor, în aceeaşi categorie se încadrează şi ferăstraiele perfecţionate cu
cadru din materiale uşoare (aluminiu, lemn), care sunt destinate unui spectru mai larg de utilizare.
Perfecţionarea constă în prezenţa unui cadru de susţinere a ferăstrăului mecanic cât şi a unei mici cantităţi de buşteni pregătite să intre în procesul de debitare.
Aceste avantaje sunt evidente în special în ceea ce priveşte comoditatea de debitare a
buştenilor precum şi în ceea ce priveşte calitatea materialului rezultat. Tot ca o notă pozitivă se apreciază şi faptul că timpul de instalare şi demontare este aproximativ scurt.
Caracteristica cea mai importantă a acestor ferăstrae mecanice constă în debitarea piesă cu
piesă a buştenilor. Debitarea buştenilor în pădure facilitează aducerea materialului lemnos la mijloacele de acces hipo sau auto, ceea ce nu se poate realiza cu piesele aflate sub formă de buştean. Alte aspecte
care merită a fi evidenţiate, vor fi prezentate în continuare.
Datorită multiplelor avantaje pe care le oferă, acestea reprezintă categoria de ferăstraie mecanice cea mai răspândită, atât în ţara noastră cât şi în numeroase alte ţări europene importante. Din
această categorie pot fi nominalizate o serie de ferăstraie mecanice din producţia internă: FBO-01 CUT;
FBO-02 CUT; FBO-03 CUT, precum şi alte fabricate în special în Suedia şi Germania (Serra, NORWOOD).
Din categoria echipamentelor utilizate pentru debitarea buştenilor în cherestea nu trebuie
neglijate pânzele circulare, pe care utilizatorii le folosesc în special pentru tivirea materialului, dar şi pentru debitarea unor buşteni a căror diametru la capătul gros nu depăşeşte 25 cm.
Cu privire la categoria de ferăstrae mecanice mobile se poate afirma că răspândirea lor în
ultimul deceniu poate fi dată prin avantaje generale pe care le oferă. Între acestea, în opinia noastră cele mai importante sunt:
Costurile de achiziţie convenabile;
Consumul energetic relativ scăzut; Instalarea cu oarecare uşurinţă în punctul de lucru precum şi demontarea şi încărcarea cu un
număr scăzut de lucrători;
Acţionarea în sarcină de motoare cu ardere internă sau electrice, a căror putere nu depăşeşte 10 kw, trebuind să precizăm că majoritatea acestora necesită motoare de acţionare de cel
mult 5 kw;
Instalarea în locul unde sunt stivuiţi buştenii, permite reducerea consumului de forţă umană în timpul manipulării acestora până la introducerea în procesul de debitare;
Ajustarea comodă a echipamentului de tăiere în raport de cerinţele solicitanţilor de material
prelucrat; Reducerea consumului de material lemnos sub formă de rumeguş la majoritatea ferăstraielor
mecanice mobile, excepţii făcând acelea care au ca organ tăietor frezele de tip lanţ;
21
În faza – premergătoare - când are loc prismuirea materialului, se subliniază că întoarcerea buştenilor se face destul de uşor;
Nu necesită personal de deservire cu un grad ridicat de calificare;
Întreţinerea organelor active se poate efectua chiar în incinta şantierului de lucru, iar montarea şi demontarea acestora pe organele de antrenare se face uşor;
Deşeurile rezultate din debitarea la pădure pot fi în parte folosite sub formă de combustibili,
îngrăşământ natural (rumeguş), araci sau elemente de împrejmuire a unor mici suprafeţe de interes forestier.
Ferăstraele mobile pot lucra în orice locaţie, prevăzută sau neprevăzută cu sursă de curent
electric. Printre dezavantajele de ordin general nu putem omite faptul că la fiecare cursă de lucru se
debitează doar o singură piesă. În aceeaşi ordine de idei sunt amintite limitele dimensionale ale
buştenilor – ca grosime şi lăţime – care pot fi tăiaţi cu astfel de gatere.
Elemente de ordin constructiv şi funcţional
La majoritatea ferăstraielor mecanie mobile se întâlnesc următoarele componente de bază (fig. 2.37): platforma buştean, cadrul translator (cadrul suport, traversa mobilă, coloanele de ghidare,
roţile de rulare, subansamblul de reglare şi susţinere a traversei şi subansamblul coborâre şi ridicare
traversă); organe de tăiere. Pe lângă componentele de bază se întâlnesc şi unele accesorii. O importanţă mai mare o are maşina de ascuţit pânze cu toate componentele sale funcţionale.
Fig.2.37 Elementele constructive ale fierăstraielor mobile. Fig.2.37 Components of mobile saws (www.husqvarna.ro)
Caracteristicile constructive ale unei pânze de ferăstrău de tip freză continuă sunt: lungimea utilă sau lungimea părţii dinţate; dantura pânzei formată din toţi dinţii la un loc; linia vârfurilor
(respectiv linia care uneşte vârfurile tuturor dinţilor); spatele pânzei format din cantul opus părţii
dinţate; lungimea pânzei se exprimă în mm şi este formată din lungimea utilă (toată circumferinţa pânzei fiind utilă); lăţimea pânzei se exprimă în mm şi cuprinde distanţa dintre linia vârfurilor şi spatele
pânzei; feţele pânzei sunt suprafeţele ei laterale şi sunt denumite (stânga sau dreapta) după poziţia pe
care o au; grosimea pânzei se exprimă în mm sau în zeci de mm reprezentând distanţa dintre cele două feţe.
Pentru a putea începe procesul de tăiere se verifică ca buşteanul să fie bine fixat. Înainte de
pornirea motorului şi de acţionarea pânzei tăietoare, lucrătorul trebuie să se asigure că nu este nimeni în lateralul sau in faţa ferăstrăului. În timpul debitării , lucrătorii nu au voie să treacă prin faţa acestuia sau
să stea în lateralul acestuia, ci doar la o distanţă considerată suficientă (4 m) pentru evitarea unor
posibile accidente provocate de eventuala rupere a pânzei tăietoare. Evacuarea cherestelei rezultate în urma tăierii se realizează întodeauna prin spatele
căruciorului translator, înainte ca acesta să se retragă. Se acţionează mânerul care asigură oprirea pânzei
ferăstrăului mecanic de îndată ce s-a luat mâna de pe el şi se retrage căruciorul translator înapoi. Apoi se acţionează manivela subansamblului de coborâre si ridicare a traversei mobile, orice coborâre ulterioară
corespunzând grosimii dorite a cherestelei.
22
Grosimea dorită a cherestelei se realizează prin verificarea coborârii traversei, indicată de linia gradată a ferăstrăului mecanic. Se va ţine cont de grosimea pânzei (cca. 2-3 mm).
După debitarea fiecărui buştean şi alimentarea utilajului cu următorul buştean se curăţă
şinele de rulare ale căruciorului translator, înainte de a începe operaţia de debitare a următorului buştean.
Demontarea ferăstrăului mecanic mobil cu organe active freză continuă se efectuează mult
mai uşor decât montarea acestuia şi se realizează astfel: Se demontează apărătoarea pânzei tăietoare; Se demontează pânza tăietoare; Se goleşte rezervorul prin care se realizează pânza tăietoare; Se ia
căruciorul translator de pe şinele de rulare; Se desfac şuruburile de prindere ale şinelor şi se
demontează linia de rulare a căruciorului translator. După demontarea ferăstrăului mecanic, acesta se pregăteşte pentru transport, se curăţă bine
volanţii de antrenare a pânzei tăietoare, se curăţă motorul dacă este cazul şi se curăţă bine şina de
rulare. Construcţia modulară a ferăstrăului mecanic mobil cu organe active freză continuă şi
greutatea scăzută sunt principalele avantaje care îl fac uşor de transportat. Niciuna dintre părţile componente ale acestuia nu cântăreşte mai mult decât pot ridica cu uşurinţă doi oameni.
În ultima vreme problema ferăstraielor mecanice mobile a început să intre din ce în ce mai
mult în atenţia specialiştilor din silvicultură. Explicaţia constă in faptul că această categorie de maşini permit tăierea lemnului în locaţii izolate şi foarte îndepărtate de fabricile de cherestea existente.
Debitarea în locurile amintite au avantajul că satisfac nevoia de cherestea a constructorilor
din zona montană, cum sunt construcţiile diverse de ordin turistic, forestier, agricol şi de altă natură. Pentru aceste interese de ordin local existenţa cherestelei în zonă conduce la eliminarea transporturilor
ocazionate de aducerea cherestelei de la fabricile cunoscute.
Fig. 2.45 Imagine ferăstrău panglică mobil cu organe active freză continuă pregătit pentru transport
Fig. 2.45 Image of a mobile band saw with continuous cutter active organs prepared for transport (www.husqvarna.ro)
Un alt nou avantaj oferit de debitarea lemnului cu ferăstraiele panglică mobile rezultă din faptul că acestea pot fi instalate la nevoie şi în gospodăriile particulare unde adesea sunt stivuite mici
cantităţii de buşteni proveniţi de la stat sau din pădurile private. La cele arătate se pot adăuga şi alte
situaţii care atestă avantajele debitării lemnului în ferăstraiele panglică mobile. De aceea, aprecierea că studierea atentă a construcţiei, funcţionării şi exploatării acestora precum şi a calităţii produselor
obţinute în urma tăierii lemnului cu acestea, pot constitui teme importante pentru preocupările de
cercetare.
23
CAPITOLUL III BAZELE CERCETĂRILOR
3.1 Scopul cercetărilor
Scopul general al prezentei teze de doctorat, aşa cum reiese în parte şi din titlul acesteia, este acela de a contribui cu elemente de originalitate, fundamentate ştiinţific, la lărgirea orizonturilor de
cunoaştere cu privire la debitarea lemnului cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile, din prisma calităţii
lor după caracteristicilor morfologice şi nu în cele din urmă în corelaţie cu exigenţele industriei prelucrării mobilei.
În decursul cercetărilor accentul principal s-a pus pe scoaterea în evidenţă a calităţii pieselor
rezultate din debitare. Cu alte cuvinte s-a urmărit în mod special indicii calitativi de lucru ai materialului rezultat.
Este regretabil că sub acest aspect STAS-urile actuale nu lămuresc problema în detaliu nici pentru
ferăstraiele fixe. Din acest punct de vedere s-a urmărit ca prin cercetările noastre să se aducă unele contribuţii
relativ modeste în domeniul debitării lemnului cu ferăstraiele mecanice mobile.
3.2 Obiectivele cercetărilor
Acestui scop general îi sunt subordonate mai multe obiective:
1. Analiza stadiului actual al cunoştinţelor referitoare la debitarea lemnului cu ajutorul
ferăstraielor panglică mobile; 2. Punerea la punct a unei metodologii de cercetare originale prin care să se scoată în
evidenţă atributele calitative ale debitării lemnului în ferăstraiele luate în studiu;
3. Stabilirea procedeelor tehnologice de debitare a lemnului cu ferăstraiele panglică mobile astfel încât să se obţină maximum de utilizare a masei lemnoase, în paralel cu realizarea celui mai bun
indice de folosire a maşinilor;
4. Găsirea unor căi de încadrare a materialului obţinut prin debitare în clasele de calitate definite prin standardele în vigoare;
5. Studiul defectelor, evidente la cheresteaua brută la sortimentele de lemn debitate;
6. Examinarea influenţei speciei lemnoase asupra randamentului debitării lemnului cu ajutorul ferăstraielor panglică mobile şi a calităţii acestuia;
7. Sublinierea principalelor etape şi faze ale procesului tehnologic de debitare a lemnului cu
ajutorul ferăstraielor panglică mobile.
3.3 Metoda de cercetare
Structura şi calitatea lemnului supus investigaţiilor din perimetrul cercetat, se poate analiza
apelând la un număr mare de posibilităţi de investigare, ca urmare a complexităţii factorilor ce intervin
la exprimarea acesteia. Pe parcursul derulării cercetărilor, s-a făcut apel la observaţia ştiinţifică, directă şi
instrumentală, asigurând în acest mod recoltarea informaţiilor din suprafeţele de probă amplasate, de la
arborii doborâţi, precum şi în succesiunea operaţiilor de laborator la care au fost supuse eşantioanele. Documentarea bibliografică, în fluxul electronic (reţeaua INTERNET, diverse Soft-uri ale
unor aparaturi de investigare etc.) cât şi în modalitatea tradiţională, a permis îndeplinirea obiectivelor
fixate, şi fundamentează raportarea cercetărilor proprii la cele similare efectuate în alte locaţii ale Globului.
Informaţiile din literatura de specialitate au fost confruntate cu observaţiile şi măsurătorile
efectuate asupra buştenilor, a eşantioanelor de cherestea şi asupra trăsăturilor biotopului şi fitocenozei, şi transpuse prin raţionament în concluzii, privind expresia factorilor de influenţă.
24
Datorită imposibilităţii analizei unei întregi populaţii statistice, dar şi nerecomandabilă ecologic, am apelat la cercetarea pe bază de eşantionaj, ce a constat din extragerea unui număr
determinat de subpopulaţii statistice, denumite eşantion (suprafeţe de probă). (Boja N., 2014)
Ca metode de cercetare au fost folosite: observaţia şi alegerea eşantioanelor de buşteni, experimentul şi măsurătorile precum şi prelucrarea statistică.
Înainte de începerea procesului de debitare a fiecărui buştean, s-au măsurat lungimea şi
diametrul la mijloc şi la capetele acestuia, după care s-a calculat volumul buşteanului. În urma procesului de debitare şi a măsurătorilor, s-au preluat următoarele date şi
caracteristici de interes :
umiditatea materialului, grosimea materialului,
lungimea şi lăţimea fiecărui eşantion1) în parte,
timpul de tăiere pentru fiecare eşantion rezultat, planeitatea (abaterile faţă de o suprafaţă plană).
În continuare s-au calculat următoarele elemente: viteza de avans pentru fiecare eşantion,
volumul eşantioanelor rezultate,
volumul resturilor (margini, rumeguş). coeficientul de utilizare a buşteanului în eşantion.
Pentru rezolvarea obiectivelor stabilite s-au folosit următoarele metode: observaţia,
cercetarea în laborator, cercetarea în câmp, loturi demonstrative şi activitatea de producţie, prelucrarea statistică a datelor.
Observaţia este o metodă curent folosită, deoarece este simplă, expeditivă şi accesibilă (nu
necesită aparatură) dar, neajunsul ei constă în faptul că admite un anumit grad de subiectivitate şi o precizie relativ scăzută. Observaţia nu pretinde personal de cercetare cu un grad ridicat de calificare şi
constituie un prim indiciu în activitatea de cercetare. (Boja N., 2012)
Cercetările în laborator oferă posibilitatea aprofundării observaţiilor făcute în teren, în cazul concret al cercetărilor noastre ea devenind utilă pentru determinarea vitezei de avans pentru fiecare
eşantion, volumul eşantioanelor rezultate, volumul resturilor (margini, rumeguş), precum şi a
coeficientului de utilizare a buşteanului debitat cu ajutorul ferăstrăului mecanic mobil. Cercetarea în câmp este o metodă specifică şi se face în fondul forestier, în experienţe
monofactoriale sau polifactoriale, organizate după regulile tehnicii experimentale. Avantajul acestor
cercetări constă în posibilitatea de a urmări efectul fiecărui factor experimental şi a interacţiunii factorilor, în condiţii naturale, ceea ce asigură apoi extensia.
După studiul teoretic, partea experimentală s-a desfăşurat exclusiv în condiţii naturale. În
aceste codiţii este dificil să se urmărească efectele debitării buştenilor cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile asupra calităţii materialului rezultat, datorită influenţelor colaterale survenite în regimul
factorilor ecologici. Se recomandă, pentru ridicarea preciziei, la un anumit indicator, este bine ca
observaţia să fie dublată de un anumit număr de măsurători adecvate. Pe de altă parte este cunoscut faptul, că în natură, în anumite situaţii, factorii ecologici se pot
compensa parţial, dând efecte biologice asemănătoare. Rezultă deci că, influenţa factorilor ecologici
asupra debitării buştenilor cu ferăstraiele mecanice mobile se manifestă ca o rezultantă a valorii lor, în care se reflectă atât interacţiunile, cât şi compensările ce se produc între ei.
În toate cazurile posibile, rezultatele măsurătorilor vor fi exprimate cantitativ, prin valori
însoţite de unităţi de măsură corespunzătoare, dar acolo unde nu sunt posibile măsurători, rezultatele se vor pune în evidenţă prin descrierea fenomenului, folosind metoda observaţiei şi rezultatele unor
cercetări anterioare furnizate de literatura de specialitate în domeniu.
Exprimarea cantitativă a rezultatelor permite prelucrarea şi interpretarea statistică, stabilindu-se intensitatea frecvenţei unui factor analizat ca semnificativă sau nesemnificativă. La
întocmirea metodicii prelucrarea şi interpretarea rezultatelor, sau la fundamentarea teoretică a unor
aspecte s-au folosit în mare măsură informaţiile culese în timpul cercetării bibliografice.
1) Eşantionul reprezintă fiecare piesă rezultată în urma debitării buşteanului
25
3.3.1 Modul de obţinere a pieselor debitate
Modul de lucru este relativ simplu şi constă din câteva operaţii şi faze de lucru cu o
ciclicitate, care face posibilă însuşirea rapidă a deprinderilor chiar şi pentru muncitori proaspeţi angajaţi. Operaţiile şi fazele de bază la debitare a buştenilor, propuse de către noi, sunt redate în
figurile 3.1 şi 3.2.
Concret, tehnologia de lucru decurge în următorul mod: se aprovizionează căruciorul transportor cu un buştean de pe rampa de stocare;
se fixează arbitrar direcţia primei tăieturi;
se execută prima cursă activă, urmată de primul retur; se mai execută de mai multe ori această operaţie, cu menţiunea că ultimele două
tăieturi sunt potrivite la semnele de dimensiune. (Gligoraş D., 2012, 2013)
Schematic succesiunea acestor tăieri este redată în figura 3.1 şi figura 3.2.
Fig. 3.1 Succesiunea tăierilor active şi potrivirea la semn pentru cherestea
Fig. 3.1 Succession of active cuttings and adjustment mark for lumber
Fig. 3.2 Succesiunea tăierilor active şi potrivirea la semn pentru grinzi
Fig. 3.2 Succession of active cuttings and adjustment mark for beams
Pentru uşurinţa mişcării căruciorului transportor pe calea de rulare a cadrului, acesta din
urmă prezintă o uşoară înclinare (1...3 %) spre sensul cursei în plin. (Gligoraş D., 2012, 2013)
În total la această maşină-unealtă lucrează patru muncitori, a căror sarcini sunt bine definite. Şeful de echipă este cel care fixează întotdeauna buşteanul pe direcţia de tăiere, fiind ajutat de un
muncitor, atât la încărcarea căruciorului cât şi la rotirile succesive necesare ale buşteanului pentru
finalizarea debitării. Returul căruciorului este făcut prin tracţiune manuală de către şeful de echipă.
Lăturoaiele şi rumeguşul rezultat sunt îndepărtate manual şi respectiv cu roaba, ceilalţi doi
muncitori, care mai au în sarcină şi protejarea capetelor cherestelei cu plăci cu gheare împotriva crăpării. Acest lucru se întâmplă în general, când se demontează pânza, se ascut şi apoi se remontează.
26
3.4 Locul de provenienţă al materialului
Cercetările s-au efectuat în raza ocoalelor silvice Braşov şi Zărneşti, în locurile de
concentrare a materialului lemnos (tasoane), respectiv pe specii, astfel: La specia stejar, fag şi arin măsurătorile s-au efectuat în judeţul Braşov, comuna Vulcan
(fig. 3.3 şi fig. 3.4), str. Tohanului, nr.127, în cadrul firmei SC CELMAR PROD SRL înfiinţată în anul
2001;
Fig. 3.3 Amplasarea comunei Vulcan, pe harta României Fig. 3.3 Situation of Vulcan commune on Romanian map
La specia molid şi brad măsurătorile s-au efectuat în judeţul Braşov, comuna Holbav (fig.
3.5 şi fig. 3.6), nr 168, în cadrul firmei SC FOREST JAN SRL înfiinţată în anul 2008.
Fig. 3.5 Amplasarea comunei Holbav, pe harta României
Fig. 3.5 Situation of Holbav commune on Romanian map
Pentru a întelege mai bine conditiile specifice în care au crescut arborii cuprinşi în
experiment, în cele ce urmeaza vor fi abordate şi descrise mai pe larg datele de identificare,
amplasamentul şi conditiile stationale.
3.5 Aparatura utilizată
Determinările s-au efectuat pe ferăstraie mobile de tip FBO-02 CUT (figura 3.7) destinate debitării cherestelei având următoarele componente şi caracteristici tehnice:
1. Platforma buşteanului
Este suportul de prindere şi fixare a buşteanului, precum şi de susţinere şi deplasare a
căruciorului translator.
27
Fig. 3.7 Fe mobil de tip FBO-02 CUT
Fig. 3.7 FBO-02 CUT mobile sawmill
2. Căruciorul translator
Este partea mobilă a gaterului mobil şi este compus din: cadru suport; traversă mobilă; volanţi port pânză; motor electric acţionare pânză 7,5 kW/ 2940 rot./min b3 carcasa I 32; bucşi ghidare translaţie traversă; întinzător
pânză; rola ghidare pânză; protector; coloane de ghidare; roţi de rulare; subansamblu de reglare si susţinere a traversei;
ax tambur; grup melcat; corzi susţinere traversă.
3. Instalaţia electrică:
Motor starter 380 în cutie IP 55;
Contactor electromagnetic Cod 02 – 443/0;
Bobina Cod 02 – 462;
Releu termic Cod 02 – 483.
4. Robot (Maşina pentru ascuţit pânze):
Cap polizor;
Motor electric 0,18 kW, 220 V si B14;
Corp abraziv F1 – 33 AG OM – 5v2E – 1C;
Cutie suport;
Subansamblu avans al pânzei pas cu pas;
Motor electric cu redactor 12 v.c.c.35 – 80 rot./min;
Instalaţie electrică;
Transformator 220 V – 40 V 70 vA;
Punte redresoare 35A;
Întrerupătoare dotate cu bec 20 A/250V, Cod 02-547.
5. Caracteristici dimensionale şi de masă ale FBO–02–CUT
Tabelul 3.1 conţine lungimi, lăţimi, înălţimi greutăţi ale diferitelor componente ale gaterului. Tabelul 3.1
Caracteristicile tehnico-geometrice ale gaterului mobil FBO–02–CUT
Technical-geometrical features of FBO–02–CUT mobile sawmill
Gabarit Platforma Cărucior
translator Total Robot **
Lungime ,mm 3x3000 1500 1200
Lăţime,mm 1250 2250 270
Înălţime,mm 100 1650 300
Greutate,kg 145 235 380 22
** maşina de ascuţit pânze
Pentru debitarea lemnului s-au folosit pânze tăietoare cu grosimea 0,9 mm; lăţimea 40 mm;
pasul danturii 22 mm; lungimea desfăşurată 4650 mm. (Gligoraş D., 2012, 2013) Umiditatea lemnului s-a realizat cu umidometru electronic Moistec pentru determinarea
umidităţi pe principiul electric (fig. 3.8). S-au efectuat câte trei puncte de probă de determinare a
28
umidităţii, după care s-a făcut media celor trei probe efectuate, apoi s-a calculat umiditatea finală înmulţind cu 0.95, un factor de corecţie al umidităţii efectuate cu umidometru electronic Moistec
Fig. 3.8 Umidometru electronic pentru lemn Moistec
Fig. 3.8 Moisec electronic moisture meter for wood
Pentru obţinerea datelor necesare elaborării lucrării am utilizat o serie instrumente şi aparate:
Ruleta metrică este folosită pentru determinarea lungimii cherestelei (Fig. 3.9); Şublerul este folosit
pentru măsurarea grosimii cherestelei (Fig. 3.10); Cronometru - aparat folosit pentru măsurarea timpilor
de tăiere (Fig. 3.11.).
Pentru culegerea datelor privind consumul de timp la operaţiile de debitare s-a utilizat
metoda cronometrării cu revenire la zero, iar datele culese în acest mod au fost înscrise în caietele de teren, elaborate pentru acest scop.
Fig. 3.9. Ruleta metrică
Fig. 3.9. Metric roulette
Fig. 3.10. Şubler Fig. 3.10. Callipers
Fig. 3.11. Cronometru Fig. 3.11. Stopwatch
29
3.6 Metode utilizate pentru prelucrarea statistică a datelor
Rezultatele parţiale s-au obţinut în urma măsurătorilor efectuate în teren, folosindu-se o serie
de aparate de măsură, dar şi utilajele amintite la fiecare lucrare în parte, prelucrarea datelor s-a realizat cu ajutorul unui calculator de tip laptop, model Asus, având instalat un pachet Microsoft Office, iar
datele numerice au fost înscrise în tabelele de mai jos, prelucrate cu ajutorul programului Microsoft
Excel, iar ulterior asamblate pentru prezentare şi printate în Microsoft Word. În vederea analizei statistice a datelor s-a recurs la elaborarea statisticilor descriptive pentru
eşantioanele luate în studiu, vizând calculul indicatorilor statistici, iar din punct de vedere grafic s-a
recurs la folosirea diagramelor BoxPlot, datorită capacităţii lor ridicate de sinteză a unei distribuţii. Statistica descriptivă reprezintă o primă etapă în demersul statistic fiind necesară pentru
caracterizarea datelor grupate în prealabil, conform criteriului larg folosit în silvicultură, şi anume cel al
grosimii trunchiurilor. În teza de faţă au fost determinaţi indicatori de tendinţa centrală (media aritmetică, mediana), indicatori de dispersie (abaterea standard, coeficientul de variaţie, intervalul de
variaţie, quartilele/percentilele). Aceştia evidenţiază diferenţele existente între categoriile de diametre sau gradele de copleşire precum şi indicatorii formei (asimetria şi excesul). Se obţine o primă evaluare a
variabilităţii timpilor de tăiere în cadrul categoriilor de diametre.
Media aritmetică este influenţată de valorile extreme ale setului de date, motiv pentru care s-a calculat şi mediana. Este acceptat faptul că media este cu atât mai puţin reprezentativă pentru setul de
date analizat, cu cât acesta are o dispersie mai mare.
O măsură importantă a dispersiei este abaterea standard care estimează devierea valorilor individuale de la medie sau coeficientul de variaţie care permite compararea diferitelor seturi de date în
baza standardizării lor.
Coeficientul de variaţie nu are unitate de măsură, care a dispărut prin raportarea abaterii la medie. Acest fapt permite folosirea indicatorului la compararea a două sau mai multe serii de variaţie,
indiferent de ordinul de mărime al variabilelor şi de unităţile lor de măsură. Un coeficient de variaţie
sub 10% indică o omogenitate ridicată a setului de date, un coeficient între 10 % si 30 % indică o dispersie medie, iar peste 30%, arată o variabilitate accentuata a datelor (Giurgiu, 1972). Prelucrările
statistice au fost făcute cu softul Instat+ v3.38.
Aceşti descriptori statistici au rolul de a structura datele, astfel încât să evidenţieze tendinţa centrală a acestora şi să permită parametrizarea lor în cazul în care se recurge la modelare matematică.
Statistica descriptivă reprezintă o modalitate rapidă şi concisă de a extrage caracteristici importante ale
unui set de date, prin evidenţierea distribuţiei folosind un set mic de parametrii. Redarea grafică s-a făcut folosind diagramele BoxPlot (fig. 3.12), care prezintă avantajul rezumării unei distribuţii prin 7
valori: valoarea minimă, valoarea maximă, prima quartilă/percentilă, a treia quartilă/percentilă, media,
mediana şi valorile extreme.
Fig. 3.12. Reprezentare grafică cu ajutorul opţiunii BoxPlot
Fig. 3.12. Graphical representation using the BoxPlot option
30
Pentru a stabili corelaţia între diferite caracteristici evaluate în teza de faţă, am utilizat regresia liniară. Ecuaţiile de regresie simplifică procedurile de estimare, reducând numărul de variabile,
astfel încât, variabilele care nu sunt măsurate pot fi deduse folosind aceste ecuaţii.
Regresiile reprezintă un set de tehnici statistice care permit determinarea relaţiilor ce există între o variabilă dependentă şi una sau mai multe variabile independente. În construirea modelelor
statistice este de dorit să fie cunoscute de la început tipurile de relaţii dintre variabile (Jaccard şi Turrisi,
2003). În studiul de faţă a fost utilizată metoda regresiei liniare simple prezentată pe scurt în cele ce
urmează. Existenţa dependenţelor funcţionale între variabile, a fost testată folosind modelul de regresie
simplă de tipul: y=a+bx (3.1)
unde: y – variabila dependentă sau variabilă răspuns a - intersecţia dreptei cu ordonata
b – panta dreptei de regresie x – variabile independente, explicative sau predictive
Parametrii a şi b se determină prin metoda celor mai mici pătrate. Aceasta constă în ajustarea unei drepte la datele de observaţie prin minimizarea sumei pătratelor deviaţiilor individuale (diferenţele
dintre valorile individuale şi medii), care se mai numesc şi valori reziduale.
După calcularea lui a şi b, se introduce aceste valori în ecuaţia dreptei şi se calculează un y ajustat pentru fiecare valoare a variabilei din tabelul datelor de observaţie. Valorile lui y ajustate sunt
necesare pentru calcularea unui coeficient de corelaţie sau Pearson notat R care furnizează informaţii şi
existenţa unei relaţii funcţionale între variabile precum şi robusteţea acestei relaţii (Fodor E., 2007). Coeficientul de corelaţie arată măsura în care variaţiile unei variabile sunt corelate cu
variaţiile altei variabile. Există coeficienţi de corelaţie pentru date de tip cantitativ continuu, normal
distribuite: coeficientul de corelaţie Pearson, sau pentru date nominale ordonate sau date de tip cantitativ continuu care nu sunt normal distribuite: coeficientul de corelaţie Spearman. Analiza
corelaţiei între două mărimi care se presupune că variază liniar şi corelat este o altă măsură a asocierii
mărimilor. Se măsoară cu ajutorul coeficientului de corelaţie sau coeficientul Pearson:
22 )()(
)()(
mediuimediui
mediuimediui
yyxx
yyxxr (3.2) unde: r - coeficientul de corelaţie;
xmediu - media aritmetică a valorilor primului set de măsurători; ymediu - media aritmetică a valorilor celui de al 2-lea set de măsurători;
xi şi yi - valori individuale din şirul de date.
Interpretarea este:
dacă se apropie de 1 indică faptul că dacă o variabilă creşte atunci şi cealaltă creste şi
viceversa; dacă se apropie de -1 indică faptul că dacă o variabilă creşte atunci cealaltă scade şi
viceversa. Un coeficient de corelaţie în valoare absolută între:
0-0,25 indică o corelaţie slabă sau nulă; 0,25-0,5 indică o corelaţie acceptabilă;
0,5-0,75 indică o corelaţie moderată;
0,75-1 indică o corelaţie foarte bună. (Chiţea, Gh., Mihăilă, M., 2005) Ex. r=0,79 - corelaţia lineară între variabila x şi y este foarte bună, şi direct proporţională (dacă x
creşte, creşte şi y)
Coeficientul de corelaţie Pearson arată gradul asocierii lineare dintre două variabile cantitative continue normal distribuite. (Interpretabil doar pentru regresiile lineare simple, se utilizează
multiple R din tabel după efectuarea regresiei cu Regression din Data Analyisis, Regression Statistics).
(Ionescu M., Tereşneu, Cr., 2011)
31
Coeficientul de determinare (se utilizează pătratul coeficientului de corelaţie), arată procentual cât la sută din variaţia unei variabile e explicată de variaţia celeilalte variabile.
Calculul capacităţii de lucru şi a vitezei de avans. Capacitatea de lucru este un parametru de
exploatare care, se calculează în funcţie de specificul fiecărei lucrări tehnice executate. Prin prelucrarea statistică s-a urmărit evidenţierea diferenţelor existente intra şi inter
specifică, a principalelor elemente ale debitării buştenilor cu ajutorul gaterelor mobile.
Polinoame de interpolare Lagrange
O problemă adesea întâlnită în activitatea de cercetare constă din găsirea unei formule
matematice, care să exprime legătura dintre elementele a două mulţimi de valori, stabilite pe cale
experimentală. Între metodele de aproximarea funcţiilor se disting cele care folosesc polinoame de
interpolare Lagrange2).
Pentru stabilirea expresiei finale a funcţiei prin metoda Lagrange s-a pornit de la aproximarea:
nnn yxLyxLyxLxPxfY )(...)()( 1100 (3.3)
unde )(xLi sunt polinoame de gradul n în x.
)(xPn trece prin punctele (x0,y0), (x1,y1), …, (xn,yn) dacă polinoamele )(xLi
sunt determinate
astfel încât pentru 1)(, ji xLji , iar pentru 0)(, ji xLji .
Polinoamele care satisfac această condiţie sunt polinoamele lui Lagrange:
niiiiiii
niii
xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxL
......
......
1110
1110 , i = 0, 1, ..., n. (3.4)
Într-adevăr, dacă, în expresia (3.4), se înlocuieşte x cu una dintre valorile x0, x1, ..., xi-1, xi+1,
xn, se anulează unul dintre factorii numărătorului, dar, pentru x = xi, numărătorul este egal cu numitorul.
Înlocuind )(xLi în )(xPn
- vezi relaţia (3.3) se obţine polinomul de interpolare Lagrange.
i
n
i
in yxLxP 0
. (3.5)
Pentru o mai bună înţelegere a modului de lucru, se propune o aplicaţie simplă utilizând setul de date din tabelul 3.2, în care x reprezintă lăţimea cherestelei, iar y planeitatea din acel set de
măsurători i.
Tabelul 3.2 Valori x,y stabilite într-un experiment oarecare
Values x, y set in a certain experiment
i x y
0 0,51 0,32
1 0,45 0,40
2 0,38 0,53
3 0,30 0,73
4 0,20 0,95
Conform relaţiei (3.2), expresiile ii yxL )( , pentru fiecare măsurătoare i, sunt următoarele:
2 ) Joseph-Louis Lagrange, 1736-1813, matematician şi astronom, membru al academiei franceze.
32
466,6265,85105,407158,838194,630
32,020,051,030,051,038,051,045,051,0
20,030,038,045,0
0
234
0
40302010
432100
xxxx
xxxx
yxxxxxxxx
xxxxxxxxyxLi
531,29714,381730,1774159,3530683,2539
40,020,045,030,045,038,045,051,045,0
20,030,038,051,0
1
234
1
41312101
432011
xxxx
xxxx
yxxxxxxxx
xxxxxxxxyxLi
694,55081,697294,3112067,5905567,4044
53,020,038,030,038,045,038,051,038,0
20,030,045,051,0
2
234
2
42321202
431022
xxxx
xxxx
yxxxxxxxx
xxxxxxxxyxLi
526,50949,596933,2497111,4461825,2896
73,020,030,038,030,045,030,051,030,0
20,038,045,051,0
3
234
3
43231303
421033
xxxx
xxxx
yxxxxxxxx
xxxxxxxxyxLi
817,17806,180484,678846,1116004,681
95,030,020,038,020,045,020,051,020,0
30,038,045,051,0
4
234
4
34241404
321044
xxxx
xxxx
yxxxxxxxx
xxxxxxxxyxLi
Conform relaţiei (3.5), polinomul de interpolare Lagrange, obţinut prin însumare este:
081,0510,15779,74199,131744,80 234
4433221100
xxxx
yxLyxLyxLyxLyxLxPn
Complexitatea calculului poate crea reale probleme, mai ales în cazul unui număr mai mare de
perechi de valori. Desigur, funcţia de regresie poate fi stabilită printr-un număr mai mic de iteraţii, dar precizia scade.
Modelul prezentat poate fi folosit cu uşurinţă dacă prelucrarea se face într-un mediu de
programare adecvat, spre exemplu Mathcad.
Rezolvarea problemei în mediul Mathcad – figura 1, include următorii paşi de lucru:
1. Stabilirea datelor primare prin declararea vectorilor x şi y;
2. Prelucrarea datelor în structura de programare PL, alcătuită din două cicluri imbricate, cel interior, controlat de variabila j, pentru stabilirea produselor de la numărătorul N şi
numitorul n din expresia (2) şi ciclul exterior, controlat de variabila i, pentru calcularea
sumei din expresia (3); 3. Redarea graficului funcţiei asociate polinomului de interpolare.
33
Spre deosebire de problemele de tip probabilistic, pentru a căror rezolvare se foloseşte
aparatul statisticii matematice, corelaţiile luate în discuţie sunt probleme de tip determinist, cu date
puţine şi care se înscriu în categoria funcţiilor bijective (unei valori din mulţimea de variabile x, îi corespunde o singură valoare din mulţimea y).
Aşa dar, pentru a stabili legătura dintre cele două mulţimi (e. g., variaţia coeficientului de
utilizare în funcţie de diametrul eşantioanelor) s-au folosit funcţiile Mathcad de interpolare liniară şi interpolare spline şi, pentru comparare, metoda de interpolare Lagrange.
Spre exemplu, programul Mathcad, Variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de
diametrul eşantioanelor la specia arin, are trei părţi: a. Interpolare liniară, în care problema se rezolvă pe cale grafică. Funcţia Mathcad linterp
calculează valori ale funcţiei l(x) în funcţie de valorile măsurate (diametru) şi coeficient
de utilizare şi valori x alese arbitrar (în mod obişnuit, aceleaşi cu valorile diametru). b. Interpolare spline, în care problema se rezolvă, de asemenea, pe cale grafică. Funcţia
Mathcad interp calculează valori ale funcţiei s(x) în funcţie de vectorul vs, stabilit prin
funcţiile lspline, pspline sau cspline 3), calculate, la rândul lor, cu valorile măsurate diametru şi coeficient de utilizare şi valori x alese arbitrar (în mod obişnuit, aceleaşi cu
valorile diametru).
c. Interpolare polinomială Lagrange, pentru stabilirea relaţiei de forma y = f (x) dintre
valorile măsurate diametru şi coeficient de utilizare.
3 Ionescu, M., Teresneu, C., Programarea calculatoarelor, Editura MATRIX ROM Bucureşti, 2011
34
CAPITOLUL IV PROCEDEE DE DEBITARE A BUŞTENILOR
4.1 Generalităţi
Debitarea buştenilor se realizează după anumite scheme numite modele de tăiere. În practică se utilizează două tipuri de modele de tăiere:
– modele de tăiere maximale care conduc, în primul rând, la obţinerea unor randamente
cantitative maxime şi a unor randamente calitative cât mai mari posibile (caracteristice debitării răşinoaselor);
– modele de tăiere calitative care urmăresc obţinerea unor randamente calitative maxime,
(caracteristice debitării buştenilor de foioase). La gaterele verticale (cu tăiere închisă sau oarbă) aceste modele se stabilesc anticipat şi se
păstrează nemodificate pe parcursul debitării buştenilor, de regulă timp de 4 ore, pe când la ferăstraiele
panglică (cu tăiere deschisă sau piesă cu piesă – individuală) ele se pot modifica după necesitate sau după defectele interioare ale lemnului de câte ori se consideră necesar şi la debitarea aceluiaşi buştean.
4.1.1 Debitarea buştenilor cu gaterul vertical
Tipuri de modele utilizate şi notarea lor. Modelele (schemele) de debitare cu gaterul determină aşezarea pânzelor în ramă, în vederea obţinerii unor piese de cherestea cu caracteristici
dimensionale grosimi şi calitative impuse (fig. 4.1). Această aşezare se face în funcţie de:
– specia, calitatea şi diametrul buştenilor; – calitatea şi grosimile pieselor debitate.
Se impune sortarea tehnologică riguroasă a buştenilor înaintea debitării lor şi corelarea acesteia
cu recomandările tehnologice privind stabilirea modelelor de tăiere. Modelele de tăiere se pot clasifica în funcţie de două criterii:
numărul de treceri prin gater, al aceluiaşi buştean;
poziţia pânzelor din model faţă de axul longitudinal al buşteanului. a. Numărul de treceri prin gater împarte modelele de tăiere în:
– modele de tăiere cu o singură trecere sau tăiere pe plin;
– modele de tăiere cu două treceri sau tăiere pe prismă.
Fig.4.1 Tipuri de modele de debitare
a – debitarea pe plin (cu o singură trecere); b – debitare pe prismă (cu două treceri: I – prima trecere şi II – a doua trecere)
Fig.4.1 Cutting patterns types (Budau G., 1998)
Debitarea pe plin realizează tăierea integrală printr-o singură trecere a buşteanului prin gater, rezultând piese de cherestea cu canturile neprelucrate (netivite).
Debitarea pe prismă realizează tăierea integrală prin două treceri succesive ale buşteanului prin gater: la prima (tăierea înainte sau pe rotund) se obţin din flancuri
piese de cherestea netivite iar din zona centrală o grindă cu două feţe plane (prisma)
35
din care, la cea de a doua (tăierea înapoi) rezultă piese de cherestea tivite (din zona centrală) şi netivite (din flancuri).
La noi, debitarea pe prismă se aplică buştenilor de răşinoase în proporţie de 90-95%, celor de
fag calitativ superiori (clasa I) în proporţie de 30-40% şi celor de stejar (clasa I) în proporţie de 5-10%. buştenii celorlalte specii şi categorii calitative se debitează numai pe plin, cu excepţia unor comenzi
speciale.
Comparativ cu sistemul de debitare pe prismă, debitarea pe plin asigură o capacitate de tăiere mai mare (în compensaţie, liniile cu debitare pe prismă – cazul răşinoaselor – fiind dotate cu două
gatere) dar impune un volum sporit de operaţii (manoperă) la ferăstraiele circulare, pentru prelucrarea
cherestelei pe linia tehnologică (tivire, semitivire etc.). b. Poziţia pânzelor din model faţă de axul longitudinal al buşteanului le împarte în:
– modele de tăiere simetrice (cu soţ sau fără soţ);
– modele de tăiere asimetrice. • Cele mai utilizate sunt modelele de tăiere simetrice fără soţ ce au inima buşteanului într-o
singură piesă (axială) de cherestea (rezultă un număr impar de piese). • Modelele simetrice cu soţ se utilizează în situaţii motivate, inima buşteanului spintecându-se
în două piese (centrale) de cherestea (numărul pieselor de cherestea rezultate este par).
• Modelele asimetrice se utilizează, la prima trecere, la debitarea buştenilor de fag în traverse, dacă rezultă o singură traversă din fiecare buştean, sau la comenzi speciale.
c. Notarea modelelor de debitare întocmite se practică în mai multe variante (extinsă, pe
jumătate etc.) pentru a fi comunicate celor care urmează să execute aşezarea pânzelor în rama gaterului. Constă din înşiruirea numerelor ce reprezintă grosimea nominală a pieselor de cherestea, în
mm, în ordinea dispunerii, de la stânga la dreapta, a pânzelor în ramă.
4.1.2 Debitarea buştenilor cu ferăstrăul panglică
Constă în separarea judicioasă a zonelor calitativ superioare ale secţiunii transversale,
succedată de prelucrarea separată a fiecăreia, în piese de dimensiuni convenabile folosirii lor ulterioare, urmărindu-se:
limitarea prezenţei defectelor lemnului (includerea lor în cât mai puţine piese);
obţinerea unui randament cantitativ şi calitativ, în cherestea, cât mai ridicat.
Metodele de debitare sunt impuse de calitatea şi diametrul buştenilor, corelate cu comenzile de
executat, precum şi de numărul şi tipul utilajelor amplasate pe flux (ferăstraie panglică de spintecat margini, de debitat prisme, ferăstraie circulare diverse etc.), astfel încât între aceste utilaje să existe o
cooperare cât mai bună (capacităţi maxime la debitare şi prelucrare).
Deşi debitarea buştenilor, în cherestea, la ferăstrăul panglică nu se execută după modele de tăiere fixe, operaţia trebuie condusă după anumite scheme generale, în funcţie de specificul materiei
prime sau al comenzilor, după cum se poate observa în figura 4.2.
Se pot utiliza mai multe variante de tăiere a buştenilor la ferăstrăul panglică, mai ales la cei de fag.
• Debitarea dintr-o singură prindere (pe plin) constă în aşezarea şi fixarea buşteanului pe
cărucior într-o poziţie optimă şi transformarea sa în piese de cherestea, prin executarea unor tăieturi succesive până la nivelul flancului, rămas între grifele de fixare
• Debitarea din mai multe prinderi, cu o singură întoarcere sau cu întoarceri succesive
la 90°, se face cu fixarea buşteanului, într-o primă poziţie, pe cărucior, deschiderea flancului orientat
către pânza tăietoare prin executarea uneia sau mai multor tăieri succesive până la limita zonei cu
defecte, după care se procedează la rotirea cu 90° a buşteanului (în jurul axei longitudinale) o dată sau
de mai multe ori. • Debitarea din mai multe prinderi, cu întoarcere la 180°, presupune fixarea iniţială a
buşteanului în grifele căruciorului în poziţia optimă şi efectuarea uneia sau mai multor tăieturi, până la
limita zonei cu defecte. Apoi, se roteşte buşteanul cu 180° în jurul axei longitudinale, se fixează şi se practică celelalte tăieri necesare obţinerii unei prisme care, la rândul ei, după o rotire cu 90°, poate fi
prelucrată, în continuare, la ferăstrăul panglică de debitat sau de spintecat.
36
• Debitarea pe sferturi se aplică atunci când se urmăreşte fabricarea pieselor de cherestea tăiate radial şi semiradial, în cazul unor tăieri speciale (a buştenilor pentru rezonanţă) sau al producţiei
de doage (la stejar) etc. .
Sferturile rezultate pot fi transformate în piese de cherestea (tăiate radial şi semiradial) fie tot la ferăstrăul panglică de debitat, fie la cel de spintecat.
• Debitarea pe zone urmăreşte separarea prealabilă a zonelor de calitate ale secţiunii
transversale a buşteanului, prin efectuarea unor tăieturi de bază şi apoi prelucrarea fiecăreia, în funcţie de calitatea lemnului şi utilizarea cherestelei
Debitarea pe zone reprezintă o combinare, în diverse variante, a unor procedee de tăiere şi se
aplică, cu prioritate, buştenilor cu diametre foarte mari (d > 65 cm). Acest tip de debitare foloseşte ferăstrăul panglică de debitat buşteni ca utilaj principal, fiind
considerată o debitare deschisă (nu oarbă, ca la debitarea cu gater), aptă unui randament calitativ
maxim.
4.2 Sortimente din lemn
Din punctul de vedere al gradului de prelucrare produsele din lemn se împart în:
produse brute
semifabricate
produse finite.
4.2.1 Produse brute din lemn
Sunt produse cu un grad redus de prelucrare, aceasta fiind efectuată la locul de recoltare. Operaţiile tehnologice se limitează la tăierea la dimensiune a trunchiului, curăţarea de crăci şi eventual
de coajă şi sortarea, în final obţinându-se un lemn rotund (cojit sau necojit) de diverse lungimi şi
diametre. Produsele brute se împart, în funcţie de domeniul de utilizare, în: lemn destinat industriei şi
lemn pentru construcţii.
a. Lemnul destinat industriei Lemnul destinat industriei este prelucrat pe cale mecanică sau chimică, în fabrici, în vederea
obţinerii unor semifabricate sau produse finite. Prin prelucrarea mecanică a buştenilor se obţine într-o
primă fază cherestea, furnire, lemn de rezonanţă pentru instrumente muzicale şi apoi diverse produse finite.
Prin prelucrarea chimică a lemnului se obţine celuloză, hârtie, acetonă, acid acetic, metanol,
tananţi, coloranţi etc. b. Lemnul pentru construcţii
Produsele din această grupă sunt: bilele, manelele, prăjinile, lemnul de mină, stâlpii de lemn
pentru linii aeriene, lemnul pentru piloţi etc. Bilele sunt buşteni de răşinoase (molid, brad), cu diametrul la capătul subţire de 12-16 cm şi
lungimea de minimum 6 m.
Manelele sunt buşteni de răşinoase cu diametrul la capătul subţire de 8-11 cm şi lungimea de minimum 3 m.
Prăjinile sunt trunchiuri de răşinoase sau foioase (cojite sau necojite), cu diametrul la capătul
subţire de 4-7 cm şi lungimea de minimum 2,60 m.
Lemnul de mină este un lemn rotund de răşinoase (molid, brad, pin) sau de foioase (stejar,
gorun, salcâm, fag), având lungimi de 1,5-5 m şi diametre de 10-23 cm la răşinoase şi 12-25 cm la
foioase. Lemnul de foioase se utilizează neimpregnat (cu excepţia lemnului de fag), iar cel de răşinoase se utilizează impregnat. (Dogaru V., 1981,1985, 2004)
Stâlpii de lemn pentru linii aeriene sunt buşteni rotunzi, lungi şi drepţi, care sunt întrebuinţaţi
pentru liniile de telecomunicaţii (telefon şi telegraf) şi pentru cele de transport şi distribuţie a energiei electrice. Lungimea stâlpilor este cuprinsă între 6-14 m, iar diametrul acestora este de 17-36 cm, la 1,5
37
m de la bază, respectiv 12-16 cm la vârf. Aceste caracteristici dimensionale determină încadrarea stâlpilor în trei clase de calitate.
Stâlpii se fasonează atât din specii de răşinoase precum: molidul, bradul, pinul, laricele cât şi
din specii de foioase (stejarul pedunculat, gorunul, salcâmul), doborâte în perioada repausului vegetativ. Stâlpii de foioase nu se impregnează, în schimb cei de răşinoase se utilizează numai impregnaţi cu
substanţe fungicide (clorură de zinc – ZnCl2, sulfat de zinc – ZnSO4, clorură de mercur – HgCl2, creozot
etc.), care îi apără de ciuperci şi insecte, sporindu-le durabilitatea.
4.3 Defecte ale pieselor de cherestea
Piesele de cherestea pot avea defecte cauzate de materia primă naturale şi de tehnologia de prelucrare (de fabricaţie). Proporţia de apariţie a defectelor naturale este variabilă şi are ca valori medii,
orientative: 69% noduri, 7% putregai, alteraţii şi coloraţii anormale, 7% crăpături şi fisuri, 5% găuri şi
galerii de insecte, 4-5% neregularităţi ale structurii lemnului şi formei buştenilor, 3-4% defecte de tăiere, 2% deformări, 2% alte defecte. (Furdui C., 2005)
Atunci când defectele depăşesc limita de admisibilitate şi provoacă declasarea pieselor de
cherestea, coboară randamentul calitativ şi cantitativ al producţiei, impunându-se eliminarea acestor
defecte prin reprelucrare spunem că avem de a face cu bracul. Cifra de brac se determină zilnic prin
sondaj la rampa verde şi se calculează cu următoarea formulă:
Cn
nbt
d
t
100 [%] [4.1]
unde: nd este numărul de piese cu defecte; nt –numărul total de piese verificate.
Defectele se mai pot clasifica astfel:
- defecte de tăiere: teşituri, ondulaţii, rizuri, neparalelism; - deformaţii: arcuire, curbură, bombare şi răsucire;
- defecte naturale ale lemnului: noduri, crăpături etc.
Defectele pieselor de cherestea se pot referi în mod direct la următoarele aspecte: - nerespectarea dimensiunilor;
- forma necorespunzătoare;
- calitate necorespunzătoare a suprafeţei pieselor de cherestea. Nerespectarea dimensiunilor pieselor de cherestea se referă la neparalelism între canturi, feţe
şi capete, la subdimensionarea sau supradimensionarea grosimii, lungimii şi lăţimii acestora.
La modul general cauzele acestor defecte se pot datora următoarelor:
imprecizia de lucru a utilajelor de debitare şi prelucrare:
montare necorespunzătoare a pânzelor în ramă;
pânzele circulare de prelucrare prezintă bătaie laterală şi rigle de ghidare necorespunzătoare ;
ceaprazul sculelor nu este cel prevăzut;
defecţiuni la sistemul de fixare al grosimilor pentru utilajele de debitare ;
personal necalificat sau lipsit de răspundere.
Din punctul de vedere al calităţii suprafeţelor pieselor de cherestea avem următoarele:
teşitura, rizurile, franjurile şi aşchierea. Teşitura reprezintă un rest de suprafaţă rotundă, care aparte în locul muchiilor parţial sau pe
toată lungimea piesei de cherestea. Valoarea teşiturii se admite în funcţie de clasa de calitate a
cherestelei şi se consideră defect dacă depăşeşte limita admisă pentru calitatea piesei respective şi duce
la declasarea acesteia. (Furdui C., 2005)
Cauzele de apariţie ale acestui defect: - aprecierea greşită a lăţimii piesei la tivire;
- tivirea suprapusă a mai multor piese de cherestea cu lăţimi diferite;
- necunoaşterea condiţiilor de calitate ale pieselor de cherestea şi proporţia admisă a fiecărei clase;
Rizurile sunt urme lăsate de dinţii pânzelor pe feţele şi canturile pieselor de cherestea având
drept cauze existenţa unor dinţi cu pas şi ceapraz neuniform.
38
Franjurile reprezintă fibre smulse şi nedesprinse, rămase pe muchii. Defectele de fabricaţie constituie abateri dimensionale, de formă şi de tăiere ce apar la
debitarea buştenilor sau la prelucrarea necorespunzătoare la maşinile auxiliare. Unele defecte sunt
admise limitat de standarde sau contracte. Cele care depăşesc limita de admisibilitate constituie aşa-numitul brac tehnic, ce provoacă declasarea pieselor, generând o pierdere valorică prin scăderea
randamentului cantitativ şi calitativ al producţiei, eliminarea acestor defecte realizându-se prin
reprelucrarea pieselor (consum suplimentar de materie primă, energie, manoperă etc.). Bracul tehnic produs în limitele toleranţelor admise (maxim 3%) constituie un semnal de
atenţionare pentru producţia viitoare.
Apariţia defectelor de fabricaţie poate fi cauzată de: întreţinerea necorespunzătoare, deservirea şi exploatarea necorespunzătoare a utilajelor, ascuţirea şi întreţinerea defectuoasă a pânzelor tăietoare,
forma neregulată a buştenilor etc. Pot fi grupate în două categorii:
– defecte de tăiere, dimensionarea incorectă a pieselor (neparalelism, feţe, canturi, sub şi supradimensionări etc.) sau calitatea necorespunzătoare a feţelor şi canturilor (teşituri, rizuri, franjuri
etc.); – defecte de formă, abateri de la forma dreaptă a suprafeţelor şi muchiilor: arcuire, curbură,
bombare, răsucire etc.
Cunoaşterea cauzelor care conduc la apariţia lor, permite luarea măsurilor adecvate de înlăturare.
a. Nerespectarea dimensiunilor prevăzute în standarde sau în comenzi apare sub forma
neparalelismului (canturilor, feţelor, capetelor) ori a inexactităţii dimensiunilor (grosime, lungime, lăţime).
b. Calitatea necorespunzătoare a feţelor şi canturilor pieselor de cherestea este urmarea
prelucrărilor incomplete şi neglijente. Enumerăm: teşitura, rizurile, franjurile, aşchierea etc. (fig. 4.18).
Fig. 4.18 Piese de cherestea cu prelucrare incompletă, neglijentă
a1
– teşitură ascuţită; a2
– teşitură obtuză; b – rizuri
Fig. 4.18 Incomplete, negligent processing of lumber (Furdui C., 2005)
c. Forma necorespunzătoare a pieselor de cherestea presupune apariţia unor abateri de la
forma dreaptă a feţelor şi canturilor (fig. 4.19), cum ar fi: curbura, arcuirea, răsucirea şi ondularea.
Fig. 4.19 Piese de cherestea cu defecte de formă:
a – curbura; b – arcuirea; c – răsucirea; d – ondularea Fig. 4.19 Lumber having shape defects (Furdui C., 2005)
39
4.4 Randamente cantitative şi calitative la debitarea cherestelei
Randamentul de debitare a cherestelei se defineşte ca raport procentual sau zecimal între
volumul cherestelei şi volumul buştenilor folosiţi pentru acea cherestea, respectiv:
V
V
V
Vm ch m b
ch
b
ch
b
100
3 3
[%]
[ / ]
[4.2]
unde: Vch este volumul cherestelei, în m3;
Vb – volumul buştenilor consumaţi, în m3. Inversul randamentului poartă denumirea de indice de utilizare a materiei prime, este
supraunitar, se notează cu Iu şi se exprimă în [m3 buşteni/ m3 cherestea].
4.5 Bazele teoretice şi practice ale debitării lemnului cu gaterele orizontale mobile
Pe baza analizei maşinilor unelte similare şi a datelor culese din literatura de specialitate
menţionată în bibliografie, se va proiecta un fierăstrău panglică de debitat buşteni cu următoarele caracteristici:
diametrul volanţilor: 1200 mm
viteza de taiere: 40 m/s viteza de avans: 4-40 m/min
Avansul este realizat cu ajutorul unui variator hidraulic.
Destinaţia maşinii este debitarea buştenilor. Din punct de vedere al aşchierii lemnului, aşchierea se face prin metoda ferestruirii, deci prin eliminare de material sub forma de rumeguş.
Ferăstraiele panglică de debitat buşteni constituie utilajele de baza în fabricile de cherestea,
fiind folosite la fabricarea cherestelei din buşteni de foioase sau de alte specii.
Fig. 4. 20 Schema de lucru cu descrierea funcţională
Fig. 4. 20 Work outline with functional description (Budau G., 1998)
Banda 3 rulează pe doi volanţi, unul motor 2, cu turaţia n şi unul liber 1, servind la ghidarea şi întinderea acesteia. Când se debitează buşteni groşi, aceştia se aşează pe cărucioare platforma 4 şi
sunt fixaţi cu grife. (Budau G., 1998)
Fig. 4.21 Piesa înainte de prelucrare
40
Fig. 4.21 Part before processing (Budau G., 1998)
Fig. 4.22 Piesa după prelucrare
Fig. 4.22 Part after processing (Budau G., 1998)
Analiza caracteristicilor tehnice ale maşinilor similare
diametrul volanţilor: 1400-1600 mm
lăţimea pânzei: 150-200 mm viteza de avans maximă: 60-90 m/min
viteza de recul: 1-120 m/min
turaţia volanţilor: 590-620 rot./min puterea motorului de antrenare a pânzei: 60-80 Kw
Tabelul 4.4 Caracteristicile tehnice ale maşinii ce urmează a fi proiectată Technical features of machine to be designed(Budau G., 1998)
Caracteristicile tehnice
ale maşinilor similare
Caracteristicile tehnice
ale maşinii ce urmează a fi proiectată
Diametrul volanţilor 1400-1600 mm 1200 mm
Viteza de taiere 40 m/s
Viteza de avans 60-90 m/min 4-40 m/min
Tipul mecanismului de avans Cu variator hidraulic
(Budau G., 1998)
41
CAPITOLUL V INFLUENŢA UNORA DINTRE CARACTERISTICILE DE BAZĂ ALE
MATERIALULUI LEMNOS ASUPRA REZULTATELOR DEBITĂRII
5.1 Generalităţi
Prelucrarea mecanică a lemnului prezintă o serie de particularităţi determinate de structura şi
proprietăţile fizico-mecanice ale acestui material. Lemnul are o structură fibroasă neomogenă, ceea ce
determină valori diferite ale rezistenţelor mecanice în raport cu direcţiile de tăiere faţă de fibre. Pe de altă parte lemnul are o rezistenţă mică şi o căldură specifică mare, ceea ce permite folosirea unor viteze
de aşchiere şi de avans mari.
Analiza metodelor de prelucrare mecanică a lemnului este deosebit de importantă, deoarece furnizează date cu privire la procesele de prelucrare, la vitezele de tăiere şi de avans, la factorii care
influenţează prelucrarea, la forţele şi la puterea necesară realizării aşchierii şi de asemenea, date
referitoare la procedeele de tăiere. Oricare ar fi modalitatea de prelucrare a lemnului, aceasta este determinată, în general, de trei
factori: materialul, adică ce se prelucrează; instrumentul cu care se face prelucrarea şi mişcarea de lucru,
respectiv maşina unealtă care asigură relativă dintre instrument şi material. Fiecare dintre aceşti factori
include în el elemente variabile care influenţează rezultatele prelucrării. (Radu A., 1977)
Procedeele de prelucrare mecanică a lemnului pot fi clasificate luând în considerare proprietatea de baza a lemnului, aceea de a putea fi divizat în aşchii şi fibre subţiri (particule). Ţinând
seama de această proprietate, se deosebesc două procedee de bază în prelucrarea mecanică a lemnului:
prelucrare cu schimbarea legăturii dintre fibre şi prelucrare fără modificarea acestei legături. La prelucrarea prin schimbarea legăturii dintre fibre se foloseşte proprietatea lemnului de a
putea fi divizat în particule. La acest procedeu de prelucrare, forma şi volumul materialului se schimbă,
ca rezultat al separării unora faţă de altele, a unor părţi din material. Acest procedeu include fărâmiţarea întregii mase a lemnului, despicarea şi tăierea lemnului. Fărâmiţarea masei lemnului se obţine la
maşinile de prelucrat deşeuri din lemn, la măcinarea acestora în vederea obţinerii pastei din lemn şi la
defibrarea lemnului în scopul obţinerii plăcilor fibrolemnoase. Despicarea lemnului constă în împărţirea lui în părţi nedeformate volumetric, când instrumentul cu care se face divizarea se deplasează în lungul
fibrelor.
Tăierea este principala formă de prelucrare a lemnului şi poate avea loc cu producere de aşchii
(tăiere de ferăstrău, frezare, strunjire, burghiere, şlefuire etc.) şi fără producere de aşchii (tăiere la
foarfecă, derulare, ştanţare etc.).
5.1.1 Debitarea buştenilor cu ferăstrăul panglică orizontal
Transformarea lemnului în diverse produse se realizează prin prelucrarea mecanică şi
chimică, care se efectuează la diferite umidităţi, temperaturi şi presiuni. Prelucrarea chimică are scopul de a trata lemnul în vederea schimbării structurii acestuia. În procesul prelucrării mecanice se urmăreşte
interacţiunea dintre sculă şi lemn, să modifice numai aspectul exterior (formă, volum) sau dimensiunile
lemnului, fără schimbarea compoziţiei chimice. (Dogaru V., 1977) La prelucrarea mecanică prin distrugerea legăturilor dintre fibre se foloseşte cea de-a doua
proprietate a lemnului divizibilitatea. La acest procedeu de prelucrare forma şi volumul lemnului se
schimbă, ca rezultat al separării aşchiilor de lemn. Acest procedeu include fărâmiţarea întregii mase a lemnului, despicarea şi tăierea lemnului. Ponderea cea mai mare o reprezintă însă tăierea lemnului.
(Dogaru V., 1977)
Tăierea lemnului este procesul tehnologic de formare a noilor suprafeţe prin detaşarea unui strat de lemn de anumite dimensiuni. Prelucrarea se poate face cu şi fără formare de aşchii. Tăierea cu
formare de aşchii este cea la care de pe toată suprafaţa de divizare, după o anumită direcţie faţă de
fibrele lemnului, se detaşează succesiv aşchii deformate. Din această categorie fac parte tăierea cu pânze, frezarea, strunjirea, burghierea, etc. Deoarece tăierea se face cu formare de aşchii, această
prelucrare se numeşte prescurtat aşchiere, noţiunea de tăiere fiind folosită în sensul larg al acestuia.
(Dogaru V., 1977)
42
5.1.2 Condiţii de dimensiune şi de calitate
Valoarea de întrebuinţare a lemnului depinde în mare măsură de calitatea lui.
Calitatea lemnului reprezintă totalitatea proprietăţilor dimensionale, fizico-mecanice, chimice şi estetice pe care le posedă biomasa lemnoasă destinată consumului. Ea poate fi relativ uşor
stabilită la lemnul doborât, foarte uşor la cel prelucrat şi dificil la lemnul pe picior.
La majoritatea speciilor forestiere, calitatea lemnului lor depinde de factorii staţionali, fapt pentru care se constată frecvent diferenţe zonale. Se susţine că unele însuşiri ale lemnului sunt fixate şi
controlate genetic.
Primele informaţii referitoare la calitate sunt obţinute după criteriul speciei forestiere, cunoscând că valoarea de întrebuinţare a lemnului variază mult de la o specie la alta. Criteriul
dimensional oferă alte informaţii utile din acest punct de vedere. În general valoarea ca şi calitatea
lemnului cresc pe măsură ce se măreşte diametral trunchiului (fusului), sau al porţiunii din trunchi (fus, buştean) luată în considerare.
Lungimea sortimentului prezintă, de asemenea, interes. Calitatea lemnului este puternic influenţată de proprietăţile fizico-mecanice şi chimice ale
acestuia, în raport cu destinaţia care i se dă. Lemnul de furnir (tehnic şi estetic) este condiţionat de un
complex de proprietăţi dimensionale, fizico-mecanice şi estetice. Calitatea lemnului este afectată de prezenţa particularităţilor produse de factori naturali sau
antropici. Se consideră ca particularităţi ale lemnului cele fizice, morfologice sau anatomice susceptibile
de a afecta utilizarea sa (SREN 844-1). Dar nu toate particularităţile sunt de aceeaşi importanţă. Ele se socotesc importante (grave) numai atunci când depăşesc anumite limite stabilite ştiinţific şi sunt
consemnate în norme (standarde). Din cele prezentate până acum rezultă că noţiunea de calitate este
foarte complexă. Calitatea lemnului trebuie analizată în raport cu natura utilizărilor; pentru fiecare dintre utilizările posibile sunt necesare anumite dimensiuni limită (grosimi, lungimi). în plus, unele
particularităţi sunt excluse iar altele se admit condiţionat.
Aprecierea lemnului sub raportul calităţii, în vederea includerii, respectiv a excluderii lui dintr-o anumită clasă de utilizare nu poate fi făcută decât de personal pregătit special în acest sens. În
caz contrar, pierderile valorice sunt „asigurate”.
Existenţa şi gravitatea unor particularităţi şi defecte poate fi pusă în evidenţă, în principiu, numai ţinând cont de întrebuinţarea pe care o anumită piesă brută de lemn urmează să o primească.
Un interes aparte îl prezintă cunoaşterea tuturor particularităţilor şi defectelor în cadrul
operaţiei de sortare a lemnului brut, realizată în cadrul procesului de exploatare a pădurii, dat fiind faptul că natura, mărimea, frecvenţa şi distribuţia lor formează obiectul criteriului calitativ, în raport cu
care acesta urmează a fi repartizat în clase de calitate.
Lemnul pentru utilizări industriale se sortează potrivit condiţiilor dimensionale şi calitative stabilite apriori în norme (standarde) sau contracte.
Primul STAS românesc referitor la cvercinee a apărut în anul 1950 şi apoi, succesiv, a fost
revizuit în anii 1955, 1957, 1962, 1968, 1975, 1977, 1980, 1986. Ultima ediţie a apărut în anul 1993 şi poartă denumirea de „Lemn rotund de gorun, stejar, gârniţă şi cer pentru industrializare”, având
indicativul SR-1039.
Conform acestui normativ (STAS), lemnul de cvercinee se sortează în următoarele clase de calitate:
Clasa Fe, lemn rotund pentru furnire estetice;
Clasa C, lemn rotund pentru cherestea şi pentru alte produse obţinute prin debitare. Condiţiile tehnice de calitate prevăd la „Dimensiuni” că:
pentru Clasa Fe, diametrul minim trebuie să fie de cel puţin 28 cm, iar lungimea
minimă de 120cm, cu creşteri din 10 în l0 cm; la Clasa C, diametrul minim trebuie să fie de cel puţin 18 cm, iar lungimea minimă de
240 cm, cu creşteri din 10 în l0 cm.
Se stipulează că diametrul minim se măsoară la capătul subţire, fără coajă, iar supralungimea acordată va fi de l cm pentru fiecare m, nedepăşind insă 4 cm pe fiecare piesă.
În ceea ce priveşte condiţiile de admisibilitate a defectelor, acestea sunt redate în tabelul 1:
Condiţii de admisibilitate a defectelor conform SR-1039/1993
43
5.2 Specia Molid, Picea abies
5.2.1. Variaţia vitezei de avans în funcţie de lăţimea piesei debitate(Specia Molid)
Fig. 5.1 Variaţia vitezei de avans în funcţie de lăţimea piesei debitate(specia molid)
Fig. 5.1 Feed rate variation depending on the width of the cut part(spruce species)
Graficul variaţiei vitezei de avans în funcţie de lăţimea piesei este un grafic de tip Scatter, în care se află norul de puncte asociat tabelului cu date (coloanele 2 şi 3), linia de trend şi
ecuaţia de regresie. Mediul Microsoft Excel permite realizarea acestora rapid şi simplu, la fel ca orice
mediu de prelucrare statistică, scutind utilizatorul de un efort de calcul important. Ecuaţia de regresie este formula cu care s-au calculat valorile Y din coloana a treia şi a patra a tabelului cu date.
Tabelul 5.7 Variaţia unor indicatori statistici a vitezei de avans şi a lăţimii piesei debitate(specia molid)
Variation of some Feed rate indicators and of the width of the cut part(spruce species)
Indicator statistic Lăţimea
cherestelei, m
Viteza de
avans, m/s
Media aritmetică 0.192 0.088
Eroarea standard a mediei 0.005 0.001
Abaterea standard 0.045 0.011
Coeficientul de variaţie 0.232 0.120
Valoarea minimă 0.120 0.066
Valoarea maximă 0.280 0.111
Numărul valorilor caracteristicii 83 83
Asimetria 0.349 0.056
Excesul -0.902 -0.715
Abaterea medie 0.038 0.009
Mediana 0.200 0.087
Amplitudinea de variaţie 0.160 0.046
Nivelul de confidenţă (0,95) 0.010 0.002
Limita inferioară de confidenţă 0.187 0.087
Limita superioară de confidenţă 0.197 0.089
44
Indicatorul de corelaţie IC, calculat cu ajutorul funcţiei CORREL a mediului Excel, este modalitatea simplă de a stabili intensitatea legăturii dintre cele două mulţimi de valori x (lăţimea) şi y
(viteza). În cazul nostru, valoarea IC = 0,538 indică o legătură acceptabilă între lăţime şi viteză.
Eliminarea măsurătorilor care se depărtează mult faţă de linia de regresie ar contribui la îmbunătăţirea acestui indicator, adică l-ar apropia de valorile -1 sau 1.
Tabelul asociat funcţiei REGRESSION a fost realizat cu ajutorul comenzii Data Analysis din
meniul Data, după adăugarea pachetului Analysis ToolPak. Este important de semnalat identitatea dintre valoarea indicatorului de corelaţie IC, calculat cu
ajutorul funcţiei CORREL şi valoarea Multiple R din tabelul asociat funcţiei REGRESSION. Acelaşi
lucru se poate spune despre coeficienţii a şi b ai funcţiei de regresie stabiliţi la elaborarea grficului şi cei afişaţi în tabelul asociat funcţiei REGRESSION, coloana Coefficients, liniile Intercept şi X variable 1.
Cu alte cuvinte, tabelul asociat funcţiei REGRESSION, nu mai este necesar dacă nu interesează şi alţi
indicatori statistici, în afară de cei menţionaţi. Semnificaţiile elementelor din tabel, aşa cum rezultă din meniul Help al mediului Excel sunt
următoarele: Multiple R, este coeficientul de corelaţie multiplă, în acest caz de corelaţie simplă între x
(lăţime) şi y (viteză);
R Square, R2 este coeficientul de determinaţie, arată validitatea modelului ales pentru explicarea variaţiei lui y.
Adjusted R Square, este un coeficient de determinaţie corectat cu grade de libertate şi are aceeaşi
semnificaţie ca şi R2. Standard Error este eroarea standard şi arată cu cât se abat în medie valorile observate yi, de la
valorile teoretice aflate pe dreapta de regresie.
Observations este n, numarul de observări, aici n=83. ANOVA reprezintă tabelul de analiză a varianţei pentru:
Regression, varianţa datorată factorului x,
Residual, varianţa reziduală, datorată celorlalţi factori neînregistraţi, Total, varianţa totală, datorată tuturor factorilor.
Pentru fiecare dintre acestea, tabelul conţine:
df (degrees freedom), gradele de libertate: - pentru regresie, k – numărul de variabile explicative x;
- pentru reziduuri, n-k-1 grade de libertate; - pentru total, k+n-k-1=n-1 grade de libertate.
SS (Sum Square), suma varianţelor:
- pentru regresie,
n
i
ixy yycSS1
22
/
(5.1);
- pentru reziduuri,
n
i
i
n
i
iizy eycySS1
2
1
22
/ (5.2) ;
- pentru total,
n
i
iy yySS1
22 (5.3).
MS (Modified Sum), dispersiile modificate : - pentru regresie,
k
yyc
MS
n
i
i
xy
1
2
2
/ (5.4);
45
- pentru reziduuri,
11
1
2
1
2
2
/
kn
e
kn
ycy
MS
n
i
i
n
i
ii
zy (5.5);
F, testul Fisher de semnificaţie globală a regresiei, raportul dintre cele două dispersii,
corectate cu gradele de libertate:
2
/
2
/
zy
xy
MS
MSF (5.6);
Signifiance F, reprezintă pragul de semnificaţie α, de la care valoarea testului Fisher devine semnificativă. Valoarea obţinută este nu foarte mică, ceea ce înseamnă o
probabilitate acceptabilă.
În ultima parte a foii de calcul apar coeficienţii modelului liniar şi elementele asociate acestora. Cele două tipuri de linii sunt:
Intercept, pentru termenul liber al ecuaţiei de regresie;
X variable n, pentru coeficienţii variabilelor explicative (în cazul de faţă numai unul).
Elementele asociate sunt:
Coefficients, coeficienţii a şi b ai funcţiei de regresie;
Standard Error, abaterile standard ale coeficienţilor;
t Stat, valorile t Student, raportul între coeficienţi şi abaterile lor;
P-value, pragul de semnificaţie α, de la care valorile coeficienţilor devin semnificativ diferite de 0. Valorile foarte mici ale lui α indică probabilitatea de 100% (100- α) ca
valorile coeficienţilor a şi b ai funcţiei de regresie să fie semnificativ diferite de 0.
Valoarea P-value, pentru coeficientul b este aceeaşi cu valoarea Signifiance F (fiind vorba de regresie liniară, semnificaţia globală se reduce la semnificaţia coeficientului
variabilei explicative);
Tabela de regresie mai conţine şi intervalele de încredere ale estimatorilor coeficienţilor
modelului, pentru probabilităţile de 95% şi 90%, prima fiind implicită, iar cea de a doua,
stabilită prin modificarea valorii Confidence Level, în fereastra de dialog la lansarea funcţiei de regresie (figura alăturată).
SUMMARY OUTPUT
Regression Statistics
Multiple R 0.5382
R Square 0.2897
Adjusted R Square 0.2809
46
Standard Error 0.0090
Observations 83
ANOVA
df SS MS F Significance F
Regression 1 0.0026 0.0026 33.0322 0.0000
Residual 81 0.0065 0.0001
Total 82 0.0091
Coefficients
Standard
Error t Stat P-value
Lower
95%
Upper
95%
Lower
95,0%
Upper
95,0%
Intercept 0.1124 0.0044 25.7352 0.0000 0.1037 0.1210 0.1037 0.1210
X Variable 1 -0.1273 0.0221 -5.7474 0.0000 -0.1714 -0.0832 -0.1714 -0.0832
Indicatorul de corelaţie IC, care are valoarea -0,538, arată o legătură nu foarte strânsă
între lăţime şi viteză. Testul Fisher, indicând valoarea -0,593, confirmă acest fapt.
Au fost studiate două forme ale relaţiei viteză – lăţime. Variaţia lineară este descrisă de ecuaţia de regresie Y-lin = -0,1273x + 0,1124 şi variaţia polinomială de grad 2, Y-poly = 2.6408x2 –
1.1825x + 0,2124. Ambele descriu aproximativ în acelaşi fel relaţia dintre cele două caracteristici luate
în studiu. Funcţia REGRESSION a mediului Excel, confirmă cele de mai sus, indicând şi alte elemente statistice.
5.2.2. Variaţia vitezei de avans în funcţie de umiditatea buşteanului(specia molid)
Fig. 5.2 Variaţia vitezei de avans în funcţie de umiditatea buşteanului(specia molid)
Fig. 5.2 Feed rate variation depending on the moisture of the log(spruce species)
Tabelul 5.9 Variaţia unor indicatori statistici a vitezei de avans şi a umidităţii buşteanului(specia molid)
Variation of some Feed rate indicators and of log moisture(spruce species)
Indicator
statistic
Umiditatea
buşteanului,%
Viteza de
avans, m/s
Media aritmetică 47.945 0.088
Eroarea standard a mediei 0.587 0.001
Abaterea standard 5.349 0.011
Coeficientul de variaţie 0.112 0.120
Valoarea minimă 40.700 0.066
Valoarea maximă 56.520 0.111
Numărul valorilor caracteristicii 83 83
Asimetria 0.278 0.056
Excesul -0.997 -0.715
Abaterea medie 4.506 0.009
Mediana 48.900 0.087
47
Indicator
statistic
Umiditatea
buşteanului,%
Viteza de
avans, m/s
Amplitudinea de variaţie 15.820 0.046
Nivelul de confidenţă (0,95) 1.168 0.002
Limita inferioară de confidenţă 47.358 0.087
Limita superioară de confidenţă 48.532 0.089
SUMMARY OUTPUT
Regression Statistics
Multiple R 0.12935
R Square 0.01673
Adjusted R Square 0.00459
Standard Error 0.01053
Observations 83
ANOVA
df SS MS F Significance F
Regression 1 0.0002 0.0002 1.3783 0.2438
Residual 81 0.0090 0.0001
Total 82 0.0091
Coefficients
Standard
Error t Stat P-value
Lower
95%
Upper
95%
Lower
95,0%
Upper
95,0%
Intercept 0.1001 0.0105 9.5476 0.0000 0.0793 0.1210 0.0793 0.1210
X Variable 1 -0.0003 0.0002 -1.1740 0.2438 -0.0007 0.0002 -0.0007 0.0002
Indicatorul de corelaţie IC, care are valoarea -0,129350493, arată o legătură scăzută
între viteză şi umiditate. A fost studiată relaţia viteză şi umiditate, adăugând graficului de puncte o linie de
compensaţie. Ecuaţia de regresie Y-lin = -0.0003x + 0.1001, asociată liniei de trend, indică o variaţie
descrescătoare a vitezei în funcţie de umiditate, iar variaţia polinomială de grad 2 este de forma: Y-
poly = 0.0002x2 - 0.0194x + 0.5608. Ambele descriu aproximativ în acelaşi fel relaţia dintre cele două
caracteristici luate în studiu.
5.2.3. Variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul buşteanului(specia molid)
Tabelul 5.10
Variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul buşteanului(specia molid) Variation of the output factor depending on the diameter of the log(spruce species)
Nr. crt. Diametrul,
(cm)
Coeficient
de utilizare (%) Y-lin Y-poly
1 40 57,57 63.679 62.960
2 43,5 70,00 66.680 68.615
3 38 65,00 61.964 60.614
4 34 57,85 58.535 57.854
5 40,5 63,50 64.108 63.647
6 31 57,00 55.962 57.475
48
y = 0.8574x + 29.383
R2 = 0.5656
r = 752
y = 0.0805x2 - 5.106x + 138.4
R2 = 0.6315
55
57
59
61
63
65
67
69
71
30 32 34 36 38 40 42 44 46
Diametru buşteanului, cm
Co
efi
cie
nt
de u
tili
zare
, %
Fig. 5.3 Variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul buşteanului(specia molid)
Fig. 5.3 Variation of the output factor depending on the diameter of the log (spruce species)
Tabelul 5.11 Variaţia unor indicatori statistici a coeficientului de utilizare şi a diametrului
buşteanului(specia molid)
Variation of some statistical indicators of the output factor and log diameter(spruce species)
Indicator statistic Diametrul,
(cm)
Coeficient
de utilizare, (%)
Media aritmetică 37.833 61.820
Eroarea standard a mediei 1.874 2.136
Abaterea standard 4.590 5.233
Coeficientul de variaţie 0.121 0.085
Valoarea minimă 31.000 57.000
Valoarea maximă 43.500 70.000
Numărul valorilor caracteristicii 6 6
Asimetria -0.372 0.509
Excesul -1.107 -1.175
Abaterea medie 4.267 5.216
Mediana 39.000 60.675
Amplitudinea de variaţie 12.500 13.000
Nivelul de confidenţă (0,95) 4.817 5.491
Limita inferioară de confidenţă 35.960 59.684
Limita superioară de confidenţă 39.707 63.956
SUMMARY OUTPUT
Regression Statistics
Multiple R 0.752
R Square 0.566
Adjusted R Square 0.457
Standard Error 3.382
Observations 6
ANOVA
df SS MS F Significance F
Regression 1 59.574 59.574 5.208 0.085
Residual 4 45.759 11.440
Total 5 105.333
Coefficients
Standard
Error t Stat P-value
Lower
95%
Upper
95%
Lower
95.0%
Upper
95.0%
Intercept -2.947 17.924 -0.164 0.877 -52.711 46.817 -52.711 46.817
X Variable 1 0.660 0.289 2.282 0.085 -0.143 1.462 -0.143 1.462
49
Pentru a reprezenta cât mai fidel variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul buşteanului s-a apelat la softul Mathcad 2001 Profesional, cu care am realizat mai multe variante de
interpolare care sunt redate în continuare.
Spre deosebire de problemele precedente (variaţia vitezei în funcţie de lăţime şi variaţia vitezei în funcţie de umiditate), care sunt probleme de tip probabilistic şi pentru a căror rezolvare se foloseşte
aparatul statisticii matematice, problema variaţiei coeficientului de utilizare în funcţie de diametru este o
problemă de tip determinist, cu date puţine şi care se înscriu în categoria funcţiilor bijective (unei valori din mulţimea de diametre îi corespunde o singură valoare din mulţimea de coeficiente de utilizare). Aşa
dar, pentru a stabili legătura dintre cele două mulţimi (variaţia coeficientului de utilizare în funcţie de
diametru) s-au folosit funcţiile MATHCAD de interpolare liniară şi interpolare spline şi, pentru comparare, metoda de interpolare Lagrange.
Programul MATHCAD, Molid – Coeficient de utilizare = f (Diametru), are trei părţi:
d. Interpolare liniară, în care problema se rezolvă pe cale grafică. Funcţia MATHCAD linterp calculează valori ale funcţiei l(x) în funcţie de valorile măsurate diametru şi coeficient de utilizare şi valori
x alese arbitrar (în mod obişnuit, aceleaşi cu valorile diametru).
e. Interpolare spline, în care problema se rezolvă, de asemenea pe cale grafică. Funcţia MATHCAD interp calculează valori ale funcţiei s(x) în funcţie de vectorul vs, stabilit prin funcţiile lspline, pspline sau cspline 4), calculate, la rândul lor, cu valorile măsurate diametru şi
coeficient de utilizare şi valori x alese arbitrar (în mod obişnuit, aceleaşi cu valorile diametru).
f. Interpolare polinomială Lagrange, pentru stabilirea relaţiei de forma y = f (x) dintre valorile măsurate diametru şi coeficient de utilizare.
Programul declară mai întâi cei doi vectori şi precizează că adresarea elementelor componente se face de la 1. În continuare sunt prezentate cele trei părţi ale sale.
ORIGIN 1 diametru 31 34 38 40 40.5 43.5( )T
coef_util 57 57.85 65 57.5 63.5 70( )T
a. Interpolare liniara l x( ) linterpdiametru randament x( )
b. Interpolare spline:
- condiţii de terminare liniare:
sl x( ) interplsplinediametru coef_util( ) diametru coef_util x( )
4 Ionescu, M., Teresneu, C., Programarea calculatoarelor, Editura MATRIX ROM Bucureşti, 2011
35 40
60
65
70
l x( )
coe f_util
x diam etru
50
- condiţii de terminare parabolice:
sp x( ) interppspline diametru coef_util( ) diametru coef_util x( )
- condiţii de terminare cubice:
sc x( ) interpcspline diametru coef_util( ) diametru coef_util x( )
c. Interpolare polinomiala Lagrange:
x diametru
y coef_util PL PL 0
Ni 1
ni 1
Ni Ni X xj j iif
ni ni xi xj j iif
j 1 length x( )for
PL PL yi
Ni
ni
i 1 length x( )for
PL
X
PL expand X 325330.61 X 17555.57 X
2 471.9 X
3 6.32 X
4 0.03 X
5 2402433.83
Variabila PL este un polinom de gradul V, care exprimă variaţia randamentului în funcţie
de diametru.
Funcţia f(X) permite reprezentarea grafică a relaţiei, care este asemănătoare cu reprezentarea
de tip spline.
35 40
60
70
80
s l x( )
sp x( )
sc x( )
coe f_util
x x x diam etru
f X( ) PL expand X 325330.61 X 17555.57 X2
471.9 X3
6.32 X4
0.03 X5
2402433.83
51
5.2.4. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditatea buşteanului(specia molid)
Tabelul 5.12
Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditatea buşteanului(specia molid) Deviation from Smoothness variation depending on the moisture of the log(spruce species)
Nr. crt. Umiditate, (%) Abaterea de la
planeitate, (mm) Y-lin Y-poly
1 50.5 0.0 0.829 0.827
2 56.52 0.5 0.351 0.353
3 45.9 1.1 1.194 1.192
4 40.7 1.2 1.607 1.609
5 48.9 1.6 0.956 0.954
6 42.5 2 1.464 1.464
y = 7E-05x2 - 0.0862x + 5.0015
R2 = 0.3978
y = -0.0794x + 4.8388
R2 = 0.3978
r = 631
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
40 45 50 55 60
Umiditatea buşteanului, %
Pla
neit
ate
a,
mm
Fig. 5.4 Variaţia abaterii de la planeitate5) în funcţie de umiditatea buşteanului(specia molid)
Fig. 5.4 Deviation from Smoothness variation depending on the moisture of the log(spruce species)
5 In reprezentaţia grafică (mediul xcel, matchad) în loc de termenul de abatere de la planeitate a fost
folosit termenul de planeitate
35 40
60
70
80
f X( )
X
52
Tabelul 5.13 Variaţia unor indicatori statistici a umidităţii şi a abaterii de la planeitate(specia molid)
Variation of some statistical indicators of moisture and Deviation from Smoothness(spruce species)
Indicator statistic Umiditate,
(%)
Abaterea de la
planeitate, (mm)
Media aritmetică 47.503 1.067
Eroarea standard a mediei 2.353 0.296
Abaterea standard 5.764 0.726
Coeficientul de variaţie 0.121 0.680
Valoarea minimă 40.700 0.000
Valoarea maximă 56.520 2.000
Numărul valorilor caracteristicii 6 6
Asimetria 0.364 -0.246
Excesul -0.941 -1.064
Abaterea medie 5.364 0.653
Mediana 47.400 1.150
Amplitudinea de variaţie 15.820 2.000
Nivelul de confidenţă (0,95) 6.049 0.762
Limita inferioară de confidenţă 45.150 0.770
Limita superioară de confidenţă 49.856 1.363
ORIGIN 1
a. Interpolare liniara l x( ) linterpumiditate planeitate x( )
b. Interpolare spline:
- conditii de terminare liniare:
sl x( ) interplsplineumiditate planeitate( ) umiditate planeitate x( )
- conditii de terminare parabolice:
sp x( ) interppspline umiditate planeitate( ) umiditate planeitate x( )
- conditii de terminare cubice:
sc x( ) interpcspline umiditate planeitate( ) umiditate planeitate x( )
umiditate 40.7 42.5 45.9 48.9 50.5 56.52( )T
planeitate 1.2 2 1.1 1.6 0 0.5( )
T
40 45 50 550
1
2
l x( )
plan e itate
x um iditate
53
c. Interpolare polinomiala Lagrange:
x umiditate
y planeitate PL PL 0
Ni 1
ni 1
Ni Ni X xj j iif
ni ni xi xj j iif
j 1 length x( )for
PL PL yi
Ni
ni
i 1 length x( )for
PL
X
PL expand X 19060.64 X 811.45 X
2 17.22 X
3 0.18 X
4 0 X
5 178556.91
40 45 50 552
1
0
1
2
s l x( )
sp x( )
sc x( )
plan e itate
x x x um iditate
40 45 50 55
5
0
f X( )
X
54
5.2.5. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de durata de exploatare a pânzei(specia molid)
Tabelul 5.14
Variaţia Abaterea de la planeitate în funcţie de durata de exploatare a pânzei(specia molid)
Deviation from Smoothness variation depending on saw use duration(spruce species)
Nr. crt.
Durata de exploatare a pânzei
tăietoare cumulată în timp,
( minute)
Abaterea de la
Planeitate, (mm) Y-lin Y-poly
1 15.63 0.0 0.035 0.016
2 36.53 0.5 0.509 0.521
3 55.46 1.1 0.939 0.963
4 70.46 1.2 1.279 1.303
5 88.12 1.6 1.680 1.692
6 99.68 2 1.943 1.940
y = 0.0227x - 0.32
R2 = 0.9836
r = 0.992
y = -2E-05x2 + 0.0252x - 0.3731
R2 = 0.9841
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
Durata de exploatare a pânzei, min
Pla
neit
ate
a,
mm
Fig.5.5 Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de durata de exploatare a pânzei(specia molid)
Fig.5.5 Deviation from Smoothness variation depending on saw use duration(spruce species)
Tabelul 5.15 Variaţia unor indicatori statistici a abaterii de la planeitate şi a duratei de exploatare a pânzei(specia molid)
Variation of some statistical indicators of Deviation from Smoothness and saw use duration(spruce
species)
Indicator statistic
Durata de exploatare
a pânzei tăietoare
cumulată în timp, (minute)
Abaterea de la
planeitate, (mm)
Media aritmetică 60.980 1.067
Eroarea standard a mediei 12.922 0.296
Abaterea standard 31.651 0.726
Coeficientul de variaţie 0.519 0.680
Valoarea minimă 15.630 0.000
Valoarea maximă 99.680 2.000
Numărul valorilor caracteristicii 6 6
Asimetria -0.202 -0.246
Excesul -1.235 -1.064
Abaterea medie 30.128 0.653
Mediana 62.960 1.150
Amplitudinea de variaţie 84.050 2.000
Nivelul de confidenţă (0,95) 33.216 0.762
Limita inferioară de confidenţă 48.058 0.770
Limita superioară de confidenţă 73.902 1.363
55
ORIGIN 1
a. Interpolare liniara
l x( ) linterpdurata planeitate x( )
b. Interpolare spline:
- conditii de terminare liniare:
sl x( ) interplsplinedurata planeitate( ) durata planeitate x( )
- conditii de terminare parabolice:
sp x( ) interppspline durata planeitate( ) durata planeitate x( )
- conditii de terminare cubice:
sc x( ) interpcspline durata planeitate( ) durata planeitate x( )
c. Interpolare polinomiala Lagrange:
x durata
y planeitate
planeitate 0 0.5 1.1 1.2 1.6 2( )T
20 40 60 80 1000
0.5
1
1.5
2
s l x( )
sp x( )
sc x( )
plan e itate
x x x durata
20 40 60 80 1000
0.5
1
1.5
2
l x( )
plan e itate
x durata
56
PL PL 0
Ni 1
ni 1
Ni Ni X xj j iif
ni ni xi xj j iif
j 1 length x( )for
PL PL yi
Ni
ni
i 1 length x( )for
PL
X
PL expand X 0.51 X 0.02 X2
0 X3
0 X4
0 X5
3.8
f X( ) PL expand X 0.51 X 0.02 X2
0 X3
0 X4
0 X5
3.8
20 40 60 80 100
0
1
2
f X( )
X
57
5.2.6. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de lăţimea cherestelei(specia molid)
Tabelul 5.16
Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de lăţimea cherestelei(specia molid)
Deviation from Smoothness variation depending on the width of lumber(spruce species)
Nr. crt. Lăţimea
Cherestelei, ( m)
Abaterea de la
Planeitate, (mm) Y-lin Y-poly
1 0.23 0.0 0.474 0.188
2 0.2 0.5 0.919 1.101
3 0.2 1.1 0.919 1.101
4 0.15 1.2 1.659 1.581
5 0.21 1.6 0.770 0.848
6 0.15 2 1.659 1.581
y = -14.815x + 3.8815
R2 = 0.4501
r = 0.671
y = -260.16x2 + 81.445x - 4.7819
R2 = 0.5133
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24
Lăţimea cherestelei, m
Pla
neit
ate
a,
mm
Fig. 5.6 Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de lăţimea cherestelei(specia molid)
Fig. 5.6 Deviation from Smoothness variation depending on the width of lumber(spruce species)
Tabelul 5.17 Variaţia unor indicatori statistici ai abaterii de la planeitate şi a lăţimii cherestelei(specia
molid)
Variation of some statistical indicators of lumber Deviation from Smoothness and width(spruce species)
Indicator statistic Lăţimea
cherestelei, (m)
Abaterea de la
planeitate, (mm)
Media aritmetică 0.190 1.067
Eroarea standard a mediei 0.013 0.296
Abaterea standard 0.033 0.726
Coeficientul de variaţie 0.173 0.680
Valoarea minimă 0.150 0.000
Valoarea maximă 0.230 2.000
Numărul valorilor caracteristicii 6 6
Asimetria -0.333 -0.246
Excesul -1.383 -1.064
Abaterea medie 0.032 0.653
Mediana 0.200 1.150
Amplitudinea de variaţie 0.080 2.000
Nivelul de confidenţă (0,95) 0.034 0.762
Limita inferioară de confidenţă 0.177 0.770
Limita superioară de confidenţă 0.203 1.363
58
SUMMARY OUTPUT
Regression Statistics
Multiple R 0.671
R Square 0.450
Adjusted R Square 0.313
Standard Error 0.027
Observations 6
ANOVA
df SS MS F Significance F
Regression 1 0.002 0.002 3.274 0.145
Residual 4 0.003 0.001
Total 5 0.005
Coefficients
Standard
Error t Stat P-value
Lower
95%
Upper
95%
Lower
95.0%
Upper
95.0%
Intercept 0.222 0.021 10.549 0.000 0.164 0.281 0.164 0.281
X Variable 1 -0.030 0.017 -1.809 0.145 -0.077 0.016 -0.077 0.016
ORIGIN 1 latime 0.23 0.2 0.2 0.15 0.21 0.15( )T
planeitate 0 0.5 1.1 1.2 1.6 2( )T
a. Interpolare liniara
l x( ) linterpplaneitate latime x( )
b. Interpolare spline:
- conditii de terminare liniare:
sl x( ) interplsplineplaneitate latime( ) planeitate latime x( )
- conditii de terminare parabolice:
sp x( ) interppspline planeitate latime( ) planeitate latime x( )
- conditii de terminare cubice:
sc x( ) interpcspline planeitate latime( ) planeitate latime x( )
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9
0.1
0.2
0.3
0.4
l x( )
plan e itate
x latime
59
c. Interpolare polinomiala Lagrange:
x planeitate
y latime PL PL 0
Ni 1
ni 1
Ni Ni X xj j iif
ni ni xi xj j iif
j 1 length x( )for
PL PL yi
Ni
ni
i 1 length x( )for
PL
X
PL expand X 14.134425204425204427 X
2 .23000000000000000001 2.0032166907166907167 X
5 18.888806216931216931 X
3 10.359066859066859068 X
4 3.5746933621933621937 X
f X( ) PL expand X 14.134425204425204427 X2
.23000000000000000001 2.0032166907166907167 X5
18.888806216931216931 X3
10.359066859066859068 X4
3.5746933621933621937 X
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9
0.1
0.2
0.3
0.4
s l x( )
sp x( )
sc x( )
plan e itate
x x x latime
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9
0.1
0.2
0.3
0.4
f X( )
X
60
5.2.7. Variaţia abaterii de la planeitate în funcţie de umiditate şi durata de utilizare a
pânzei(specia molid)
Datele de calcul sunt cele utilizate pentru studierea variaţiei abaterii de la planeitate în funcţie de umiditate şi a abaterii de la planeitate în funcţie de durata de exploatare a pânzei, tratate separat.
Stabilirea corelaţiilor care descriu intensitatea legăturii dintre planeitate, pe de o parte, umiditate
şi durata de utilizare a pânzei, pe de altă parte, se face cu ajutorul programului Mathcad, prezentat în figura 1:
Cele trei caracteristici care fac obiectul studierii corelaţiilor sunt umiditatea şi abaterea de la
planeitate materialului şi durata de exploatare a pânzei. Valorile acestora sunt declarate prin vectorii cu aceleaşi nume. Tot în această parte a programului sunt declarate variabilele N şi k, reprezentând,
respectiv, numărul de valori măsurate şi numărul caracteristicilor luate în studiu.
În continuare, folosind funcţia corr a mediului Mathcad, sunt stabilite corelaţiile simple dintre cele trei caracteristici: icpu, icpd şi icud. Valorile acestora (situate peste 0,9) indică o legătură strânsă,
ceea ce încurajează la calcularea corelaţiei multiple R, care este întotdeauna mai mare decât cea mai mare dintre cele simple 6).
În ultima parte, programul stabileşte semnificaţia valorii corelaţiei multiple prin testul Fisher.
Pentru acasta, se calculează o valoare experimentală a semnificaţiei F, care se compară cu una teoretică Ft, extarsă din tabele, având ca intrări valorile f1 şi f2. Coeficientul R este semnificativ, fapt care
rezultă din compararea lui F cu Ft.
Fig.5.7 Calculul corelaţiilor şi testul Fisher pentru stabilirea legăturii dintre planeitate, umiditate şi
durata de exploatare a pânzei Fig.5.7 Correlation calculus and Fisher test for establishing the connection between the Deviation from
Smoothness, moisture and saw use duration
6) Giurgiu V., Metode ale statisticii matematice aplicate în silvicultură, Editura CERES Bucureşti, 1972,
pag.243
61
5.2.8 Concluzii parţiale privind debitarea speciei Molid
Analizând rezultatele determinărilor obţinute prin indicatorii calitativi urmăriţi la debitarea
buştenilor de molid cu ajutorul ferăstrăuelor mobile s-a constatat că: din analiza valorilor coeficienţilor de determinaţie pentru variaţia vitezei de avans în
funcţie de lăţimea piesei debitate, legătura cauzală dintre vitezei de avans şi lăţimea
cherestelei buştenilor de molid se datorează în proporţie de 54%. pentru cuantificarea dependenţelor corelaţionale dintre viteza de avans şi umiditatea
buşteanului, s-au determinat ecuaţiile de regresie a căror valori variază nesemnificativ
între ele; iar coeficientul de determinaţie R2 are valori de 0,126 pentru linia dreaptă şi 0,277 pentru polinomul de gradul II.
pentru stabilirea dependenţei corelaţionale între diametrul buştenilor şi coeficientul de
utilizare, prin analiza alurilor, s-au încercat două ecuaţii şi anume: una liniară şi alta polinomul de gradul doi. Elementul de natură statistică care a determinat alegerea celei
mai corespunzătoare curbe a fost coeficientul de determinaţie R2. În toate cazurile coeficientul de determinaţie pentru polinomul de gradul doi (0,631) a fost mai mare
decât cel corespunzător pentru linia dreaptă (0,565).
cu ajutorul corelaţiei s-au constatat o serie de influenţe mai mari sau mai mici ale unor parametrii asupra debitării buştenilor cu ajutorul ferăstrăuelor mobile. Asemănarea sau
neasemănarea formei curbelor frecvenţei indicilor calitativi urmăriţi au contribuit la
concluzia că există multe discrepanţe în procesul de debitare al buştenilor de care trebuie să se ţină cont, cum ar fi: viteza de avans, diametrul buştenilor, umiditatea
buştenilor, lungimea buştenilor, coeficientul de utilizare, Abaterea de la planeitate,
durata de exploatare a pânzei tăietoare, etc. din multitudinea tipurilor de legături corelative, au fost selectate cele cu un raport de
corelaţie mai mare şi semnificaţie statistică. Astfel, legăturile corelative cu
semnificaţie statistică selectate au fost cele de polinomial şi liniar pentru toţi indicatorii calitativi urmăriţi în procesul de debitare al buştenilor.
valorile raporturilor de corelaţie realizaţi de regresiile polinomiale şi liniare, arată că
aportul principal în debitarea buştenilor cu ferăstrăuele mobile îl are umiditatea, apoi cu o influenţă mai redusă viteza de avans, lăţimea cherestelei;
viteza de avans la debitarea buştenilor de molid are o valoare de 0,088m/s. Valorile
acestui indicator calitativ variază între limite destul de largi: 0,066 m/s şi 0,111 m/s, caz în care este semnalată o amplitudine de variaţie de 0,046 m/s.
un alt indicator care poate influenţa în mod semnificativ procesul de debitare al
buştenilor cu ajutorul ferăstrăuelor mobile este umiditatea, ale cărei valori medii, la buştenii de molid, a fost de 47,945 %. Este important de menţionat faptul că nu toţi
buştenii au aceleaşi valori ale umidităţii, ea variind între 40,7-56,5 %, având o
amplitudine de variaţie destul de mare: 15,82 %; fapt ce se poate răsfrânge şi asupra valorilor vitezelor de avans, care sunt destul de mari.
coeficientul de utilizare are o valoare medie de 61,82 %, iar un alt indicator al
tendinţei centrale, mediana, are o valoare apropiată: 60,675 %, ceea ce înseamnă că şirul statistic analizat este omogen.
un alt indicator calitativ foarte important la debitarea buştenilor este abaterea de la
planeitate, care pentru buştenii analizaţi, are o valoare medie de 1,067 mm. Aceste valori mici ale abaterii de la planeitate conduc la acceptarea cherestelei obţinute, prin
debitarea buştenilor cu ajutorul ferăstrăuelor mobile, de STAS-urile aflate în vigoare.
analizând abaterea de la planeitate comparativ cu durata de exploatare a pânzei, se constată că: în momentul începerii lucrului (pânză nouă sau recent ascuţită) valorile
abaterii de la planeitate în cazul molidului sunt nule, odată cu creşterea duratei de
exploatare a pânzei, peste 55 minute valorile abaterii de la planeitate cresc peste 1 mm, ajungând la o valoare de 2 mm la o durată de exploatare de 99 minute.
62
CAPITOLUL VI ANALIZA COMPARATIVĂ A INFLUENŢEI PRINCIPALILOR FACTORI
ASUPRA PROCESULUI DE TĂIERE
6.1 Generalităţi
Asupra procesului de tăiere influenţează factori care caracterizează materialul prelucrat
(lemnul), factori dependenţi de fierăstrăul panglică şi factori care sunt proprii procesului de tăiere. Fiecare specie lemnoasă este caracterizată prin mărimea rezistenţelor mecanice luate în
considerare în relaţiile analitice pentru determinarea forţei de aşchiere. Ca atare influenţa speciei
lemnului asupra parametrilor dinamici se exprimă prin mărimea rezistenţelor mecanice. Rezistenţa lemnului la aşchiere este influenţată şi de particularităţile de structură ale
diferitelor specii. Influenţa acestor particularităţi este greu de stabilit teoretic, aceasta determinându-se
îndeosebi pe cale experimentală. Pentru scopuri practice este necesară cunoaşterea mărimii relative a forţei de aşchiere pentru diferite specii lemnoase.
Proprietăţile mecanice ale lemnului depind de umiditatea sa. Astfel, cu creşterea umidităţii, rezistenţele mecanice se micşorează, ceea ce determină scăderea forţei de aşchiere.
Dacă umiditatea lemnului este mai mare decât umiditatea corespunzătoare punctului de
saturaţie a fibrelor, în procesul de tăiere, apa liberă pătrunde între pânză şi lemn, acţionând ca un lubrifiant. Ca urmare, se micşorează şi coeficientul de frecare dintre lemn şi pânză, ceea ce determină
scăderea forţei de tăiere. În acelaşi timp, odată cu creşterea umidităţii lemnului se majorează şi forţele
de deformare ale acestuia, a căror mărime depinde de unghiul dinamic dintre direcţia fibrelor şi vectorul vitezei de tăiere. (Dogaru V., 1977)
În timpul tăierii, muchia tăietoare a dinţilor pânzei se uzează continuu, pierzându-şi treptat
capacitatea de tăiere. Se atinge o limită când tăişul nu mai poate să-şi îndeplinească rolul său de a tăia şi forma o nouă suprafaţă. Cuţitul uzat nu taie, ci rupe şi smulge fibrele. Ca urmare, suprafaţa de aşchiere
va prezenta asperităţi şi smulgeri iar forţa de aşchiere creşte brusc.
O influenţă deosebită asupra procesului de tăiere o reprezintă grosimea aşchiei, care se schimbă în limite foarte largi, de la câteva sutimi de milimetri la câţiva milimetri. Grosimea aşchiei
determină modul de formare a aşchiilor şi influenţează calitatea suprafeţelor prelucrate, mărimea
parametrilor dinamici şi productivitatea utilajului. Procesul de aşchiere este influenţat şi de viteza de tăiere. Astfel, cuţitul care pătrunde în
lemn antrenează eu el aşchiile cu viteza de tăiere. Aceasta înseamnă că, în afară de forţele de frecare
între lemn şi cuţit, apar şi forţe de inerţie dezvoltate de aşchiile detaşate din lemn. Aceste forţe sunt proporţionale cu pătratul vitezei de aşchiere. La tăierea cu viteze de aşchiere mici, fibrele lemnului sunt
smulse şi rupte din zonele mai slabe ale lemnului în planul de tăiere. La viteze de tăiere mari fibrele
lemnului nu deviază (se abat) sub presiunea tăişului cuţitului ci se foarfecă (se taie) mai repede decât se distruge legătura între fibre, formându-se astfel „reazemul de viteză”. Aceasta conduce la ameliorarea
calităţii suprafeţelor aşchiate. (Dogaru V., 1977)
Influenţa vitezei de aşchiere asupra lucrului specific, şi forţei de tăiere trebuie privită în mod complex. Pe de o parte, prin creşterea vitezei de aşchiere se măresc vitezele de deformaţie, ce are ca
urmare apariţia reazemului de viteză, iar acestea măresc rezistenţele de distrugere ale lemnului. De
asemenea, cresc forţele inerţiale ale aşchiilor. Pe de alta parte, creşterea vitezei de aşchiere determină micşorarea frecărilor dintre lemn şi cuţit. Acestea determină majorarea temperaturii lemnului, care
micşorează rezistenţele la tăiere ale acestuia. Prin compunerea influenţei acestor factori rezultă că lucrul
specific în funcţie de viteza de tăiere variază complex.
6.2 Calitatea suprafeţelor prelucrate prin aşchiere
Calitatea pieselor de lemn prelucrate prin aşchiere se caracterizează prin precizia
dimensională a formei geometrice şi prin gradul de netezime, respectiv prin rugozitatea suprafeţelor
aşchiate. Pentru o bună realizare şi întrebuinţare a produselor din lemn sunt hotărâtoare, pe lingă concepţia constructivă şi precizia dimensională, şi calitatea suprafeţelor, atât a celor exterioare care se
finisează, cât şi a celor supuse diferitelor îmbinări.
63
Prin aşchiere pe suprafeţele prelucrate se creează denivelări datorate atât structurii lemnului prelucrat, cât şi diferiţilor factori ai procesului de aşchiere. Neregularităţile datorate lemnului sunt
determinate de structura materialului lemnos, fiind caracteristice texturii anatomice a acestuia. Ele apar
ca urmare a tăierii şi deschiderii spaţiilor celulare şi vaselor lemnului. Mărimea acestora este indepen-dentă de metoda şi regimul de aşchiere şi, ca urmare, nu sunt luate în considerare la aprecierea calităţii
suprafeţelor aşchiate. (Dogaru V., 1977)
Neregularităţile datorate procesului de prelucrare, în funcţie de natura şi mărimea lor, pot fi macro denivelări, micro denivelări şi ondulaţii.
Macro denivelările sunt abateri ale suprafeţelor de la formele regulate, impuse prin desen, ca
ovalitatea, concavitatea, conicitatea convexitatea etc. pe porţiuni relativ mari. Sunt provocate de tensiunile interne ale lemnului, de precizia de lucru a ansamblului maşina unealtă – cuţit – piesă, de
erorile de bazare a pieselor, de uzura cuţitelor etc. Macro denivelările nu caracterizează calitatea
suprafeţei aşchiate ci precizia formei piesei prelucrate şi ca urmare caracterizează precizia de prelucrare. (Radu A., 1977)
Micro denivelările sunt neregularităţi cu pas mic şi se pot prezenta ca rizuri de prelucrare, neregularităţi de distrugere, scămoşeli şi smulgeri de fibre. Rizurile de prelucrare sunt urmele lăsate de
tăişurile cuţitului sub formă de şănţuleţe, a căror direcţie şi dimensiuni depind de cinematica tăierii şi de
parametrii geometrici ai cuţitului. Neregularităţi de distrugere sunt diferitele cavităţi, smulgeri, desprinderi, care apar ca urmare a structurii fibroase a lemnului, a rezistenţei reduse la solicitări
perpendiculare pe direcţia fibrelor, a defectelor de creştere, a speciei, a umidităţii, a mărimii avansului
pe dinte şi a stării tăişurilor cuţitului. Ele pot atinge valori mari (până la 3 mm), influenţând considerabil calitatea suprafeţelor prelucrate. Scămoşelile şi smulgerile de fibre sunt, de asemenea, neregularităţi de
distrugere. Prin scămoşeli se înţelege existenţa pe suprafaţa lemnului a unor fibre individuale, legate cu
unul din capete de suprafaţa prelucrată. Ele pot fi culcate pe suprafaţă sau pot fi ridicate. Prin smulgeri se înţeleg mănunchiurile de fibre sau chiar bucăţile de lemn desprinse parţial sau total de pe suprafaţa
aşchiată. Aceste neregularităţi se datorează rezistenţei reduse a lemnului după direcţia perpendiculară pe
fibre, a utilizării pânzelor uzate precum şi a folosirii unor regimuri de aşchiere forţate (avans prea mare).
Ondulaţiile sunt neregularităţi sub formă de ridicături şi adâncituri repetate şi apropiate ca
dimensiuni. Acestea apar datorită cinematicii procesului de aşchiere, vibraţiilor în sistemul maşină unealtă – piesă – cuţit şi deformaţiilor neuniforme în timpul tăierii. Ondulaţiile pot fi neregularităţi
datorate revenirii elastice, a zonelor inelului anual, neregularităţilor de vibraţie şi ondulaţiilor
cinematice. Primele apar ca urmare a comprimării inegale, de către tăişul pânzei, a lemnului care are diferite durităţi şi elasticităţi, în zona lemnului timpuriu şi târziu din cadrul inelelor anuale. Apar mai
frecvent la speciile răşinoase şi se prezintă sub forma unor ridicături şi adâncituri repetate după inelele
anuale. (Radu A., 1977) Neregularităţile de vibraţie apar pe suprafaţa prelucrată sub forma unor caneluri ca rezultat al
oscilaţiilor din sistemul maşină – cuţit – piesă, fiind caracteristice în special procesului de frezare.
Cauzele care produc aceste oscilaţii sunt dezechilibrarea pânzei în mişcarea de rotaţie, insuficienţa în rigidizare a pânzei pe maşină şi a piesei în dispozitiv, rigiditatea maşinii, etc.
Ondulaţiile cinematice se deosebesc, de cele de vibraţie prin faptul că ele depind numai de
cinematica procesului de aşchiere şi au o formă regulată, care se repetă cu aproximativ acelaşi pas. Cele mai caracteristice ondulaţii intervin în procesul de frezare. Mărimea acestor ondulaţii se exprimă prin
lungimea şi adâncimea lor, acestea fiind determinate de mai mulţi factori ca: numărul de cuţite,
diametrul şi turaţia pânzei, viteza de avans a materialului, etc. Pentru definirea calităţii suprafeţelor prelucrate se iau în considerare numai micro
neregularităţile şi ondulaţiile, cu toate formele pe care le prezintă acestea. Prin urmare, calitatea
suprafeţelor prelucrate (rugozitatea) se poate defini ca ansamblul neregularităţilor unei suprafeţe cu pas relativ mic şi care nu constituie abatere de formă. (Radu A., 1977)
64
6.3 Avantajele debitării lemnului cu ajutorul ferăstraielor panglică
Ferăstraiele-panglică pentru debitarea buştenilor, şi-au câştigat în timp scurt, în Europa o
utilizare din ce în ce mai mare. Dezvoltarea continuă a folosirii lor a fost determinată de câteva caracteristici mai importante ale acestora, şi anume:
posibilitatea debitării piesă cu piesă a cherestelei în orice sistem de debitare, ceea ce dă
siguranţă utilizării mai bune a zonelor calitative ale lemnului, precum şi adaptarea foarte rapidă la orice condiţii calitative, dimensionale şi mod de debitare, indicate ca
optime de caracteristicile buştenilor si de comenzile în cherestea;
sporirea randamentului cantitativ, ca urmare a diferenţei de grosime între pânzele de gater şi cele de ferăstrău-panglică;
reducerea esenţială a suprafeţei depozitului de materie primă, întrucât nu mai este
necesară sortarea buştenilor în clase de calitate şi categorii de diametre; posibilitatea realizării mecanizării şi automatizării, în special la cheresteaua din specii
care solicită prelucrarea individuală a fiecărei piese. Specia lemnoasă care populează cea mai mare parte a pădurilor ţării noastre, fagul,
prezentând mari variaţii calitative şi dimensionale, de la buştean la buştean, indică necesitatea debitării
sale cu fierăstraie-panglică. ( V. Sachelarescu, s.a.) Industria cherestelei de fag din ţara noastră, care până nu de mult se baza în exclusivitate pe
gater, ca maşină principală, a trecut recent la utilizarea ferăstraielor-panglică pentru buşteni. Acceptarea
acestei orientări a pus în faţa personalului tehnic din industria lemnului a ţării noastre o mare gamă de probleme, întrucât nu s-a putut folosi experienţa industriilor similare din alte ţări.
Astfel, Uniunea Sovietică a introdus ferăstraiele-panglică la debitarea lemnului de pin, iar
Republica Socialistă Cehoslovacă la debitarea lemnului de fag, în special în traverse. În Franţa caracteristicile buştenilor de fag şi ale sistemului de debitare se deosebesc esenţial de condiţiile din ţara
noastră. În S.U.A., unde utilizarea ferăstraielor-panglică este foarte dezvoltată, există condiţii
tehnologice mult deosebite de ale noastre. De altfel, deşi li s-au transmis condiţiile de debitare de la noi, cele mai importante
întreprinderi de proiectare şi execuţie a ferăstraielor-panglică din Franţa, Belgia şi Anglia nu au putut
oferi soluţii satisfăcătoare.( V. Sachelarescu, s.a.)
65
6.4 Analiza cluster
Analiza Cluster reprezintă o operaţie de repartiţie a elementelor unei mulţimi în clase în
funcţie de un set de criterii. În continuare este redată analiza cluster cu legături medii, pentru valorile vitezei de tăiere
pentru toate cele cinci specii analizate:
Tabelul 6.3 Analiza Cluster pentru valorile vitezei de tăiere (m/s) în funcţie de speciile analizate
Cluster analysis for cutting speed values (m/s) depending on the analyzed species
Analiza Cluster Ierarhică
Tip de date: Date Directe
Metoda lui Ward (Suma progresivă a metodei pătrate)
Reţea de deosebire prin Distanta Euclidiana Standardizată
MO BR AR FA ST
MO 0
BR 0.354863 0
AR 0.404531 0.195748 0
FA 0.573835 0.412517 0.432618 0
ST 0.573034 0.413348 0.431876 0.068687 0
Rezumatul Analizei Cluster
Program de aglomerare
Pas Obiect1 Obiect2 Distanţă
1 4 5 0.068687
2 2 3 0.195748
3 1 2 0.354863
4 1 4 0.412517
Date pentru Dendrogramă
Ordinea obiectelor
#1 #2 #3 #4 #5
MO BR AR FA ST
Baza1 Vârf1 Vârf2 Baza2
Ramura1 4 4 5 5
Distanţa 0 0.068687 0.068687 0
Ramura2 2 2 3 3
Distanţa 0 0.195748 0.195748 0
Ramura3 1 1 2.5 2.5
Distanţa 0 0.354863 0.354863 0.195748
Ramura 1.75 1.75 4.5 4.5
Distanţa 0.354863 0.412517 0.412517 0.068687
Ramura5 3.125 3.125 3.125 3.125
Distanţa 0.412517 0.515646 0.515646 0.412517
66
MO BR AR FA ST0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Obiecte
Dis
tante
Dendrograma
Fig. 6.2 Dendrograma analizei cluster a valorilor vitezei de tăiere în funcţie de speciile analizate Fig. 6.2 Cluster analysis dendogram of cutting speed values depending on the analyzed species
Reprezentarea grafică (dendrograma) obţinută, ilustrează relaţiile de asemănare în baza unor variabile cantitative continue şi discontinui a: vitezei de tăiere, diametrului buştenilor, umidităţii
buştenilor, lungimii buştenilor, coeficientului de utilizare, planeităţii, duratei de exploatare a pânzei
tăietoare studiate. Astfel, au fost identificate trei grupări distincte cu un grad interior de asemănare, mare sau mediu.
Utilizarea clasificării numerice a datelor (analiza Cluster) a subliniat foarte fidel modul în
care se grupează datele, la diferite nivele sau scări, pentru toate cele cinci specii cuprinse în experiment, astfel încât să fie generat un arbore de clasificare prin grupări succesive. Astfel speciile cuprinse în
experiment pot fi caracterizate după un număr mai mare sau mai mic de caracteristici: viteza de tăiere,
diametrul buştenilor, umiditatea buştenilor, lungimea buştenilor, coeficientul de utilizare, planeitatea, durata de exploatare a pânzei tăietoare, etc.
Pentru speciile analizate există relaţii de asemănare mai apropiate pentru viteza de tăiere la
speciile brad şi arin, urmate de molid, pe când celelalte specii cuprinse în experiment, sunt grupate în clustere diferite, deoarece distanţa dintre clusterii învecinaţi creşte brusc, putem afirma că la pasul
respectiv aceste specii sunt unite în două grupuri sensibil diferite, aşa cum se observă în figura 6.2
67
Analiza Cluster a condus la împărţirea speciilor analizate în trei grupe (clustere), în funcţie de valorile timpului de tăiere. Prima grupare (cluster1) este formată din speciile fag şi stejar la care s-a
înregistrat cele mai apropiate valori ale timpului de tăiere, care se vor grupa cu specia arin şi vor da
naştere la a doua grupare (cluster 2). A treia grupare (cluster 3) este formată de speciile brad şi molid, cum se observă în figura 6.5.
MO BR AR FA ST0
5
10
15
20
Obiecte
Dis
tante
Dendrograma
Fig. 6.5 Dendrograma analizei cluster a valorilor timpului de tăiere în funcţie de speciile analizate
Fig. 6.5 Cluster analysis dendogram of cutting time values depending on the analyzed species
Analiza Cluster a condus la împărţirea speciilor analizate în trei grupe (clustere), în funcţie
de valorile lungimii cherestelei. Prima grupare (cluster1) este formată din speciile fag şi stejar la care s-a înregistrat cele mai apropiate valori ale lungimii cherestelei, care se vor grupa cu specia arin şi vor da
naştere la a doua grupare (cluster 2). A treia grupare (cluster 3) este formată de speciile brad şi molid, cum se observă în figura 6.6.
MO BR AR FA ST0
5
10
15
20
25
30
Obiecte
Dis
tante
Dendrogram
Fig. 6.6 Dendrograma analizei cluster a valorilor lungimii cherestelei în funcţie de speciile analizate
Fig. 6.6 Cluster analysis dendogram of lumber length values depending on the analyzed species
68
6.5 Statistica descriptivă
6.5.1 Statistica descriptivă pentru valorile vitezei de tăiere în funcţie de speciile analizate
Tabelul 6.10
Variaţia unor indicatori statistici a valorilor vitezei de tăiere (m/s)
Variation of some statistical indicators of cutting speed values (m/s)
Indicator statistic MO BR AR FA ST
Media aritmetică 0.088 0.077 0.082 0.066 0.068
Eroarea standard a mediei 0.001 0.002 0.001 0.002 0.002
Abaterea standard 0.011 0.013 0.010 0.011 0.013
Coeficientul de variaţie 0.120 0.170 0.126 0.165 0.196
Valoarea minimă 0.066 0.053 0.061 0.042 0.040
Valoarea maximă 0.111 0.100 0.100 0.086 0.090
Numărul valorilor caracteristicii 83 69 63 39 39
Asimetria 0.056 0.097 -0.055 -0.345 -0.287
Excesul -0.715 -1.363 -1.117 -0.365 -0.918
Abaterea medie 0.009 0.012 0.009 0.009 0.011
Mediana 0.087 0.077 0.083 0.067 0.070
Amplitudinea de variaţie 0.046 0.047 0.039 0.043 0.050
Nivelul de confidenţă (0,95) 0.002 0.003 0.003 0.004 0.004
Limita inferioară de confidenţă 0.087 0.076 0.081 0.064 0.065
Limita superioară de confidenţă 0.089 0.079 0.084 0.068 0.070
Box Plot
Mean Mean±SD Mean±1.96*SD
MO BR AR FA ST0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.11
0.12
Fig. 6.9 Diagrama Box Plot a valorilor vitezei de tăiere
Fig. 6.9 Box Plot diagram of cutting speed values
69
6.5.3 Statistica descriptivă pentru valorile umidităţii în funcţie de speciile analizate
Tabelul 6.12
Variaţia unor indicatori statistici a valorilor umidităţii cherestelei (%)
Variation of some statistical indicators of lumber moisture values (%)
Indicator statistic MO BR AR FA ST
Media aritmetică 47.945 42.517 40.683 61.636 25.141
Eroarea standard a mediei 0.587 1.034 0.790 0.394 0.502
Abaterea standard 5.349 8.587 6.274 2.458 3.136
Coeficientul de variaţie 0.112 0.202 0.154 0.040 0.125
Valoarea minimă 40.700 34.200 33.300 58.710 21.210
Valoarea maximă 56.520 57.500 51.000 65.890 31.500
Numărul valorilor caracteristicii 83 69 63 39 39
Asimetria 0.278 0.731 0.543 0.522 0.693
Excesul -0.997 -0.861 -0.947 -0.975 -0.154
Abaterea medie 4.506 7.136 5.024 2.111 2.573
Mediana 48.900 42.300 40.300 61.040 24.070
Amplitudinea de variaţie 15.820 23.300 17.700 7.180 10.290
Nivelul de confidenţă (0,95) 1.168 2.063 1.580 0.797 1.016
Limita inferioară de confidenţă 47.358 41.484 39.892 61.243 24.638
Limita superioară de confidenţă 48.532 43.551 41.473 62.030 25.643
Box Plot
Mean Mean±SD Mean±1.96*SD
MO BR AR FA ST10
20
30
40
50
60
70
Fig. 6.11 Diagrama Box Plot a valorilor umidităţii cherestelei
Fig. 6.11 Box Plot diagram of lumber moisture values
70
6.5.7 Statistica descriptivă pentru valorile volumului cherestelei în funcţie de speciile analizate
Tabelul 6.16
Variaţia unor indicatori statistici a valorilor volumului cherestelei (m3)
Variation of some statistical indicators of lumber volume values (m3)
Indicator statistic MO BR AR FA ST
Media aritmetică 0.022 0.027 0.015 0.049 0.055
Eroarea standard a mediei 0.001 0.002 0.001 0.003 0.004
Abaterea standard 0.009 0.013 0.006 0.019 0.026
Coeficientul de variaţie 0.422 0.480 0.393 0.391 0.469
Valoarea minimă 0.010 0.013 0.006 0.015 0.005
Valoarea maximă 0.068 0.090 0.038 0.087 0.095
Numărul valorilor caracteristicii 83 69 63 39 39
Asimetria 1.883 2.365 1.185 0.199 -0.096
Excesul 5.501 7.755 3.229 -0.907 -1.335
Abaterea medie 0.007 0.009 0.004 0.017 0.023
Mediana 0.020 0.023 0.014 0.044 0.057
Amplitudinea de variaţie 0.058 0.077 0.033 0.072 0.091
Nivelul de confidenţă (0,95) 0.002 0.003 0.001 0.006 0.008
Limita inferioară de confidenţă 0.021 0.025 0.014 0.046 0.051
Limita superioară de confidenţă 0.023 0.029 0.016 0.052 0.059
Box Plot
Mean
Mean±SD
Mean±1.96*SD
MO BR AR FA ST-0.02
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
Fig. 6.15 Diagrama Box Plot a valorilor volumului cherestelei
Fig. 6.15 Box Plot diagram of lumber volume values
71
6.5.9 Statistica descriptivă pentru valorile planeităţii în funcţie de speciile analizate
Tabelul 6.18
Variaţia unor indicatori statistici a valorilor planeităţii (mm) Variation of some statistical indicators of smoothness values (mm)
Indicator statistic MO BR AR FA ST
Media aritmetică 1.067 1.317 1.983 1.567 3.733
Eroarea standard a mediei 0.296 0.384 0.371 0.450 0.229
Abaterea standard 0.726 0.941 0.909 1.102 0.561
Coeficientul de variaţie 0.680 0.715 0.458 0.703 0.150
Valoarea minimă 0.000 0.000 0.800 0.100 3.000
Valoarea maximă 2.000 2.500 3.000 3.000 4.500
Numărul valorilor caracteristicii 6 6 6 6 6
Asimetria -0.246 -0.052 -0.292 -0.155 0.038
Excesul -1.064 -1.247 -1.447 -1.297 -1.313
Abaterea medie 0.653 0.900 0.867 1.040 0.560
Mediana 1.150 1.250 2.150 1.750 3.750
Amplitudinea de variaţie 2.000 2.500 2.200 2.900 1.500
Nivelul de confidenţă (0,95) 0.762 0.988 0.954 1.157 0.589
Limita inferioară de confidenţă 0.770 0.932 1.612 1.117 3.504
Limita superioară de confidenţă 1.363 1.701 2.354 2.017 3.962
Box Plot
Mean
Mean±SD
Mean±1.96*SD
MO BR AR FA ST-1
0
1
2
3
4
5
6
Fig. 6.17 Diagrama Box Plot a valorilor planeităţii
Fig. 6.17 Box Plot diagram of smoothness values
72
6.5.10 Statistica descriptivă pentru valorile coeficientului de utilizare în funcţie de speciile
analizate
Tabelul 6.19
Variaţia unor indicatori statistici a valorilor coeficientului de utilizare (%) Variation of some statistical indicators of output factor values (%)
Indicator statistic MO BR AR FA ST
Media aritmetică 61.820 67.918 59.933 66.808 71.098
Eroarea standard a mediei 2.136 3.345 1.338 2.271 0.792
Abaterea standard 5.233 8.193 3.278 5.562 1.940
Coeficientul de variaţie 0.085 0.121 0.055 0.083 0.027
Valoarea minimă 57.000 59.330 54.000 62.260 68.000
Valoarea maximă 70.000 79.150 63.000 74.070 73.810
Numărul valorilor caracteristicii 6 6 6 6 6
Asimetria 0.509 0.248 -0.999 0.585 -0.291
Excesul -1.175 -1.576 -0.131 -1.517 -0.498
Abaterea medie 5.216 8.482 2.747 5.617 1.638
Mediana 60.675 66.450 60.500 64.320 71.290
Amplitudinea de variaţie 13.000 19.820 9.000 11.810 5.810
Nivelul de confidenţă (0,95) 5.491 8.598 3.440 5.837 2.036
Limita inferioară de confidenţă 59.684 64.574 58.595 64.538 70.306
Limita superioară de confidenţă 63.956 71.263 61.272 69.079 71.890
Box Plot
Mean Mean±SD Mean±1.96*SD
MO BR AR FA ST50
55
60
65
70
75
80
85
90
Fig. 6.18 Diagrama Box Plot a valorilor coeficientului de utilizare
Fig. 6.18 Box Plot diagram of output factor values
73
6.5.11 Concluzii statistica descriptivă
În urma prelucrării statistice a datelor primare, comparativ pentru cele cinci specii cuprinse
în experiment, s-au desprins următoarele concluzii: Valorile medii ale vitezei de tăiere cele mai mici sunt înregistrate la debitarea buştenilor de
fag (0,066 m/s) şi stejar (0,068 m/s), iar cele mai mari la specia molid (0,088 m/s);
Din punct de vedere al lăţimii cherestelei obţinute cea mai mare valoare a fost obţinută la specia stejar (0,374 m), iar la polul opus se găseşte specia arin (0,173 m);
Analizând cele cinci specii din punct de vedere al umidităţii medii, s-a constatat că specia cu
cea mai mare valoare este fag, iar valoarea cea mai mică s-a înregistrat la stejar. Aceasta ar putea fi şi explicaţia de ce la specia fag s-au înregistrat cele mai mici valori medii ale vitezei
de tăiere, deşi buştenii de fag au o umiditate de peste 60 % (61,636 %), totuşi, viteza de
tăiere nu este influenţată într-o pondere atât de mare de umiditatea acestora care, conform cercetărilor noastre conduc la obţinerea celor mai mici viteze de debitare. Pentru a întări şi
mai mult cele afirmate anterior mai putem exemplifica şi situaţia buştenilor de stejar care, deşi au înregistrat cea mai mică valoare a umidităţii (25,141 %) au obţinut şi una din cele
mai mici valori ale vitezei de tăiere dintre toate speciile cuprinse în experiment (0,068 m/s).
Observând variaţia timpului de tăiere la cele cinci specii cuprinse în experiment s-a constatat că valoarea medie cea mai mică a fost înregistrată la specia arin (36,063 sec.) deoarece
lungimea medie a buştenilor de arin a fost de 2,968 m, iar specia cu timpul de tăiere cel mai
mare este bradul (58,797 sec.) deoarece lungimea medie a buştenilor a fost de 4,42 m, practic cei mai lungi au fost buştenii de brad.
Pentru a obţine o imagine de ansamblu asupra cercetărilor efectuate, a apărut necesitatea
analizei comparative, pe specii, a lungimii buştenilor debitaţi, deoarece, acest parametru poate influenţa în mod semnificativ viteza de tăiere sau timpul de debitare. Valorile cele mici
ale acestui parametru se întâlnesc la buştenii de Arin (2,968 m) iar cele mai mari la buştenii
de Molid (4,193 m) şi Brad (4,42 m). Buştenii de Fag şi Stejar, la care au fost înregistrate cele mai mici valori ale vitezelor de tăiere au lungimi medii cuprinse între 3,00 şi 3,103 m.
Grosimea cherestelei rezultată în urma debitării, un alt element calitativ care poate influenţa
viteza de tăiere a speciilor cuprinse în experiment, variază în limite destul de largi după cum urmează: valorile medii maxime se înregistrează la speciile Fag şi Stejar (0,047 m), iar la
polul opus se găsesc buştenii de Molid, cu o medie de 0,027 m. Celelalte două specii au
valori apropiate după cum urmează Arin 0,029 m şi Brad 0,030 m. În urma acestei analize s-a constatat că: grosimea cherestelei, asociată cu un conţinut ridicat al umidităţii lemnului
conduc la obţinerea unor viteze de tăiere mici, chiar şi la speciile de esenţă tare (Fag şi
Stejar), atunci când în procesul de debitare sunt folosite pânze noi sau recent ascuţite. Este interesant de urmărit dacă aceste caracteristici rezultate în urma cercetărilor noastre se
păstrează şi atunci când pânzele sunt folosite o perioadă mai lungă de timp prin reascuţire.
Analizând dimensiunea arborilor cuprinşi în experiment, din punct de vedere al diametrului, ne-a condus să formulăm următoarea concluzie: Gaterele orizontale pot fi folosite cu succes
la debitarea materialului lemnos obţinut în urma răriturilor, în pădure, datorită dimensiunilor
relativ mici ale acestora, ce permite şi o manevrabilitate mai bună a buştenilor. Este de menţionat faptul că, de la apariţia gaterelor mobile şi până în prezent, acestea, au fost
perfecţionate în mod susţinut, ajungându-se în prezent la gatere capabile să debiteze buşteni
care depăşesc cu 50 % diametrul maxim (60 cm), recunoscut ca maxim posibil până nu de multă vreme.
Pentru a avea o imagine de ansamblu asupra cercetărilor noastre a apărut necesitatea
prezentării volumelor de cherestea rezultate în urma debitării. Trebuie semnalat faptul că, deşi iniţial, cei şase buşteni aparţinând celor cinci specii cuprinse în experiment, nu au avut
aceleaşi caracteristici dimensionale (diametru şi lungime) totuşi, este important de prezentat
variaţia volumelor de cherestea rezultate. Astfel, specia care a realizat cel mai mare volum mediu este Stejarul (0,055 m3), urmată de Fag (0,049 m3), iar valoarea medie aflată la
cealaltă extremitate este Arin (0,015 m3). Celelalte două specii Molid şi Brad au valori
aproximativ identice astfel: 0,022 m3 şi 0,027 m3.
74
Un alt indicator calitativ extrem de important este planeitatea cherestelei. Valoarea medie a acestuia variază astfel: molid 1,067 mm; brad 1,317 mm; fag 1,567 mm; arin 1,983 mm şi
stejar 3,733 mm. Valoarea medie relativ mare a planeităţii la stejar se datorează umidităţii
mici a buştenilor (25,141 %) şi implicit a vitezei de tăiere scăzute (0,068 m/s). Analizând valorile medii ale duratei de exploatare a pânzei tăietoare, pentru cele cinci specii
cuprinse în experiment, se poate afirma că: valoarea cea mai mare se întâlneşte în cazul
debitării buştenilor de brad (68,585 min.), iar la polul opus se găsesc buştenii de fag (22,132 min.), celelalte specii înregistrând valori în acest interval. Este important de subliniat faptul
că buştenii de fag, deşi au înregistrat cea mai mare valoare a umidităţii (61,636 %), în urma
debitării, a rezultat cea mai mică valoare medie a duratei de exploatare a pânzei tăietoare (22,132 min.). Deci, putem afirma cu certitudine faptul că, umiditatea buştenilor nu
influenţează într-o pondere semnificativă viteza de tăiere şi nici durata de exploatare a
pânzei tăietoare. Valorile coeficientului de utilizare a buştenilor în sortimente are valori peste 50 % pentru
toate cele cinci specii analizate, totuşi este interesant de observat faptul că buştenii de stejar au realizat cea mai mare valoare a acestui coeficient (71,098 %); urmaţi de cei de brad
(67,918 %); fag (66,808 %); molid (61,82 %) şi arin (59,933 %).
6.6 Randament. Indici de utilizare şi de consum
Transformarea buştenilor în cherestea se realizează, în general, cu randamente calitative şi cantitative maxime. Pierderile de material lemnos în procesul fabricării cherestelei se prezintă sub
formă de rumeguş şi lăturoaie. Aceste zise pierderi se constituie de fapt, în produsele secundare care se
valorifică atât la populaţie cât şi la alte unităţi industriale, dar la preţuri convenabile. Randamentul cantitativ se exprimă procentual prin raportul dintre volumul cherestelei
obţinute şi volumul buştenilor consumaţi în fabricaţie. El exprimă gradul de utilizare a materiei prime şi
se stabileşte cu relaţia:
%100b
ch
V
VR (6.1)
unde:
R este randamentul cantitativ, exprimat în %; Vb - volumul buştenilor consumaţi la debitare, în m3;
Vch - volumul cherestelei obţinute, în m3.
Cu aceste date se poate stabili şi indicele de utilizare Iu al masei lemnoase prelucrate (arată cantitatea de cherestea obţinută prin debitarea unui m3 de buşteni):
3
3
m
m
V
VI
b
chu
(6.2)
În practica de producţie se indică şi volumul de buşteni consumaţi pentru obţinerea unui m3
de cherestea cu ajutorul indicelui de consum Ic, numit şi consum specific, prin relaţia:
3
3
m
m
V
VI
ch
bc
(6.3)
Tabelul 6.20 Randament. Indici de utilizare şi de consum
Efficiency. Use and consumption markers
MO BR AR FA ST
R, % 63,178 69,86 61,064 69,389 71,545
75
Iu, m3/m3 0,632 0,611 0,611 0,694 0,715
Ic, m3/m3 1,583 1,431 1,638 1,441 1,398
Cei 6 de buşteni urmăriţi la transformarea lor în cherestea, au avut un volum total de
Vb=2,876 m3, iar cheresteaua rezultată au avut un volum efectiv de Vch=1,817 m3. De aici a rezultat un randament R=63,178 %. Rumeguşul şi lăturoaiele obţinute au reprezentat 36,822 %.
În ceea ce priveşte indicele de utilizare acesta a fost de Iu=0,632 (m3/m3), ceea ce înseamnă
că dintr-un m3 de buşteni s-au obţinut 0,632 m3 de cherestea. Indicele de consum specific a fost de Ic= 1,583 (m3/m3), adică au fost necesari mai mult de
1,5 m3 masă lemnoasă de molid pentru a obţine 1 m3 de cherestea.
Cei 6 de buşteni urmăriţi la transformarea lor în cherestea, au avut un volum total de Vb=3,686 m3, iar cheresteaua rezultată au avut un volum efectiv de Vch=2,575 m3. De aici a rezultat un
randament R=69,86 %. Rumeguşul şi lăturoaiele obţinute au reprezentat 30,14 %.
În ceea ce priveşte indicele de utilizare acesta a fost de Iu=0,611 (m3/m3), ceea ce înseamnă că dintr-un m3 de buşteni s-au obţinut 0,698 m3 de cherestea.
Indicele de consum specific a fost de Ic= 1,431 (m3/m3), adică au fost necesari mai mult de
1,4 m3 masă lemnoasă de brad pentru a obţine 1 m3 de cherestea.
Cei 6 de buşteni de arin urmăriţi la transformarea lor în cherestea, au avut un volum total de
Vb=1,541 m3, iar cheresteaua rezultată au avut un volum efectiv de Vch=0,941 m3. De aici a rezultat un
randament R=61,064 %. Rumeguşul şi lăturoaiele obţinute au reprezentat 38,936 %. În ceea ce priveşte indicele de utilizare acesta a fost de Iu=0,611 (m3/m3), ceea ce înseamnă
că dintr-un m3 de buşteni s-au obţinut 0,611 m3 de cherestea.
Indicele de consum specific a fost de Ic= 1,638 (m3/m3), adică au fost necesari mai mult de 1,6 m3 masă lemnoasă de arin pentru a obţine 1 m3 de cherestea.
Cei 6 de buşteni de fag urmăriţi la transformarea lor în cherestea, au avut un volum total de
Vb=2,718 m3, iar cheresteaua rezultată au avut un volum efectiv de Vch=1,886 m3. De aici a rezultat un randament R=69,389 %. Rumeguşul şi lăturoaiele obţinute au reprezentat 30,611 %.
În ceea ce priveşte indicele de utilizare acesta a fost de Iu=0,694 (m3/m3), ceea ce înseamnă
că dintr-un m3 de buşteni s-au obţinut 0,694 m3 de cherestea. Indicele de consum specific a fost de Ic= 1,441 (m3/m3), adică au fost necesari mai mult de
1,4 m3 masă lemnoasă de fag pentru a obţine 1 m3 de cherestea.
Cei 6 de buşteni de stejar urmăriţi la transformarea lor în cherestea, au avut un volum total de Vb=3,054 m3, iar cheresteaua rezultată au avut un volum efectiv de Vch=2,185 m3. De aici a rezultat
un randament R=71,545 %. Rumeguşul şi lăturoaiele obţinute au reprezentat 28,454 %.
În ceea ce priveşte indicele de utilizare acesta a fost de Iu=0,715 (m3/m3), ceea ce înseamnă că dintr-un m3 de buşteni s-au obţinut 0,715 m3 de cherestea.
Indicele de consum specific a fost de Ic= 1,398 (m3/m3), adică au fost necesari mai mult de
1,3 m3 masă lemnoasă de arin pentru a obţine 1 m3 de cherestea. Deşi actualmente produsele secundare rezultate la debitarea cherestelei pot fi valorificate la
preţuri acceptabile, atât randamentul cât şi indicii calculaţi arată, totuşi, că sistemul de fabricaţie a cherestelei cu ajutorul fierăstrăului panglică orizontal, reprezintă o soluţie foarte economică.
76
CAPITOLUL VII CONCLUZII, RECOMANDĂRI PENTRU PRODUCŢIE ŞI CONTRIBUŢII
PERSONALE
7.1 Concluzii generale
Pe lângă concluziile desprinse la fiecare subcapitol se mai pot adăuga următoarele concluzii
generale, având ca bază alte aspecte deosebit de importante în legătură cu debitarea buştenilor în
ferăstraiele mecanice mobile orizontale. În urma aprofundărilor prin cercetări de teren şi prelucrări de birou şi analize s-a ajuns la o
serie de concluzii, pe care noi le apreciem a fi cu o deosebită importanţă ştiinţifică:
După rezolvarea obiectivelor stabilite în teză, s-au desprins următoarele concluzii: 1. Au fost îndeplinite, ştiinţific şi experimental, toată problematica obiectivelor de cercetare.
2. Cercetările practice şi experimentale pe marginea obiectivelor urmărite în lucrare sunt de
natură să conducă la obţinerea de rezultate care au fost argumentate ştiinţific, privind utilizarea raţională a unei anumite categorii de ferăstraie mecanice mobile.
3. Satisfacerea cerinţelor izvorâtă din tematica cercetărilor are la bază aducerea la zi a
cercetărilor anterioare, cum şi evidenţierea unor aspecte din categoria deficienţelor
semnalate adesea prin concluziile desprinse din cercetările aprofundate, întreprinse atât în
ţară cât şi în alte ţări, cu preocupări în acest domeniu. 4. În cercetările viitoare pe lângă aspectele de cunoaştere în detaliu a construcţiei categoriilor
de ferăstraie la care ne referim, trebuie să se insiste, cu multă atenţie, şi asupra problemelor
legate de: indicaţii de pregătire şi utilizare a maşinilor, organizarea şi executarea lucrărilor, capacitatea de lucru şi măsurile de securitate a muncii.
5. La acelaşi nivel de interes se află şi alegerea cu discernământ a vitezei optime de debitare,
care influenţează în mod direct atât capacitatea de lucru cât şi nivelul calităţii materialului obţinut.
6. Găsirea unor soluţii convenabile de utilizare a produselor secundare rezultate în urma
debitării. 7. O importanţă deosebită din punct de vedere tehnologic o prezintă mărimea jocului dintre
pânză şi suprafeţele interioare ale ghidajelor. Sub acest aspect trebuie respectate în tocmai
recomandările existente în literatura de specialitate.
8. Un alt factor tot atât de important, care influenţează capacitatea de lucru şi mărimea vitezei
de avans, îl are ghidarea pânzei şi asigurarea unui joc corespunzător.
9. Pentru buna funcţionare a fierăstraielor panglică pânza trebuie permanent curăţată de rumeguş, răşină şi alte impurităţi. Curăţarea pânzei se face cu ajutorul a uneia sau a două
bucăţi din pâslă uscate, eventual îmbibate într-un produs petrolier ieftin.
10. Precizia deplasării căruciorului pe calea sa de rulare este de mare importanţă, deoarece micile sale abateri laterale influenţează exactitatea şi calitatea debitării.
11. Sistemul de fixare a buşteanului trebuie să asigure rigiditatea necesară. Nerespectarea acestei
condiţii, conduce la obţinerea de piese prelucrate cu deviaţii mari pe grosime/lungime şi deseori însoţită de ruperea pânzelor.
12. Din observaţiile desprinse pe parcursul cercetărilor s-a sesizat că de mare importanţă este şi
întinderea organelor tăietoare precum şi a mecanismelor de antrenare a acestora. Neglijarea întinderii pieselor arătate conduce la deteriorarea sortimentelor rezultate. De egală
importanţă s-a constatat că este şi respectarea planeităţii longitudinale şi transversale a
rolelor de antrenare a organelor tăietoare. 13. Avantajele ferăstraielor mobile sunt că nu necesită fundaţii costisitoare, sunt maşini relativ
simple, uşor de exploatat şi au capacităţi de lucru ridicate. În plus, datorita tăierii în plan
orizontal precizia de prelucrare este ridicată, eventualele deplasări ale căruciorului în lateral pe şine neavând repercursiuni asupra calităţii debitării.
14. Utilizarea clasificării numerice a datelor (analiza Cluster) a subliniat foarte fidel modul în
care se grupează datele, la diferite nivele sau scări, pentru toate cele cinci specii cuprinse în experiment, astfel încât să fie generat un arbore de clasificare prin grupări succesive. Astfel
77
speciile cuprinse în experiment pot fi caracterizate după un număr mai mare sau mai mic de caracteristici: viteza de tăiere, diametrul buştenilor, umiditatea buştenilor, lungimea
buştenilor, coeficientul de utilizare, abaterea de la planeitate, durata de exploatare a pânzei
tăietoare, etc. 15. Prin intermediul corelaţiei s-au constatat o serie de influenţe mai mari sau mai mici ale unor
parametrii asupra debitării buştenilor cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile. Asemănarea
sau neasemănarea formei curbelor frecvenţei indicilor calitativi urmăriţi au contribuit la concluzia că există multe discrepanţe în procesul de debitare al buştenilor asupra
parametrilor subliniaţi în concluzia anterioară.
16. Din multitudinea tipurilor de legături corelative, au fost selectate cele cu un raport de corelaţie mai mare şi semnificaţie statistică. Astfel, legăturile corelative cu semnificaţie
statistică selectate au fost cele de tip polinomial şi liniar pentru toţi indicatorii calitativi
urmăriţi în procesul de debitare al buştenilor. 17. Un alt indicator calitativ foarte important la debitarea buştenilor este abaterea de la
planeitate, care pentru buştenii analizaţi, are o valoare medie de 1,93 mm. Aceste valori mici ale abaterii de la planeitate conduc la încadrarea cherestelei obţinute, prin debitarea
buştenilor cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile, de STAS-urile aflate în vigoare.
18. În baza celor afirmate anterior se poate susţine că sortimentele rezultate pot fi utilizate pentru obţinerea de produse mai pretenţioase: mobilă, binale, lambriuri, parchet, etc.
19. Cercetările întreprinse de noi au remarcat cu pregnanţă faptul că umiditatea lemnului la data
debitării, este un factor de mare influenţă, care se reflectă în special asupra vitezei de avans. Umiditatea este dominantă în raport cu diametrul buştenilor. Un exemplu convingător în
acest sens este cel legat de umiditatea buştenilor de fag. La fag, care înregistrează cea mai
mare umiditate dintre toate speciile supuse cercetărilor noastre, deşi s-au înregistrat valori mari ale lăţimii cherestelei (0,336 m), totuşi, viteza de avans nu este influenţată de diametrul
buştenilor într-o pondere atât de mare, comparativ cu umiditatea acestora, care, conform
cercetărilor noastre conduc la obţinerea celor mai mici viteze de debitare (0,066 m/s). 20. Observând variaţia timpului de tăiere la cele cinci specii cuprinse în experiment s-a constatat
că valoarea medie cea mai mică a fost înregistrată la specia arin (36,063 sec.) deoarece
lungimea medie a buştenilor de arin a fost de 2,968 m, iar specia cu timpul de tăiere cel mai mare este bradul (58,797 sec.) deoarece lungimea medie a buştenilor a fost de 4,42 m,
practic cei mai lungi au fost buştenii de brad.
21. Grosimea cherestelei rezultată în urma debitării, un alt element calitativ care poate influenţa viteza de tăiere a speciilor cuprinse în experiment, variază în limite destul de largi după cum
urmează: valorile medii maxime se înregistrează la speciile Fag şi Stejar (0,047 m), iar la
polul opus se găsesc buştenii de Molid, cu o medie de 0,027 m. Celelalte două specii au valori apropiate după cum urmează Arin 0,029 m şi Brad 0,030 m. În urma acestei analize s-
a constatat că: grosimea cherestelei, asociată cu un conţinut ridicat al umidităţii lemnului
conduc la obţinerea unor viteze de avans mici, la speciile de esenţă tare (Fag şi Stejar), atunci când în procesul de debitare sunt folosite pânze noi sau recent ascuţite. Este interesant
de urmărit dacă aceste caracteristici rezultate în urma cercetărilor noastre se păstrează şi
atunci când pânzele sunt folosite o perioadă mai lungă de timp prin reascuţire. 22. Un alt indicator calitativ extrem de important este abaterea de la planeitatea cherestelei.
Valoarea medie a acestuia variază astfel: molid 1,067 mm; brad 1,317 mm; fag 1,567 mm;
arin 1,983 mm şi stejar 3,733 mm. Valoarea medie relativ mare a abaterii de la planeitate la stejar se datorează umidităţii mici a buştenilor (25,141 %).
23. Analizând dimensiunea buştenilor cuprinşi în experiment, din punct de vedere al
diametrului, ne-a condus să formulăm următoarea concluzie: ferăstraiele mecanice orizontale pot fi folosite cu succes la debitarea materialului lemnos obţinut în urma răriturilor, în
pădure, datorită dimensiunilor relativ mici ale acestora, ce permite şi o manevrabilitate mai
bună a buştenilor. Este de menţionat faptul că, de la apariţia ferăstraielor mobile şi până în prezent, acestea, au fost perfecţionate în mod susţinut, ajungându-se în prezent la ferăstraie
capabile să debiteze buşteni care depăşesc cu 50 % diametrul maxim (60 cm), recunoscut ca
maxim posibil până nu de multă vreme.
78
24. Analizând valorile medii ale duratei de exploatare a pânzei tăietoare, pentru cele cinci specii cuprinse în experiment, se poate afirma că: valoarea cea mai mare se întâlneşte în cazul
debitării buştenilor de brad (68,585 min.), iar la polul opus se găsesc buştenii de fag (22,132
min.), celelalte specii înregistrând valori în acest interval. Este important de subliniat faptul că buştenii de fag, deşi au înregistrat cea mai mare valoare a umidităţii (61,636 %), în urma
debitării, a rezultat cea mai mică valoare medie a duratei de exploatare a pânzei tăietoare
(22,132 min.). Deci, putem afirma cu certitudine faptul că, umiditatea buştenilor nu influenţează într-o pondere semnificativă viteza de avans şi nici durata de exploatare a
pânzei tăietoare.
25. Valorile coeficientului de utilizare a buştenilor în sortimente are valori peste 50 % pentru toate cele cinci specii analizate, totuşi, este interesant de observat faptul că buştenii de stejar
au realizat cea mai mare valoare a acestui coeficient (71,098 %); urmaţi de cei de brad
(67,918 %); fag (66,808 %); molid (61,82 %) şi arin (59,933 %). 26. Pentru a avea o imagine de ansamblu asupra cercetărilor noastre a apărut necesitatea
prezentării volumelor de cherestea rezultate în urma debitării. Trebuie semnalat faptul că, deşi iniţial, cei şase buşteni aparţinând celor cinci specii cuprinse în experiment, nu au avut
aceleaşi caracteristici dimensionale (diametru şi lungime) totuşi, este important de prezentat
variaţia volumelor de cherestea rezultate. Astfel, specia care a realizat cel mai mare volum mediu este Stejarul (0,055 m3), urmată de Fag (0,049 m3), iar valoarea medie aflată la
cealaltă extremitate este Arin (0,015 m3). Celelalte două specii Molid şi Brad au valori
aproximativ identice astfel: 0,022 m3 şi 0,027 m3.
7.2 Recomandări pentru producţie
Utilitatea lucrării de faţă rezidă în datele de cercetare culese, prelucrate, analizate şi valorificate în vederea furnizării unui material de studiu pertinent, care, întradevăr să poată fi folosit de
specialişti în proiectarea procesului de debitare a buştenilor cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile.
Prin prisma datelor cercetate prezentate, recomandările pentru producţie trebuie să înglobeze atât concluziile ce s-au putut desprinde pe parcursul lucrării, cât şi unele soluţii tehnologice menite să
contribuie la perfecţionarea ferăstraielor mecanice mobile.
Concluzionând, în baza celor prezentate în lucrare, se fac următoarele recomandări pentru
producţie:
1. Exploatarea raţională a ferăstraielor mecanice mobile trebuie să aibă la bază pe lângă ideile
rezultate din alte cercetări apropiate, la care se pot adăuga şi rezultatele obţinute din cercetările noastre, mai ales observaţiile cu privire la stabilirea condiţiilor de funcţionare şi a
celor de calitate a produselor obţinute.
2. Documentaţia de folosire a ferăstraielor mecanice mobile pentru prelucrări longitudinale trebuie să conţină toate datele şi informaţiile privind criteriile şi parametrii în vederea
optimizării regimurilor de lucru, funcţie de cerinţele şi exigenţele tehnologice.
3. Ferăstraiele mecanice mobile trebuie alese şi reglate în aşa fel încât să răspundă la un grad cât mai înalt cerinţelor de calitate solicitate prin tehnologia de lucru.
4. Stabilirea unui anumit regim de prelucrare va ţine cont de particularităţile cinematice,
tehnice şi de exploatare, individual pentru fiecare tip şi model constructiv de ferăstrău mecanic mobil.
5. Să nu se exagereze folosirea ferăstraielor mecanice mobile în regimuri „forţate”, cu
deosebire privind vitezele de avans, pentru cresterea capacităţii de lucru a acestora. 6. Se recomandă extinderea cercetărilor de acest gen şi la alte specii importante de interes
forestier ca: pin, larice, tei, gorun, cireş, etc.
7. Considerăm de mare interes multiplicarea experimentelor privind nivelul vibraţiilor şi pentru alte surse generatoare decât cea analizată (în special ale suprafeţelor de bazare) criteriu
complementar/sau opţional (alături de nivelul zgomotului) pentru optimizarea regimurilor de
lucru.
79
8. Aplicarea softului Mathcad la analiza şi interpretarea rezultatelor cercetărilor referitoare la elementele cantitative şi calitative rezultate din cercetările proprii.
9. Viteza maximă de avans pe care o permite dantura unei pânze la debitarea buştenilor cu
ferăstrăului mobil se stabileşte în funcţie de pasul dintre dinţi, reflectat în mărimea golului dintre dinţii acestuia, respectiv de volumul rumeguşului ce se poate înmagazina între dinţi
precum şi o influenţă exercitată de diametrul buşteanului debitat.
10. Stabilitatea pânzei în planul de tăiere se asigură şi prin întinderea ei corespunzătoare. Pentru menţinerea forţei de întindere se recomandă ca în timpul procesului de tăiere, temperatura
pânzei să nu depăşească 46-48oC. Cerinţa se realizează prin răcirea pânzei înainte de intrarea
în lemn, cu diferite produse lichide cum sunt: apa, soluţie de apă cu săpun şi mai rar soluţii speciale la ferăstraiele cu regim silenţios de funcţionare.
11. O pânză se consideră scoasă din uz când, prin ascuţiri repetate, lăţimea efectivă a acesteia
scade sub 75 % din valoarea iniţială (80-85 % datorită fisurilor de la baza dinţilor). 12. O pânză panglică din oţel aliat, bine ascuţită şi pregătită, poate fi utilizată pentru tăiere 2-3
ore la speciile tari şi 3-4 ore la cele moi, iar schimbarea ei la ferăstrău se realizează în 3-5 minute.
13. Prin similitudine concluziile privind întreţinerea pânzelor de tip V2 (freză continuă) pot fi
aplicate în pondere de peste 90 % şi la organele active de tip V1 (freză lanţ). 14. Susţinem cu toată convingerea că la organele active de tip V1 (freză lanţ) nu pot fi omise
aspecte referitoare la uzura lanţului, a rolei de antrenare cum şi a celei de ghidare, precum şi
înfundarea canalelor de ungere a lanţului tăietor. 15. Studiul elementelor de ordin calitativ sunt de natură să permită elaborarea de standarde
referitoare la calitatea pieselor de material obţinut în ferăstraiele mobile.
16. În cazul utilizării sortimentelor debitate la confecţionarea de produse cu cerinţe calitative superioare, se impune utilizarea de ferăstraie cu pânze panglică. Trebuie evitată folosirea
frezelor lanţ, identice cu cele de la fierăstraiele mecanice, atât datorită pierderilor în rumeguş
cât şi a calităţii suprafeţelor tăiate. 17. În situaţiile când condiţiile de teren sunt greu accesibile pentru ferăstraiele mobile
transportate pe autoturisme uşoare, şi cantităţi mici de material lemnos depozitat, se
recomandă folosirea necondiţionată a ferăstraielor cu freză lanţ identice cu cele de la fierăstraiele mecanice.
18. Propunem autorizarea tuturor ferăstraielor mecanice mobile de către Ministerul Mediului şi
Schimbărilor Climatice pentru evitarea unor delicte silvice de către proprietarii acestora. 19. Deşeurile rezultate în urma debitării materialului lemnos în ferăstraiele mecanice mobile, să
fie curăţate şi eventual valorificate, sau în lipsa acestei posibilităţi să fie depozitate în
condiţii în care să nu dăuneze ecosistemelor forestiere. 20. Propunem Ministerului de Resort elaborarea unor instrucţiuni referitoare la instalarea,
funcţionarea şi exploatarea în condiţii normale a ferăstraielor mecanice mobile, în cadrul
cărora să fie stipulat şi reglementările necesare a fi respectate în timpul exploatării ferăstraielor mecanice mobile, cum şi ordinea care trebuie asigurată la încheierea şantierului
de lucru.
7.3 Contribuţii personale
Pe baza analizei rezultatelor obţinute în cadrul cercetărilor prezentate în cuprinsul lucrării, se
pot desprinde câteva contribuţii cu pregnant caracter de originalitate în domeniul cunoaşterii debitării buştenilor cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile.
De asemenea, se scoate în evidenţă variaţia unor factori de importanţă majoră, ce
caracterizează reuşita lucrărilor de debitare a buştenilor. Acestea se redau în mod sintetic în cele ce urmează:
1. S-a realizat o documentare la zi privind stadiul realizărilor tehnice în domeniul debitării
lemnului cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile. Totodată s-a încercat o delimitare clară a grupei de maşini căreia i se poate atribui calitatea de ferăstrău mecanic mobil.
80
2. S-a realizat o abordare de sinteză a domeniului cunoaşterii cu privire la debitarea buştenilor cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile prin studierea unui material bibliografic vast.
Incursiunea în referinţele bibliografice a trezit interesul pentru cercetare, descoperindu-ne o
temă de o mare complexitate şi sensibilitate ştiinţifică. 3. Metodologia de lucru aleasă este în pondere apreciabilă contribuţie personală, atât în ceea ce
priveşte investigaţiile din teren, dar mai ales referitor la investigaţiile realizate în urma
debitării cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile precum şi la investigaţiile din laborator. Diversificarea metodologiei pe mai multe direcţii, s-a realizat din dorinţa de a corespunde
cât mai fidel complexităţii temei abordate. Rezultatele cercetărilor noastre ne permit să
propunem utilizarea acestei metodologii şi în cazul debitării altor specii forestiere. 4. Totodată îndrăznim să apreciem că rezultatele cercetărilor noastre pot fi de un real folos la
elaborarea unor instrucţiuni de folosire a acestei categorii de date de către Ministerul
Mediului şi Schimbărilor Climatice. 5. Specificul investigaţiilor şi natura speciilor debitate a solicitat alegerea tipului de format de
culegere şi înregistrare a datelor cât şi în cel de prelucrare statistico-matematică a lor. 6. Aspectele de ordin cantitativ au fost urmărite pe tot parcursul desfăşurării procesului
tehnologic de obţinere a cherestelei.
7. S-a conturat o strategie proprie de eşantionare (pentru arborii pe picior, sortimentele de lemn brut rotund şi debitat), astfel încât eşantioanele prelevate să permită recoltarea şi prelucrarea
informaţiilor necesare atingerii scopului, aflate în strânsă concordanţă cu obiectivele fixate.
8. S-a arătat existenţa unor corelaţii strânse între unele caracteristici ale debitării buştenilor cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile (de exemplu: variaţia vitezei de tăiere în funcţie de
lăţimea piesei debitate, variaţia vitezei de tăiere în funcţie de umiditatea buşteanului, variaţia
coeficientului de utilizare în funcţie de diametrul buşteanului, variaţia planeităţii în funcţie de umiditatea buşteanului, etc.) şi calitatea structurală a lemnului debitat.
9. Au fost analizate critic valorile unor defecte ale buştenilor de picior cum ar fi: lăbărţarea,
ovalitatea, excentricitatea, rulura, coaja înfundată, propunându-se modificarea prevederilor STAS- urilor.
10. S-au întocmit fişe de caracterizare a buştenilor debitaţi cu un număr de 30 de variabile,
pentru care a fost conceput formatul matematic de prezentare. 11. Pentru investigarea caracteristicilor lemnului şi ale arborilor de provenienţă datorate
condiţiilor de vegetaţie din suprafeţele de probă şi scoaterea acestora în evidenţă, s-a
constituit o bază cu toate datele eşantioanelor examinate, care poate constitui o importantă bază de date pentru eventualele prelucrări statistice, sau poate servi ca bază de comparaţie cu
alte cercetări similare.
12. Prin investigaţiile statistice adecvate s-a scos în evidenţă corelaţia existentă între calitatea buştenilor supuşi prelucrării şi aceea a sortimentelor obţinute.
13. Au fost scoase în evidenţă elementele amplitudinale ale variabilităţii unor caracteristici cu
valoare calitativă, care pot fi controlate antropic. 14. Studiul detaliat al planeităţii în raport de mai mulţi factori, poate fi apreciat ca fiind o justă
contribuţie de ordin calitativ.
15. Este pentru prima dată când se face o analiză detaliată şi comparată între indicatorii de calitate obţinuţi la unele specii reprezentative sub aspect tehnico-economic.
16. Apreciem faptul că, în premieră, s-a căutat o corelaţie între unele proprietăţi fizice ale
lemnului şi modul de uzură a dinţilor pânzei. 17. Se recomandă verificarea vitezei de uzură a pânzei la intervale de timp apreciate în funcţie
de natura speciei debitate, corelată cu anotimpul şi perioada scursă de la data exploatării
până în momentul debitării.
81
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ
1. Abrudan I.V.,2006, Împăduriri, Editura Universităţii Transilvania Braşov, p. 200. 2. Balaure E., 1987, Sisteme şi echipamente de comandă numerică. Editura Tehnică Bucureşti.
3. Beldeanu E.C., Dan, I., 1999, Strategii de ordin silvicultural privind producţia de materii
prime lemnoase. În vol.: Pădurea românească în pragul mileniului trei. Editura Universităţii „Transilvania” din Braşov, pp. 309-314.
4. Beldeanu E.C., 2001, Produse forestiere şi studiul lemnului. Vol. I, Ed. Universitatea
Transilvania Braşov, 362 p. 5. Beldeanu E.C., 2006, Cercetări privind lungimea traheidelor axiale la arborii de molid de
rezonanţă. În: Revista pădurilor, nr.2, 9-13.
6. Beldeanu E.C., 2007, Unele consideraţii privind noţiunea de calitate a lemnului. În: Revista pădurilor, nr. 3, pp. 23-27.
7. Botez E., 1977, Maşini-unelte. Bazele teoretice ale proiectării I, Editura Tehnică Bucureşti. 8. Borangiu Th. ş.a., 1982, Structuri moderne de conducere automată a maşinilor-unelte,
Editura Tehnică Bucureşti.
9. Brendorfern D. şi Zlate Gh., 1990, Bazele producţiei şi prelucrării mecanice a lemnului, Editura Ceres, Bucureşti.
10. Budau G., 1998, Cinematica masinilor unelte pentru prelucrarea lemnului, Editia a doua.
Editura Lux Libris, Brasov. 11. Budau G., Ispas M., 1996, Comanda numerică a maşiilor unelte pentru prelucrarea
lemnului, Editura Lux Libris,Brasov.
12. Budău G., 2011, Maşini-unelte pentru prelucrarea lemnului, Partea I, Cinematica. Organologia, Comanda, Ediţia A II-A - Revizuită şi Completată, Editutra Universităţii
“Transilvania” din Braşov.
13. Budău G., Ispas M., 2013, Maşini-unelte pentru prelucrarea lemnului, Partea II, Construcţia, Funcţionarea, Reglarea, Editutra Universităţii “Transilvania” din Braşov.
14. Bularca M., 1991, Actionari hidraulice si pneumatice. Reprografia Univeritatii Transilvania
din Brasov. 15. Chamarache Ana, Brebou V., 1974, Mic dicţionar al limbi române, Editura ştiinţifică.
16. Chioreanu Aurora, Rădulescu Gh., 1978, Mic dicţionar enciclopedic, Editura a II-a revăzută
şi adăugită, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti. 17. Chiru V., 1980, Utilaje pentru Exploatări Forestiere, Editura Didactică şi Pedagogică,
Bucureşti.
18. Chiţea, Gh., Mihăilă, M., 2005, Biostatistică, Universitatea Transilvania Braşov. 19. Ciubotaru, A., 1998, Exploatarea pădurilor, Editura Lux Libris, Braşov. 351 p.
20. Ciubotaru, A., 1998, Sortarea şi prelucrarea lemnului, Editura Lux Libris,Braşov,194p.
21. Ciorănescu A., 1966, Dicţionarul etimologic român, Universidad de la Laguna, Tenerife. 22. Câmpean M., Ispas, M., Budău, G., Lăzărescu, C., 2000, Dicţionar pentru industria lemnului,
Editura Universităţi "Transilvania" din Braşov.
23. Cosoroaba V., 1971, Acţionari pneumatice. Editura tehnica, Bucureşti. 24. Crişan Rodica., 2006, Construcţii din lemn, Editura Universitară Ion Mincu Bucureşti.
25. Dinulică F., 2008, Cercetări privind factorii de influenţă asupra formării lemnului de
compresiune la brad. Teză de doctorat. Universitatea Transilvania Braşov, 236 p. 26. Dogaru V., 1976, Ascuţirea sculelor utilizate în industria de prelucrare a lemnului, Editura
Tehnica.
27. Dogaru V., 1981, Aşchierea lemnului şi scule aşchietoare. Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.
28. Dogaru V., 1985, Bazele tăierii lemnului şi a materialelor lemnoase, Editura Tehnică,
Bucureşti. 29. Dogaru V., 2004, Wood cuttingandtools: (part one and two), Editura Universitatea
Transilvania.
30. Ene N., 1993, Tehnologia cherestelei, Reprografia Universităţii, Braşov.
82
31. Ene N., Bularca, M., 1994, Fabricarea cherestelei. Tehnologii moderne, proiectare, utilaje, exploatare. Editura Tehnică, Bucureşti.
32. Ene N., şi Bularca M., 2000, Proiectarea fabricilor de cherestea, Editura Universităţii
Transilvania din Braşov. 33. Ene N., C., 2008, Tehnologia cherestelei, Editura Lux Libris, Braşov.
34. Fodor E., 2007, Ecologia ecosistemelor forestiere. Ed. Universitatii din Oradea. ISBN 978-
973-759-229-3; 35. Furdui C., 2005, Construcţii din lemn. Materiale şi Elemente de calcul, Editura Politehnica,
Timişoara.
36. Furnică H., 1985, Exploatarea pădurilor cu elemente de industrializare a lemnului, Editura Ceres.
37. Gheorghe Cr., 1978, Studiul şi normarea muncii în industria de exploatare şi prelucrare a
lemnului, Editura Ceres , Bucureşti. 38. Giurgiu V., 1972, Metode ale statisticii matematice aplicate în silvicultură. Ed. CERES,
Bucureşti, 566 p. 39. Giurgiu V., Decei, I., Armăşescu, S., 1972, Biometria arborilor şi arboretelor din România.
Ed. CERES, Bucureşti. 1156 p.
40. Giurgiu V., 1979, Dendrometrie şi auxologie forestieră. Ed. CERES, Bucureşti, 691p. 41. Giurgiu V., Decei, I., 1997, Biometria arborilor din România. Metode dendrometrice. Ed.
Snagov, 299 p.
42. Giurgiu V., 1999, Conservarea şi managementul diversităţii biologice a ecosistemelor forestiere pentru o silvicultură durabilă. În: Revista pădurilor, nr. 1, pp. 3-7.
43. Gligoraş D., 2012, Correlations between cutting speed, width and humidity from alder and
oak, Engineering Sciences and Agroturism Series „Studia Universitatis”, vol. 7, issue 1, University Press „Vasile Goldiş” Arad, p. 35-40 (B+)
44. Gligoraş D., 2012, Consideraţii tehnice şi practice asupra gaterelor mobile, Revista de
silvicultură şi cinegetică, Anul XVII, nr. 31, p. 158-163. 45. Gligoraş D., Boja N., Boja F., Wichtner Delia, 2013, Technical-qualitative aspects relating
to wood cutting on the mobile sawmills, Engineering Sciences and Agroturism Series
„Studia Universitatis”, vol. 8, issue 1, University Press „Vasile Goldiş” Arad, p. 17-24 (B+) 46. Ionescu M., Tereşneu, Cr., 2011, Programarea calculatoarelor, Editura Matrixrom,
Bucureşti.
47. Iordan I., 1998, Dicţionarul explicativ al limbi române, Academia Română, Institutul de Lingvistică, Editura Univers Enciclopedic.
48. Ispas C., ş.a., 1984, Ergonomia maşinilor-unelte. Editura Tehnică, Bucureşti.
49. Ispas M., Budău, G., Câmpean, M., 2004, Woodworking Machine-Tools. Kinematics-Components - Control. Editura Universităţi “Transilvania” Braşov.
50. Ispas M., Machines and units for wood working. Editura Universitatii Transilvania Brasov,
2004. 51. Istrate V., 1966, Utilajul şi tehnologia de fabricaţie a produselor stratificate din lemn, Editura
Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.
52. Istrate V., 1983, Tehnologia plăcilor aglomerate din lemn, Editura Didactică şi pedagocică, Bucureşti.
53. Istrate V., 1985, Tehnologia plăcilor aglomerate din lemn – îndrumar pentru lucrări practice,
Reprografia Universităţii din Braşov. 54. Maier G. Holzbearbeitungsmaschinen – DRW – Verlag, Stuttgard.
55. Maiorescu V.D., Maiorescu, A.T., 1998, Practica uscării cherestelei. Editura Lux Libris,
Braşov. 56. Marcu F., 2000, Marele dicţionar de neologisme, Editura Saeculum.
57. Nicolescu Norocel –V., 2003, Silvicultura. Editura Aldus, Braşov, 127 p.
58. Oprea I., Sbera, I., 2004, Tehnologia exploatării lemnului. Ed. Tridona, Olteniţa, 369 p. 59. Popa A. şi Lugojanu M., 1965, Utilajul şi tehnologia fabricării cherestelei, Editura Tehnică,
Bucureşti.
83
60. Popa A., 1985, Tehnologia cherestelei. Indrumar pentru lucrari practice. Ed. Universitatii “Transilvania” Brasov.
61. Popescu I., 1984, Mecanizarea lucrărilor silvice, Editura Ceres, Bucureşti.
62. Popescu I., Popescu, S., 2000, Mecanizarea lucrărilor silvice; Editura Universităţii Transilvania din Braşov, Braşov.
63. Popescu I., Boja N., Gligoras D., Sotoc H., 2013, The expedient evaluation of the working
capacity on the machines which are used in the sylviculture, Engineering Sciences and Agroturism Series „Studia Universitatis”, vol. 8, issue 2, University Press „Vasile Goldiş”
Arad, p. 39-50 (B+)
64. Pruvot F., 1993, Conception et Calcul des Machines-Outils. Vol. 2. Les Braches. Ètude cinématique et statique. Presser Polytechniques et Universitaires Romandes, Lasanne.
65. Racher P.; Vergne A, 1991, Recueil de contribution au calcul des éléments et structures en
bois. Volume contraint et effet d'échelle. Annales L'I.T.B.T.P., nr.497, octobre, Paris. 66. Radu A., 1973, Masini unelte, curs desenat, vol. I si II, Litografia Universitatii din Brasov.
67. Radu A., 1977, Maşini pentru prelucrarea lemnului. Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.
68. Radu A., Curtu, I., 1984, Dinamica maşinilor-unelte pentru prelucrarea lemnului. Editura
Tehnică, Bucureşti. 69. Radu A.,s.a., 1988, Masini si instalatii pentru industria lemnului, partea I, Reprografia
Universitatii din Brasov.
70. Râmbu I., ş.a. ,1978, Tehnologia prelucrării lemnului, Editura Tehnică, Bucureşti. 71. Seche Luiza, 2002, Dicţionar de sinonime, Editura Litera Internaţional.
72. Schmidt N. Formatkreissägen – Band 1. A.F.W. Werbeagentur Grubh, Kassel.
73. Şofletea N., 2007, Dendrologie. Editura Universităţii Transilvania din Braşov, 418 p. 74. Suciu P., 1975, Lemnul – Structură, Proprietăţi, Tehnologie, Editura Ceres Bucureşti, 331 p.
75. Taran N., 1983, Scule si maşini moderne pentru frezarea lemnului, Editura tehnica,
Bucureşti. 76. Ţăran N., ş.a., 1985, Reglarea maşinilor-unelte pentru prelucrarea lemnului. Editura Tehnică,
Bucureşti.
77. Taran N., 1992, Montarea, intretinerea şi folosirea masinilor unelte si utilajelor in industria lemnului. Editura tehnica,Bucuresti.
78. Taran N., Budau, G., 1993, Masini unelte pentru prelucrarea lemnului, partea I, Reprografia
Universitatii Transilvania din Brasov. 79. Timofte A.I., 2006, Bazele prelucrării primare a lemnului, Editura Academic Press, Cluj-
Napoca, pp. 281.
80. Timofte A.I., 2007, Exploatarea pădurilor, Editura Universităţii din Oradea, pp. 256 81. Timofte A.I., Budău R., 2008, Prelucrarea primară a lemnului, Îndrumător de lucrări
practice. Editura Universităţii din Oradea.
82. Tîrziu D., Spârchez Gh., 1991, Elemente de geologie şi geomorfologie, Litografia Universităţii Braşov.
83. Tîrziu D., 1997, Pedologie şi staţiuni forestiere; Editura Ceres Bucureşti; p. 488.
84. Zeleniuc O. 2008, Timber technology. Part I. Log preparation and sawing. Editura Univ. Transilvania Brasov.
85. http://www.cmcwood.com
86. http://www.woodworking-chambon.com 87. http://www.portalutilajelemn.ro
88. http://www.mebor.eu
89. http://www. husqvarna.ro 90. http://www. stihl.ro
91. http://www.cuteancompany.ro
84
REZUMAT
Cuvinte-cheie: ferăstrău mecanic mobil, indicilor calitativi, debitarea, molid, stejar. Prezenta lucrare intitulată: „DEBITAREA LEMNULUI CU AJUTORUL FERĂSTRAIELOR MECANICE MOBILE”, tratează în detaliu debitarea lemnului cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile, cât mai aproape de locul de provenienţă al acestuia. În primul capitol, intitulat „PROPRIETĂŢILE DE INTERES PRIVIND COMPOZIŢIA ŞI PRELUCRAREA LEMNULUI” sunt redate unele aspecte legate de structura microscopică şi macroscopică a lemnului precum şi de compoziţia chimică a acestuia. Tot în acest capitol sunt prezentate principalele proprietăţi fizice, termice, mecanice şi de deformaţie ale lemnului. În capitolul al II-lea intitulat „STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR PRIVIND CONSTRUCŢIA MAŞINILOR-UNELTE PENTRU PRELUCRAREA LEMNULUI” sunt redate pe larg realizările tehnice în domeniul debitării lemnului cu ajutorul fierăstraielor panglică, atât la nivel naţional cât şi internaţional. Tot în acest capitol se tratează unele aspecte legate de conceptul de ferăstrău mecanic mobil, precum şi stadiul realizărilor tehnice în domeniul ferăstraielor mecanice mobile pe plan internaţional, precum şi unele consideraţii tehnice şi practice asupra acestor echipamente folosite în debitarea buştenilor. Capitolul III „BAZELE CERCETĂRILOR” cuprinde: scopul şi obiectivele cercetărilor, metoda de lucru şi aparatura utilizată, precum şi locul cercetărilor. În capitolul IV sunt tratate pe larg procedeele de debitare a buştenilor, elaborarea modelelor de debitare pentru diferite specii precum şi sortimentele din lemn obţinute în urma debitării. În capitolul V, „INFLUENŢA UNORA DINTRE CARACTERISTICILE DE BAZĂ ALE MATERIALULUI LEMNOS ASUPRA REZULTATELOR DEBITĂRII” sunt prezentate variaţia indicilor calitativi de lucru urmăriţi în timpul debitării lemnului cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile pentru fiecare din cele cinci specii cuprinse în experiment: molid, brad, arin, fag şi stejar. În capitolul VI intitulat „ANALIZA COMPARATIVĂ A INFLUENŢEI PRINCIPALILOR FACTORI ASUPRA PROCESULUI DE TĂIERE” sunt prezentate o serie de informaţii deosebit de valoroase legate de calitatea suprafeţelor prelucrate prin aşchiere, avantajele debitării cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile precum şi o serie de distribuţii statistice folosite pentru examinarea diferenţelor. Concluziile finale, recomandările pentru producţie şi contribuţiile personale sunt consemnate în capitolul VII. Lucrarea de faţă are ca scop lărgirea orizonturilor de cunoaştere cu privire la debitarea lemnului cu ajutorul ferăstraielor mecanice mobile, din prisma calităţii lor, în corelaţie cu urmărirea continuă a indicatorilor calitativi de lucru.
85
ABSTRACT
Keywords: mobile mechanic saws, qualitative parameters, cutting, spruce, oak.
This study entitled „WOOD CUTTING BY MEANS OF MOBILE MECHANIC SAWS ”, is
dealing in details the wood cutting by means of mobile mechanic saws, as close of the
provenience of the wood at it is posible. In the first chapter, entitled„WOOD COMPOSITION AND PROCESSING FEATURES” are
presented some aspects of microscopic and macroscopic structure of wood and its chemical
composition. Also, are presented the main properties of wood: physical, thermal, mechanical and deformation.
In the second chapter, entitled "CURRENT STAGE OF RESEARCHES ON WOOD
PROCESSING MACHINES TOOLS BUILDING ", are described out in full technical accomplishments in the field of wood cutting bz means of band saws, at national and international
level. In the same chapter the are described some aspects related to the mobile mechanic saw concept, and the stage of technical accomplishments in the field of mobile mechanic saws at
international level, and same technical and practical considerations on the eguipment used in logs
cutting. Chapter III "FUNDEMENTALS OF RESEARCHES" includ: the purpose and objectives of the
research, work method and equipment used, as well as the place of research.
In the Chapter IV is dealing in details processes for cutting woods, the elaboration of cutting method for different species and assortaments of wood obtained during the cutting process.
In the Chapter V entitled "INFLUENCE OF SOME BASIC FEATURES OF WOOD
MATERIAL ON CUTTING RESULTS" is dealing with the variation of the qualitative working parameters tracked during the wood cutting by means of mobile mechanic saws for each of the
five species included in the experiment: spruce, fir, alder, beech and oak.
In the Chapter VI entitled "COMPARISON OF MAIN INFLUENCE FACTORS ON THE PROCESS OF CUTTING" presents a series of valuable information related to the quality of
processed surfaces using the splintering, the advantages of cutting by means of mobile mechnic
saws and a series statistical distribution used to examine the differences. The final conclusions, recommendations for production and personal contributions are set out
in Chapter VII.
The Phd Thesis is aimed at broadening the horizons of knowledge regarding the cutting of wood using mobile mechanic saws, from the perspective of their quality, in conjunction with the
continuous pursuit of quality indicators work.
86
CURRICULUM VITAE
DATE PERSONALE:
Numele: GLIGORAŞ Prenumele: Daniel Adresă: Braşov, Holbav, nr. 169, jud Braşov Data naşterii: 04.09.1985 Locul naşterii: Braşov Naţionalitate: Română Starea civilă: Necăsătorit Telefon: 0743197219
E-mail: [email protected]
STUDII LICEALE:
2000-2004 Grup Şcolar Industrial Auto, Judeţul Braşov
STUDII UNIVERSITARE:
2004-2009 Facultatea de Silvicultură şi Exploatări Forestiere, Universitatea Transilvania din Braşov
2009-2014 Doctorant fără frecvenţă - Universitatea Transilvania din Braşov
ACTIVITATE PROFESIONALĂ:
2009-prezent - Agenţia pentru Dezvoltare Regională Centru
ACTIVITATE ŞTIINŢIFICĂ:
Comunicări ştiinţifice: 4 (prim autor) şi 5 (coautor);
LIMBI STRĂINE: Engleza.
87
CURRICULUM VITAE
PERSONAL DATA:
First name: GLIGORAŞ Surname: Daniel Date of birth: 04.09.1985 Place of birth: Braşov Naţionality: Romanian Marital status: unmarried Phone: 0743197219
E-mail: [email protected]
SECONDARY STUDIES:
2000-2004 Auto Industrial School Group Braşov, Braşov country.
UNIVERSITY STUDIES:
2004-2009 Faculty of Silviculture and Forest Engineering, Transilvania University of Braşov
PROFESSIONAL ACTIVITY:
2009-present - Agency for Regional Development Center
SCIENTIFIC ACTIVITY:
Scientific research reports: 4 (main author) and 5(co-author);
FOREIGN LANGUAGES: English.
