FI66492B

FI66492B - FOERFARANDE FOER HAOLLFASTHETSSORTERING AV VIRKESSTYCKEN I SYNNERHET SAOGAD TRAEVARA

Info

Publication number: FI66492B
Application number: FI783270A
Authority: FI
Inventors: Reijo Riikonen
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1978-10-26
Filing date: 1978-10-26
Publication date: 1984-06-29
Also published as: FI66492C; FI783270A

Description

, ^--1 KUULUTUSJULKAISU , , A n 0 J&Ti M ^UTLKGGNINCSSKRIFT 66492 • c (45) 1 (51) KvJIu/Ik.CL^ G 01 L 5/00, G 01 N 3/00 SUOMI—FINLAND 783270 (T?) HiIhg^mIM—AwBluilii—4»^ 26.10.78 (Fl) f*3) i*lItmfliri rilT^iTi-*u 26.10.78 (41) ThNmHUMkH — BttvKaffmtftg 27.04.80 _ 1 (44) NahtMMpmMi )· lwiL|uHakwi pvm.— , htaiU och ragilterityralMn AnaBkan utbgd Odi «itLskrlftGn p«Mlcararf 29.06.84 (32)(33)(31) ^nrdrey ·ακΛ·ιι*—BnVd prtorttet (71) A. Ahlst röm Osakeyhtiö, Noormarkku, Suomi-Fin 1 and(FI) (72) Reijo Riikonen, Heinola, Suomi-Fin land(F I) (54) Menetelmä puutavarakappaleiden, erityisesti sahatavaran lujuus- laji ttelemi seks i - Förfarande för häl1fasthetssortering av virkes-stycken, i synnerhet sägad trävara, ^ - 1 ANNOUNCEMENT,, A n 0 J & Ti M ^ UTLKGGNINCSSKRIFT 66492 • c (45) 1 (51) KvJIu / Ik.CL ^ G 01 L 5/00, G 01 N 3/00 ENGLISH — FINLAND 783270 (T ?) HiIhg ^ mIM — AwBluilii — 4 »^ 26.10.78 (Fl) f * 3) i * lItmfliri rilT ^ iTi- * u 26.10.78 (41) ThNmHUMkH - BttvKaffmtftg 27.04.80 _ 1 (44) NahtMMpmMi) · lwiL | uHakwi pvm.—, htaiU och ragilterityralMn AnaBkan utbgd Odi «itLskrlftGn p« Mlcararf 29.06.84 (32) (33) (31) ^ nrdrey · ακΛ · ιι * —BnVd prtorttet (71) A. Ahlst röm Osöm , Suomi-Fin 1 and (FI) (54) Reijo Riikonen, Heinola, Suomi-Fin land (FI) (54) Method for determining the strength of timber parts, in particular sawn timber trävara

Keksinnön kohteena on menetelmä puutavarakappaleiden erityisesti sahatavaran lujuuslajittelemiseksi, jossa tutkitaan kustakin lajiteltavasta kappaleesta koneellisesti tiettyjä suureita kuten oksien koko, sijainti ja laatu, puun syiden suunta verrattuna kappaleen pituusakseliin, puun tiheys ja kosteus, halkeaminen tai muiden vastaavien vaurioiden määrä; ja lasketaan mitatuista suureista lajiteltavan kappaleen todennäköiset lujuusarvot.The invention relates to a method for strength grading timber pieces, in particular sawn timber, in which certain quantities such as size, location and quality of branches, direction of wood causes relative to the longitudinal axis of the piece, density and moisture of wood, cracking or other similar damage are mechanically examined; and calculating the probable strength values of the part to be sorted from the measured quantities.

Ennestään tunnetaan useitakin menetelmiä puutavarakappaleiden lujuuslajittelemiseksi. Eräässä tällaisessa menetelmässä puu-tavarakappaleita tutkitaan silmämääräisesti. Tällöin tarkastaja kiinnittää huomiota kaikkiin kappaleessa havaittaviin virheisiin, oksiin, halkeaminn, pihkakoloihin, vinosyisyyteen, lahovikoihin yms. Lisäksi otetaan huomioon esim. sydänpuun määrä sekä vuosirengasväli. Näiden ulkoisten tunnusmerkkien mukaan määrätään kullekin kappaleelle tietty lujuusluokka. Luokitusperusteet on määritetty koneellisesti mittaamalla samannäköisten kappaleiden taivutusmurtolujuus. Kokeellisesti määritetty vertailulujuus on kuitenkin asetettava suhteellisen alhaiseksi sen vuoksi, että kaikkien samannäköisten kappaleiden tulee olla ainakin yhtä lujia. Tästä on käytännössä 2 66492 seurauksena, että selitetyllä menetelmällä lujuuslajitellut kappaleet saavat keskimäärin aivan liian huonot lujuusarvot. Toisin sanoen suurin osa kappaleista on huomattavasti vahvempia kuin lujuuslajittelu edellyttää.Several methods for strength grading timber pieces are already known. In one such method, pieces of wood are examined visually. In this case, the inspector pays attention to all defects, twigs, cracks, resin cavities, skewness, rot defects, etc. that are observed in the part. In addition, the number of heartwood and the annual ring interval are taken into account. According to these external characteristics, a certain strength class is assigned to each part. The classification criteria are determined mechanically by measuring the flexural strength of similar-looking parts. However, the experimentally determined reference strength must be set relatively low because all similar-looking pieces must be at least equally strong. As a result, in practice 2 66492, the parts graded by the described method obtain, on average, far too poor strength values. In other words, most of the pieces are significantly stronger than the strength grading requires.

Tunnetaan myös koneellisia menetelmiä puutavarakappaleiden lujuuden määrittämiseksi. Eräässä menetelmässä taivutetaan puutavarakappaletta tietyllä vakiovoimalla. Mittaamalla voiman aikaan saama taipuma voidaan määrittää kappaleen taivutus-kimmokekerroin. Tämä puolestaan on tietyssä suhteessa taivutus-lujuuteen.Mechanical methods for determining the strength of timber pieces are also known. In one method, a piece of timber is bent with a certain constant force. By measuring the deflection produced by the force, the bending-elastic modulus of the part can be determined. This in turn has a certain relationship to flexural strength.

Tämän menetelmän epäkohtana on mittaustarkkuuden riippuminen kappaleen jäykkyydestä. Mainittu taivutusvoima täytyy tietysti pitää suhteellisen pienenä, jottei kappaleita rikkoutuisi. Tällöin jäykät kappaleet taipuvat vain vähän ja virheen suhteellinen suuruus kasvaa.The disadvantage of this method is the dependence of the measurement accuracy on the rigidity of the part. Said bending force must, of course, be kept relatively small in order to prevent the pieces from breaking. In this case, the rigid bodies bend only slightly and the relative magnitude of the error increases.

Ennestään tunnetaan myös sellainen menetelmä, jossa puutavara-kappaletta taivutetaan vakiotaipumalla ja mitataan tähän taivutukseen tarvittava voima. Tällöin tietysti pienen taivutuslujuuden omaavilla kappaleilla tarvittava voima on suhteellisen pieni ja mittaustarkkuus kärsii vastaavasti, koska virheen suhteellinen osuus kasvaa tällöin. Tällainen menetelmä ja sitä soveltava laite on esitetty suomalaisessa patentissa 54973.A method is also known in which a piece of timber is bent with a constant deflection and the force required for this bending is measured. In this case, of course, the force required for pieces with low bending strength is relatively small and the measurement accuracy suffers correspondingly, because the relative proportion of the error then increases. Such a method and the device applying it are disclosed in Finnish patent 54973.

Suurimpana epäkohtana kummallakin mainitulla koneellisella lujuuslajittelumenetelmällä on, että näillä saatu parempi tai huonompi lujuusarvo on vain ko. kappaleen taivutuslujuus.The main disadvantage of each of the mentioned mechanical strength sorting methods is that the better or worse strength value obtained by these is only the bending strength of the part.

Pelkän taivutuslujuuden tunteminen ei yleensä ottaen ole riittävä tieto. Se on riittävää vain silloin, kun ko. kappaleeseen konstruktiivisessa käytössä kohdistuva rasitus on puhdasta taivutusta. Hyvin usein käytännössä esiintyy kuormitustapauksia, jotka ovat esim. puhdasta vetoa tai puristusta. Tällainen tilanne on esimerkiksi liimapalkin pintalamellien kohdalla.Knowledge of flexural strength alone is generally not sufficient information. It is sufficient only when the the stress on the part in constructive use is pure bending. Very often in practice there are cases of loading, such as pure traction or compression. This is the case, for example, with the surface lamellae of an adhesive beam.

3 664923 66492

Mainittujen epäkohtien välttämiseksi on keksinnön menetelmälle tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.In order to avoid said drawbacks, the method of the invention is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan useita merkittäviä etuja tekniikan tasoon nähden. Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan kunkin puutavarakappaleen yksilölliset lujuusominaisuudet juuri siihten käyttöön, johon ne parhaiten soveltuvat. Kappaleiden tutkiminen voidaan suorittaa niihin fyysisesti koskematta. Kuitenkin kukin kappale voidaan tutkia päästä toiseen ilman, että kumpaankaan päähän tai niiden välille jää käytännöllisesti katsoen yhtään tutkimatonta aluetta.The method according to the invention achieves several significant advantages over the prior art. The method according to the invention makes it possible to use the individual strength properties of each piece of timber precisely for the purpose for which they are best suited. Examination of the pieces can be performed without physically touching them. However, each body can be examined from one end to the other without leaving virtually any unexplored area at or between either end.

Keksinnön avulla pystytään lisäksi tutkimaan, kumpi syrjä tietystä kappaleesta kestää enemmän vetoa tai puristusta. Kun tämä tieto merkitään näkyviin kappaleeseen, voidaan ko. kappaletta käyttää tehokkaammin erilaisissa konstruktioissa.The invention also makes it possible to investigate which side of a given body can withstand more tension or compression. When this information is marked on the displayed song, the the pieces are used more efficiently in different constructions.

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää keksinnön mukaisen menetelmän toimenpiteitä kaaviomaisesti.In the following, the invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawing, which schematically shows the measures of the method according to the invention.

Piirustuksen mukaisesti laitteistoon kuuluu mittausasema 10. Tämä koostuu useasta erillisestä mittausanturista, jotka kukin mittaavat omia suureitaan kappaleista. Lujuuslajiteltava puu-tavarakappale A siirretään mittausasemalle 10 kuljettimella 1. Kappale A jatkaa liikettään nuolen 2 suuntaan mittausaseman läpi pysähtymättä. Mittausasema käsittää välineet oksien havaitsemiseksi, vinosyisyyden toteamiseksi, tiheyden mittaamiseksi ja kosteuden sekä lämpötilan mittaamiseksi. Tiheyden mittaaminen tapahtuu sopivimmin käyttämällä hyväksi gammasäteilyä, jonka annetaan kulkea mitattavan puutavarakappaleen läpi. Osien havaitseminen, vinosyisyyden mittaus sekä kosteuden mittaus suoritetaan mikroaaltomittauksena, jossa säteilyn annetaan kulkea kappaleen läpi. Mittaustavoista johtuen kussakin puutavaraknppaleessa olevat virheet saadaan mitattua 66492 4 riittävällä tarkkuudella ilman, että puutavarakappaleeseen tarvitsee fyysisesti koskea.According to the drawing, the apparatus comprises a measuring station 10. This consists of several separate measuring sensors, each of which measures its own quantities from pieces. Lujuuslajiteltava-goods timber body A is moved to the measuring station 10 on the conveyor 1. A piece continues to move in the direction of arrow 2 through the measuring station without stopping. The measuring station comprises means for detecting branches, detecting skewness, measuring density and measuring humidity and temperature. The density is preferably measured by utilizing gamma radiation, which is allowed to pass through the piece of timber to be measured. The detection of parts, the measurement of skewness and the measurement of moisture are performed as a microwave measurement, in which the radiation is allowed to pass through the body. Due to the measurement methods, the defects in each piece of timber can be measured 66492 4 with sufficient accuracy without the need to physically touch the piece of timber.

Mitatut tiedot toimitetaan suoraan tietojenkäsittely-yksikön 20 muistiin. Tänne on jo etukäteen sijoitettu tietyt vertailu-arvot kaikkia kysymykseen tulevia kuormitustyyppejä varten. Mittausasemalta 10 tulevien tietojen perusteella lasketaan kullekin kappaleelle tietyt lujuusarviot eri kuormitustapauksissa.The measured data is delivered directly to the memory of the data processing unit 20. Certain reference values have already been placed here in advance for all the types of load in question. Based on the data from the measuring station 10, certain strength estimates are calculated for each piece under different load cases.

Samalla, kun lauta B siirtyy ulos mittausasemalta 10 ja edelleen merkintälaitteeseen 30, on tietojenkäsittely-yksikkö 20 päätellyt, mikä kuormitus ko. kappaleelle on edullisinta. Tästä annetaan tieto merkintälaitteelle 30, joka merkitsee ohi kulkevan kappaleen värikoodilla. Laitteisto voidaan panna toimimaan myös siten, että määrätään kunkin kappaleen sisällä, mikä osa siitä parhaiten kestää vetoa ja mikä puristusta. Tällöin voidaan merkintävaiheessa merkitä kappaleen se reuna, joka kestää paremmin vetoa, vetomerkillä ja vastaavasti toinen reuna puristusmerkillä.At the same time as the board B moves out of the measuring station 10 and further to the marking device 30, the data processing unit 20 has deduced which load in question. for the song is the cheapest. This is communicated to the marking device 30, which marks the passing part with a color code. The equipment can also be made to work by determining inside each part which part best withstands tension and which compression. In this case, in the marking step, the edge of the part which is more resistant to tension can be marked with a traction mark and the other edge with a compression mark, respectively.

Merkinnän jälkeen on edullista lajitella kappaleet sen mukaan, mihin käyttöön ne soveltuvat parhaiten. Tätä varten on laitteistoon yhdistetty sinänsä tunnettu lajittelukuljetin loke-rostoineen 40. Lajittelun jälkeen on saatu eroteltua esim. parhaiten vetorasitusta kestävät kappaleet E omaan ryhmäänsä ja vastaavasti esim. puristusta parhaiten kestävät kappaleet D omaan ryhmäänsä.After marking, it is preferable to sort the pieces according to the use for which they are best suited. For this purpose, a sorting conveyor with loke gratings 40 known per se is connected to the apparatus. After sorting, it is possible to separate e.g. the best tensile-resistant pieces E into their own group and correspondingly e.g. the best compression-resistant pieces D into their own group.

Monet muutkin muunnokset voivat tulla kysymykseen keksinnön soveltamisessa poikkeamatta silti siitä keksinnöllisestä ajatuksesta, joka on esitetty seuraavissa patenttivaatimuksissa. Niinpä värimerkintää voidaan soveltaa siten, että merkitään vain se osa kappaleesta, jonka lujuus ylittää tietyn ennalta määrätyn arvon. Käyttövaiheessa tai aikaisemminkin voidaan tällöin helposti poistaa merkitsemätön, heikkolaatuinen osuus.Many other modifications may be contemplated in the practice of the invention without departing from the inventive idea set forth in the following claims. Thus, color marking can be applied by marking only the part of the part whose strength exceeds a certain predetermined value. In the use phase or even earlier, an unmarked, low-quality part can then be easily removed.

Claims

5!

A method for strength grading timber pieces, in particular sawn timber, in which certain quantities are mechanically examined for each sorted piece, such as the size, location and quality of the branches, the direction of the wood in relation to the length of the piece, the density and moisture of the wood, cracks or other similar damage; and calculating from the measured j quantities the probable strength values of the part to be sorted, j characterized in that for each piece of timber! at least two of the following quantities are determined separately: the tensile strength, the compressive strength, the torsional strength, the buckling strength and the flexural strength of the piece of wood, of which the determination of the latter is already known and that the the part is sorted into the category corresponding to the load case where the strength value of the part exceeds the selected reference value or reference values.

A method according to claim 1, characterized in that the strength values of each piece of timber are determined at several points in the length and width direction of the piece and that on the basis of this it is determined which of the edges of the piece is more resistant to tension and which to compression.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the part of each part whose strength rating exceeds a preset reference value is marked with a color code corresponding to this property.