Висвітлено загальну класифікацію і напрямки розвитку деревообробного устаткування. Описано приципові схеми, технічні характеристики, кінематику та порядок налагодження сучасних верстатів. Розглянуто методику силових розрахунків, особливості визначення потужності на різання та подачу деревини. Запропоновано методику розрахунку продуктивності верстатів.

Освещены общая классификация и направления развития деревообрабатывающего оборудования. Описаны принципиальные схемы, технические характеристики, кинематика и порядок настройки современных станков. Рассмотрены методика силовых расчетов, особенности определения мощности на разрезание и подачу древесины. Предложена методика расчета продуктивности станков.

Висвітлено основні засади підготовки вузьких колодопиляльних стрічкових пилок до роботи, особливості розведення та загострення зубів пилок. Описано нові конструкції обладнання для підготовки зубчастого вінця. Розглянуто питання організації інструментальної дільниці для підготовки вузьких колодопиляльних стрічкових пилок.

Освещены основы подготовки узких колодопилящих ленточных пил к работе, особенности разведения и заострения зубьев пил. Представлены новые конструкции оборудования для подготовки зубчатого венца. Рассмотрены вопросы организации инструментального участка для подготовки узких колодопилящих ленточных пил.

Розглянуто метод розв'язку задачі гільотинного розкрою на базі генетичного програмування. Алгоритм ураховує технологічні обмеження розпила дерева. Для представлення розв'язків розроблено деревоподібну структуру даних, на якій визначено генетичні оператори схрещування та мутації. Запропоновано фітнес функцію, що відображає щільність упакування деталей. Розглянуто програмну реалізацію генетичного алгоритму даної задачі. Проведено її тестування та порівняння з відомими аналогами.

Запропоновано методику динамічного моделювання сили різання деревини на горизонтальному стрічкопилковому верстаті.

Розроблено програмне забезпечення для розрахунку схем розпилювання круглих лісоматеріалів на пилопродукцію з урахуванням виду її розпилювання та заданих кутів радіальності та тангенціальності.

Вирішено науково-технічне завдання вдосконалення технології розкрою букової пиловочної сировини на заготовки без несправжнього ядра та прогнозування специфікаційного виходу даних заготовок. Розроблено математичну модель розкрою колод розвально-сегментним способом з урахуванням подальшого розпилювання отриманих дошок на заготовки та математичну модель складання і розрахунку посадів для одно- та двопрохідних способів розкрою. Отримано регресійні моделі для встановлення коефіцієнта якості, середньої довжини та кількості бездефектних ділянок. Запропоновано вдосконалення технології розкрою букової пиловочної сировини на заготовки без несправжнього ядра, ефективність якого обгрунтовано аналітично та підтверджено практично.

Проведено експериментальні та теоретичні дослідження процесів функціонування устаткування рамних лісопиляних ліній з урахуванням впливу на них усієї сукупності випадкових факторів. Вперше виявлено, що їх достовірною математичною моделлю є багатофазова багатоканальна система масового обслуговування з узагальненим ерлангівським вхідним потоком і часом обслуговування. Запропоновано номограми для розрахунку параметрів отриманої моделі. Набули подальшого розвитку алгоритми і програми імітаційного моделювання тривалості виробничих операцій лісопиляння. Удосконалено алгоритми та програми імітаційного моделювання автоматизованих ліній послідовного агрегатування. Вперше розроблено алгоритм та програму імітаційного моделювання рамних лісопиляних ліній, які працюють зі 100 %-ою брусовкою. Визначено залежності коефіцієнта використання робочого часу лісопиляного потоку від параметрів устаткування і технологічних процесів. Наведено методику розрахунку оптимальних параметрів рамних лісопиляних ліній.

Розвинуто перспективний напрям розпилювання деревини на стрічкопилкових верстатах. Запропоновано методологію забезпечення високопродуктивного розпилювання деревини стрічковою пилкою. Розроблена методологія заснована на встановленні енергосилових закономірностей процесу залежно від орієнтування інструмента відносно волокон анізотропного деревинного матеріалу та динамічних явищ в еквівалентній пружній системі горизонтального стрічкопилкового верстата. Розроблено наукові основи й обгрунтовано рекомендації щодо раціонального загострення та розведення зубців стрічкової пилки як вихідної умови раціональної взаємодії інструмента та деревини. Результати дослідження доцільно використовувати для проектування й експлуатації горизонтальних стрічковопилкових верстатів і устаткування для підготовки зубчастого вінця стрічкових пилок до роботи, у процесах наукових досліджень і у навчальному процесі.

Одержано математичні залежності, що дозволяють визначити кути нахилу річних колець пиломатеріалів ще до початку розпилювання колод. Розроблено математичні моделі розпилювання колод розвально-сегментним і секторним способами на радіальні та тангенціальні пиломатеріали, які доцільно використовувати для прогнозування їх виходу за виробничих умов. Створено програмне забезпечення для розрахунку всіх можливих схем розпилювання колод даними способами на радіальні та тангенціальні пиломатеріали, та оптимізації плану їх розпилювання. Досліджено вплив еліптичності поперечного перетину колоди на загальний об'ємний вихід пиломатеріалів, зокрема, об'ємний вихід пиломатеріалів радіального (тангенціального) розпилювання, обмежених кутом радіальності (тангенціальності).

Поставлено та вирішено задачу синтезу автоматизованої системи керування обробкою деревини на стрічкопилковому верстаті шляхом створення нової технології проектування системи стохастичної стабілізації потужності різання на основі визначення моделей динаміки деревообробного верстат-процесу різання (ДВПР) і неконтрольованих збурень за експериментальними даними. Одержано передаточну функцію системи ДВПР і спектральну щільність випадкової складової неконтрольованих збурень, які діють під час різання на стрічкопилковому верстаті за експериментальними даними, у вигляді дробово-раціональних функцій та визначено зв'язок між параметрами даних моделей та змінами фізико-механічних властивостей деревини та стану ріжучого інструменту. Визначено оптимальні структура та параметри регулятора, увімкнення якого в систему забезпечує максимальну якість керування процесом обробки деревини на стрічкопилковому верстаті та мінімізує енергетичні витрати на різання під час досягнення необхідних якісних показників оброблюваної поверхні. Поширено дію відомого квадратичного критерію якості на вирішення задачі синтезу оптимальної системи стохастичної стабілізації потужності різання для стрічкопилкового верстата, відомої процедури аналізу точності (якості) стохастичної системи стабілізації на визначення рівня якості процесу керування обробкою деревини на стрічкопилковому верстаті, принципів імітаційного моделювання на оцінювання якості процесу керування обробкою деревини за стаціонарних випадкових збурень.

Розв'язано науково-практичну задачу ресурсозбереження деревинної сировини у виробництві радіальних пиломатеріалів шляхом використання методів оптимізації планів розкрою сировини та прогнозування величини її витрати з урахуванням фактичних розмірно-якісних характеристик. Розроблено раціональні технологічні рішення з розкрою круглих лісоматеріалів на обрізні радіальні пиломатеріали заданої специфікації для столярно-будівельного виробництва за допомогою оптимізаційних методів. Визначено продуктивні зони колод різних діаметрів для одержання радіальних пиломатеріалів з використанням різних схем розкрою. Вперше одержано залежності величин витрат сировини з деревини сосни на виготовлення радіальних пиломатеріалів за різними схемами розкрою від об'єму, сорту та збігу колод. Встановлено поліноміальну залежність фактичних витрат сировини на виготовлення радіальних пиломатеріалів від сорту пиловника.

Досліджено науково-практичне завдання, пов'язане з розробленням ресурсоощадних технологій виготовлення радіальних пиломатеріалів і заготовок з колод хвойних порід для потреб столярного виробництва. Незважаючи на значний обсяг наукових досліджень, проведений у даній сфері виробництва й області знань, залишаються не вирішеними питання вибору раціонального способу розкрою колод на радіальні пиломатеріали, розроблення адекватних математичних моделей прогнозування їх об'ємного виходу з урахуванням вад деревини, а також досконалих методів і засобів підвищення ефективності функціонування технологічних потоків розкрою заданої продуктивності для різних типів виробництв. Вирішення поставленого завдання дозволяє раціонально використовувати колоди хвойних порід низької якості за розкроювання їх на радіальні пиломатеріали та столярні заготовки, уможливить прогнозування їх об'ємною виходу заданої якості, а також отримають подальший розвиток інформаційні технології проектування об'єктів деревообробної галузі.

Розроблено математичну модель розпилювання колоди паралельно твірним на пиломатеріали з урахуванням форми поверхні реальної колоди, одержаної за результатами сканування форми поверхонь її поперечних перетинів. Обгрунтовано особливості математичної моделі розрахунку поставів (схем розпилювання) з урахуванням обертання колоди або схеми розпилювання навколо осі колоди на заданий кут за розрізання (розпилювання) вертикальними та горизонтальними січними площинами.

Розроблено математичну модель розпилювання колоди паралельно до лінійної регресійної осі розвальним способом на пиломатеріали з урахуванням форми поверхні реальної колоди, одержаної за результатами сканування форми поверхонь її поперечних перетинів. Обгрунтовано особливості математичної моделі розрахунку схем розпилювання з урахуванням повороту колоди або схеми розпилювання навколо осі колоди на заданий кут за розрізання (розпилювання) вертикальними і горизонтальними січними площинами.

Викладено результати теоретичних та експериментальних досліджень технології виробництва пилопродукції з урахуванням форми та розмірно-якісної характеристики лісоматеріалів. На основі єдиного методологічного підходу до процесу розпилювання колод на пилопродукцію розроблено математичні моделі та методики, які в сукупності описують форму колод, їх розмірно-якісну характеристику та моделюють процес розпилювання, а також дозволяють прогнозувати вихід, розміри, якість і форму пилопродукції та баланс деревинної сировини. Розроблено нечітку експертну систему підтримки прийняття рішень щодо вибору поточних раціональних варіантів розпилювання колод на пилопродукцію, яку використано для оптимізації процесу розпилювання. Одержано набір U- та О-подібних текстур деревини, використання яких розширює дизайнерські можливості у виробництві виробів з деревини. Наведено результати експериментальних досліджень, апробації та впровадження у виробництво і навчальний процес запропонованих положень.

Вирішено актуальне науково-технічне завдання, яке полягає у підвищенні точності розпилювання деревини на горизонтальних стрічкопилкових верстатах з вузькими пилками. Завдання вирішено шляхом комплексного дослідження впливу на процес характерних факторів, удосконаливши конструкцію напрямників пилки та застосувавши автоматичне регулювання швидкості подавання за точністю. Розроблено математичну модель точності пиляння деревини на горизонтальних стрічкопилкових верстатах. Досліджено основні причини виникнення похибок розпилювання: внаслідок поперечної деформації робочої вітки пилки та часткової втрати контакту її з напрямниками. Удосконалено методики визначення бокової сили, що діє на стрічкову пилку в зоні різання, та робочої жорсткості пилки шляхом урахування характерних особливостей горизонтальних стрічкопилкових верстатів. Теоретично обгрунтовано, що типова для горизонтальних стрічкопилкових верстатів конструкція однобічних напрямників пилки не є раціональною з точності пиляння деревини. Для підвищення точності пиляння розроблено конструкцію двобічних контактних напрямників пилки та запропоновано спосіб автоматичного регулювання швидкості подавання за точністю пиляння. Експериментально встановлено, що запропоновані технічні рішення забезпечують зниження середньої хвилястості на 15 - 27 %, хвилястості за екстремумами - на 33 - 50 %.

Увагу приділено підвищенню технологічної точності круглопилкових верстатів для ортопиляння з рухомим пилковим супортом (РПС). Завдання вирішено шляхом комплексного дослідження впливу основних чинників на технологічну точність і удосконаленням конструкцій верстата та інструмента. Розроблено математичну модель точності ортопиляння колод на круглопилкових верстатах з РПС. Уперше визначено показники оцінювання геометричної точності верстата для ортопиляння з РПС та удосконалено методику практичного їх визначання для встановлення класу точності верстата. Удосконалено методику теоретичного визначання складових сили різання під час глухого пиляння, застосовуючи одержану залежність співвідношення дуги різання та дуги ковзання. Одержано емпіричну залежність інтенсивності затуплювання зубців пилки під час глухого пиляння від довжини дуги контакту для визначання періоду стійкості інструмента за точністю обробляння. Для підвищення технологічної точності верстата ортопиляння удосконалено конструкції: механізму різання, твердосплавних круглих пилок та аспіраційної системи. Теоретично встановлено й експериментально підтверджено, що запропоновані технічні рішення забезпечують підвищення технологічної точності верстата ортопиляння у межах 51 - 64 %.

Вирішено науково-технічні завдання підвищення ресурсоощадності виготовлення заготовок за рахунок вибору раціональних варіантів розкрою пиломатеріалів. Розроблено імітаційні моделі підтримки прийняття поточних рішень щодо вибору раціональних варіантів поздовжнього та поперечного розкрою пиломатеріалів на заготовки. Програмна реалізація розроблених імітаційних моделей дає змогу адекватно відтворити процес розкрою пиломатеріалів на заготовки, а її апробація за виробничих умов засвідчила можливість зменшення витрати пиломатеріалів на виконання прийнятих специфікацій заготовок. За результатами статистичного аналізу довжин БД ідентифіковано тип і параметри їх розподілу. Результати імітаційного моделювання поперечного розкрою пиломатеріалів на заготовки надали змогу обгрунтувати рекомендації для підвищення ресурсоощадності цього процесу.

Дослідження присвячено питанням ресурсозбереження низькотоварної деревинної сировини у виробництві пиломатеріалів шляхом підбору раціональних планів розкрою, режимів роботи обладнання та прогнозування витрати пиловочної сировини за умови застосування круглопилкового обладнання. Уперше визначено поправковий коефіцієнт для уточнення розрахунків власної частоти згинальних коливань круглих пилок. Удосконалено конструкцію твердосплавної круглої пилки з пластинами для винесення стружки, що забезпечує ефективне винесення стружки з пропилу та дозволяє покращити якість поверхні пиломатеріалів на 4 %. Експериментально визначено шорсткість та споживану потужність оброблених поверхонь пиломатеріалів під час пиляння пилками регламентованої конструкції згідно з ТУ ТзОВ "Інтекс" та розробленою експериментальною конструкцією пилки. Шорсткість під час різання пилками запропонованої конструкції - 85,5 мкм, тоді як під час застосування пилок базової конструкції - 89 мкм. Споживана потужність під час різання пилками базової конструкції за середніми значеннями була 0,79 кВт, пилками запропонованої конструкції - 0,7 кВт. Експериментально визначено корисний вихід пилопродукції під час розпилювання низькотоварної деревини на пиломатеріали із застосуванням круглопилкового обладнання, а також визначено відповідні коефіцієнти сортності.

На основі аналізу особливостей процесу пиляння круглими пилами й експериментальних досліджень корисного виходу пиломатеріалів заданої специфікації з низькотоварної деревини сосни середніх діаметрів з урахуванням Ti фактичної розмірно-якісної характеристики вирішено завдання ресурсозбереження низькотоварної деревинної сировини у виробництві обрізних пиломатеріалів шляхом використання раціональних планів розкрою та прогнозування величини витрати деревини за умови застосування вдосконаленого дереворізального інструмента круглопилкового обладнання. Визначено основні чинники впливу на енергоспоживання та якість обробленої поверхні, поправковий коефіцієнт для уточнення розрахунків власної частоти згинальних коливань круглих пил. Удосконалено конструкцію круглої пилки для поздовжнього розпилювання колод. Розроблено методику експериментальних досліджень величини корисного виходу пиломатеріалів із низькотоварної деревини з урахуванням фактичної розмірно-якісної характеристики сировини та впливу конструкції інструмента на енергоспоживання та якість обробленої поверхні, резонансних властивостей інструмента.