Обоснование параметров и режимов работы загрузочного устройства дисковой рубительной машины тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Фетяев, Алексей Николаевич

• Фетяев, Алексей Николаевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Фетяев, Алексей Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

^ ^ Виды отходов лесосечных работ и технологий получения топливной ^ ' щепы

^ 2 Анализ конструктивных решений загрузки отходов лесосечных ^ ' работ в мобильные рубительные машины для измельчения

^ ^ Обзор технических средств для загрузки отходов лесосечных работ в ^ ' рубительные машины

^ ^ Основные виды снижения эффективности работы загрузочных ^ ' устройств рубительных машин и пути их устранения

1 Анализ исследований процесса загрузки древесного сырья в ~ „

1.5 ^ 3о рубительные машины

1.6 Выводы. Цель и задачи исследований

Теоретическое исследование рабочего процесса загрузки

2 порубочных остатков в дисковую рубительную 4g

машину

Методика моделирования рабочего процесса загрузки порубочных 2.1 48 остатков

Воспроизводство в модели рабочего процесса загрузки

211 порубочных остатков

Представление в модели вращающихся элементов устройства для

212 измельчения порубочных остатков

Воспроизводство в модели рабочего процесса загрузки

2.1.3 ^ 4 5

порубочных остатков формы загрузочного патрона

Представление узлов механизма подачи в математической модели

Воспроизводство в модели процесса подачи и измельчения

215 порубочных остатков

Представление в математической модели нового устройства для

216 загрузки порубочных остатков

Особенности решения общей системы уравнений математической

217 модели рабочего процессе загрузки сырья

Определение величин сил в точках взаимоконтакта элементов

218 механизма загрузки порубочных остатков

Реализация имитационной модели рабочего процесса загрузки 2.1.9 порубочных остатков в прикладной компьютерной

программе

Особенности проведения компьютерного эксперимента по исследованию влияния конструктивно-технологического 2110 параметров загрузочного устройства на эффективность его

работы

2 2 Исследование влияния параметров механизма загрузки на

эффективность его работы

2.2

2.2.6 2.2

Обоснование групп факторов, используемых в математической модели

Зависимость величин начального и конечного положения

222 гидроцилиндра на конструкцию загрузочного механизма

Исследование воздействия массы порубочных остатков на

223 платформы загрузочного устройства при их подъеме

Изучение влияния скорости движения штока гидроцилиндра на

224 динамику загрузки порубочных остатков

Изучение влияния начального положения порубочных остатков на 2.2.5 платформах загрузочного устройства на эффективность их подъема ^ в загрузочный патрон

Возможные нарушения в работе механизма загрузки при подъеме порубочных остатков в загрузочный патрон

Определение оптимальных конструктивных параметров загрузочного устройства

Изучение значений угловой скорости нижней платформы

2.2.8 загрузочного устройства, влияющих на эффективность подъема

пакета порубочных остатков

Определение величины угловой скорости верхней платформы

2.2.9 загрузочного устройства, влияющей на эффективность подъема

пакета порубочных остатков

Обоснование значения угла остановки нижней платформы загрузочного устройства

Изучение величины угла остановки вращения верхней платформы загрузочного устройства

Определение параметров гидросистемы, обеспечивающей работу 2212 механизма загрузки порубочных остатков

Описание конструктивно-технологической схемы устройства для

измельчения порубочных остатков, оснащенного новым 2.3

загрузочным устройством

2.2.10 2.2

2.4 Выводы

3. Программа и методика экспериментальных исследований

Определение количества и биометрических параметров 3.1 низкокачественной древесины, остающейся на вырубках после

проведения лесосечных работ

Методика проведения экспериментов по изучению

технологических параметров, влияющих на производительность и 3.2 коэффициент потерь при загрузке порубочных остатков в дисковую

рубительную машину, оснащенную новым загрузочным

устройством

Описание лабораторной установки и методики проведения

3.2.2 Подготовка и выполнение лабораторных исследований

Методика многофакторного планирования лабораторных . исследований

3.4 Методика обработки результатов лабораторных исследований

4. Результаты экспериментальных исследований

Результаты определения количества и биометрических параметров

4.1 низкокачественной древесины, остающейся на вырубках после проведения лесосечных работ

Результаты исследования технологических параметров, влияющих на производительность и коэффициент потерь при загрузке

4.2 порубочных остатков в дисковую рубительную машину, оснащенную новым загрузочным устройством

4.3 Выводы

Результаты определения технико-экономической

5. эффективности от внедрения результатов научных исследований в производство

Описание конструкции и принципов работы опытного образца

5.1 дисковой рубительной машины, оснащенной новой конструкцией загрузочного устройства

Определение технико-экономических показателей опытного

5.2 образца дисковой рубительной машины, оснащенной новой конструкцией загрузочного устройства

Расчет экономической эффективности от применения опытного 5.3 образца машины для измельчения порубочных остатков,

оснащенной новой конструкцией загрузочного устройства

^ ^ Технические условия эксплуатации новой дисковой рубительной . машины

Заключение

Список литературы

Приложение А «Копия свидетельства о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2015662639 . Математическое моделирование устройства подъема и подачи порубочных остатков»

Приложение Б «Пример построения картограммы оптимизации в математическом пакете Mathcad 14»

Приложение В «Копия патента на изобретение 2424896, МПК B 27 L 11/00. Устройство для измельчения порубочных остатков»

Приложение Г «Копия патента на полезную модель 158569, МПК B 27 L 11/00. Устройство для измельчения порубочных остатков»

Приложение Д «Копии ведомостей пересчета деревьев»

Приложение Е «Сводки экспериментальных планов»

Приложение Ж « Экспериментальные планы»

Приложение З «Таблицы основных таксационных показателей для определения запасов низкосортной древесины по вырубкам»

Приложение И «Результаты определения запасов низкосортной древесины по вырубкам»

Приложение К «Исходные данные исследования конструктивно-технологических параметров, влияющих на производительность и коэффициент потерь при загрузке порубочных остатков в дисковую рубительную машину, оснащенную новым загрузочным устройством»

Приложение Л «Результаты исследования конструктивно-технологических параметров, влияющих на производительность и коэффициент потерь при загрузке порубочных остатков в дисковую рубительную машину, оснащенную новым загрузочным устройством»

Приложение М «Копия акта опытно-производственной проверки новой конструкции машины для измельчения порубочных остатков»

Приложение Н «Копия акта о внедрении в учебный процесс на кафедре «Лесное хозяйство и лесомелиорация» ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ результатов диссертационного исследования»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров и режимов работы загрузочного устройства дисковой рубительной машины»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Рациональное использование лесных ресурсов является одной из важных задач, которые решает лесопромышленный комплекс России. Комплексное использование древесного сырья, большую часть которого составляют отходы лесозаготовок, является основным резервом повышения эффективности, как малых и средних предприятий, так и крупных лесопромышленных холдингов, поскольку отходы лесозаготовок рассматриваются в виде ценного вторичного сырья, в структуре которого имеются носители уникальных потребительских свойств. Отходы лесозаготовительных работ составляют 21% от всей массы древесины и около 14% запаса лесосечного фонда.

Применяемые в настоящее время технологические процессы производства и потребления отличаются низким уровнем замкнутости. Поэтому только 5-10% сырьевых материалов переходит в конечную продукцию, а 90-95% превращается в отходы.

В современной России создан широкий ассортимент отечественной техники для нужд биоэнергетики, в том числе и недавно построенные мини-ТЭЦ, оснащенные высокотехнологичным оборудованием, способным сжигать сырье практически любой влажности и зольности, в том числе и щепу из порубочных остатков.

Но несмотря на то, что стоимость самого сырья на лесосеке практически равна нулю, большие затраты приходится нести на сбор, доставку и измельчение порубочных остатков. Производительность техники падает в полтора раза по сравнению с использованием круглого леса, что приводит к дополнительным затратам. Поэтому необходима разработка технологического оборудования, повышающая эффективность рабочего процесса переработки отходов лесосечных работ.

Основной операцией при переработке древесных отходов на щепу является их измельчение. При выполнении данной технологической операции в условиях лесосеки наибольшее распространение получили дисковые рубительные машины. Широкий спектр разнообразия, применяемых машин данного типа свидетельствует об универсальности используемых конструктивных схем, которым свойственны: маневренность, высокая производительность и компактность.

Однако практически во всех конструкциях дисковых рубительных машин при обеспечении переработки древесных отходов отсутствует эффективная механизированная загрузка сырья в загрузочный патрон. Данный факт значительно снижает производительность работы дисковых рубительных машин, что сказывается на стоимости конечного продукта переработки отходов лесосечных работ.

Разработка дисковой рубительной машины, оснащенной новой конструкцией загрузочного устройства требует теоретических и экспериментальных исследований, направленных на обоснование его конструктивных и технологических параметров, обеспечивающих высокоэффективный процесс механизированной загрузки отходов лесосечных работ в загрузочный патрон.

Внедрение данного типа оборудование в производственный процесс производства энергетического продукта из отходов лесосечных работ является одним из путей повышения производительность работы дисковых рубительных машин при производстве топливной щепы в условиях лесосеки, позволяя решать проблему повышения эффективности деятельности лесного комплекса РФ.

Работа выполнена в соответствии с приоритетным научным направлением ФГБОУ ВО СГАУ им. Н.И. Вавилова «Модернизация инженерно-технического обеспечения АПК» (регистрационный номер 01201151795) и государственным контрактом на выполнение подрядных работ для государственных нужд № 1731а/20 от 12 октября 2014 года «Разработка современных технологий ускоренного восстановления продуктивности выбывших из оборота

сельскохозяйственных угодий, опустыненных пастбищ и сенокосов, комплексными методами проведения инновационных приемов по био- и фитомелиорации и агролесомелиорации».

Таким образом, исследования, направленные на обоснование конструктивных и технологических параметров загрузочного устройства дисковой рубительной машины является актуальной задачей.

Степень разработанности темы. Вопросам совершенствования конструктивных схем машин и технологического оборудования для загрузки древесных отходов в зону измельчения рубительной машины с целью сохранения их работоспособности при щироком диапазоне параметров измельчаемого сырья посвящены работы Андреева А.А., Доспеховой Н.А., Добрачевой А.А., Тарко Л. М., Баринова К.П., Милютников В.Ю., Кашубы С.М. , Турулай И.В., Питеева В.Г., Санникова А.А., Михина Н.М., Фокина С.В., Бурлакова А.С. и др.

Проведенный анализ научных исследований, посвященных эффективности обеспечения загрузки древесного сырья в рубительные машины различными типами технологического оборудования показал, что авторами не изучался процесс загрузки сырья в виде порубочных остатков в зону рубки. Были попытки описать рабочий процесс загрузки древесных отходов при помощи корректирующих коэффициентов, применение которых было экспериментально не подтверждено.

Поэтому необходимо проведение научных исследований направленных на изучение рабочего процесса загрузки порубочных остатков в дисковую рубительную машину с обоснованием конструктивно-технологических параметров необходимого для этого технологического оборудования.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является повышение эффективности рабочего процесса загрузки порубочных остатков в дисковых рубительных машинах путем обоснования параметров необходимого для этого технологического оборудования.

В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи:

1. Обосновать рабочий процесс взаимодействия конструктивных элементов технологического оборудования для загрузки порубочных остатков с транспортируемым древесным сырьем.

2. Разработать математические модели рабочего процесса загрузки древесных отходов при помощи загрузочного устройства в дисковой рубительной машине и определить влияние конструктивных параметров механизма загрузки на эффективность работы машины для измельчения порубочных остатков.

3. В лабораторных условиях исследовать конструктивно-технологические параметры загрузочного устройства, влияющих на характеристики рабочего процесса загрузки порубочных остатков в дисковую рубительную машину.

4. Определить технико-экономические показатели работы опытного образца машины для измельчения порубочных остатков, оснащенных новой конструкцией загрузочного устройства.

5. Определить экономическую эффективность от применения машины для измельчения порубочных остатков, оснащенных новой конструкций загрузочного устройства.

Научная новизна работы:

1) разработано новое техническое решение процесса механизированной загрузки порубочных остатков, отличающегося возможностью загрузки древесного сырья, имеющего различные геометрические параметры, в дисковую рубительную машину, производимую за счет загрузочного устройства, имеющего связанные между собой шарниром нижнюю платформу со стреловидными захватами и верхную платформу с наклонными стенками, оснащенной многозвеньевой системой подъема устройства (патент РФ на изобретение № 2424896 и полезная модель № 158569);

2) разработана математическая модель рабочего процесса загрузки отходов лесосечных работ новым загрузочным ковшом, отличающаяся учетом геометрических параметров пакета порубочных остатков при его загрузке в дисковую рубительную машину;

3) установлены аналитические зависимости определения основных конструктивных параметров и режимов работы нового загрузочного устройства, отличающиеся учетом их влияния на эффективность рабочего процесса загрузки и измельчения порубочных остатков дисковой рубительной машиной;

4) выявлены математические зависимости технических характеристик процесса загрузки и измельчения порубочных остатков дисковой рубительной машиной от конструктивно-технологических параметров нового загрузочного устройства, отличающиеся учетом влияния на рабочий процесс получения щепы кинематических параметров загрузочного устройства и гидросистемы.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в результатах исследования механических свойств пакета порубочных остатков при его загрузке в дисковую рубительную машину, учете влияния основных конструктивных параметров и режимов работы нового загрузочного устройства, на эффективность рабочего процесса загрузки и измельчения порубочных остатков дисковой рубительной машиной, в установленных зависимостях влияния на рабочий процесс получения щепы дисковой рубительной машиной кинематических параметров загрузочного устройства и гидросистемы.

Практическая значимость работы состоит в разработке новой конструктивно-технологической схемы дисковой рубительной машины для измельчения порубочных остатков, рекомендациях по выбору основных параметров загрузочного устройства и процесса загрузки порубочных остатков в дисковую рубительную машину. Результаты внедрены в ГКУ СО «Заволжские лесничества», в учебный процесс ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет». Разработанная машина для измельчения порубочных остатков экспонировалась на Х1У Российская агропромышленная выставка «Золотая осень» Российская агропромышленная осень ( г. Москва, 11 - 14 октября 2012 г.)

Методология и методы исследования. Теоретические исследования были проведены на базе имитационного моделирования и разработки математической модели технологического процесса загрузки порубочных остатков в дисковую

рубительную машину с применением положений классической динамики (методов динамики частиц и конечных элементов). Решение систем дифференциальных уравнений проводилось при помощи численного интегрирования на ЭВМ. Проведение экспериментальных исследований осуществлялось с применением теории планирования и общепринятой методики обработки экспериментальных данных.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются конструкция машины для измельчения порубочных остатков и рабочий процесс загрузки порубочных остатков в дисковую рубительную машину. Предметом исследования являются конструктивные и технологические параметры загрузочного устройства и основные параметры рабочего процесса загрузки порубочных остатков в дисковую рубительную машину.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Научные результаты, полученные при проведении исследований, соответствуют п. 5 «Обоснование и оптимизация параметров и режимов работы лесозаготовительных и лесохозяйственных машин» паспорта специальности 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства.

Научные положения, выносимые на защиту:

1) новое техническое решение процесса механизированной загрузки порубочных остатков, имеющего возможность загружать древесное сырье, имеющего различные геометрические параметры, в дисковую рубительную машину;

2) математическая модель рабочего процесса загрузки отходов лесосечных работ новым загрузочным ковшом, позволяющая учитывать геометрические параметры пакета порубочных остатков при его загрузке в дисковую рубительную машину;

3) аналитические зависимости определения основных конструктивных параметров и режимов работы нового загрузочного устройства, позволяющие определить их влияния на эффективность рабочего процесса загрузки и измельчения порубочных остатков дисковой рубительной машиной;

4) математические зависимости технических характеристик процесса загрузки и измельчения порубочных остатков дисковой рубительной машиной от конструктивно-технологических параметров нового загрузочного устройства, позволяющие учитывать влияние кинематических параметров загрузочного устройства и гидросистемы на рабочий процесс получения щепы.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована теоретически и доказана лабораторными и полевыми исследованиями, проверкой опытного образца дисковой рубительной машины, оснащенной загрузочным устройством, в условиях вырубок, статистической обработкой результатов экспериментов.

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Лесное хозяйство и лесомелиорация» ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» в 2010-2016 гг.

Основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова (2010-2015 гг.), международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения» (г. Саратов, 2009- 2010 г.г.), международной научно-практической конференции «Наука и образование в XXI веке» (г. Тамбов, 2013.г.), международной научно-практической конференции «Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика» (г. Воронеж, 2014, 2015 г.г.), международной научно-практической конференции «Проблемы природоохранной организации ландшафтов» (г. Новочеркасск, 2015 г.)

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований, планировании и проведении экспериментов, разработке конструкций лабораторной и полевой установок, выполнении вычислительных операций, анализе результатов работы, подготовке основных публикаций по теме исследования.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 17 работах, включая 4 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК, 2 патента на

изобретение и полезную модель, свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы 230 страниц текста, из них основного текста 188 страниц. Работа включает 85 рисунков, 54 таблицы и 119 использованных литературных источников, 17 из которых являются иностранными.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Виды отходов лесосечных работ и технологий получения

топливной щепы

Дерево состоит из ствола, кроны и корней. Корни предназначены для укрепления дерева в грунте, для всасывания влаги и растворенных в ней минеральных веществ и подачи их к стволу. Ствол удерживает крону и служит для перемещения воды и питательных веществ от корней через ветви к листьям, а от листьев обратно к корням.

При правильном ведении хозяйства лесозаготовительные предприятия должны использовать на лесосеке не только стволовую древесину, но и другие части дерева, а так же утилизировать отходы лесозаготовок, если это не оказывает вредного воздействия на окружающую среду. Данное мероприятие позволит увеличить ресурсы используемого древесного сырья без увеличения объемов лесозаготовительного производства [7,8,103,106].

При используемых на практике технологических процессах лесозаготовок из общего запаса древесного сырья на каждой лесосеке, отводимой в рубку, используется главным образом стволовая древесина, которая по объему составляет 62-65 % от биомассы дерева. Остальные 35-38 % биомассы дерева зачастую остаются на лесосеках в виде потерь и отходов лесозаготовок [3].

К порубочным остаткам относят сучья, ветви, вершины и обломки стволов деревьев. Основным направлением использования сучьев, ветвей и вершин является получение зеленой и топливной щепы, древесной зелени [75,84,111,115].

Обломки стволов деревьев используют, в основном, для получения балансовой древесины и технологической щепы [116]. Сучья, ветви и вершины образуются при очистке стволов деревьев от сучьев механизированным или

ручным способом, место концентрации которых на лесосеке зависит от принятой технологии лесосечных работ:

1) очистка стволов деревьев от сучьев и отделение вершин после их валки при этом сучья, ветви и вершины рассредоточены по территории лесосеки, их собирают в кучи, сжигают или перерабатывают на щепу с помощью передвижных рубительных машин; часть порубочных остатков может быть оставлена на территории лесосеки для перегнивания;

2) очистка стволов деревьев от сучьев и отделение вершин после их трелевки при этом все сучья, ветви и вершины в виде куч, находятся на погрузочных площадках или на верхних складах лесосеки, далее их сжигают или перерабатывают на щепу с помощью передвижных рубильных машин;

3) очистка стволов деревьев от сучьев после их вывозки с лесосек при этом все сучья, ветви и вершины, вывезенные со всех осваиваемых лесосек, находятся на нижнем лесопромышленном складе [46].

Очистка стволов деревьев от сучьев осуществляется, как правило, с помощью стационарных сучкорезных машин, а переработка сучьев, ветвей и вершин - с помощью стационарных рубильных машин; этот вариант технологического процесса наиболее благоприятен при комплексном использовании всех порубочных остатков на щепу [16,17,112,117].

Обломки стволов образуются в процессе валки деревьев, а также в процессе трелевки или погрузки, особенно в зимний период при температуре воздуха ниже 20 °С. При валке деревьев бензиномоторными пилами свободное падение дерева иногда сопровождается появлением излома ствола в месте его удара о землю. Длина таких обломков достигает 4-6 м.

При валке деревьев валочно-пакетирующей машиной часто наблюдается излом стволов в захватном устройстве. Ломаются, как правило, тонкомерные деревья и деревья, имеющие стволовую гниль. Доля таких обломков среди лесосечных отходов достигает 6 %.

Большое количество обломков стволов образуется при их погрузке на лесовозный транспорт челюстными погрузчиками. Доля таких обломков составляет около 6,6 % запаса древесины на 1 га.

Опыт некоторых лесозаготовительных предприятий показывает, что благодаря развитию химической и химико-механической переработки древесного сырья можно использовать и такие элементы все дерева, включая сучья, ветви, вершины, пни, кору [9,113].

Но для практического применения они должны быть заготовлены и переработаны на технологическое сырье в виде щепы. Например, щепа из сучьев, вершин, кусков стволовой древесины, тонкомерных деревьев является полноценным сырьем для плитных и гидролизных производств. Хвою, неодревесневевшие побеги, листья можно использовать при производстве витаминной муки для животных, хлорофиллокаротиновой пасты и эфирных масел для парфюмерии и фармацевтики [11,18].

Для энергетических целей наиболее перспективным сырьём являются:

- отходы лесозаготовки;

- сучья, ветви, вершины;

- древесное сырьё, получаемое от рубок ухода при осветлении молодняка, рубках прореживания.

Сырьем для производства топливной щепы при лесозаготовках служат, в основном, отходы лесозаготовок. Производство древесного топлива можно разделить на две стадии: заготовка древесины и переработка древесной биомассы в щепу [13,47].

В процессе лесозаготовок неизбежны потери отходов и вынужденный расход их на производственные нужды (укрепление трелевочных волоков, лесовозных усов и др.). Установлено, что средний норматив отпада отходов при валке и трелевке, используемых в дальнейшем на удобрение, в процентах от объема вывозки древесины составляет 5,4 %, а на укрепление трелевочных волоков - 6,0 %.

Таким образом, реальные физические ресурсы отходов лесозаготовок будут меньше потенциальных на величину неизбежных потерь в процессе лесозаготовок, и средний норматив отходов, пригодных к использованию, составляет 3,1 % от объема вывозки древесины [45].

По отдельным странам СНГ и их лесным регионам эти нормативы будут несколько отличаться от средних значений. Так, для России нормативы образования отходов лесозаготовок на лесосеке от объема вывозки древесины следующие: всего отходов 12,2 %, в том числе отпад отходов при валке и трелевке - 5,3 %. на укрепление волоков - 4,3 %, пригодных к использованию - 2.6 %.

3

Ориентировочно, по данным ЦНИИМЭ, на 1 м заготовленной древесины приходится 56 кг древесной зелени, содержащей 36 кг хвои и листьев. Установлено, что отходы лесозаготовок и маломерную древесину экономически целесообразно перерабатывать на технологическую щепу для плитных и гидролизных производств непосредственно на лесосеке с применением мобильных рубительных машин и подачей полученной щепы непосредственно в кузов автощеповоза [21].

Техническую зелень целесообразно заготавливать в местах образования отходов лесозаготовок и лучше всего в процессе производства технологической щепы из этих отходов.

Применяемые на практике технологии освоения лесосечных отходов для энергетических целей предполагают, что древесина будет использована в измельченном виде (топливной щепы) [26,109].

В зависимости от того, где производится топливная щепа, все технологии можно разделить на три группы:

1. технологии с производством щепы у пня (на лесосеке);

2. технологии с производством щепы на верхнем или нижнем складе;

3. технологии с производством щепы у потребителя [23,108].

В соответствии с видом древесного сырья, подвергаемого измельчению на щепу, применяются различные рубильные машины, отличающиеся следующими конструктивно-технологическими признаками:

- мобильность;

- тип рабочего органа;

- вид и число используемого режущего инструмента;

- способ и направление подачи древесного сырья;

- форма загрузочных устройств;

- способ отбора щепы;

- вид энергии, используемой для привода рабочего органа.

В настоящее время широкое применение получила технология производства топливной щепы на лесосеке. При этом производство топливной щепы на лесосеке и технологический процесс, система машин на заготовке древесины взаимосвязаны [48].

Данный технологический процесс включает в себя следующие операции:

-валка деревьев производится бензомоторными пилами;

- трелевка осуществляется трелевочными тракторами с сортировкой по диаметрам: крупномерные перемещаются к сучкорезной машине, а тонкомерные-к передвижной рубильной машине [27].

При этом передвижная рубильная машина, двигаясь вдоль штабеля из тонкомерных деревьев, при помощи загрузочного устройства захватывает деревья за вершинную часть и направляет их в загрузочный патрон рубильной машины для измельчения. Вырабатываемая в процессе рубки щепа загружается в контейнеры, которыми комплектуются автощеповозы. Тонкомерные деревья перерабатываются на щепу по вышеописанной технологии [59].

Крупномерные деревья заготавливается следующим образом по следующей технологии:

-валка и раскряжевка деревьев производится бензиномоторной пилой;

- полученные кряжи перемещаются к сучкорезно-окорочной машине, а затем в загрузочный патрон передвижной рубительной машины для измельчения на топливную щепу [28,29,30,31,95].

При данной технологической схеме разработка лесосеки производится в два приема. В первый прием заготавливается малоценная, мелкая и фаутная

древесина, которая трелюется к рубильной машине. Во второй прием заготавливаются оставшиеся на лесосеке деревья [32,33,51].

Анализ видов отходов древесины при проведении лесохозяйственной деятельности показал, что они составляют значительные объемы при заготовке леса. В современных условиях развития лесного комплекса необходимо увеличивать объемы переработки отходов для различных народохозяйственных целей.

Переработка отходов лесосечных работ на топливную щепу является наиболее перспективным направлением в энергетике, использующей для производства тепла возобновляемые источники энергии.

Применяемые на практике технологии измельчения лесосечных отходов для получения топливной щепы предполагают применение мобильных рубительных машин, отличающихся высокой производительность и маневренностью, что особо ценно в условиях значительной разрозненности местоположения лесосек. Однако применение челюстных загрузочных устройств повышает процент отхода древесины при лесозаготовках.

1.2 Анализ конструктивных решений загрузки отходов лесосечных работ в мобильные рубительные машины для измельчения

По принципиальной конструктивной схеме загрузки отходов лесосечных работ в рубительные машины для измельчения все существующие способы можно подразделить на два класса (рисунок 1.1):

- с позиционной загрузкой;

- с непрерывной загрузкой.

При этом конструктивная схема, основанная на позиционной загрузке отходов лесосечных работ предполагает возможность ручной и механизированной загрузки древесного сырья в зону измельчения. Непрерывная

загрузка сырья в зону рубки предполагает только механизированную загрузку древесных отходов [41,42].

Ручной загрузке порубочных остатков в рубительную машину характерна специальная конструкция загрузочного патрона. Отходы древесины подаются под углом в горизонтальной и вертикальной плоскостях к рубительным ножам, тем самым осуществляя автоподачу материала в зону рубки.

Рисунок 1.1- Классификация способов загрузки сырья для измельчения

Данный процесс осуществляется следующим образом. При рубке древесина постоянно подается к рабочему органу машины за счет перемещения по наклонному загрузочному патрону во время пауз в работе ножей, так и за счет затягивания сырья в процессе рубки [53,68,107].

Существенное влияние на процесс затягивания древесины ножами оказывает угол наклона загрузочного патрона. Опыты показали, что с увеличением угла наклона загрузочного патрона происходит наращивание затягивающих сил (рисунок 1.2).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фетяев, Алексей Николаевич, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Албяков, М. П. Справочник механизатора лесного хозяйства [Текст] / М. П. Албяков, Г. П. Ильин, Г. Б. Климов.- М.: Лесн. пром-сть, 1977.- 230 с.

2. Александров, В. А. Механизация лесного хозяйства и садово-паркового строительства [Текст] / В. А. Александров, С. Ф. Козьмин, Н. Р. Шоль, А. В. Александров. — Санкт-Петербург, Лань, 2012 г.- 528 с.

3. Алябьев, А.Ф. Обоснование технологических комплексов машин для лесовосстановления [Текст] / А.Ф. Алябьев. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2010. - 265 с.

4. Андреев, А. А. Анализ технологических операций получения древесной щепы [Текст] / А. А. Андреев, Н. А.Доспехова , В. С. Копарев - Научный журнал КубГАУ, №81(07), 2012. - С. 1-16

5. А. с. 808281, МПК В27 Ь 11/00. Машина для переработки древесной растительности на технологическую щепу [Текст] /В.В. Смердов, Н.Я. Сотонин: заявители и патентообладатели: Свердловское научно - производственное лесозаготовительное объединение и Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола.- № 2454512/29-15; заявл. 21.02.1977; опубл.: 28.02.1981.-Бюл. 8.

6. Баринов, К.Н. Синтез согласующего устройства для манипуляторов трелевочных и валочно-трелевочных машин [Текст] / К.Н. Баринов , В.Ю. Милютников.- Лесной журнал,1985.- № 4- С. 33-35.

7.Бартенев, И.М. и др. Технологии и механизация лесохозяйственных работ: учебное пособие [Текст] / И.М.Бартенев, М.В. Драпалюк, П.Э. Гончаров, С.В. Дорохин, В.А. Смирнов.- Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА», 2010.-136 с.

8. Бартенев, И.М. Система машин для лесного хозяйства и защитного лесоразведения : учебное пособие [Текст] / И.М. Бартенев, М.В. Драпалюк, М.Л. Шабанов.- Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА», 2010.-215 с.

9. Баклагин, В.Н. Обоснование технологических решений, повышающих эффективность производства щепы энергетического назначения на лесосеке //дис.

... канд. техн.: наук: 05.21.01 [Текст] / Баклагин Вячеслав Николаевич. -Петрозаводск, Петрозаводский государственный университет, 2011. - 181 с.

10. Березников, С.В. Технико-экономические показатели работы новой конструкции дисковой рубительной машины [Текст] / С.В. Березников, С.В. Фокин // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2014. - Т. 2. № 3-2 (8-2). - С. 270-272.

11. Бирюков, М.В. Исследование и разработка технологии приготовления технологической щепы из древесины лиственницы [Текст] / М.В. Бирюков -Автореф...канд. тех. наук. - Свердловск, 1969.-21с.

12.Боровиков, В. П. Программа STATISTIKA для студентов и инженеров [Текст] / В. П. Боровиков. - М. : Компьютер пресс, 2001. - 301 с.

13. Брик , М.И. Технологическая щепа. [Текст] / М.И. Брик, Б.А. Васильев -М: Лесная промышленность,1975.-208 с.

14. Бурлаков, А.С. Об определении конструктивно-технологических параметров механизма подачи дисковой рубительной машины [Текст] / А.С. Бурлаков, С.В. Фокин // Современные проблемы науки и образования. - 2013. № 5. - С. 129.

15. Бутенин, Н. В. Курс теоретической механики : учеб. пособие [Текст] / Н. В. Бутенин, Я. Я. Лунц, Д. Р. Меркин. - 4-е изд. - М. : Наука, 1985. - Т. 1. - 239 с.

16. Вальщиков, Н.М. Рубительные машины [Текст] / Н.М. Вальщиков // Л.: Машиностроение. - 1970. - 328 с.

17. Вальщиков, Н.М. Рубительные машины: монография [Текст] / Н.М. Вальщиков, Э.П. Лицман // М.: Лесная промышленность. - 1980. - 96 с.

18. Васильев, С.Б. Обоснование технологии и оборудования производства щепы при неистощительном лесопользовании: дисс. ... доктора техн. наук: 05.21.05, 05.21.01 [Текст] / С. Б. Васильев. - Петрозаводск. -2002. - 342 с.

19.Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных [Текст] / Г. В. Веденяпин.- М. : Колос, 1967.- 159 с.

20. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей [Текст] / Е.С. Вентцель.- М.: Изд-во "Наука", 1969. - 576 с.

21. Винокуров, В. Н. Машины и механизмы лесного хозяйства и садово-паркового строительства : учебник для вузов [Текст] / В. Н. Винокуров, Г. В. Силаев,

A.А. Золотаревский ; под ред. В. Н. Винокурова. - М. : Академия, 2004. - 400 с.

22. Воронин, И. В. Экономическая эффективность в лесохозяйственном и агролесомелиоративном производствах [Текст] / И. В. Воронин, А. А. Сенкевич,

B. А. Бугаев. - М. : Лесная промышленность, 1975. - 176 с.

23. Технологические решения для реализации потенциала ресурсосбережения при переработке круглых лесоматериалов на щепу [Текст] / Васильев С.Б., Девятникова Л.А., Колесников Г.Н., Симонова И.В. // Петрозаводск. - 2013. - 92 с.

24. Германович, А.О. Анализ сменной производительности мобильных рубильных машин [Текст] / А.О. Германович // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. -2014.- № 2-2 (7-2). -С. 50-54.

25. Германович, А.О. Моделирование работы рубильной машины на мобильном шасси [Текст] / А.О. Германович // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. - 2014.- № 2.- С. 83-87.

26. Гомонай, М.В. Ресурсосберегающие технологии измельчения древесины на щепу в рубильных машинах с многорезцовыми и ножевыми рабочими органами [Текст] / Гомонай Михаил Васильевич // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук.- Воронеж, 2003. - 413 с.

27. Гомонай, М.В. Передвижная система машин для комплексной переработки древесины [Текст] / М.В. Гомонай, В.Д. Никишов // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. -2006. - № 6. - С. 87-91.

28. Гомонай, М.В. Переработка древесного сырья на лесосеке [Текст] / Гомонай Михаил Васильевич // Лесная промышленность. -1998. -№ 4. -С. 15-17.

29. Гоцелюк, М.А. Механизация работ в городском зеленом строительстве [Текст] / М.А. Гоцелюк, В.А. Зотов.- М:Стройиздат,1988.-279 с.

30. Гороховский, К.Ф. Исследование процесса измельчения сучьев [Текст] / К.Ф. Гороховский: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Свердловск, 1971. - 19 с.

31. Гороховский, К. Ф., Технология и машины лесосечных и лесоскладских работ [Текст] / К.Ф. Гороховский,. В. П. Калиновский, Н. В. Лившиц — М.: Лесная промышленость, 1980.— 384 с.

32. ГОСТ 15815-83 [Текст] -«Щепа технологическая. Технические условия», с изм. № 1, 2. http://libgost.ru/gost/9082-GOST_15815_83.html (дата обращения 20.01.2015).

33. ГОСТ 23246-78 [Текст] - «Древесина измельченная. Термина и определения».

34. Гулд, Х. Компьютерное моделирование в физике [Текст] / Х. Гулд, Я. Тобочник- Ч. 2. - М.: Мир, 1990. - 400 с.

35. Линия производства технологической щепы из низкокачественной древесин / И.В.Григорьев, Б.М. Локштанов, О.А. Куницкая, А.Е. Гулько // патент на полезную модель RU 113690 11.11.2011

36. Дорохов, С.П. Сравнительное исследование времени циклов двухзвенного манипулятора при различной организации движения его звеньев [Текст] / С.П. Дорохов.- Лесной журнал, №3, 2011.- С. 64.

37. Друк, Л.В., Дорошенко В.А., Леонов Л.В. Выбор вариантов технологического оборудования первичной обработки древесины. [Текст] / Л.В. Друк , В.А. Дорошенко, Л.В. Леонов. - Лесной журнал, №2, 2000.- С.69.

38. Добрачев, А.А. Кинематические схемы, структуры и расчет параметров лесопромышленных манипуляторных машин: монография [Текст] / А.А. Добрачев, Л.Т. Раевская, А.В. Швец - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2014. - 128 с.

39. Доспехова, Н.А. Рациональное использование древесного сырья: некоторые новые технические и технологические решения [Текст] / Н.А. Доспехова, М.И. Зайцева, Ю.В. Никонова // Современные научные исследования

и инновации. - 2015. - № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/01/45494.

40. Доспехов, В. А. Методика полевого опыта [Текст] / В. А. Доспехов. - М. : Агропромиздат, 1985. - 308 с.

41. Застенский, Л. С. Машины и механизмы лесного хозяйства : учеб. пособие [Текст] / Л. С. Застенский ; МГУЛ. - М., 2005. - 240 с.

42. Зима, И. М. Механизация лесохозяйственных работ [Текст] / И. М. Зима, Т. Т. Малюгин. - М. : Лесная промышленность, 1976. - С. 349-350.

43. Инженерные расчеты на ЭВМ: Справочное пособие [Текст] / Под ред. В.А. Троицкого. - Л.: Машиностроение, 1979. - 288 с.

44. Инструкция по определению экономической эффективности новых строительных, дорожных, мелиоративных машин, противопожарного оборудования, лифтов, изобретений и рационализаторских предложений [Текст] / ЦНИИТЭИстроймаш. - М., 1978. - 243 с.

45. Использование низкокачественной древесины и древесных отходов на лесозаготовительных предприятиях: экспресс-информация [Текст] / ВНИПИЭИлеспром. - М., 1990. - 32 с.

46. Использование низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок: справочник. [Текст] - М.: Лесная промышленность,1970.- 248 с.

47. Казимиров, Н. И. Ресурсы древесной зелени в нечерноземной зоне РСФСР [Текст] / Н. И. Казимиров // Проблемы кормового использования лесных ресурсов: сб. науч. тр. - Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1979. - С. 8-12.

48. Карпачев, С.П. Заготовка щепы на лесосеке с использованием мягких контейнеров [Текст] / С.П. Карпачев, Е.Н. Щербаков, Д.В. Шмырев // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2014. - Т. 2. -№ 3-4 (8-4). - С. 217-222.

49. Калиниченко, Н. П. Лесовосстановление на вырубках [Текст] / Н. П. Калиниченко, А. И. Писаренко, Н. А. Смирнов. - Москва : Экология, 1991. - 384 с.

50. Кашуба, С.М. Оптимизация элементов манипулятора для лесоматериалов [Текст] /С.М. Кашуба, И.В. Турулай -Механизация лесоразработок и транспорт леса.- Минск: Вышэйша школа, 1985.- С. 39-41.

51. Коробов, В. В. Переработка низкокачественного древесного сырья (проблемы безотходной технологии) [Текст] / В. В. Коробов, Н. П. Рушнов. - М. : Экология, 1991. - 288 с.

52. Косачев, Г. Г. Экономическая оценка сельскохозяйственной техники [Текст] / Г. Г. Косачев. - М. : Колос, 1978. - 240 с.

53. Куницкая, О.А. Переработка низкотоварной древесины на технологическую щепу [Текст] / О.А. Куницкая, Б.М. Локштанов, И.В. Григорьев // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. -2014. - Т. 2. № 3-2 (8-2). - С. 379-382.

54. Лагарьков, А.Н. Метод молекулярной динамики в статистической физике [Текст] / А.Н. Лагарьков , В.М. Сергеев // УФН. - 1978. - Т. 125. - № 7. -С. 409-448.

55. Линник, Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений [Текст] / Ю.В. Линник- М.: ГИФМЛ, 1958. - 333 с.

56. Ледницкий, А.В. Сравнительный анализ систем машин для производства топливной щепы [Текст] / А.В. Ледницкий, // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. -2013. -№ 1 (93). -С. 9498.

57. Метальников, М. С. Лесохозяйственные машины [Текст] / М. С. Метальников. - Москва : Экология, 1991. - 280 с..

58. Моделирование сельскохозяйственных агрегатов и их систем управления: учеб. для вузов [Текст] / под ред. А. Б. Лурье. - Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1979. - 312 с.

59. Никишов, В.Д. О качестве технологической щепы или оценка технологической щепы, или к вопросу оценки качества щепы по стандарту

[Текст] / В.Д. Никишов, М.В. Гомонай // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. - 2001. - № 5. - С. 130-133.

60. Онучин, Е.М. Имитационное моделирование движения многооперационной лесной машины [Текст] / Е.М. Онучин, Ю.А. Ширнин // Лесной журнал,2003, №4- С.65.

61. Орлов, А.И. Прикладная статистика [Текст] / А.И. Орлов . - М.: Экзамен, 2006. - 671 с.

62. Отраслевые методические указания и нормативно-справочные материалы для определения экономической эффективности новой техники в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении [Текст] / под ред. Ф. И. Яловенко. - М., 1976. - Ч. 1. - 230 с.

63. Отраслевые методические указания по определению экономической эффективности использования в лесном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. [Текст] - М., 1981. - 45 с.

64. Отраслевые методические указания по определению экономической эффективности использования в лесном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений [Текст] / ЦБНТИлесхоз. - М., 1978. - 78 с.

65. Пат. на изобретение 2386233, МПК А 01 В 63/104 Гидравлическая система лесохозяйственных машин [Текст] / Цыплаков В. В., Фокин С. В, Рыхлов Р.А. ; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - № 2008144084 ; заявл. 05.11.2008 ; опубл. 20.04.2010, Бюл. № 11.

66. Пат. на изобретение 2424896, МПК В 27 Ь 11/00. Устройство для измельчения порубочных остатков [Текст] / В.В. Цыплаков, С.В. Фокин, А. Н. Фетяев: заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». -№ 2010110972/21; заявл. 22.03.2010 ; опубл. 27.07.2011, Бюл. № 21.

67. Пат. на полезную модель 158569, МПК В 27 Ь 11/00. Устройство для измельчения порубочных остатков [Текст] / С.В. Фокин, А. Н. Фетяев: заявитель и патентообладатель ФГОУ ВО Саратовский ГАУ. - 2015121643/13; заявл. 23.06.2015 ; опубл. 10.01.2016, Бюл. № 1.

68. Полежаев, К.В. Повышение эффективности производства щепы энергетического назначения мобильными машинами для территориально распределенных потребителей // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.21.01 [Текст] / К.В. Полежаев.- Петрозаводский государственный университет. Петрозаводск.- 2009. - 165 с.

69. Питеев, В.Г. Совершенствование машин манипуляторного типа для сортиментной заготовки древесины: Дис. в виде научного доклада на соиск. ученой степени канд. техн. наук [Текст] / В.Г. Питеев. - Воронеж. гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 1995.- 23 с.

70. Петрик, В. В. Система машин в лесном хозяйстве : учебное пособие для вузов / В. В. Петрик, Н. П. Гаевский ; Арх. гос. техн. ун-т. - Архангельск : Архангельский государственный технический университет, 2008. - 160 с.

71. Расчет и проектирование строительных и дорожных машин на ЭВМ [Текст] / Под ред. Е.Ю. Малиновского. - М.: Машиностроение, 1980. - 216 с.

72. Рубцов, Ю.В. Технология переработки низкокачественной древесины на щепу рубительными машинами в США и России [Текст] / Ю.В. Рубцов, Г.В. Коннова, С.В. Рудько // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. - 2011. - Т. 1. - № 8. - С. 108-114.

73. Рукомойников, К.П. Развитие инфраструктуры поквартального освоения участков лесного фонда [Текст] / К.П. Рукомойников // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал.- 2008.- № 2. - С. 7.

74. Румшиский, Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента [Текст] : справочное руководство [Текст]/ Л. З. Румшиский - М. : Наука, 1971. -192 с.

75. Саввин Е.В. О проблемах измельчения порубочных остатков на лесосеке / Е. В. Саввин, С. В. Фокин // Лесотехнический журнал. - 2011. - № 2. - С. 30-31.

76. Силаев А.Б. Грузоподъемные и транспортные устройства в деревообрабатывающей промышленности / А.Б. Силаев // М., Издательство «Лесная промышленность».- 1978. - С. 188-191.

77. Санников, А.А. Надежность машин. Трибология и триботехника в оборудовании лесного комплекса: Учебное пособие [Текст] /А.А. Санников, Н.В. Куцубина, А.М. Витвинин.- Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2006.- 145 с.

78. Свидетельство о гос. регистрации программ для ЭВМ № 2015662639. Математическое моделирование устройства подъема и подачи порубочных остатков [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин :заяв. И патентообладатель ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ.- 2015617036; заявлено 30.07.2015 г.; зарегистрировано 30.11. 2015 г.

79. Судьев, Н. Г. Лесохозяйственный справочник для лесозаготовителя / Н. Г. Судьев, Б. Н. Новиков, Л. Н. Рожин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Лесная промышленность, 1989. - 328 с.

80. Симонова, И.В. Теоретическое исследование процесса взаимодействия древесного сырья с рабочим органом дисковой рубительной машины [Текст]/ И.В. Симонова, С.Б. Васильев // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2009. - № 99.- С. 102106.

81. Системы машин для производства топливной щепы из древесной биомассы по технологии заготовки деревьями [Текст]/ Суханов Ю.В., Селиверстов А.А., Сюнев В.С., Герасимов Ю.Ю. // Тракторы и сельхозмашины. -2012. - № 1.- С. 7-13.

82. Силаев, Г. В. Механизация работ в комплексном лесном предприятии / Г. В. Силаев, О. М. Шапкин, А. А. Золотаревский. - Москва : Лесная промышленность, 1989. - 272 с.

83. Тарко, Л.М. Переходные процессы в гидравлических механизмах [Текст] / Л.М. Тарко- М.:Машиностроение,1973.-168 с.

84. Тихонов, И.И. Заготовка и переработка низкотоварной древесины на щепу в условиях лесосеки [Текст] / И.И. Тихонов, И.В. Григорьев, А.И.Никифорова // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2014. - Т. 2. № 5-4. - С. 337-341.

85. Фетяев, А.Н. О способах подачи порубочных остатков в зону измельчения рубительных машин [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Лесотехнический журнал: ВГЛТА- Воронеж- 2011. - № 2. - С. 45-50.

86. Фетяев, А.Н. О совершенствовании конструкции устройства для измельчения порубочных остатков [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин, А.С. Бурлаков // Вавиловские чтения- 2009: Материалы конференции.-Саратов: ООО Издательство «КУБ иК»,2009.- С.254-255.

87. Фетяев, А.Н. О работе устройства для измельчения порубочных остатков [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Вавиловские чтения- 2010: Материалы конференции.-Саратов: ООО Издательство «КУБ иК»,2010.- С. 99-101.

88. Фетяев, А.Н. Об иммитационной модели процесса измельчения порубочных остатков [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Научно-технический вестник Поволжья, В.2/ издательство «Научно-технический вестник Поволжья»-Казань, 2012.- С. 291-295.

89. Фетяев, А.Н. О конструкции механизма подъема порубочных остатков опытного образца дисковой рубительной машины [Эл. ресурс] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/7869 (дата обращения: 13.09.2013).

90. Фетяев, А.Н. О представлении в модели механизма подъема порубочных остатков дисковой рубительной машины [Эл. ресурс] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 5; URL: http://www.science-education.ru/111-10350 (дата обращения: 15.10.2013).

91. Фетяев, А.Н. О динамическом анализе работы механизма подъема порубочных остатков дисковой рубительной машины [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Наука и образование в XXI веке: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции (30 сентября 2013 года г. Тамбов). /ТРОО «Бизнес-Наука- Общество», 2013. - Ч.7.-С.148-149.

92. Фетяев, А.Н. Особенности проведения компьютерного эксперимента по моделированию работы механизма загрузки порубочных остатков [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Актуальные направления научных исследований XXI века:

теория и практика: сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции: изд-во ВГЛТА, Воронеж, 2014 г. № 2 ч.2- С.247-251.

93. Фетяев, А.Н. О кинематических и динамических характеристиках механизма подъема порубочных остатков дисковой рубительной машины [Эл. ресурс] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Современные проблемы науки и образования.

- 2014. - № 3; URL: http://www.science-education.ru/117-13574 (дата обращения: 18.06.2014).

94. Фетяев, А.Н. Постановка задачи на теоретическое исследование рабочего процесса загрузки порубочных остатков механизмом загрузки гидроманипуляторного типа [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции: изд-во ВГЛТА, Воронеж,2014 г. № 3 ч.2- С.452-454.

95. Фетяев, А.Н. Об использовании отходов лесосечных работ [Текст] / А.Н. Фетяев // Проблемы природоохранной организации ландшафтов: материалы межд. науч.-практ. конф., / Ред. кол.: Н. А. Иванова (отв.ред.) и др.; НИМИ ДГАУ.

- Новочеркасск: Лик, 2015. - С.255- 260.

96. Фетяев, А.Н. Технико-экономическое обоснование применения опытного образца рубительной машины [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции: изд-во ВГЛТА, Воронеж,2014 г. № 5- 3 (16-3) -С.201-204.

97. Фетяев, А.Н. К оценке работоспособности опытного образца рубительной машины в производственных условиях [Текст] / А.Н. Фетяев // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции: изд-во ВГЛТА, Воронеж,2014 г. № 5- 3 (16-3) -С.198-200.

98. Фетяев, А.Н. О перспективных технических средствах для ведения агролесомелиоративных мероприятий [Эл. ресурс] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин,

О.Н. Шпортько // Современные проблемы науки и образования, 2015 г. - №2; URL: http://www.science-education,ru/122-20432 (дата обращения: 10.07.2015).

99. Фокин, С.В. Совершенствование технологического оборудования для заготовки энергетической древесины при расчистке вырубок : автореферат дис.... д-ра техн. наук: 05.21. 01: защищена 13.05.2013[Текст] / С.В. Фокин [науч. консультант В.В. Цыплаков; оппоненты: И.М. Бартенев, И.В. Григорьев, Н.Н. Черемных]; Саратовский гос. аграрный ун-т им. Н.И. Вавилова. - Екатеринбург:[б. и.]..- 2013.- 38 с.

100. Хеерман, Д.В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике [Текст] / Д.В. Хеерман - М.: Наука, 1990. - 176 с.

101. Шегельман, И.Р. Функционально-технологический анализ: метод формирования инновационных решений для лесной промышленности [Текст] // И.Р. Шегельман; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования Петрозаводский гос. ун-т. - Петрозаводск.- 2012. - 97 с.

102. Пасаман, Б.Ф. Ращональш параметри дискових робочих оргашв рубальних машин [Текст] / Б.Ф. Пасаман, Ю.Л. Гунько // Сшьськогосподарсью машини. - 2013. - № 25. - С. 101-105. (http://elibrary.ru/item.asp?id=21245321)

103. Baroth R. Literature review of the latest development of wood debarking. [Text] - University of Oulu, Control Engineering Laboratory, 2005. - 29 pp.

104. Cundall P.A., Strack O.D.L. A discrete numerical model for granular assemblies [Text] // Geotechnique. 1979. Vol. 29(1). P. 47 - 65.

105. Dahl, O., Jylha, P., Laitila, J., Karha, K. Effect of raw wood supply system on the wood paying capability of a kraft pulp mill using Scots pine. [Text] Finbio, Julkaisu. 2005. 44. 371-379.

106. Esteban, B., Riba, J. R., Baquero, G., Puig, R., Rius, A. Environmental assessment of small-scale production of wood chips as a fuel for residential heating boilers [Text] // Renewable Energy. - 2014. Т. 62, pp. 106-115.

107. Eisele, E. L. Umweltfreimdliche Forstmaschinen [Text]/ / E. L. Eisele // Allqemeine For-estzeitschriftt. - 1994. - №. 4. - S. 59-62.

108. Hakkla, P. Utnyttjande av hyggesafall med forende nordiska austrangningar [Text] / P.Hakkla // Svensk Pfpperstidning. 1972, № 2, 31/1. - S. 49-55.

109. Hammond, H. Ecosystem-based planning : principles & process [Text] / H. Hammond // The Silva Forest Foundation. - 2002. - January.- S. 14-16

110. Hafner J. Atomic-Scale Computation Materials Science [Text]// Acta Mater. - 2000. - Vol. 48. - P. 71-92.

111. Hartler, N. Chipper operation for improved chip guality. [Text] / N. Hartler, U.Cmage -Svensk Paperstidning, 1977, vol. 80, №. 14. - S. 17-19

112. Hellstrom L.M. (2010) On the wood chipping process - a study on basic mechanisms in order to optimize chip properties for pulping [Text] // Thesis for the degree of Doctor of Technology, Sundsvall.

113. Isokangas, Ari. Analysis and management of wood room [Text]// University of Oulu, Oulu 2010. 115 pp. http://jultika.oulu.fi/Record/isbn978-951-42-6261-6 (дата обращения 15.12.2014)

114. Kawka,W. Новый метод расчета сопротивляемости при измельчении древесины в дисковой рубительной машине [Text] / W. Kawka, Z.Kikiewicz //Zellstoff und Papier, 1973, № 1. -С. 15-21 (перевод Ф-421, г. Петрозаводск, НИИЦмаш).

115. Karha K., Jylha P., Laitila J. Integrated procurement of pulpwood and energy wood from early thinnings using whole-tree bundling [Text]// Biomass and Bioenergy. - 2011. - Т. 35. - №. 8. - С. 3389-3396.

116. Keays J.L. (1979); History of wood chipping; Chip Quality Monograph, Hatton J.V. (Editor) [Text]/ - Pulp and Paper Technology Series No 5 (TAPPI)

117. Logging in Finland Conditions and Methods [Text]/ / Kahata M. Forest machine news. - 1995. - 10 p.

118. Lusth, H., Gradin, P., Hellstrom, L. (2013) A theoretical model for the prediction of energy consumption during the chipper canter process [Text]/- Nordic Pulp & Paper Research Journal, 28(2): 211-215.

119. Premoze S., Tasdizen T., Bigler J. et al. Particle Based Simulation of Fluids [Text] // Eurographics, 2003. - Vol. 22. - N 3. - P. 103-113.

Пример построения картограммы оптимизации в математическом пакете

МаШеаё 14

ВЕД ОЛЮ С ТЪ ПЕРЕЧЕ ТА ДЕРЕВЬЕВ

Лесхоз Вязовский . лесничество Вязовское . хозяйство геер полис гвенное

квартал № 52 ,делянка№ 1 площадь 0.3 га. лесосека 2007 г. . группа лессе 1

евд поль з о валня цромежугочное . способ рубки сплошной . таксационный участок 13

®

л Я — г -- Число деревьев по породам Мол ельныЕ - еревья дш определена разряда бысо1ы

Г ■*": - ег £ о Ду5 Липа Клен

1 Ё ^ Р эеготале шпунте штаапше ертдны еысоп шпу-дтасшые средин ШЕОП таоу-де эссые ■ГЭЗМИЬК средни ■ют ЗЕ ::::::: туудш ла:?:: к

3 3 9:0 7 23 9=1 4 34 11=5

12 1 3 11=5 3 19 30 12,5 13 33 12,5

16 4 4 23 12,5 13 27 23 15=4 1 17 23 13,2

20 16 19 20 14,3 20 23 12 13,7 7 9 4 15,1

24 17 24 17 15=3 13 7 7 19,1 3 6 1 13,2

23 19 13 16 15=6 7 1 - 19,3 - 1 19,6

32 13 7 7 17,0 1 - - 19,9

36 6 - 1 17.5 - - -

ь

о

а -о

ё о л к о

О)

ю

ои

ВЕДОМОСТЬ ПЕРЕЧЕ ГА ДЕРЕВЬЕВ

Лесхоз_Вязовский__, л е сниче ст во_Вязовское_, дя элйс иза......изегаопш: изенно.е

кварта дХд 55 .делянка № 3__. площадь 0.25 га. лесосека 2002 г^ группа лесов 1_

вид пользования _др с&хе д^няе,__, спо соо ру оки _с пл ошной_. таксационный участок_3

Число ЛГР^ЕЬГЕ ПО поролш Модельные л^р £ш ни определения разряда ыблоты

- = £ £ 3 Дуб Липа Кп г-н

: исш : кгъ- — : 7 : .4.4 ]иСШЕ кх^- — 1ЛЛ Г ЫЕШ : кгъ- — :: :ля Л—ГЦ ж=

— лисжш: ■ 1::— Г -" : 11 хасостг тру л*

4 - ■ 10 7.5 1 2 15 5.5 - - 1 5.1

; - ■ 16 5 31 37 53 - 2 Л 7,1

3 20 2Е 2Е 27 20 16 5.3 1 - 1 6.9

10 2? 3? 16 10,5 2? 1? : 123 2 2 - 7,1

12 52 12 1и 13 7 2 12,5 - - - -

14 15 13 п 113 5 3 - 12.3 - - - -

1! 14 3 О 11,4 2 - - Ш - - - -

13 Т 5 - 12,3 - - - - - - - -

20 1 - - 14 - - - - - - - -

24 1 - - 14 - - - - - - - -

ю

а

о й о й

й О)

к к

О)

а

к й о

О)

к к

>а

ВЕДОМОСТЬ ПЕРЕЧЕТА ДЕРЕВЬЕВ

Лесхоз_Едшша__, лесничество _Вязовское_, кеязксто._____те аадшкств

квартал № 12 . делянка №__3__. плошадь 0.3 б га. лесосека 2001 г.^ группа лесов 1_

ею пользования ёЕДЁЗЗЭ___: способ рубки _сглрцшое_. таксационный участок

р 5 ,л 1С = >г ь § Число Лер=ЕЬгЕ по поролш Модельные лерегьд лля определения раф-ТЛ! ЕЬКйГЫ

Ду° Липа. Клен

пшу- ВЕЛ1 шпч-яшн ВЕЛ1 зкшу- шоп

6 ■ - - - - - - - ■ - 3 1С, 5

г - - - - - - 11,4 - - 11,3

10 - - 1 11.7 - - 9 11.3 - - 17 12.3

12 - 1 13.4 - - 13 13 - - 1й 13

14 4 7 13 - - 4 13.5 - - 13 13

16 4 11 17.3 - - - - - - 13

18 15 2~ 4С 17,6 - - 1 13.6 - - п 13 б

21 33 ПС 17, В - - - -

14 7 ■7 17.? - - - - - - - -

24 б 3 15,5 - - - - - - - -

ГЛ - 3 4 19.5 - - - - - - - -

25 1 - 3 19.? - - - - - - - -

32 - 1 - 19.9 - - - - - - - -

ю 01

О «

о к л

ё к

О)

а

к й о

О)

к к

>а

Design Summary

Design class: Response Surface

Design name: Central composite design: 2A2 + star

Design characteristic: Rotatable

File name: <Untitled>

Comment: Npv-Vgc

Base Design

Number of experimental factors: 2 Number of blocks: 1 Number of responses: 1 Number of centerpoints per block: 2

Number of runs: 10 Error degrees of freedom: 4

Randomized: Yes

Factors Low High Units Continuous

Npv 4.0 8.0 Yes

Vgc 0.2 0.4 Yes

Responses Units

Pm

The StatAdvisor

You have created a Central composite design: 2A2 + star design which will study the effects of 2 factors in 10 runs. The design is to be run in a single block. The order of the experiments has been fully randomized. This will provide protection against the effects of lurking variables.

Design Summary

Design class: Response Surface

Design name: Central composite design: 2A2 + star

Design characteristic: Rotatable

File name: <Untitled>

Base Design

Number of experimental factors: 2 Number of blocks: 1 Number of responses: 1 Number of centerpoints per block: 2

Number of runs: 10 Error degrees of freedom: 4

Randomized: Yes

Factors Low High Units Continuous

Npb 3.0 8.0 Yes

Vgc 0.2 0.4 Yes

Responses Units

Pm

The StatAdvisor

You have created a Central composite design: 2A2 + star design which will study the effects of 2 factors in 10 runs. The design is to be run in a single block. The order of the experiments has been fully randomized. This will provide protection against the effects of lurking variables.

Design Summary

Design class: Response Surface

Design name: Central composite design: 2A2 + star

Design characteristic: Rotatable

File name: <Untitled>

Comment: Nrd-Vgc

Base Design

Number of experimental factors: 2 Number of blocks: 1 Number of responses: 1 Number of centerpoints per block: 2

Number of runs: 10 Error degrees of freedom: 4

Randomized: No

Factors Low High Units Continuous

Nrd 6.25 12.3 Yes

Vgc 0.2 0.4 Yes

Responses Units

Pm

The StatAdvisor

You have created a Central composite design: 2A2 + star design which will study the effects of 2 factors in 10 runs. The design is to be run in a single block. The order of the experiments has not been randomized. If lurking variables are present, they may distort the results.

Design Summary

Design class: Response Surface

Design name: Central composite design: 2A2 + star

Design characteristic: Rotatable

File name: <Untitled>

Comment: Kp

Base Design

Number of experimental factors: 2 Number of blocks: 1 Number of responses: 1 Number of centerpoints per block: 2

Number of runs: 10 Error degrees of freedom: 4

Randomized: Yes

Factors Low High Units Continuous

Vgc 0.2 0.4 Yes

Y23 0.8 1.4 Yes

Responses Units

Kp

The StatAdvisor

You have created a Central composite design: 2A2 + star design which will study the effects of 2 factors in 10 runs. The design is to be run in a single block. The order of the experiments has been fully randomized. This will provide protection against the effects of lurking variables.

Design Summary

Design class: Response Surface

Design name: Central composite design: 2A2 + star

Design characteristic: Rotatable

File name: <Untitled>

Comment: Kp

Base Design

Number of experimental factors: 2 Number of blocks: 1 Number of responses: 1 Number of centerpoints per block: 2

Number of runs: 10 Error degrees of freedom: 4

Randomized: Yes

Factors Low High Units Continuous

Npb 3.0 7.0 Yes

Y23 0.8 1.4 Yes

Responses Units

Kp

The StatAdvisor

You have created a Central composite design: 2A2 + star design which will study the effects of 2 factors in 10 runs. The design is to be run in a single block. The order of the experiments has been fully randomized. This will provide protection against the effects of lurking variables.

Design Summary

Design class: Response Surface

Design name: Central composite design: 2A2 + star

Design characteristic: Rotatable

File name: <Untitled>

Base Design

Number of experimental factors: 2 Number of blocks: 1 Number of responses: 1 Number of centerpoints per block: 2

Number of runs: 10 Error degrees of freedom: 4

Randomized: Yes

Factors Low High Units Continuous

Npv 4.0 8.0 Yes

Y23 0.8 1.4 Yes

Responses Units

Kp

The StatAdvisor

You have created a Central composite design: 2A2 + star design which will study the effects of 2 factors in 10 runs. The design is to be run in a single block. The order of the experiments has been fully randomized. This will provide protection against the effects of lurking variables.

движения штока гидроцилиндра

<Untitled> - Nrd-Vgc run Nrd Vgc Pm

1 6,25 0,2 _

2 12,3 0,2 _

3 6,25 0,4 _

4 12,3 0,4 _

5 4,997 0,3 _

6 13,553 0,3 _

7 9,275 0,158579_

8 9,275 0,441421_

9 9,275 0,3 _

10 9,275 0,3 _

The StatAdvisor

This pane shows a worksheet containing the experimental runs to be performed, in the order they are to be run. Press the alternate mouse button and select Print to send this worksheet to the printer. After the experiments have been run and the results recorded on the worksheet, open this experiment again. Then type the results into the spreadsheet and select Special - Experimental Design - Analyze Design.

движения штока гидроцилиндра

<Untitled> - Npv-Vgc run Npv Vgc Pm

1 4,0 0,2 _

2 8,0 0,2 _

3 4,0 0,4 _

4 8,0 0,4 _

5 3,17157 0,3 _

6 8,82843 0,3 _

7 6,0 0,158579_

8 6,0 0,441421_

9 6,0 0,3 __

10 6,0 0,3 _

The StatAdvisor

This pane shows a worksheet containing the experimental runs to be performed, in the order they are to be run. Press the alternate mouse button and select Print to send this worksheet to the printer. After the experiments have been run and the results recorded on the worksheet, open this experiment again. Then type the results into the spreadsheet and select Special - Experimental Design - Analyze Design.

движения штока гидроцилиндра

Npb-Vs.sfx

run N pb Vgc Pm

1 7,0 0,2 _

2 5,0 0,441421_

3 2,17157 0,3 _

4 5,0 0,158579_

5 7,82843 0,3 _

6 7,0 0,4

7 3,0 0,4

8 3,0 0,2

9 5,0 0,3

10 5,0 0,3

The StatAdvisor

This pane shows a worksheet containing the experimental runs to be performed, in the order they are to be run. Press the alternate mouse button and select Print to send this worksheet to the printer. After the experiments have been run and the results recorded on the worksheet, open this experiment again. Then type the results into the spreadsheet and select Special - Experimental Design - Analyze Design.

<Untitled> - Kp

run Vgc Y23 Kp

1 0,158579 1,1 _

2 0,2 0,8 _

3 0,3 1,52426 _

4 0,2 1,4 _

5 0,441421 1,1 _

6 0,4 0,8

7 0,3 0,675736

8 0,4 1,4

9 0,3 1,1

10 0,3 1,1

The StatAdvisor

This pane shows a worksheet containing the experimental runs to be performed, in the order they are to be run. Press the alternate mouse button and select Print to send this worksheet to the printer. After the experiments have been run and the results recorded on the worksheet, open this experiment again. Then type the results into the spreadsheet and select Special - Experimental Design - Analyze Design.

<Untitled> - Kp run Npb Y23 Kp

1 7,0 0,8 _

2 7,82843 1,1 _

3 3,0 0,8 _

4 2,17157 1,1 _

5 7,0 1,4 _

6 3,0 1,4 _

7 5,0 0,675736_

8 5,0 1,52426 _

9 5,0 1,1 _

10 5,0 1,1 _

The StatAdvisor

This pane shows a worksheet containing the experimental runs to be performed, in the order they are to be run. Press the alternate mouse button and select Print to send this worksheet to the printer. After the experiments have been run and the results recorded on the worksheet, open this experiment again. Then type the results into the spreadsheet and select Special - Experimental Design - Analyze Design.

<Untitled>

run Npv Y23 Kp

1 4,0 1,4 _

2 6,0 0,675736_

3 3,17157 1,1 _

4 4,0 0,8 _

5 8,82843 1,1 _

6 8,0 1,4

7 8,0 0,8

8 6,0 1,52426

9 6,0 1,1

10 6,0 1,1

The StatAdvisor

This pane shows a worksheet containing the experimental runs to be performed, in the order they are to be run. Press the alternate mouse button and select Print to send this worksheet to the printer. After the experiments have been run and the results recorded on the worksheet, open this experiment again. Then type the results into the spreadsheet and select Special - Experimental Design - Analyze Design.

Таблица З.1- Основные таксационные показатели для определения

запасов низкосортной древесины по вырубке площадью 0,8 га

Диаметр, см Дуб Липа Клен