Itseoppivat ja joustavat tuotantojärjestelmät puutuoteteollisuudessa (SisuPUU) Nelisahauksen ja läpisahauksen vertailu Tukin pyörityksen optimointi Arto Usenius, Antti Heikkilä ja Timo Usenius Tulevaisuuden Saha seminaari 27. toukokuuta 2009 VTT, Espoo
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Sahausmenetelmä ja asetteet Nelisahaus Läpisahaus Läpisahaus moniteräsärmäys Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 2
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND 180 Arvosaanto tukin latvaläpimitan funktiona neli ja läpisahauksessa. 160 Arvosaanto /m3 140 120 100 Nelisahaus 80 Läpisahaus 60 Poly. (Nelisahaus) Poly. (Läpisahaus) 40 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 Latvaläpimitta mm Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 3
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Tuotejakauma nelisahauksessa tukin latvaläpimitan funktiona. 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 Latvaläpimitta mm Sahatavara Sahatavara + hake Sahatavara + hake + puru Poly. (Sahatavara) Poly. (Sahatavara + hake) Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 4
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Arvosaanto neli ja läpisahauksessa läpimitan funktiona. 190 170 150 Tuotto /m3 130 110 90 70 50 Läpisahaus Nelisahaus Log. (Nelisahaus) Log. (Läpisahaus) 100 150 200 250 300 350 Latvaläpimitta mm Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 5
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND 30 25 Läpisahauksen arvonlisäyspotentiaali nelisahaukseen verrattuna latvaläpimitan funktiona. Arvonlisäys % 20 15 10 5 0 150 200 250 300 350 Latvaläpimitta mm Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 6
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Tukin pyöritys ja suuntaus ennen sahakonetta määräävät saheiden geometrian, oksien sijainnin ja siten laadun Sahan terien asemat tukissa Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 7
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Tukin suhteellinen arvo pyörityskulman funktiona, ei pyöritysvirhettä. 210 MAX (80.0, 208.0 ) 205 Suhteellinen arvo 200 195 190 MIN (60.0, 188.0 ) 185 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Tukin pyörityskulma sahauksessa. Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 8
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Tukin tuotto läpi ja nelisahauksessa pyörityskulman funktiona (latvaläpimitta 231 mm, pituus 4300 mm). Tuotto /m3 160 155 150 145 140 135 130 125 120 115 110 Läpisahaus Nelisahaus 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 Pyörityskulma Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 9
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Pyörityskulman vaikutus saantoon Tukki no 0501 (lenkous 14 mm/m) 80 75 Tukin arvo 70 65 60 55 50 Asete no 16 Asete no 17 Asete no 18 Asete no 19 Asete no 20 0 30 60 90 120 150 180 Pyörityskulma Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 10
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Arvosaanto läpimitan funktiona (paras ja huonoin tukin pyörityskulma) Mänty nelisahaus 220 200 Arvosaanto /m3 180 160 140 120 100 80 60 Huonoin kulma Paras kulma Poly. (Paras kulma) Poly. (Huonoin kulma) 40 140 180 220 260 300 340 380 Latvaläpimitta mm Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 11
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Arvosaanto läpimitan funktiona (paras ja huonoin tukin pyörityskulma) Mänty läpisahaus 220 200 Arvosaanto /m3 180 160 140 120 100 Huonoin kulma 80 Paras kulma Poly. (Huonoin kulma) 60 Poly. (Paras kulma) 40 140 180 220 260 300 340 380 Tukin latvaläpimitta mm Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 12
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND 30 Optimipyörityskulman ja heikoimman pyörityskulman välinen tuottoero tukin latvaläpimitan funktiona 25 Tuottoero (%) 20 15 10 5 0 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 Tukin latvaläpimitta (mm) Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 13
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Tukin pyörityksen virhe asteissa tavoitekulmaan verrattuna. 80 0 15 5 15 30 30 60 40 20 mm 0 80 60 40 20 0 20 40 60 80 20 40 60 80 mm Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 14
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Tukin suhteellinen arvo pyörityskulman funktiona. Pyöritysvirheen keskihajonta S = 2 astetta. Suhteellinen arvo ( ) 210 205 200 195 190 185 MIN (61.0, 192.4 ) MAX (79.0, 205.6 ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Tukin pyörityskulma sahauksessa. Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 15
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Tukin suhteellinen arvo pyörityskulman funktiona. Pyöritysvirheen keskihajonta S = 10 astetta. 210 MAX (112, 203.8 ) Suhteellinen arvo ( ) 205 200 195 190 185 MIN (146, 197.6 ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Tukin pyörityskulma sahauksessa. Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 16
VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND Tukin pyöritysvirheen vaikutus sahausarvon menetykseen (%) optimaaliseen tukin pyöritykseen verrattuna läpi ja nelisahauksissa. Arvosaannon menetys (%). 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Läpisahaus y = 0.0072x 2 + 0.4276x 0.003 Nelisahaus y = 0.0021x 2 + 0.2016x + 0.0206 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tukin pyöritysvirheen keskihajonta S (astetta). Copyright VTT Valtion teknillinen tutkimuskeskus 17
Tulevaisuuden Saha seminaari 27.5.2009 Tukin pyöritys
Mittarit eivät pysty optimoimaan tarkasti lenkousarvoltaan pienien < 5 6 mm / m tai moniväärien tukkien pyörityskulmaa Toistokokeessa pyörityskulma voi vaihdella + / 10 15 astetta jos lenkous < 3 4 mm / m Pekka Ulvas / 27.05.2008 / 2
Pyörityslaitteiston tarkkuus Hajonta 5 10 astetta Onnistuneita pyörityksiä 90 95 % = + / 10 astetta mittarin optimoimasta kulmasta Pekka Ulvas / 27.05.2008 / 3
Kehitettävää tulevaisuuden sahaan Optimointia ei kannata tehdä pyörityskulman alueelle, jossa saannossa on jyrkkä pudotus + / 15 asteen sisällä Pekka Ulvas / 27.05.2008 / 4
Sahakoneet eivät pysty täysin toteuttamaan sahausta lenkojen tukkien > 7 mm / m optimoidussa sahausasennossa Pekka Ulvas / 27.05.2008 / 5
käyttösuhde tukkiluokittain 2,2 2,18 2,16 2,14 2,12 2,1 2,08 lenkous ylös optimointi 1 optimointi 2 optimointi 3 2,06 133 162 249 290 305 Pekka Ulvas / 27.05.2008 / 6
Pekka Ulvas / 27.05.2008 / 7
Orvis Corporation, Himenji Japani Lajittelemattoman tukin vannesahausta tilauslistaan perustuen
Perustietoja: Radiata Pine, Uusi Seelanti Tukkeja n. 340 000 m3 / a Laivakuljetus; a 35 000 m3 / lasti Keskimitta 4 m Keskitilavuus (JAS) n. 550 litraa Sahalinjan työntekijät 2 + 2 Lopputuote: Ohutta pakkauslautaa Sahataan vain tilauksien mukaisesti I vaihe: PH + 4VS II vaihe: 4VS III vaihe:4vs + 4PS(vaakasaha)+ 2VS 4 lajittelulaitosta