Search

Tutkimuksessa selvitettiin jäähdytys- ja tasaannutusolosuhteiden vaikutusta sahatavaran laatuun, kosteusjakaumaan ja sahatavarakappaleen sisäisiin jännityksiin. Myös kosteusjakauman ja sisäisten jännitysten muutosta eri olosuhteissa kuivauksen jälkeisen varastoinnin aikana selvitettiin. Kappaleen sisäistä lämpötilajakaumaa ja lämpötilamuutoksia mitattiin kuivauksen aikana ja sen jälkeen. Kun sahatavara kuivauksen jälkeen jäähdytettiin eri tavoin, joko ottamalla kuorta välittömästi kuivauksen päätyttyä talviseen ulkoilmaan tai antamalla sen jäähtyä vuorokauden ajan suljetussa kuivaamossa, saatiin sahatavaran laadun suhteen selvästi poikkeavat tulokset. 75 mm paksulla mäntysahatavaralla laatuluokkien 1 - 3 arvonalennus jäähdytettäessä ulkoilmassa oli 11,5 % ja jäähdytettäessä suljetussa kuivaamossa 3,1 %. Kaikki laadun alentumiset aiheutuivat halkeilusta. Kuusisahatavaralla ei kummassakaan kokeessa tapahtunut sanottavasti laadunmuutoksia (3,7 %, 2,3 %).Tasaisesta loppukosteudesta huolimatta sahatavaran sisäinen kosteusjakauma kaksivuorokautta kuivauksen jälkeen oli varsin jyrkkä. Sahatavaran pinnan kosteus oli noin 12 % ja keskiosan noin 25 %. Eri tavoin jäähdytetyllä sahatavaralla ei havaittu merkittävää eroa kosteusjakaumissa. Kosteusjakauma tasaantui olosuhteissa, joissa lämpötila oli +20 °C ja suhteellinen kosteus 90 %, kahdessa viikossa enemmän kuin viidessä viikossa olosuhteissa, joissa lämpötila oli -10 °C ja suhteellinen kosteus 90 %. Kuivausjännitykset olivat kuivauksen jälkeen samantapaiset kaikissa kappaleissa. Eritavoin jäähdytetyissä erissä ei havaittu merkittäviä eroja. Kuusen pintakovuus oli koekappaleiden mukaan hieman vähäisempää kuin männyn. 2 - 5 viikon tasaantumisaika eri olosuhteissa vaikutti vain vähän sisäisiin jännityksiin. Kuivauksen aikana puun sisäosan lämpötila saavutti 4 - 5 tunnissa kaivaamon märkälämpötilan (52 °C) ja noin 45 tunnissa lähes kuivaamon kuivan lämpötilan (53 - 59 °C). Lämpötilan muutokset kuivauksen jälkeen riippuivat ratkaisevasti jäähdytysolosuhteista. Ulkoilmassa jäähdytettyjen pakettien lämpötila tasaantui yhdessä vuorokaudessa lähelle ulkoilman lämpötilaa. Kokeiden perusteella hyvänlaatuisen, järeän mäntysahatavaran halkeilua voidaan ainakin talviaikana oleellisesti vähentää jäähdyttämällä tavara kuivauksen jälkeen sopivissa olosuhteissa, tässä tapauksessa suljetussa kuivaamossa. Suoritettu tutkimus antaa aihetta pohtia kuivaamon yhteyteen rakennettavien ilmastoitujen tasannutustilojen tarpeellisuutta.

Tutkimuksessa käsitellään teräsputken soveltuvuutta irtouiton kiinnike-, veneaukko- ja puomirakenteeksi. Teräksen etuna on sen suuri lujuus suhteessa tilavuuteen. Kelluvassa uittopuomissa teräksen lujuus voidaan käyttää kokonaan hyödyksi, koska uittokuormat vaikuttavat vaakasuunnassa ja putken paino pystysuunnassa. Helppo työstettävyys yhdistettynä lujuuteen antaa puomin pituuden, korkeuden ja kantavuuden suunnitteluun joustavia ja monipuolisia mahdollisuuksia. Kemijoen alueella on vuosina 1982 - 1988 käytetty teräsputkia puomien materiaalina noin 14,5 km ja kiinnikkeiden rakentamiseen noin 7 km. Kokemukset rakenteista ovat olleet myönteisiä ja tutkimuksen perusteella voidaan suositella niiden käyttöä ja kehittämistä edelleenkin. Tutkimuksessa esitetään suunnittelijan käyttöön soveltuva ratkaisu ankkuriköyden muodon ratkaisemiseksi. Sen avulla voidaan määrittää ankkuroidun puomin liikkeet ja köyteen sekä ankkuriin kohdistuvat voimat. Ankkuroidun puomin toiminnan tarkastelemiseksi esitetään ratkaisu puomin pysty- ja vaakataipuman sekä puomia kääntävän kiinnityksen ja ankkurikulman välille. Tarkasteltaessa pitkää siirtymättömiin tukiin kiinnitettyä puomia havaittiin, että normaalivoimalla on sen mitoituksessa suurin merkitys. Puomin kapasiteetti paranee, kun puomin ja kiinnikkeen välisen liitoksen kautta vähennetään siirtymätöntä kiinnitystä vastaavaa normaalivoimaa. Putkista rakennetussa paaluryhmässä todettiin vinojen paalujen käyttö pystysuoria paaluja edullisemmaksi. Tutkimuksessa esitetään tuulella toimivan veneaukon periaateratkaisu. Puomien liikkeen rajoittaminen edistää osaltaan virkistyskäyttöä.

Selvitetään Ahlströmin, Arin, Kockumsin, Linckin ja Lindqvistin pienpuunsahauslinjoilla saatavan sahatavaran mittatarkkuutta ja pinnansileyttä sekä hakkeen ja purun laatua sahalaitoksilla tehdyillä mittauksilla. Lisäksi lasketaan sahaustulos simulointiohjelmilla. Käytännön sahauksessa tukkien latvaläpimitta vaihteli 120 mm:stä 210 mm:iin. Paras mittatarkkuus saatiin pelkkahakkurilla, jolla mitan keskihajonta vaihteli 0,1 mm:stä 0,3 mm:iin. Sydäntavaran paksuuden ja leveyden sekä sivulautojen paksuuden kohdalla keskihajonta-arvot vaihtelivat yleensä 0,2 mm:n ja 0,5 mm:n välillä. Sivulautojen paksuuden mittavaihtelu oli hiukan suurempi kuin sydäntavaran. Pyörösahauksen ja vannesahauksen välillä ei ole mittatarkkuuksissa sanottavaa eroa. Särmätyn sivulaudan leveysmitan keskihajonta oli parhaimmillaan 0,2 mm ja huonoimmillaan 0,8 mm. Pinnansileyttä kuvaava keskipoikkeama Ra vaihteli pyörösahauksessa 33 gm:stä 64 gm:iin, pelkkahakkurilla 30 gm: stä 90 gm:iin ja vannesahauksessa 61 gm:stä 75 gm:iin. Profiilinsyvyysarvot Rz ovat 3 - 5-kertaiset Ra:n arvoihin verrattuna. Hakkeen reikäseulonnassa alle 6 mm:n jakeen osuus vaihteli pelkkahakkurilla 5 %:sta 37,2 %:iin ja särmäyspursolla 6,5 %:sta 17,3 %:iin. Vastaavasti rakoseulonnassa alle 2 mm:n jaetta oli pelkkahakkurilla 13,6 %:sta 47,7 %:iin ja särmäyspursolla 10,0 %:sta 18,7 %:iin. Parhaimmat saantoarvot saatiin laskennassa vannesahaukselle pienen sahausraon ansiosta. Saantoerot muiden linjojen ja vannesahalinjan välillä vaihtelivat 2,4 %:sta 3,7 %:iin tukkiluokasta ja asetteesta riippuen. Saantolaskelmissa ei otettu huomioon eräiden linjojen käyräsahausmahdollisuutta.

Julkaisussa esitellään yhteispohjoismaisen särmäystutkimuksen yhteydessä kehitettyä yksinkertaista lauta-aihion optimiarvon mäarittämiseen käytettävää mittalaitetta. Puolimanuaalisena laite sopii sekä aihion tilavuuden että arvon optimoimiseen. Laite on hidas- mutta helppokäyttöinen ja helposti siirrettävissä sahalaitoksissa paikasta toiseen mittausten aikana. Automaattisiin laitteisiin verrattuna kehitetty laite on huomattavasti halvempi ja antaa mahdollisuuden älykkäiden särmäysvaihtoehtojen löytämiseen. Mittaustietojen keräämistä varten on liitteenä mallilomakkeita.

Tutkimus selvittää Rautaruukki Oy:n kehittämän teräsputken soveltuvuutta uitto-puomiksi avolauttahinauksissa. Kesällä 1985 tehtiin Kemijärvellä mittauksia seuraavien parametrien osalta hinattaessa sekä puu- että teräspuomilauttoja: hinausaluksen vetovoima, vetonopeus ja samanaikainen tuulen suunta sekä nopeus lauttojen ollessa kuormattuina, paluuvetovoima ja samanaikainen vetonopeus, lauttojen muoto, puiden pysyminen lautoissa, puomien toimivuus uiton eri vaiheissa. Vetovoiman ja vetonopeuden välistä yhteyttä tarkasteltiin graafisesti. Mittaus-tulosten mukaan olivat teräspuomilautan hinausnopeudet suurempia pienillä, alle 40 kN:n vetovoimilla, kuin puupuomilautan hinausnopeudet. Sen sijaan suurilla vetovoimilla olivat puupuomilautan nopeudet suurempia kuin teräspuomilautan nopeudet. Hinattava lauttaa kuljettaa vettä mukanaan, mikä lisää hinausvastusta. Pääosa vesimassoista kulki lauttojen keski- ja loppuosassa. Puu- ja teräspuomilauttojen mukana kulkevissa vesimäärissä ei ole suurta eroa tämän tutkimuksen mukaan. Teräspuomit hinattiin Kemijärven Luusuasta Autioniemeen keskimäärin 2,61 tuntia nopeammin kuin puupuomit. Teräspuomeja käytettäessä saavutetaan 261 tunnin eli noin 11 vuorokauden hinausaikasäästö kesän aikana. Oletettaessa hinausaluksen kustannuksiksi 280 mk/tunti saadaan paluuhinaussäästöksi 73 000 mk. Rannalta tehdyn kuormauksen mukaan sopi teräspuomilauttaan 6 000 m3 ja puupuomilauttaan 7 000 m3 puutavaraa. Tutkimustulosten mukaan on pitkiä teräspuomeja lyhennettävä, jotta niitä voitaisiin käyttää avolauttahinauksissa. Teräspuomilautan toimivuuden kannalta puomin optimimitta on 12 - 50 m. Jatkossa tulisi kenttäkokein selvittää puomin optimipituus.

Tutkimuksessa käsitellään teräsputken soveltuvuutta irtouiton kiinnike-, veneaukko- ja puomirakenteeksi. Teräksen etuna on sen suuri lujuus suhteessa tilavuuteen. Kelluvassa uittopuomissa teräksen lujuus voidaan käyttää kokonaan hyödyksi, koska uittokuormat vaikuttavat vaakasuunnassa ja putken paino pystysuunnassa. Helppo työstettävyys yhdistettynä lujuuteen antaa puomin pituuden, korkeuden ja kantavuuden suunnitteluun joustavia ja monipuolisia mahdollisuuksia. Kemijoen alueella on vuosina 1982 - 1988 käytetty teräsputkia puomien materiaalina noin 14,5 km ja kiinnikkeiden rakentamiseen noin 7 km. Kokemukset rakenteista ovat olleet myönteisiä ja tutkimuksen perusteella voidaan suositella niiden käyttöä ja kehittämistä edelleenkin. Tutkimuksessa esitetään suunnittelijan käyttöön soveltuva ratkaisu ankkuriköyden muodon ratkaisemiseksi. Sen avulla voidaan määrittää ankkuroidun puomin liikkeet ja köyteen sekä ankkuriin kohdistuvat voimat. Ankkuroidun puomin toiminnan tarkastelemiseksi esitetään ratkaisu puomin pysty- ja vaakataipuman sekä puomia kääntävän kiinnityksen ja ankkurikulman välille. Tarkasteltaessa pitkää siirtymättömiin tukiin kiinnitettyä puomia havaittiin, että normaalivoimalla on sen mitoituksessa suurin merkitys. Puomin kapasiteetti paranee, kun puomin ja kiinnikkeen välisen liitoksen kautta vähennetään siirtymätöntä kiinnitystä vastaavaa normaalivoimaa. Putkista rakennetussa paaluryhmässä todettiin vinojen paalujen käyttö pystysuoria paaluja edullisemmaksi. Tutkimuksessa esitetään tuulella toimivan veneaukon periaateratkaisu. Puomien liikkeen rajoittaminen edistää osaltaan virkistyskäyttöä.

Julkaisussa esitellään yhteispohjoismaisen särmäystutkimuksen yhteydessä kehitettyä yksinkertaista lauta-aihion optimiarvon mäarittämiseen käytettävää mittalaitetta. Puolimanuaalisena laite sopii sekä aihion tilavuuden että arvon optimoimiseen. Laite on hidas- mutta helppokäyttöinen ja helposti siirrettävissä sahalaitoksissa paikasta toiseen mittausten aikana. Automaattisiin laitteisiin verrattuna kehitetty laite on huomattavasti halvempi ja antaa mahdollisuuden älykkäiden särmäysvaihtoehtojen löytämiseen. Mittaustietojen keräämistä varten on liitteenä mallilomakkeita.

Tutkimuksessa on erilaisilla särmäyslaitteistoilla tehty käytännön saantomittauksia aiemmin kehitetyn saannon arvostelumetodiikan pätevyyden toteamiseksi. TräteknikCentrumin (TTC, STFI) ja Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) tutkijat tekivät mittauksia kuudella eri särmäyslaitteistolla. Lähtökohdat eri laitteistojen kohdalla ovat poikenneet toisistaan, joten tuloksia ei suoraan voida verrata toisiinsa, mutta ne antavat kuitenkin kuvan eri särmäyslaitteistoilla saavutettavasta arvosaantotasosta. Kokeita tehtiin kolmella tilavuutta optimoivalla automaattisärmällä, kahdella syöttöpenkillä sekä perinteisellä manuaalisella särmällä. Automaateilla päästiin parhaimmillaan 92 %:n arvosaantoon 300 mäntylaudalla tehdyssä kokeessa. Käsinsärmäyksen arvosaanto oli 86 %. Särmäyspenkeillä saatu arvosaanto oli n. 81 - 89 %. Automaateilla saadut arvosaannot ovat alhaisempia kuin esim. Ruotsissa yleisesti on saatu. Käytetty mittausmenetelmä osoittautui toimivaksi, mutta se vaatii käyttäjältä suurta huolellisuutta. Mittausmenetelmän tarkkuuden arvioinnissa todettiin, että 92 %:n saantotasolla päästäneen noin + 1,5 %:n virhemarginaaleihin ja 85 %:n tasolla noin + 2,0 %:n tarkkuuteen 95 %:n luotettavuustasolla käytettäessä 300 koeaihion erää.

Selvitetään Ahlströmin, Arin, Kockumsin, Linckin ja Lindqvistin pienpuunsahauslinjoilla saatavan sahatavaran mittatarkkuutta ja pinnansileyttä sekä hakkeen ja purun laatua sahalaitoksilla tehdyillä mittauksilla. Lisäksi lasketaan sahaustulos simulointiohjelmilla. Käytännön sahauksessa tukkien latvaläpimitta vaihteli 120 mm:stä 210 mm:iin. Paras mittatarkkuus saatiin pelkkahakkurilla, jolla mitan keskihajonta vaihteli 0,1 mm:stä 0,3 mm:iin. Sydäntavaran paksuuden ja leveyden sekä sivulautojen paksuuden kohdalla keskihajonta-arvot vaihtelivat yleensä 0,2 mm:n ja 0,5 mm:n välillä. Sivulautojen paksuuden mittavaihtelu oli hiukan suurempi kuin sydäntavaran. Pyörösahauksen ja vannesahauksen välillä ei ole mittatarkkuuksissa sanottavaa eroa. Särmätyn sivulaudan leveysmitan keskihajonta oli parhaimmillaan 0,2 mm ja huonoimmillaan 0,8 mm. Pinnansileyttä kuvaava keskipoikkeama Ra vaihteli pyörösahauksessa 33 gm:stä 64 gm:iin, pelkkahakkurilla 30 gm: stä 90 gm:iin ja vannesahauksessa 61 gm:stä 75 gm:iin. Profiilinsyvyysarvot Rz ovat 3 - 5-kertaiset Ra:n arvoihin verrattuna. Hakkeen reikäseulonnassa alle 6 mm:n jakeen osuus vaihteli pelkkahakkurilla 5 %:sta 37,2 %:iin ja särmäyspursolla 6,5 %:sta 17,3 %:iin. Vastaavasti rakoseulonnassa alle 2 mm:n jaetta oli pelkkahakkurilla 13,6 %:sta 47,7 %:iin ja särmäyspursolla 10,0 %:sta 18,7 %:iin. Parhaimmat saantoarvot saatiin laskennassa vannesahaukselle pienen sahausraon ansiosta. Saantoerot muiden linjojen ja vannesahalinjan välillä vaihtelivat 2,4 %:sta 3,7 %:iin tukkiluokasta ja asetteesta riippuen. Saantolaskelmissa ei otettu huomioon eräiden linjojen käyräsahausmahdollisuutta.

Tutkimuksessa on erilaisilla särmäyslaitteistoilla tehty käytännön saantomittauksia aiemmin kehitetyn saannon arvostelumetodiikan pätevyyden toteamiseksi. TräteknikCentrumin (TTC, STFI) ja Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) tutkijat tekivät mittauksia kuudella eri särmäyslaitteistolla. Lähtökohdat eri laitteistojen kohdalla ovat poikenneet toisistaan, joten tuloksia ei suoraan voida verrata toisiinsa, mutta ne antavat kuitenkin kuvan eri särmäyslaitteistoilla saavutettavasta arvosaantotasosta. Kokeita tehtiin kolmella tilavuutta optimoivalla automaattisärmällä, kahdella syöttöpenkillä sekä perinteisellä manuaalisella särmällä. Automaateilla päästiin parhaimmillaan 92 %:n arvosaantoon 300 mäntylaudalla tehdyssä kokeessa. Käsinsärmäyksen arvosaanto oli 86 %. Särmäyspenkeillä saatu arvosaanto oli n. 81 - 89 %. Automaateilla saadut arvosaannot ovat alhaisempia kuin esim. Ruotsissa yleisesti on saatu. Käytetty mittausmenetelmä osoittautui toimivaksi, mutta se vaatii käyttäjältä suurta huolellisuutta. Mittausmenetelmän tarkkuuden arvioinnissa todettiin, että 92 %:n saantotasolla päästäneen noin + 1,5 %:n virhemarginaaleihin ja 85 %:n tasolla noin + 2,0 %:n tarkkuuteen 95 %:n luotettavuustasolla käytettäessä 300 koeaihion erää.

Tutkimus selvittää Rautaruukki Oy:n kehittämän teräsputken soveltuvuutta uitto-puomiksi avolauttahinauksissa. Kesällä 1985 tehtiin Kemijärvellä mittauksia seuraavien parametrien osalta hinattaessa sekä puu- että teräspuomilauttoja: hinausaluksen vetovoima, vetonopeus ja samanaikainen tuulen suunta sekä nopeus lauttojen ollessa kuormattuina, paluuvetovoima ja samanaikainen vetonopeus, lauttojen muoto, puiden pysyminen lautoissa, puomien toimivuus uiton eri vaiheissa. Vetovoiman ja vetonopeuden välistä yhteyttä tarkasteltiin graafisesti. Mittaus-tulosten mukaan olivat teräspuomilautan hinausnopeudet suurempia pienillä, alle 40 kN:n vetovoimilla, kuin puupuomilautan hinausnopeudet. Sen sijaan suurilla vetovoimilla olivat puupuomilautan nopeudet suurempia kuin teräspuomilautan nopeudet. Hinattava lauttaa kuljettaa vettä mukanaan, mikä lisää hinausvastusta. Pääosa vesimassoista kulki lauttojen keski- ja loppuosassa. Puu- ja teräspuomilauttojen mukana kulkevissa vesimäärissä ei ole suurta eroa tämän tutkimuksen mukaan. Teräspuomit hinattiin Kemijärven Luusuasta Autioniemeen keskimäärin 2,61 tuntia nopeammin kuin puupuomit. Teräspuomeja käytettäessä saavutetaan 261 tunnin eli noin 11 vuorokauden hinausaikasäästö kesän aikana. Oletettaessa hinausaluksen kustannuksiksi 280 mk/tunti saadaan paluuhinaussäästöksi 73 000 mk. Rannalta tehdyn kuormauksen mukaan sopi teräspuomilauttaan 6 000 m3 ja puupuomilauttaan 7 000 m3 puutavaraa. Tutkimustulosten mukaan on pitkiä teräspuomeja lyhennettävä, jotta niitä voitaisiin käyttää avolauttahinauksissa. Teräspuomilautan toimivuuden kannalta puomin optimimitta on 12 - 50 m. Jatkossa tulisi kenttäkokein selvittää puomin optimipituus.