Повышение эффективности процесса измельчения порубочных остатков в дисковых рубительных машинах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Березников, Сергей Владимирович

• Березников, Сергей Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Березников, Сергей Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Анализ использования различных видов топлива

1.2 Обзор видов древесного топлива и требования к размеру

частиц

1.3 Способы измельчения древесного сырья для получения топливной щепы

1.4 Технические средства для получения топливной щепы на

лесосеке

1.5 Обзор конструкций режущих ножей для измельчения отходов древесины

1.6 Анализ исследований процесса измельчения древесины режущими

ножами и технологии получения топливной щепы

Выводы. Цель и задачи исследований

2. Теоретические исследования процесса измельчения порубочных остатков ступенчатыми режущими ножами

2.1 Основные положения теоретических исследований процесса измельчения порубочных остатков различными по конструктивному исполнению режущими элементами

2.2 Представление потока древесной массы как сплошной

среды

2.3 Вывод и анализ уравнения вращательного движения диска с режущими ножами

2.4 Общие положения построения математических зависимостей, определяющих процесс измельчения древесины рубительной машиной

2.5 Исследование рабочего процесса резания порубочных остатков ступенчатым ножом

2.5.1 Определение общих сил давления на нож, сил сопротивления резанию и моментов этих сил

2.5.2 Вычисление сил и моментов сил вязкого трения

2.5.3 Теоретические исследования сил и моментов сил сухого трения скольжения

2.6 Исследование рабочего процесса резания порубочных остатков прямым ножом

2.6.1 Определение сил давления на нож, режущих сил и моментов

2.6.2 Рассмотрение сил и моментов сил вязкого трения

2.6.3 Вычисление сил и моментов сил сухого трения скольжения

2.7 Состав и применение программного комплекса для исследования процессов резания порубочных остатков ступенчатым и прямым ножами

2.8 Компьютерные эксперименты и сравнительный анализ процессов резания ступенчатым и прямым ножами

2.9 Моделирование работы ступенчатых рубительных ножей в составе дисковой рубительной машины для измельчения порубочных остатков

2.9.1 Представление элементов, входящих в состав математической модели рабочего процесса измельчения порубочных остатков дисковой рубительной машины

2.9.2 Общая система уравнений и особенности ее решения

2.9.3 Автоматизированное моделирования работы ступенчатых

ножей

2.9.4 Влияние частоты вращения рубительного диска на эффективность работы дисковой рубительной машины

2.9.5 Определение взаимосвязи частоты вращения подающих вальцов с эффективностью работы дисковой рубительной машины

2.9.6 Исследование влияния длины секций ступенчатого ножа на эффективность работы дисковой рубительной машины

2.10 Конструктивно-технологическая схема дисковой рубительной машины, оснащенная ступенчатыми ножами для измельчения

порубочных остатков

Выводы

3. Программа и методика экспериментальных исследований процесса резания порубочных остатков ступенчатыми ножами

3.1 Методика изучения закономерностей изменения энергоемкости и динамических характеристик процесса рубки порубочных остатков при различных углах наклона в плоскости режущей кромки

ножей

3.1.1 Состав лабораторной установки

3.1.2 Проведение лабораторных исследований закономерностей изменения энергоемкости и динамических характеристик процесса рубки порубочных остатков при различных углах наклона в плоскости режущей кромки ножей и углах наклона плоскости рубки

3.2 Методика обработки результатов лабораторных исследований закономерностей изменения энергоемкости и динамических характеристик процесса рубки порубочных остатков при различных углах наклона в плоскости режущей кромки ножей и углах наклона плоскости рубки

3.3 Подготовка и выполнение лабораторных исследований по изучению фракционного состава щепы

3.4 Определение производительности опытного образца дисковой рубительной машины, оснащенной ступенчатыми ножами

4. Результаты экспериментальных исследований процесса измельчения порубочных остатков ступенчатыми ножами

4.1 Итоги определения закономерностей изменения энергоемкости и динамических характеристик процесса измельчения порубочных остатков при различных углах наклона в плоскости режущей кромки ножей и углах наклона плоскости рубки

4.2 Итоги исследований фракционного состава получаемой щепы при переработке отходов лесосечных работ

4.3 Производительность опытного образца дисковой рубительной

машины, оснащенной ступенчатыми ножами

Выводы

5. Экономическая эффективность от применения опытного образца дисковой рубительной машины и промышленного использования топливной щепы, полученной в условиях вырубок

5.1 Экономическая эффективность от применения опытного образца дисковой рубительной машины

5.2 Экономическая эффективность промышленного использования

топливной щепы, полученной в условиях вырубок

Основные выводы и рекомендации

Библиографический список

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

Приложение Ж

Приложение 3

Приложение И

Приложение К

Приложение JT

Приложение M

Приложение H

Приложение 0

Приложение П

Приложение Р

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности процесса измельчения порубочных остатков в дисковых рубительных машинах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Вопрос производства и использования биотоплива относится к наиболее важным не только для России, но и для многих стран планеты. Российская Федерация располагает большими ресурсами, включая леса, открытые лесонасаждения, сельскохозяйственные и лесные отходы. По состоянию на 01. 01. 2001 года в России было свыше 406 млн. гектаров с/хозяйственных земель (23,8 % от общей земельной территории) и около 1098 млн. гектаров лесистой местности (64,1 % от общей земельной территории).

В России успешно производят переработку биомассы. Биомасса, используемая в энергетическом производстве состоит из: 800 млн. тонн древесины, 250 млн. тонн с/хозяйственных отходов, 70 млн. тонн отходов от лесотехнических предприятий и целлюлозно-бумажных комбинатов, 70 млн. тонн твердых коммунально-бытовых и канализационных отходов. Существует ряд технологий и процессов, позволяющих преобразовывать данные источники биомассы в тепловую энергию и топливо.

Биомасса может быть получена из отходов лесозаготовительного производства. Лесохозяйственные и деревообрабатывающие предприятия производят древесину, которая является крупнейшим источником твердой биомассы. Измельчение порубочных остатков наиболее правильный вариант решения проблемы утилизации отходов лесосечных работ, потому что является одним из разрешенных способов, не наносящим вреда окружающей среде и снижает вероятность возникновения пожаров в лесу [74,75,100,131].

Технологии и оборудование для производства топливной щепы разнообразны. Наибольшее распространение получили технологии с применением мобильных рубительных машин, так как состав технологических операций предполагает минимум дополнительного оборудования.

Дисковым рубительиым машинам, получившим наибольшее практическое применение, свойственен переходный процесс рубки порубочных остатков, сопровождающийся ударами во время встречи ножа с измельчаемой древесиной. При этом получаемая щепа требует дополнительной переработки из-за большого диапазона геометрических размеров. Поэтому внедрение дисковых рубительных машин, оснащенных рубительными ножами новой конструкции реализует значительную социально - экономическую задачу.

Исходя из вышеизложенного тема диссертационноого исследования актуальна и проведена в рамках контракта ПНР-2 «Модернизация инж.-технического обеспечения АПК. Раздел: Разработка машин и технологий для повышения продуктивности лесов, создания лесных культур, агролесомелиоративных и зеленых насаждений. Подр. 1: Технологии и машины л/ хозяйства в Поволжье» на период с 2006 по 2020 годы.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы заключается в повышении эффективности процесса измельчения порубочных остатков в дисковых рубительных машинах за счет обоснования параметров рабочих органов в виде ступенчатых режущих ножей, обеспечивающих улучшение характеристик процессов рубки порубочных остатков по сравнению с прямыми рубительными ножами и позволяющих получать щепу более мелкой фракции.

Поставленная цель решается при выполнении следующих задач:

1. Улучшить рабочий процесс резания порубочных остатков в руби-тельной машине дискового типа, путем снижения силовых и энергетических показателей процесса получения щепы за счет использования ступенчатых режущих ножей.

г (

2. Разработать математическую модель рабочего процесса деления порубочных остатков в рубительной машине дискового типа, использующей механизм резания со ступенчатыми режущими ножами.

3. Обосновать основные геометрические параметры механизма резания и режимы рабочего процесса рубки порубочных остатков ступенчатыми ножами, обеспечивающих наилучшие характеристики процесса измельчения древесины на основе математического моделирования.

4. Провести лабораторные и полевые исследования опытного образца рубительной машины, оснащенной новой конструкцией ступенчатого режущего ножа.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются ступенчатые ножи дисковой рубительной машины для измельчения порубочных остатков.

Предметом исследования являются конструктивно-технологические параметры механизма резания рубительной машины дискового типа.

Научная новизна результатов работы.

1 .Рабочий процесс воздействия конструктивных элементов ступенчатого режущего ножа на измельчаемый материал, отличающийся снижением сил сопротивления резанию за счет разработки новой конструктивно-технологической схемы дисковой рубительной машины.

2. Математическая модель рабочего процесса деления порубочных остатков в рубительной машине дискового типа, отличающаяся учетом конструктивных параметров ступенчатого ножа и физико-механических свойств измельчаемого материала на показатели эффективности работы рубительной машины дискового типа.

3.Обоснованы параметры механизма резания, оснащенного ступенчатыми ножами, отличающиеся рациональными значениями, рассчитанными по критериям снижения динамической нагруженности.

4. Технические рекомендации, улучшающие рабочий процесс измельчения отходов лесосечных работ в рубительных машинах дискового типа и повышающие их эффективность.

Теоретическая значимость работы заключается в установлении закономерности взаимодействия ступенчатых рубительных ножей с порубочными остатками в рубительной машине дискового типа, новизна которых подтверждена патентом РФ на полезную модель № 129452, разработке математической модели и программы для электронно-вычислительных машин, имитирующих рабочий процесс измельчения порубочных остатков при использовании ступенчатых ножей в дисковой рубительной машине, подтвержденной свидетельством о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2013618036.

Практическая значимость работы состоит в подготовленных рекомендациях по улучшению рабочего процесса измельчения порубочных остатков в дисковых рубительных машинах, в разработанных алгоритмах и программе для персональной ЭВМ на базе приемов математического моделирования, которые использованы: в областном государственном учреждении «Саратовский лесхоз», в учебном процессе Федерального ГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И.Вавилова» при подготовке специалистов лесотехнической направленности.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационная работа соответствует 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.

Методическая, теоретическая и эмпирическая база исследования. Исследования выполнены на основе методов математического моделирования рабочих процессов измельчения древесной биомассы и обосновании кон-

структивно-технологических параметров рубительной машины. Решение общей системы дифференциальных уравнений выполнялось с использованием численного интегрирования на ПЭВМ.

Экспериментальные исследования проходили в лабораторных и полевых условиях на разработанной лабораторной установке и опытном образце рубительной машины. Для изучения рабочего процесса измельчения древесного сырья в рубительной машине применялись методы математического моделирования и математической статистики, а также основные положения проведения полнофакторного эксперимента. Данные исследований обрабатывались при помощи компьютерных программ: Borland Delphi 7.0, Statgraf, Excel, Microcal Origin 5.0 и Statistica.

Научные положения, выносимые на защиту

1 .Конструктивная схема рубительной машины дискового типа с использованием ступенчатых режущих ножей, позволяющая снизить силы сопротивления резанию при измельчении порубочных остатков на топливную щепу.

2.Математическая модель рабочего процесса измельчения порубочных остатков в рубительной машине дискового типа, с применением ступенчатых ножей, позволяющая учитывать ее конструктивно-технологические параметры.

3.Закономерности воздействия геометрических параметров ступенчатых ножей на рабочий процесс измельчения порубочных остатков в рубительной машине дискового типа, позволяющие обосновать конструктивно-технологические параметры механизма рубки.

4.Технические предложения, позволяющие улучшить эффективность рабочего процесса резания порубочных остатков в рубительных машинах, оснащенных измельчающим диском.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность положений и выводов доказана лабораторно-полевыми исследованиями, проверкой опытного образца рубительной машины дискового типа, оснащенной * новым механизмом рубки древесного сырья в условиях л/хозяйственного производства, а также достаточной сходимостью полученных теоретических и экспериментальных данных.

Диссертационное исследование выполнено на кафедре «Лесное хозяйство и лесомелиорация» ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» в 2011-2015 годах.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных и региональных научно-технических конференциях: УН Междунар. научн.-практич. конфер. «Современное состояние естественных и технических наук» (г. Москва, 2012 г.); У1 Междунар. научн.-практич. конф. «Актуальные вопросы науки» (г. Москва, 2012 г.); УН Междунар. Научн.-практич. конфер. «Техника и технология: новые перспективы развития» (город Москва, 2012 год); X Межд. научно-практическая конф. «Техника и технология: новые перспективы развития» (город Москва, 2013 год); Международ. заочной научно-практической конф. «Наука и образование в XXI веке» (город Тамбов, 2013 год); IV Международной научно-практической конф. «Проблемы и перспективы инновационного развития мирового сельского хозяйства»^. Саратов, 2013 г.);_Международной заочной научно-практической конф. «Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика» (город Воронеж, 2014 год).

Полученные результаты исследований внедрены в Саратовском л/хозе Саратовской обл., а также в учебный процесс Фед.ГБОУ ВПО «СГАУ им. Н.И. Вавилова».

Личный вклад автора заключается в определении цели и задач исследований, в разработке математических моделей, планировании и проведении экспериментов, анализе результатов работы.

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертационной работы изложены в 16 статьях, в том числе: в 3 работах в изданиях центральной печати, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией РФ; в 1 патенте РФ на полезную модель; в 1 свидетельстве о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Объем и структура диссертации. Диссертационное исследование включает в себя: введение, пять глав, основные выводы и рекомендации, библиографический список и 16 приложений. Общий объем диссертационной работы составляет 210 стр., в том числе 193 стр. основного текста. В работе имеется 78 рисунков, 19 таблиц и 141 наименований использованных литературных источников, в том числе 17 зарубежных.

1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ использования различных видов топлива

Вопрос о необходимости развития производства биотоплива из отходов деревообработки и лесозаготовок, а также из некондиционной древесины становится все более значимым и переходит в плоскость принятия конкретных инвестиционных и хозяйственных решений. Поэтому особенно актуальной становится тема эффективности использования древесных отходов и некондиционной древесины в энергетических целях [7].

Из данных , приведенных в таблице 1 следует, что щепа, древесные гранулы, опилки по удельной теплоте сгорания близки к каменному углю.

Таблица 1.1- Показатели теплотворной способности различных видов

топлива

Вид топлива Теплота сгорания (Мдж/м3) Сера % Зола % Углекислый газ (Кг/Гдж)

Дизельное топливо 42,5 0,2 1 78

Мазут 42 1,2 1,5 78

Природный газ 35 0 0 57

Каменный уголь 19 2 25 60

Гранулы древесные 17,5 0,1 0,5 0

Гранулы торфяные 13,5 0 16 70

Щепа древесная 13 0 1 0

Опилки древесные 12 0 1 0

Отсюда следует, что древесное топливо можно отнести к возобновляемому, экологически чистому виду топлива.

К ресурсам, которые могут быть использованы в лесном комплексе в энергетических целях, относятся:

- топливные дрова;

- топливная щепа и вторичные древесные отходы от лесозаготовок (сучья, ветки, вершинки, откомлевки, козырьки);

-отходы лесопиления и деревообработки (горбыли, обрезки пиломатериалов, карандаши, шпон-рванина, обрезки шпона, обрезки фанеры, опилки, стружка, шлифовальная пыль, кора);

-отходы целлюлозно-бумажного производства (кора, отсев щепы, опилки, обрезки бревен, скоп.

В России доля деловой древесины (с учетом технологической щепы и технологических дров) составляет 82%, а 18% - топливные дрова. Это делает актуальными вопросы наиболее полного и рационального использования топливной древесины и древесных отходов, с учетом экономических приоритетов в использовании заготавливаемой древесины [38,64,98,113]. Такими приоритетами являются:

механическая переработка пиловочного и фанерного сырья в конструкционные древесные материалы,

химико-механическая переработка древесины и технологической щепы в плитные древесные материалы,

химическая переработка древесины и технологической щепы в целлюлозно-бумажную и лесохимическую продукцию.

Что касается биоэнергетики, то здесь должно предусматриваться только использование малоликвидной древесины и неиспользуемых в технологических процессах древесных отходов лесозаготовок и лесопереработки [25,26].

Основные направления в энергетическом использовании древесных отходов и неликвидной древесины представляются следующими:

собственные нужды предприятий в виде энергоносителя для отопления, сушки древесины, утилизационных производственных котельных;

муниципальные и районные котельные, теплоцентрали, работающие на отходах лесопиления;

нужды населения.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что применение отходов лесосечных работ и переработки древесины для получения тепла и электрической энергии решает ряд проблем:

экономические (уголь и мазут доставляется до потребителя за 1000 километров, древесина же произрастает рядом);

экологические (при использовании биотоплива, как возобновляемого источника энергии, выбросы парниковых газов отсутствуют);

социальные (прирост рабочих мест в биоэнергетической отрасли создает новые рабочие места в других отраслях экономики) [8,27,55,56,57].

1.2 Обзор видов древесного топлива и требования к размеру частиц

Древесным топливом называют топливо, которое производится из малоценной и низкокачественной древесины, отходов рубок, включая пни, отходов рубок осветления и прореживания, кору, опилки, горбыль.

Древесное топливо подразделяется следующим образом: -первичное древесное сырье, произведенное на лесозаготовках; -вторичное древесное сырье, произведенное из древесного сырья, применяемого раньше для других целей (ящичная тара, отходы от строительства и т.д.).

Так же древесное топливо делится на: необлагороженное и облагороженное.

К необлагороженному древесному топливу относятся: дрова, щепа, стружка, опилки, отходы раскряжевки и лесопиления.

К облагороженному древесному топливу относятся: топливные брикеты, таблетки, гранулы, пелетты, древесный порошок.

Основные виды древесного топлива имеют следующие характеристики:

-дробленые древесные отходы, производимые в соответствии с ТУ 13539-85 (дрова, кора, хвоя, листья, которые дробятся валками или цепами на куски различной величины);

-обдирное топливо, которое почти полностью состоит из дробленой коры;

-топливная щепа, производимая в соответствии ТУ 13-735-83. Является древесным топливом, полученным путем разрушения сырья с помощью режущего инструмента. Состоит из частиц, имеющих низкошероховатую поверхность среза. Включает размеры фракций, находящиеся в пределах 5- 50 мм;

-топливные опилки, представляют собой побочный продукт распиловки лесопиломатериалов и имеют размер фракций 1 - 5 мм;

- топливные брикеты представляют собой древесное топливо, полученное путем прессования измельченного древесного сырья в специальных прессах в цилиндры с размерами гранул не превышающими 25 мм;

- топливные таблетки изготавливаются аналогично топливным брикетам и имеют преимущественно цилиндрическую форму с диаметром менее 25 мм;

- топливный порошок, получаемый из высушенного и размолотого древесного топлива. Фракционный состав продукта менее 1 мм.

Как правило, дробленые древесные отходы перед сжиганием проходят соответствующую подготовку, то есть производится их измельчение до получения биомассы с равновеликими частицами, позволяющими использовать для промышленного употребления стандартные средства механизации, а также обеспечивающими эффективное сжигание частиц древесного топлива наиболее эффективным слоевым способом.

Отсутствует методика расчета наилучших размеров частиц, соответствующие параметрам измельчения дробленых, обдирных древесных отходов и топливной щепы перед их сжиганием.

В существующих котельных установках слоевого типа производится сжигание древесного топлива различного фракционного состава: от дров в виде метровых поленьев до опилок с размером фракций не более 6 мм.

Основываясь на опыте сжигания горючих ископаемых, то сжигание каменных углей в котельных установках производится после измельчения кусков угля в высокодисперсную фракцию.

Полученный материал сжигается с помощью горелок в топочных устройствах, являющейся камерой, экранированной со всех сторон специальными трубными экранами.

Данный способ позволяет использовать мелкую фракцию каменного угля, которая непригодна для сжигания слоевым способом. Пылеугольный способ сжигания отходов твердого топлива позволяет механизировать процессы производства теплоэнергии при малом количестве обслуживающего персонала, упростить и провести унификацию топочных устройств.

Так же следует учесть, что сжигание твердого топлива в пылевидном состоянии экономически целесообразно, если паропроизводительность котельных установок превышает 35 тонн в час.

Это обусловлено тем, что для использования пылеугольного сжигания нужно построить дополнительные пылеприготовительные системы, которые будет обслуживать дополнительный персонал, что экономически эффективно для мощных котельных.

В котельных установках лесозаготовительных и деревообрабатывающих предприятий используются котлоагрегаты с паро-производительностью до 20 т в час и топливо- подготовка, позволяющая сжигать всё древесное топливо в пылевидном состоянии экономически не оправдана.

Так же следует иметь в виду, что приготовление высокодисперсной фракции из древесных материалов более проблемный вопрос, чем ее получе-

ние из каменного угля и антрацита, так как они обладают высокой хрупкостью.

Поэтому, наилучший размер элементов топливной древесины, до которого необходимо измельчать древесные отходы, требуется рассчитывать путем миниминизации затрат энергии на их измельчение и обеспечения полной механизации процесса топливоподачи, т.е. фракционный состав топливной щепы должен быть как можно меньше.

В настоящее время для производства топливной щепы применяются стационарные и мобильные рубительные машины, разработанные для производства технологической щепы. Получаемая длина щепы при измельчении древесных отходов такими машинами представлена в таблице 1.2.

Анализ таблицы 1.2 показал, что существующее в настоящее время рубительные машины, обладая значительной производительностью не производят топливной щепы мелкой фракции. Образцы рубительных машин с задаваемыми параметрами щепы от 6 мм и более производят рубку тонкомера. Измельчение же порубочных остатков имеет свои особенности.

Исследование элементов топливной щепы полученной при помощи прямых режущих ножей на дисковой рубительной машине показал, что динамические характеристики ножей приводит к некачественному измельчению мелких длинных веточек, входящих в состав порубочных остатков.

В силу этого грани резца отламывают элементы измельчаемой древесины, вследствие отсутствия жесткой опоры, что уменьшает выход щепы, увеличивая объем бракованной щепы на 10... 15%.

Это обуславливается целым рядом причин, связанных как с разносор-тицей перерабатываемой древесины, большой сбежистостью веток, так и с особенностями технологического процесса рубки. В щепе присутствует большое количество ненужных фрагментов (коры, рогаток, сколов, отщепов, крупных фракций), что в конечном итоге снижает качество щепы [104]. При измельчении порубочных остатков (ветки, сучья) вследствие особенного строения происходит несколько видов рубки:

Таблица 1.2- Характеристики отдельных видов рубительных машин

Марка машины Страна производитель Производительность, м3/ч Длина щепы, мм

МРГС-5 Россия 5 20

МРР5-30 Россия 20-30 20

МРР8-50 Россия 40-60 20

МРР12-70 Россия 70-100 20

МР2-20 Белоруссия 20 15-25

МРЗ-40 Белоруссия 40-60 18

ДОГМ Россия 10-20 10-60

ДОС-1 Россия 10-20 10-60

УРП-1Б Россия 80 25

FARMI FOREST CH-180F Финляндия 5-20 13

Junkkari HJ 500 Contractor Финляндия 30-100 5-20

LAIMET HP-25 Финляндия 40-120 15-25; 60-100

Woodsman 320 США 60-80 30-50

Dynamic CH 515 США 30-35 6-25

Skorpion SD 120 Польша 12 9-11

Linddana TP 130 Дания 4-5 8

1этап резания: диаметр веток максимальный(Д,=тах)- образование щепы стандартных размеров;

2 этап резания: диаметр веток уменьшатся (DB < max) - происходит процесс переламывания;

3 этап резания: диаметр минимальный (DB= min)- разрыв, отрыв мелких частей.

При рубке прямым ножом отделение щепы происходит при прохождении 20-30 процентов пути резания (процесс скольжения), отсюда следует то, что 70 процентов пути проходит вхолостую, т.к. проходит процесс подачи древесины после схода ножа и встречи с другим ножом. Именно поэтому снижается производительность установки потому, что работа резания используется не полностью [11,17,52].

В дальнейшем сколы, отщепы, длинные веточки уплотняют измельченную массу в кожухе рубительного диска, что приводит к снижению работоспособности рубительной машины.

Анализ процесса резания в дисковой рубительной машине показал, что для повышения эффективности процесса измельчения порубочных остатков и получения более мелкой фракции щепы в дисковых рубительных машинах необходима разработка новой конструкции ножа, учитывающая особенности их рубки.

1.3 Способы измельчения древесного сырья для получения топливной щепы

Выбор предпочтительного способа измельчения древесного сырья на топливную щепу определяется исходя из условий производства и в зависимости от имеющегося вида древесного сырья, требований к конечному продукту и объема производства [122]. Одним из основных критериев классификации способов измельчения порубочных остатков и отходов лесосечных работ является вид рабочего процесса резания древесины рубительной машиной.

В настоящее время рубительные машины для измельчения порубочных остатков и отходов лесосечных работ используют следующие способы измельчения древесины (рисунок 1.1): рубки; фрезерования; дробления.

При производстве топливной щепы способом рубки используется конструктивная схема, включающая подвижную и неподвижную плиты, которые изготовлены в форме решеток с установленными внутри них крестообразными режущими ножами (рисунок 1.2).

Ножи изготовлены различной величины и располагаются на поверхности решеток в виде ломаной линии. Порубочные остатки загружаются в бункер при помощи манипулятора. Подвижная плита при помощи силового гид-

роцилиндра, прижимает порубочные остатки к неподвижной плите и производит их измельчение.

Рисунок 1.1-Способы получения топливной щепы

Анализ рубительных машин использующих способ рубки показал, что использование данного типа конструктивно-технологической схемы не позволяет получать топливную щепу из древесного сырья, без его предвари-

тельной сортировки, что затрудняет использование решетчатого измельчителя для производства топливной щепы.

Рисунок 1.2-Вид механизма измельчения рубительной машины решетчатого типа

Смыкание режущих элементов ножевого рубительного аппарата, требует значительного усилия привода, а ручная укладка сырья между смыкающимися решетчатыми пластинами сказывается на сложности загрузки сырья.

При использовании способа фрезерования для изготовления топливной щепы при помощи рубительного диска (рисунок 1.3) измельчение древесного сырья проводится под определенным углом к плоскости рубительного диска и при заданных параметрах режима резания и затягивания сырья к режущим ножам независимо от толщины измельчаемых древесных отходов [21,58].

Рисунок 1.3- Схема резания порубочных остатков при помощи рубительного диска

Поэтому щепа, полученная в дисковых рубительных машинах имеет одинаковое направление среза и равномерна по фракционному составу.

Во фрезерных рубительных машинах, использующих для производства топливной щепы рубительный барабан с ножевыми впадинами (рисунок 1.4) режущие ножи производят дугообразные движения, врезаясь в древесину под различными углами, которые зависят от толщины измельчаемого материала.

Качество щепы, получаемой на барабанной рубительной машине, удовлетворяет требованиям производства древесноволокнистых и древесностружечных плит, топливной щепы, но не отвечает требованиям, предъявляемым к щепе для целлюлозно-бумажного производства [51].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Березников, Сергей Владимирович, 2014 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Адамов, В.Е. Статистика промышленности: уч.пособие [Текст] /

B.Е.Адамов, Э.В. Вергилес - Москва: Финансы и статистика, 2005. - 326 с.

2. Адлер, Ю. П. и др. Планирование эксперимента оптимальных условий: уч.пособие [Текст] / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. Б. Грановский. -М.: Наука, 1976.-280 с.

3. Арене, X. Многомерный дисперсный анализ: учебное пособие [Текст] / X. Арене, Ю. Лёйтер - М.: Финансы и статистика, 1985. - 231.

4. Бартенев, И.М. и др. Технологии и механизация лесохозяйственных работ: уч. пособие [Текст] / И.М.Бартенев, М.В. Драпалюк, П.Э. Гончаров,

C.B. Дорохин, В.А. Смирнов.- Федеральное агентство по образованию, ФГОУ ВПО «ВГЛТА», 2010.-136 с.

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

6. Беленький, Ю.И. Обоснование параметров рубительных машин, обеспечивающих повышение качества технологической щепы [Текст] / Ю.И. Беленький - Автореф ... канд. техн. наук. - Л., 1989. - 18 с.

7. Березников, C.B. О актуальности производства биотоплива в условиях лесосеки [Текст] / C.B. Березников, C.B. Фокин - Современное состояние естественных и технических наук: Материалы YII Международной научно-практической конференции (20.06.2012).-М.: Издательство «Спутник+», 2012.-С. 152-154.

8. Березников, C.B. О технологии и средствах измельчения порубочных остатков [Текст] / C.B. Березников, C.B. Фокин- Актуальные вопросы науки: Материалы YI Международной научно-практической конференции (10.07.2012).-М.: Издательство «Спутник+», 2012. - С. 61-63.

9. Березников, C.B. Обоснование конструкции резца для рубительной машины дискового типа [Текст] / C.B. Березников, C.B. Фокин.- Техника и технология: новые перспективы развития: Материалы YII Международной научно-практической конференции.- М.: Издательство «Спутник+»,2012,- С. 232- 234.

10. Березников, C.B. О выводе и анализе уравнения вращательного движения рубительного диска с ножами различной конструкции [Электронный ресурс] / C.B. Березников, C.B. Фокин.- Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/7818 (дата обращения: 08.08.2013).

11. Березников, C.B. О конструкции ножей для измельчения отходов древесины [Электронный ресурс] / C.B. Березников, C.B. Фокин.- Научный электронный архив. URL: http://econf.rae.ru/article/7835 (дата обращения: 27.08.2013).

12. Березников, C.B. Об исследовании процесса резания порубочных остатков ножами различной конструкции [Текст] / C.B. Березников, C.B. Фокин.- Перспективы развития: Материалы X научно-практической конференции (28.08.2013).- М. Издательство «Спутник+»,2013.-С. 97-101.

13. Березников, C.B. О результатах сравнительного анализа процессов резания порубочных остатков комбинированным и традиционным ножами [Текст] / C.B. Березников, C.B. Фокин.-Техника и технология: новые перспективы развития: Материалы X научно-практической конференции (28.08.2013). - М. Издательство «Спутник+»,2013.-С.102-106.

14. Березников, C.B. О методике исследования процесса резания порубочных остатков дисковой рубительной машиной, оснащенной различными типами ножей [Электронный ресурс] / C.B. Березников, C.B. Фокин.-Совр. проблемы науки и обр. - 2013. - № 5; URL: http://www.science-education.ru/111-10346 (дата обр.: 15.10.2013).

15. Березников, C.B. О проведении автоматизированного анализа энергетических характеристик процесса резания древесины дисковой рубитель-

ной машиной [Текст] / C.B. Березников, C.B. Фокин.- Фундаментальные исследования //В. 10 (часть 10), 2013.- С. 2182-2187.

16. Березников, C.B. Вычисление сил и моментов сил сухого трения скольжения при резании древесины комбинированным ножом [Текст] /C.B. Березников, C.B. 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.-4.1.- С.145-146.

17.Березников, C.B. К обоснованию конструктивно-технологических элементов машины для измельчения порубочных остатков [Электронный ресурс] / C.B. Березников, C.B. Фокин - Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 3; URL: http://www.science-education.ni/l 17-13172 (дата обращения: 21.05.2014).

18. Березников, C.B. О математической модели процесса резания порубочных остатков комбинированным ножом с тремя лезвиями [Текст] / C.B. Березников, C.B. Фокин - Проблемы и перспективы инновационного развития мирового сельского хозяйства: сборник научных трудов по материалам IV Международной научно-практическая конференции. -Буква.- Саратов.-2013.-С. 284-287.

19. Березников, C.B. Состав и применение программного комплекса для исследования процессов резания порубочных остатков комбинированным и традиционным ножами [Текст] / C.B. Березников, C.B. 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.234-237.

20. Березников, C.B. Технико-экономические показатели работы новой конструкции дисковой рубительной машины [Текст] / C.B. Березников, C.B. 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.270-272.

21. Бершадский, А.Л. Резание древесины: уч.пособие [Текст] / А.Л. Бершадский - Гослесбумиздат. М., 1958.- 118 с.

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

23. Боровиков, В. П. Программа 8ТАТ18Т1КА для студентов и инженеров: учебное пособие [Текст] / В. П. Боровиков. - Москва : Компьютер пресс, 2001.-301 с.

24. Брик , М.И.Технологическая щепа. [Текст] / М.И. Брик, Б.А. Васильев - М: Лесная промышленность,!975.-208 с.

25. Брик, М. И. Производство технологической щепы на лесозаготовительных предприятиях: обзор [Текст] / М. И. Брик ; ВНИПИЭИлеспром. - Москва, 1974.-59 с.

26. Брик, М. И. Технологическая щепа: уч. пособие [Текст] / М. И. Брик. - М. : Лесная промышленность, 1975. - 159 с.

27. Булатов, А. Ф. Обоснование процесса заготовки и переработки биомассы дерева на технологическую щепу с целью ресурсосбережения [Текст]: диссер. ... канд. техн. наук / Булатов А. Ф. - Петрозаводск, 2001. -183 с.

28.Бутенин, Н. В. Курс теоретической механики [Текст] / Н. В. Бутенин, Я. Я. Лунц, Д. Р. Меркин. - 4-е изд. - Москва : из-во Наука, 1985. - Т. 1. - 239 с.

29.Бухтояров, Л.Д и др. Математическое моделирование при проектировании лесных машин. Методические указания для практических работ для студентов специальности (150405) «Машины и оборудование лесного комплекса»: методические указания [Текст] / Л.Д. Бухтояров, П.И.Попиков, Р.В. Юдин- Федеральное агентство по образованию, ФГОУ ВПО «ВГЛТА», 2009.- 35 с.

30. Бухтояров, Л.Д. и др. Математическая модель рабочего процесса технологического оборудования для обрезки ветвей и кустарников [Текст] / Л.Д. Бухтояров, М.В. Драпалюк, О.В. Трегубов, В.П. Попиков -Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции: изд-во ВГЛТА, Воронеж, 2013. № 5 (5)- С. 192202.

31. Бухтояров, Л.Д. Имитационная модель ротора кустореза с гибкими рабочими органами [Текст] / Драпалюк М.В., Бухтояров Л.Д., Столбовских С.А.- Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2011.- № 3. -С. 137-141

32.Быстрикин, С. Н. Методические указания по определению экономической эффективности внедрения научн. достижений и новой техники в лесном хозяйстве [Текст] / С. Н. Быстрикин. - Пушкино, 1975. - 120 с.

33.Вальщиков, Н. М. Губительные машины [Текст] / Н. М. Вальщиков, Э. П. Лицман. - Москва : Лесная промышленность, 1980. - 96 с.

34.Вальщиков, Н. М. Губительные машины [Текст] / Н. М. Вальщиков. -Ленинград : Машиностроение, 1970. - 165 с.

35.Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных: уч.пособие [Текст] / Г. В. Веденяпин. -Москва : Колос, 1967. - 159 с.

36.Верегитин, И. Э. Производство полуфабрикатов из лиственной древесины [Текст] / И. Э. Верегитин. - М. : Гослесбумиздат, 1962. - 110 с.

37. Винокуров, В. Н. Машины и механизмы лесного хозяйства и садово-паркового строительства [Текст]/ В. Н. Винокуров, Г. В. Силаев, A.A. Золота-ревский. - Москва : Академия, 2004. - 400 с.

38.Гнатовская, И. В. Переработка низкокачественной древесины на лесозаготовительных предприятиях Центрального региона России : диссертация... канд. техн. наук [Текст] / Гнатовская И. В. - Москва, 2005. - 113 с.

39. Гомонай, М. В. Многорезцовые рубительные машины: уч.пособие [Текст] / М. В. Гомонай. - Москва : Лесная промышленность, 1990. - 140 с.

40.Гомонай, М. В. Технология переработки древесины [Текст] / М. В. Гомонай ; МГУЛ. - Москва, 2002. - 232 с.

41. Гороховский, К.Ф. Исследование процесса измельчения сучьев: Автореферат ... канд.техн. наук. [Текст] / К.Ф.Гороховский, - Свердловск, 1971.19 с.

42.Гулд, X. Компьютерное моделирование в физике [Текст] / X. Гулд, Я. Тобочник- Ч. 2. - Москва: Мир, 1990. - 400 с.

43. Гусаров, Л.А. Анализ видов резания на дисковых рубительных машинах [Текст] / Л.А. Гусаров, Э.П. Лицман - Труды ин-та ВНИИБ. -1972. - В. 60.-С. 35-40.

44. Джикович, В. Л. Экономика лесного хозяйства : уч. пособие [Текст] / В. Л. Джикович. - Москва : Лесная промышленность, 1970. - 320 с.

45. Джонсон, Н. Статистистика и планирование эксперимента в технике и науке : уч. пособие [Текст] / Н. Джонсон, Ф. Лион. - Москва : Мир, 1980. -610 с.

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

47.Егоров, В.А. Исследование процесса рубки древесины лиственницы на технологическую щепу в дисковых рубительных машинах: Автореферат канд. техн. наук. [Текст] / В.А. Егоров - Ленинград, 1977.-17 с.

48.3авойских, Г.И. Исследование процесса резания древесины в дисковой рубительной машине в большом диапазоне толщины стружки: Автореферат канд. техн. наук. [Текст] / Г.И. Завойских. - Минск., 1967.-22 с.

49.3астенский, Л. С. Машины и механизмы лесного хозяйства : учеб. пособие [Текст] / Л. С. Застенский ; МГУЛ. - Москва, 2005. - 240 с.

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

51.Зорин, В. Я. Критерии и методы оценки качества сортирования щепы [Текст] / В. Я. Зорин, И. А. // Целлюлоза, бумага, картон. - 1976. — № 8. — С. 10.

52. Ивановский, Е.Г. Причины образования мелочи при рубке древесины лиственницы на дисковых рубительных машинах [Текст] / Е.Г. Ивановский.- Тр. ин-та УЛТА.-1976.- В.З.- С. 93-95.

53.Инженерные расчеты на ЭВМ: Спр. пособие [Текст] / Под ред. В.А. Троицкого. - Ленинград: Машиностроение, 1979. - 288 с.

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

55.Использование низкокачественной древесины и древесных отходов на лесозаготельных предприятиях: экспресс-информация [Текст] / ВНИПИ-ЭИлеспром. - Москва, 1990. - 32 с.

56.Использ. низкокач. древесины и отходов лесозаготовок: справочник. [Текст] - Москва : Лесная промышленность, 1970. - 248 с.

57.Казимиров, Н. И. Ресурсы древесной зелени в нечерноземной зоне РСФСР [Текст] / Н. И. Казимиров // Пробл. кормового исп. лесных ресурсов : сборник науч. тр. - Ленинград : Изд-во Ленинград, ун-та, 1979. - С. 8-12.

58.Калашников, Ю.А. Исследование процесса затягивания древесины режущими ножами в дисковых рубительных машинах: Автореферат канд. техн. наук. [Текст] / Ю.А Калашников. - Москва, 1972. - 28 с.

59.Кассандрова, О. Н. Обработка результов наблюдений [Текст] / О. Н. Кассандрова, В. В. Лебедев. - Москва - Наука, 1970. - 130 с.

60.Кацев, П. Г. Статистические методы исследования режущего инструмента: уч.пособие [Текст] / П. Г. Кацев. - Москва : Машиностроение, 1974.-240 с.

61.Качелкин, Л. И. Использование отходов лесозаготовок: уч.пособие [Текст] / Л. И. Качелкин. - М. : Лесная промышленность, 1965. - 356 с.

62. Кожин, В. M. Комплексное использование древесного сырья на лесозаготельных предприятиях : обзор, информ. [Текст] / В. М. Кожин, В. А. Кондратюк // Обеспеч. целевых научно-технических программ / ВНИПИЭИ-леспром. - Москва, 1986. - Вып. 7. - 32 с.

63.Кожухов, Н. И. Лесное хозяйство в системе лесного сектора экономики РФ [Текст] / Н. И. Кожухов // Лесное хозяйство. - 2002. - № 5 - С. 10-11.

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

65.Косачев, Г. Г. Экономическая оценка сельскохозяйственной техники: уч.пособие [Текст] / Г. Г. Косачев. - Москва: Колос, 1978. - 240 с.

66.Кочегаров, В. Г. Технологии и машины лесосечных работ : учеб. для ВУЗов [Текст] / В. Г. Кочегаров, Ю. А. Бит, В. Н. Меньшиков. - М. : Лесная промышленность, 1990. - 332 с.

67.Ларюхин, Г. А. Механизация лесного хозяйства и лесозаготовок : уч.пособие [Текст] / Г. А. Ларюхин, Л. С. Златоустов, В. С. Раков. - Москва : Агропромиздат, 1987.-274 с.

68.Лаутнер, Э. М. Основы теории получения технологической щепы и разработка нового поколения дисковых рубительных машин : автореферат дис.... д-ра техн. наук [Текст] / Лаутнер Э. М. - СПб., 1995. - 52 с.

69.Лаутнер, Э.М. и др. Влияние условий рубки древесины лиственницы в дисковой рубительной машине на скорость движения щепы [Текст]/ Э.М. Лаутнер, В.А. Егоров, Б.Б. Каменев -Тр. института ЛТА.- 1978.-В.7.-С. 115-119.

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

71. Листопад, И. А. Планирование эксперимента в исследованиях по механизации сельскохозяйственного производства [Текст] / И. А. Листопад. -Москва : Агропромиздат, 1988. - 88 с.

72.Лицман, Э.П. Исследование процесса резания древесины с толстой стружкой элементарным резцом [Текст] / Э.П. Лицман.- Лесной журнал. -1963.-№ 3.- С.122-133.

73.Лицман, Э.П. Производство технологической щепы [Текст] / Э.П. Лицман. - Москва: ВНИПИЭИлеспром, 1976.-51 с.

74.Лосев, А. В. Социальная экология [Текст] / А. В. Лосев, Г. Г. Провадкин. - Москва : ВЛАДОС, 1998. - 312 с.

75.Лямеборщий, С. X. Оценка экологического состояния лесной среды при лесопользовании в равнинных условиях [Текст] / С. X. Лямеборщий // Лесное хозяйство. - 1995. -№ 5. - С. 19-21.

76.Матюнин, В. Я. Повышение эффективности производства щепы из низкокачественной древесины и древесных отходов [Текст] / В. Я. Матюнин ; ВНИПИЭИлеспром. - М., 1985. - 37 с.

77.Машины для лесного хозяйства и мелиораций [Текст] / под ред. А. Ф. Пронина. - Москва: Высшая школа, 1982. - С. 267-268.

78.Машины, механизмы и оборудование лесного хозяйства : справочник [Текст] / МГУЛ. - Москва, 2002. - 212 с.

79.Машины и оборудование лесозаготовок; Машины и технология производства щепы на лесосеке [Текст] / под ред. В. Д. Никишова.- МЛТИ. — Москва, 1991.-71 с.

80.Мельников, С. В. и др. Планировование в исследованиях сельскохозяйственных процессов : уч. пособие [Текст] / С. В. Мельников, В. Р. Алешин, П. М. Рощин. - Л. : Колос, 1972. - 199 с.

81.Метальников, М. С. Лесохозяйственные машины [Текст] / М. С. Метальников. - Москва : Экология, 1991. - С. 6-10.

82. Методические указания по определению объемов древесных отходов [Текст] / ВНИПИЭИлеспром. - Москва, 1984. - 16 с.

83.Михайлов, Г. Н. Пути улучшения использования вторичного древесного сырья : уч.пособие [Текст] / Г. Н. Михайлов, Н. А. Серов. - Москва : Лесная промышленность, 1988. - 224 с.

84.Моделирование сельскохозяйственных агрегатов и их систем управления : уч.пособие [Текст] / под ред. А. Б. Лурье. - Ленинград: Колос. Ленингр. отделение, 1979. - 312 с.

85.Назаренко, Е.С. Исследование процесса производства технологической щепы из низкокачественной древесины на дисковых рубительных машинах с гравитационной загрузкой сырья: Автореферат., канд. техн. наук. [Текст] / Е.С. Назаренко. - Москва, 1979. - 19 с.

86. Новые строительные материалы из отходов лесозаготовок [Текст] / под ред. Л. И. Качелкина.- Центр, науч.-исслед. институт информ. и техн.-экон. исслед. по лесн., целлюлозно-бумажной, д/обрабатывающей промышленности и л/хозяйству. - Москва, 1965. - 68 с.

87.Отраслевые методические указания и нормативно-справочные материалы для определения экономической эффективности новой техники в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении [Текст] / под ред. В. Г. Полянского. - Москва, 1976. - Ч. 1. - 280 с.

88.Орлов, А.И. Прикладная статистика: уч.пособие [Текст] / А.И. Орлов . - Москва: Экзамен, 2006. - 671 с.

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

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

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

92.Патент на изобр. 2330403, МПК А 01 в 23/00. Лесозаготовительная универсальная машина [Текст] /А.А. Герман: заяв.и патентообладатель ОАО

"АМКОДОР" (BY).- № 2006129076/12; заявлено 20.02.2008; опубликовано.: 10 августа 2008.-Бюл. 32.

93.Патент на изобр. 2014215, МПК В27 L 11/00. Способ измельчения лесосечных отходов и устройство для его осуществления [Текст] / А.И. Шведов: заяв. и патентообладатель: Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола.- № 4923626/15; заявлено 01.04.1991; опубликовано: 01.04.1991.- Бюл. 12.

94. Патент на полезную модель 129452, МПК В 27 L 11/00. Устройство для измельчения порубочных остатков [Текст] / C.B. Фокин, C.B. Березников: заяв. и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - № 2012157974/13 ; заявлено 27.12.2012 ; опубликовано 27.06.2013, Бюл. № 18.

95. Пахомова, Н. В. Экономика природопользования и охраны окружающей среды [Текст] / Н. В. Пахомова, К. К. Рихтер. - СПб., 2003. -220 с.

96.Пашнин, Е. К. Исследование процесса производства технологической щепы в условиях лесосек (на примере лесозаготовительных предприятий Коми АССР) : автореферат дис. ... канд. техн. наук [Текст] / Пашнин Е. К.-Москва, 1982.- 18 с.

97. Пономарев, К. К. Составление и решение дифференциальных инженерно-технических задач : уч.пособие [Текст] / К. К. Пономарев. - Москва: Учпедгиз, 1962.-234 с.

98. Попов, Н. И. Производство технологической щепы из короткомер-ных отходов [Текст] / Н. И. Попов, М. П. Авксентьев; ВНИПИЭИлеспром. -Москва, 1974. - 10 с.

99.Пряхин, Е.А. Исследование усилий резания древесины в рубильных машинах со стружколамателем / Е.А.Пряхин, Н.П. Рушнов -Тр. ин-та ЦНИИМЭ. - 1978. -С. 65-74.

100. Пряхин, Е.А. Исследование процесса получения технологической щепы в рубительных машинах при переработке древесины различ-

ного температурно-влажностного состояния: Автореферат., канд. техн. наук. [Текст] /Е.А. Пряхин. - Москва, 1979. - 17 с.

101. Ренский, А. Б. и др. Тензометрирование строительных конструкций и материалов: уч.пособие [Текст] / А. Б. Ренский, Д. С. Баранов, Р. А. Макаров. - Москва: Стройиздат, 1977. - С. 183-239.

102. Румшинский, JI. 3. Математическая обработка результатов экспериментов: спр. руководство [Текст] / JI. 3. Румшинский. - Москва : Наука, 1971. -192 с.

103. Рушнов, Н.П. Исследование процесса резания древесины в дисковых рубительных машинах. Диссертация., канд. тех. наук. [Текст] / Н.П. Рушнов. - Химки, 1967. -261 с.

104. Рушнов, Н. П. Заготовка щепы на лесосеке [Текст] / Н. П. Рушнов // Лесная промышленность. - 1987. - № 6. - С. 30-32.

105. Рушнов Н.П. и др. Рубительные машины : уч.пособие [Текст] / Н.П. Рушнов, Э.П. Лицман, Е.А. Пряхин.- Москва: Лесная промышленность, 1985.-208 с.

106. Свидетельство о гос. регистрации программ для ЭВМ №2013618036. Математическое моделирование работы ножей для процессов резания порубочных остатков [Текст] / C.B. Фокин, C.B. Березников: заяв. и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ»,- № 2013615914; заявлено 27.12.2012; опубликовано: 20.09.2013; зарег.: 29.08.2013.

107. Сельскохозяйственная техника : каталог [Текст] / ЦНИИТЭИ Госкомсельхозтехники СССР. - Москва, 1981. - Ч. 1. - 474 с.

108. Синеоков, Г. Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин: уч. пособие [Текст] / Г. Н. Синеоков, И. М. Панов - Москва : Машиностроение, 1977.-328 с.

109. Советов, Б. Я. Моделирование систем [Текст] / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. - Москва : Высш. шк., 1998. - 319 с.

110. Справочник по прикладной статистике, в двух томах Т.1: Пер. с англ. [Текст] / под ред. Э.Ллойда, У.Ледермана, Ю.Н.Тюрина. - Москва : Финансы и статистики, 1989. - 510 с. Т. 2: 1990. - 526 с.

111. Справочник машиностроителя. [Текст] - Москва: Государственное н/техническое издательство м/строительной литературы, 1962.-Т. 3,-С. 338-339.

112. Справочник по зарплате на предприятиях лесного хозяйства [Текст] / под ред. Г. М. Киселева. - Москва : Лесная промышленность, 1977. -272 с.

113. Сюнёв, B.C. Основные факторы планирования производства древесного топлива из древесной биомассы [Текст] / B.C. Сюнёв, Ю.Ю.Герасимов, A.A. Селиверстов, Ю.В. Суханов.- Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. 2011.- № 8.- С. 77-80.

114. Сюнёв, B.C. Рациональное использование древесины и лесосечных отходов в биоэнергетике: оценка потенциалов и технологических подходов [Текст] / B.C. Сюнёв, Ю.Ю.Герасимов, А.П.Соколов, A.A. Селиверстов, В.К. Катаров, Ю.В. Суханов, Д.В. Рожин, И.И. Тюрлик, М.В. Фирсов. - Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.- 2011.-№73.- С. 187198.

115. Тарг, С. М. Краткий курс теоретической механики : уч.пособие [Текст] / С. М. Тарг. - Москва : Наука, 1974 . - 478 с.

116. Федоров, В.В. Теория оптимального эксперимента: уч.пособие [Текст] / В.В. Федоров - Москва: ГРФМЛ изд-ва Наука, 1971. - 312 с.

117. Филькевич, В.Я. Динамика лесопильных рам. [Текст] / В.Я.Филькевич -Москва: Лесн. пром-сть, 1968.- 240 с.

118. Фокин, C.B. Совершенствование технологического оборудования для заготовки энергетической древесины при расчистке вырубок: авторе-

ферат дис. ... доктора, техн. наук. [Текст] / С.В. Фокин - Екатеринбург, 2013.-38 е..

119. Харазов, А. М. Методы оптимизации в технической диагностике машин: уч.пособие [Текст] / А. М. Харазов, С. Ф. Цвид. - Москва : Машиностроение, 1983. - 132 с.

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

121. Чудаков, Е.А. Энциклопедический справочник по машиностроению [Текст] / Е.А.Чудаков - Москва: ООО "Директ Медиа Паблишинг", 2005.-365 с.

122. Шегельман, И. Р. Ресурсы биомассы дерева для производства технологической щепы [Текст]/ И. Р. Шегельман // Повышение эффек. процессов производства техн.: сборник науч. тр. / КарНИИЛП. - Петрозаводск, 1999.-С. 3-12.

123. Шелгунов, Ю. В. и др. Влияние размеров, форм сырья и условий его загрузки в рубительную машину на качество получаемой щепы [Текст]/ Ю. В. Шелгунов, Е. С. Назаренко // Лесоэксплуатация и лесосплав. - 1975. -№ 18. -С. 28-32.

124. Яблонский, А. А. Курс теоретической механики [Текст]/ А. А. Яблонский. - М. : Высш. школа, 1977. - Ч. 2. Динамика. - 283 с.

125. Bormann, F. Landscape ecology and air pollution [Text] / F. Bormann M. Goigel./ Landscape heterogeneity and disturbance. - Springer-Verlag, New York, 1987. - S. 3.

126. Buchanan, G.Экспериментальные исследования процесса рубки древесины при малых скоростях резания [Text] / G. Buchanan, S. Dychnuku /Pulp and Paper Magazine of Ganada. -1963.-№ 5, v 64.- C.234-245.

127. Cormmier, D. The use of piling rakes for a logging debries problem [Text]/ / D. Cormmier, M. Ryans // Canadian Forest Industries. - 1988. - №. 11.-S. 27-32.

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

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

130. Hakkla, P. Utnyttjande av hyggesafall med forende nordiska aus-trangningar [Text] / P.Hakkla // Svensk Pfpperstidning. 1972, № 2, 31/1. - S. 4955.

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

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

133. Henchyk I.,Kawka,W. Wplyn mechanizmu skchawania drewna w rebaku tarczowyn na Jakost produkowanyck zrebkow[Text]/1. Henchyk, W. Kaw-ka //Przeglad Papiemiczy,1978,R34,№ 10- S. 363-366.

134. Huber Seilwenden : Die news Dimension im Forest! [Text]/ // Geratebau Huber Ges. M.b.H., 1995. -4 s.

135. Kawka, W. Метод расчета двухдисковых спиральных рубитель-ных машин [Text]/ W. Kawka //Przeglad Papiemiczy, 1972, № 4. -С. 115-120 (перевод Ф-428, г. Петрозаводск, НИИЦмаш).

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

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

138. McKenzie, W. M. A facterial experiment in transverse-plane (90/90) cutting of wood. Part 1. Cutting force and edge wear [Text]/ / W. M. McKenzie, R. L. Couling // Wood Science. - 1971. - Vol. 3. - №. 4. - S. 204-213.

139. Murto J, Kivimaa E. Investigation on fachtors affechting chipping of pulp wood. [Text]/ J .Murto, E.Kivimaa // Selluloasapuun Lastutus 11 (2), Helsinki, 1951, v 67. -S. 1 -32.

140. Premoze, S. Particle Based Simulation of Fluids [Text] / S.Premoze, T. Tasdizen, J. Bigler// Eurographics, 2003. - Vol. 22. -№ 3. - S. 103-113.

141. Stone, J. Influence of the extend of mechanically treated wood. [Text]/ J .Stone, A. Nickerson. //Pulp und Paper Magazine of Canada. 1961, № 6.- S. 62.

СВИДЕТЕЛ ЬСТВО

п НЮ 1.1|Н-П'.ГМНПМ ()С1 1Н I р.шни 1фО||К1ЧМЫ 1 1Я )НМ

Мшсмпшческое мо.ампрокапие раоомл ножей ,ыи процессов роапни иор\оочи1>1\ осин кон

11р и 1.1 ¡.п.-Федеральное государственное бюджетное обра ¡пашне, ¡ьное учремсденне высшего профессионального обра ¡ованни «Саратовский государственный аграрный уииверс итст имени II.И.Вавилова» (НI )

\пт рм Фокин Сергей Владимирович (ВС), Переливов Сергей Владимирович (ИГ}

У» 2013618036

<>->... л 2(113615«) 14

Ли ч ч чи" 11 И10.1И 2013 1.

Л" < ii4.il 1.1 мы К («.ылрч.»1«!

1 IV.. - ¡к I 1,'ш 1 .л >нм 29 августа 2013 г.

>> • íJ V ?>1 Ч I

/

УОООЖЖОТ^Я

л'Ж'Г^Г I

Ч V ¡'«ч' * •* -

-—к

о ;;

ГЛ

? А ггпяг-

с ййн и

Н ч > 1 и 11 1ИЧ(И|1! II (I,

л-129152

-

1 V.

УСГ1Ч)ЙСПН>Д,1Я ИЗМКЛЬЧСИНЯ ПОСУТОЧНЫХ

ОСТАТКОВ

1кп' 1!; -«'|л,11.|м. 11•<.ы) Федеральное государственное Лнн)жешное образовательное гчрелнОсипе высшего профессионального образования "Саратовский гоехчкцп чтении и аграрный университет имени //.//. Иш;и.нн;а" (И1:)

V-

Л - "<1 ь

■!■( ь; I см. но обороте

/"V . ' - 1 -

Л,*.,...,:»-. 20121.1797 $

I ||1ЦИ|-НЦ-: II' • К' III- '¡г м.и: т 27 Л1"К'Я(1|1Н 20 I 2 I .

I <:■ 11-и... 1..И1- ■ .-I ! ..г.. л;.; I." 11 '.IIП' А' \х I; - П" шт

• ■ I! I' ............ Ф< .¡. |у|.ИН 27 июни 20 /У

С|. 'I .и '!• 11.НЧ ........ ».. »»•»-;»• I 27 лек-норн 2022 I.

!''■;'.■!•>п. ■ и ¡41 :1 ч* 1 .'м*!.'.

'. > .¡1''/.. , I• .;.' .'г:.( ■>■ '-¡л/ '.';,'",

/

1,11 !!■>>,

Матрица проведения эксперимента

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: No

Factors Low High Units Continuous

v 8.0 12.0 Yes

ugol 0.0 10.0 Yes

Responses Units

A

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.

План проведения эксперимента

<Untitled>

run v ugol А

1 8,0 0,0 _

2 12,0 0,0 _

3 8,0 10,0 _

4 12,0 10,0 _

5 7,17157 5,0 _

6 12,8284 5,0 _

7 10,0 -2,07107_

8 10,0 12,0711 _

9 10,0 5,0 _

10 10,0 5,0 _

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.

Исходные данные по определению закономерности изменения энергоемкости и динамических характеристик процесса рубки порубочных остатков при различных углах наклона в плоскости режущей кромки ножей и углах наклона плоскости рубки

Угол резания а, град. Скорость резания и, м/с Угол наклона режущей Работа резания А, Нм Длина среза опытного Удельный показатель силы резания Fx, кН Мощность от действия

кромки в плане Л, образца древесины силы резания Рр, кВт

град. гтах, ММ

8 0 11,8 И 1,07 8,56

8 0 12,39 10 1,23 9,84

8 0 11,21 9 1,25 10,1

12 0 11,0 11 1,01 12,12

12 0 11,55 12 0,96 11,52

12 0 10,45 10 1,05 12,6

8 10 10,17 11 0,97 7,76

8 10 11,23 13 0,86 6,88

8 10 10,7 12 0,89 7,12

12 10 10,32 И 0,93 11,16

12 10 10,86 10 1,08 12,96

12 10 11,4 9 1,26 15,12

7,18 5 12,42 11 1,12 8,04

20 7,18 5 11,83 10 1,18 8,47

7,18 5 11,24 11 1,02 7,32

12,8 5 11,06 12 0,92 11,77

12,8 5 10,51 И 0,95 12,16

12,8 5 11,61 13 0,89 11,39

10 2 12,01 10 1,21 12,1

10 2 11,44 9 1,27 12,7

10 2 10,87 И 0,98 9,8

10 12 10,97 12 0,91 9,1

10 12 11,51 10 1,15 11,5

10 12 11,3 10 1,13 11,3

10 5 11,87 11 1,07 10,7

10 5 10,7 11 0,97 9,7

10 5 9,3 10 0,93 9,3

8 0 10,71 13 0,82 6,56

8 0 10,2 14 0,72 6,24

30 8 0 9,7 12 0,81 6,48

12 0 9,97 15 0,66 7,92

12 0 9,5 14 0,67 8,04

12 0 9,1 13 0,71 8,52