Совершенствование технологии раскряжевки круглых лесоматериалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Власов, Юрий Николаевич

• Власов, Юрий Николаевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Власов, Юрий Николаевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Раскряжевка в технологическом процессе лесопромышленных складов

1.2. Анализ методов и приемов раскряжевки

1.3. Раскряжевочные установки с продольным перемещением хлыста

1.4. Мощность и усилия резания при пилении. Кинематические соотношения

1.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

2. СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСКРЯЖЕВКИ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ И ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

2.1. Предлагаемый способ поперечного деления хлыстов

2.2. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

3. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ НОВОГО СПОСОБА РАСКРЯЖЕВКИ

КЛМ

3.1 Общие положения

3.2. Определение максимального диаметра распиливаемого хлыста в зависимости от числа оборотов ротора и диаметра пильного диска по геометрическим соотношениям

3.3. Определение высоты пропила при плоском движении пильного диска

3.4. Определение скорости подачи пильного диска при плоском движении

3.5. Определение допустимой угловой скорости внешнего ротора

3.6. Определение объема древесины, превращаемой в опилки в единицу времени

3.7. Определение сопротивления вращению ротора установки

3.8. Определение энергозатрат и производительности пиления при поперечном делении хлыста предлагаемым способом

3.9. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Общие положения

4.2. Основное оборудование и приборы

4.3. Методика планирования и проведения экспериментальных исследований

4.4. Методика обработки результатов экспериментальных исследований поперечного пиления древесины

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Исследование влияния величины подачи на зуб и ширины пропила на фракционный состав опилок и удельную работу резания

5.2. Определение закона измельчения древесины при поперечном пилении дисковыми пилами

5.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии раскряжевки круглых лесоматериалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Значительная часть заготавливаемой в России древесины вывозится на лесные склады в виде хлыстов, где далее подвергается первичной переработке [1], [2], [3]. Возрастающая потребность в продукции первичной переработки круглого леса закрепляет место хлыстовой технологии заготовки древесины в будущем, что подтверждают исследования отечественных ученых по прогнозированию развития лесозаготовительной отрасли

[4], [5], [6].

Операция раскряжевки является одной из наиболее распространенных и ответственных в технологическом процессе первичной обработки леса. От того, насколько качественно она выполняется, ощутимо зависит прибыль предприятия. В современных условиях требованиям, касающимся целенаправленного использования стволовой части деревьев, наиболее полно отвечает индивидуальный способ раскряжевки [2], [7], [8].

Анализ конструкций и практики применения существующего оборудования для индивидуальной раскряжевки хлыстов показывает, что используемое в настоящее время оборудование с однопильным пильным механизмом не позволяет эффективно раскряжевывать хлысты с большим диаметром в месте образования пропила. Известные установки с двухпильными пильными механизмами [9], [10], [11] для раскряжевки хлыстов с диаметром более 0,6 мотличаются сложностью конструктивного исполнения. Это приводит к росту энергоемкости технологической операции раскряжевки, увеличению потребляемой мощности, негативно сказывается

на затратах по обслуживанию и ремонту таких установок, что в целом снижает общую эффективность технологического процесса.

В этой связи актуальной является задача дальнейшего совершенствования технологической операции раскряжевки круглых лесоматериалов и оборудования для его осуществления.

Степень разработанности темы исследования. На сегодняшний день не разработан эффективный способ осуществления технологической операции раскряжевки круглых лесоматериалов большого диаметра дисковыми пилами. Требуется совершенствования технологического процесса раскряжевки хлыстов любых диаметров с точки зрения энергозатрат на пиление древесины.

Целью работы является повышение эффективности процесса раскряжевки путем разработки и обоснования нового способа раскряжевки круглых лесоматериалов (КЛМ) и оборудования для его осуществления. Задачи исследования:

1. Провести анализ влияния основных параметров процесса резания древесины на энергоемкость раскряжевки КЛМ.

2. Разработать математическую модель процесса раскряжевки КЛМ индивидуальным методом при одновременном осуществлении двух движений пильного диска: поступательного к оси хлыста и вращательного с центром на оси хлыста.

3. Разработать конструкцию раскряжевочной установки с пильным механизмом, обеспечивающим движение пильного диска в соответствии с условиями п. 2.

4. Разработать конструкцию экспериментального стенда и методику исследования на его базе энергоемкости процесса раскряжевки КЛМ известными и предлагаемым способом.

5. Исследовать влияние режимов резания и геометрических параметров пильного диска на энергоемкость процесса раскряжевки хлыстов предлагаемым пильным механизмом.

6. Обосновать режимы работы оборудования для осуществления предлагаемого способа раскряжевки КЛМ.

Научная новизна работы заключается в разработанной и исследованной математической модели процесса раскряжевки КЛМ дисковой пилойпри ее одновременном поступательным движением в направлении оси хлыста и вращательным движением по окружности с центром, расположенным на оси хлыста, раскрывающая влияние параметров и режимов работы оборудования для раскряжевки КЛМ на энергоемкость процесса пиления и устанавливающая их рациональные значения.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований раскряжевки КЛМ устанавливают связь режима пиления древесины и геометрических параметров пильного диска с фракционным составом образующихся опилок, что позволяет определить связь затраченной на пиление работы с режимом пиления и параметрами дисковой пилы с позиций общей теории измельчения, что расширяет теоретические представления о пилении древесины.

Разработанный способ осуществления технологической операции поперечного пиления круглых лесоматериалов однопильным пильным механизмом позволяет совершенствовать технологию раскряжевки хлыстов за счет уменьшения потребного диаметра дисковой пилы и мощности привода пильного механизма по сравнению с известными способами, что ведет к снижению общих затрат на мероприятия по поперченному делению хлыстов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель процесса раскряжевки хлыста дисковой пилой с одновременным поступательным движением пильного диска в направлении

оси хлыста и вращательным движением по дуге окружности с центром, расположенным на оси хлыста;

2. Полученные на основании реализации математической модели зависимости, обосновывающие рациональные режимы работы оборудования и параметры процесса раскряжевки хлыстов.

3. Результаты экспериментальных исследований, устанавливающие связь режима пиления и геометрических параметров пильного диска с фракционным составом образующихся при поперечном пилении древесины опилок. Степень достоверности выводов и результатов исследований обеспечена:

применением методов математической статистики; проведением экспериментальных исследований и подтвержденной адекватностью полученных моделей за счет удовлетворительной сходимости экспериментальных и теоретических данных. Апробация результатов. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на международных научно-практических конференциях: «Пути и опыт модернизации оборудования лесопромышленного комплекса», СПб, 2010, «Совершенствование и повышение надежности оборудования предприятий целлюлозно-бумажной и лесоперерабатывающей промышленности», СПб, 2011, МНПИК «Леса России в XXI веке», СПб, 2012; а также на научно - технических конференциях лесоинженерного факультета Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С.М. Кирова в 2011-2013 гг.

I

I

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Раскряжевка в технологическом процессе лесопромышленных складов

В настоящее время в России до 90% древесины заготавливаются по хлыстовой технологии с вывозкой на лесные склады. Исследования отечественных и зарубежных ученых по прогнозированию развития лесозаготовок показали, что эта технология останется у нас доминирующей и в будущем [2], [12]. Сдерживающие факторы применения в России сортиментной технологии - высокая стоимость харвестеров и запчастей к ним, необходимость подбора высококвалифицированных операторов, малая пригодность многооперационной техники для российских лесных условий [1], [12], [13], [14]. Преобладающее использование хлыстовой технологии в большинстве лесных регионов объясняется тем, что в основном лесозаготовки у нас ведутся в разновозрастных древостоях смешанного состава[1]имеющих к тому же большое количество пороков [15], [16], [17], [18], [19].

Операция поперечной распиловки (раскряжевки) является одной из наиболее распространенных и ответственных в технологическом процессе первичной обработки леса. От того насколько качественно она выполняется (оптимальность назначения длин отрезков и точность их отмера) ощутимо зависит прибыль предприятия [20], [21]. Особенно это касается лесозаготовительных фирм, не

производящих дальнейшую переработку древесины и торгующих ей в круглом виде [22].

Раскряжевка - это поперечная распиловка круглых лесоматериалов, в результате которой получаются бревна специального назначения, ранее называемыми кряжами. Отсюда и сам процесс получил название - раскряжевка [23].

Предметом труда при раскряжевке является хлыст, который характеризуется следующими параметрами: длиной, диаметром у комлевого среза, диаметром на высоте 1,3 м, называемом также диаметром на высоте груди, сбегом.

Отрезки хлыста называются сортиментами и характеризуются: диаметром в верхнем отрезе, длиной и объемом.

По диаметру в верхнем отрезе сортименты подразделяются на [23]:

1. Тонкомерные сортименты (Small- sizewood) - имеющие толщину в верхнем отрезе без коры от 2 до 13 см включительно.

2. Среднетолщинные сортименты (Medium- sizewood) - имеющие толщину в верхнем отрезе без коры от 14 до 24 см включительно.

3. Крупномерные сортименты (Large - sizewood) - имеющие толщину в верхнем отрезе без коры от26 см и более.

По длине сортименты подразделяются: на коротье (до 2 м); средней длины (26,5 м); длинномеры (более 6,5 м); долготье - отрезки хлыста имеющие длину, кратную длине получаемого сортимента с припуском на разделку[24].

По породам сортименты подразделяются на круглые лесоматериалы хвойных и лиственных пород.

Структурная схема, представленная на рисунке 1.1, позволяет сделать заключение об определяющем значении операции раскряжевки в технологическом процессе лесопромышленного склада (ЛПС).

УЧАСТОК ПРИЕМКИ СЫРЬЯ

Дополнительный технологический поток

Производство короткомерных, круглых, колотых лесоматериалов (рудстойки, балансов, дров)

7Д\

Основной технологический поток

06Р63КА СУЧЬбв

РАСКРЯЖЕВКА

СОРТИРОВКА СОРТИМЕНТОВ

Участок механической обработки лесоматериалов (лесопиление, шпапопиление и т. д.]

; ИГУ »• Г "_

Участок штабелевки и . отгрузки готовой продукции

Вспомогательный технологический поток

Переработка сучьев, ветвей, кусковых отходов, отходов механической переработки древесины

Рисунок 1.1. Структурная схема технологического процесса ЛПС [2]

При раскряжевке хлыстов необходимо руководствоваться действующими стандартами на материалы круглых лиственных и хвойных породи ставить задачу получения максимального количества деловых сортиментов высшего качества [2], VI [25].

При раскряжевке хлыстов могут применяться 4 метода раскроя: индивидуальный, программный, обезличенный и групповой, характеристики которых даны в литературе [2], [3].

1.2. Анализ методов и приемов раскряжевки

Переход предприятий ЛПК в частные руки привел, на первом этапе, практически к полной остановке производственной деятельности на мелких и средних лесопромышленных складах (ЛПС) [10], [9], [26].

Сортиментная заготовка древесины, в российском ее исполнении, сводилась к вывозке из под полога леса стволовой части деловой древесины и продаже отечественным, а в основном - зарубежным потребителям круглых лесоматериалов (КЛМ).

Сохранившиеся крупные ЛПС осуществляли и осуществляют раскряжевку хлыстов в подавляющем большинстве случаев программным, обезличенным и групповым методами, что рентабельно только при наличии дальнейшей глубокой переработке сортиментов в пределах территории одного предприятия.

В настоящее время, учитывая все возрастающий дефицит пиломатериалов [14], [27], [28], [8], рудстойки, деревянных строительных элементов, шпал и иной продукции, получаемой в результате первичной переработки древесины, происходит постепенное, но неуклонное возвращение к проверенной временем технологии деревопереработки. Это: хлыстовая вывозка - первичная переработка на мелких и средних ЛПС - поставка потребителю конечной продукции или полуфабрикатов на специализированные предприятия ЛК.

Такая тенденция возвращает в основной технологический поток ЛПС раскряжевку, осуществляемую индивидуальным методом, а значит, ставит задачу совершенствования этой технологической операции.

При индивидуальном методе раскроя оператор раскряжевочной установки, визуально оценивая геометрические размеры и качество хлыста, подлежащего раскряжевке, дает последовательно заказы на длину каждого отпиливаемого отрезка. При этом он одновременно учитывает нормативные требования, сортиментный план или спецификацию готовой продукции, а так же скрытые пороки сырья, которые обнаруживаются в результате каждого пропила [2].

По выходу деловых сортиментов наилучшим является индивидуальный метод раскряжевки [2], [13], [24], [29]. Программный раскрой дает хорошие результаты только при раскряжевке подсортированных по качеству хлыстов. Обезличенный и групповой методы раскроя дают существенное снижение сортности готовой продукции, особенно при раскряжевке лиственных и фаутных хлыстов [30].

Индивидуальный метод раскряжевки, имея существенный недостаток -меньшую производительность по отношению к другим методам поперечного раскроя хлыстов, позволяет в значительной степени улучшать только за счет опыта оператора как качественные, так и количественные показатели вырабатываемой продукции.

Так при раскряжевке крупномерных хлыстов оператор может учитывать местоположение участков хлыста, где толщина его составляет 26 или 38 см, так как эти параметры являются граничными (отправными) при нормировании пороков сортимента. Например, в ГОСТ 9462 - 88 и ГОСТ 9463 -88 для лесоматериалов толщиной выше 26 см нормы на размеры сучков, кривизны и гнили значительно выше, чем для лесоматериалов толщиной до 26 см [2].

Другим примером является разделка бревна на рудничную стойку, для которой размеры здоровых сучков не нормируются [2]. Независимо от размеров и количества сучков (но при отсутствии других пороков), рудстоечное бревно всегда будет высокого качества. Поэтому рудстоечные бревна нерационально заготавливать из

зоны хлыста с малой сучковатостью. Эта зона должна использоваться оператором для получения сортиментов, к которым предъявляются более жесткие требования в отношении наличия сучков.

Кроме соблюдения изложенных положений, в процессе раскряжевки оператор может добиться того, чтобы общая стоимость заготовленных сортиментов была наибольшей. Для этого нужно твердо знать очередность заготовки сортиментов и последовательность их расположения по ценности и значимости в качественном ряду.

Например, хлысты средних размеров (диаметры комлей 20...32 см) позволяют заготавливать пиловочник как для производства экспортных пиломатериалов, так и общего назначения. При раскряжевке елового хлыста проверяют наличие зоны с резонансной древесиной и в первую очередь отрезают резонансный кряж, а при раскряжевке соснового хлыста - возможность заготовки авиакряжа [31]. Если же по техническим условиям указанные сортименты не выходят, то оператор оценивает, нельзя ли заготовить судостроительный пиловочник для выработки пиломатериалов для баржестроения, а при средней длине - палубных кряж для выработки палубных и шлюпочных материалов.

При разделке бревен с различным сбегом, но одного диаметра в вершинном отрезе, следует учитывать, что у бревен с малым сбегом фактический объем будет меньше, а у бревен с большим сбегом - больше. Поэтому, чтобы не занижать объема бревен, малосбежистые части стволов следует раскряжевывать на длинные сортименты, среднесбежистые - на сортименты средней длины, а сильносбежистые - на короткие. При этом оператор может пользоваться данными, приведенными в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Оптимальные длины сортиментов в зависимости от сбега хлыста [20]

Толщина бревна в вершинном срезе Нормальный сбег на 1м длины бревна, см, при длине бревна, м Толщина бревна в вершинном торце Нормальный сбег на 1м длины бревна, см, при длине, м

3..4,5 5-6,5-8 8,5 и выше 3-4,5 5-6,5-8 8,5 и выше

До 16 1,0 0,75 0,50 37-46 2,5 1,50 1,25

16-27 1,5 1,10 0,75 47 и более 3,0 2,00 1,5

28-36 2,0 1,25 1,00

При раскряжевке срединной и вершинной частей ствола сосновых, а также по всей длине еловых и других деревьев хвойных пород, сортименты без сучков получать не удается.

Здесь основным сортоопределяющим признаком является разновидность сучков, их диаметр и число на 1 м длины [32]. Поэтому, в зависимости от наличия других пороков, при раскряжевке индивидуальным методом заготавливают лесоматериалы 2-го и 3-го сортов, имеющие более высокий ценностный коэффициент. В последнюю очередь из наиболее сучковатых толстых частей (имеющих сучки диаметром до 140 мм) выпиливают шпальный кряж, а из тонких рудстойку. При раскряжевке частей, намеченных в дрова, можно проверить, нельзя ли из них получить отрезки для выработки бочковой и ящичной тары.

Индивидуальный метод раскряжевки позволяет производить пропилы по длине хлыста таким образом, чтобы крупные суки располагались в одной плоскости или, по крайней мере, находились на одной половине окружности, но ни в коем

случае не по винтовой линии. При раскряжевке хлыстов с пороками, сосредоточенными на одном участке, их выгоднее вырезать в чурак длиной 1 м (рисунок 1.2) или кряж 2,75 м для выработки шпал.

I

Рисунок 1.2. Пример расположения пропилов при раскряжевке хлыстов с пороками

на одном участке [2]

Индивидуальный метод раскряжевки можно считать оптимальным при обработке хлыстов с кривизной. Так при наличии пологой кривизны (рисунок 1.3, а) хлысты, раскряжеванные на два одинаковых по длине бревна, имеют в 4 раза меньшую кривизну; при раскряжевке на три бревна - кривизна уменьшается в 9 раз и т.д. Стволы со сложной кривизной (рисунок 1.3, б) разрезают в местах резких перегибов на сортименты укороченной длины. Комлевая часть березовых стволов порослевого происхождения (рисунок 1.3, в) обычно имеет большую кривизну, а остальная часть - высокого качества. Поэтому, прежде чем проверить, не выйдет ли из нее фанерный чурак 1,3... 1,6 м, кряжи для выработки катушек, обувных колодок и т.п.

в

Рисунок 1.3. Пример расположения распилов при раскряжевке стволов с кривизной

[2]

При разделке бревен, пораженных в комле гнилью, первый рез желательно наносить около места выклинивания гнили, т.к. около точки б (рисунок 1.4, а).

Но так как гниль снаружи не видна, оператор часто ошибается, делая разрез в точке в. В этом случае древесина на участке б - в с высоким ценностным коэффициентом 5-6 переводится в бревно, имеющее коэффициент 2-3. Чтобы этого не получилось, бревно следует начинать разрезать на более короткие отрезки (рисунок 1.4, б) - в дрова или деловые сортименты, используемые для переработки.

а, & б

Рисунок 1.4. Пример расположения распилов при раскряжевке хлыстов с гнилью [2]

Содержание вышеизложенного отдела позволяет сделать вывод о том, что в современных условиях, с целью сохранения лесов России, рационального использования природных запасов древесины, наиболее целенаправленного использования стволовой части деревьев индивидуальный способ раскряжевки должен совершенствоваться. Недостаток способа - относительно малая производительность [33] - может быть устранен за счет совершенствования технологии и оборудования, используемых при поперечном делении хлыстов и сортиментов.

1.3. Раскряжевочные установки с продольным перемещением хлыста

Раскряжевочные установки с продольной подачей хлыстов рекомендуются для лесных складов до 300 м в год [2]. С помощью этих установок на складах выполняются технологические операции: разделение пачек хлыстов с последующей их поштучной выдачей на подающий транспортер; продольная подача хлыстов на длину выпиливаемых сортиментов; оторцовка хлыстов; отмер длин сортиментов; выпиловка сортиментов; сброс отпиленных сортиментов на сортировочный транспортер; уборка откомлевок, опилок и мусора.

Раскряжевочные установки с продольной подачей хлыстов разработаны в следующих модификациях [2], [3]: ЛО-15 С, ЛО-15 А, ПЛХ-ЗАС, ЛО-68, ДО-65,

АЦ-1, ГРУ-3, СМ-24, ЛО-113, ДСМ9, ЛО-111 и другие. Общий вид установок приведен на рисунке 1.5 и 1.6.

Рисунок 1.5. Раскряжевочная установка [2]

■ п ■ / . ■ / ,

Раскряжевочная установка ГРУ-3 состоит из гидрофицированного узла подачи, в который входит каретка с клещевым захватом, пильного агрегата, центрирующего устройства, сбрасывающего стола, устройства отмера длин, гидропривода и пульта управления [33].

Клещевой захват, установленный на каретке, захватывает хлыст и подает его на длину отпиливаемого сортимента. Центрирующее устройство зажимает хлыст, пильный агрегат отпиливает сортимент, а сбрасывающий стол передает его на сортировочный транспортер.

Кроме вышеперечисленных установок известны многооперационные раскряжевочные установки с продольным перемещением хлыста. Это сучкорезно-раскряжевочные установки ОР-1, ЛО-ЗО, ППЛ-4, сучкорезные сортировочно-раскряжевочные установки ЛО-127, ДО—49, сучкорезная окрочно-раскряжевочная установка АЛМ-1 [2].

Общий вид некоторых установок приведен на рисунках 1.7-1.11.

> И

ч

Рисунок 1.8. Раскряжевочная установка [35]

Образец многооперационной машины для обрезки сучьев, окорки хлыстов и их раскряжевки на сортименты разработан в Уральском лесотехническом институте [23]. Агрегат состоит из механизма поштучной подачи деревьев, двух стрелового передвижного крана-манипулятора А-2 и агрегатного станка AJIM-1, рисунок 1.10.

Агрегатный станок AJIM-1 состоит из следующих узлов: механизма продольной подачи хлыстов, механизмов обрезки сучьев, окорки, раскряжевки, а также приемного рольганга, пульта управления, гидропривода. Обрезка сучьев осуществляется методом фрезерования.

Подающий механизм служит для подачи и центрирования хлыста в станке. Он состоит из двух рябух, смонтированных в сварных корпусах. В каждом корпусе размещено по три рябухи, связанные рычажной системой так, что оси рябух всегда образуют равносторонний треугольник. Посредством гидравлического цилиндра рябухи могут сходиться и расходиться, поэтому хлыст любого диаметра точно и надежно центрируется в станке.

Передача движения от привода рябухам осуществляется посредством втулочно-роликовых цепей. Двигатель привода подачи включен постоянно, остановка рябух производится отключением электромагнита тормоза и включением электромагнита фрикционной муфты.

Работа операционной установки происходит следующим образом. Оператор при помощи крана-манипулятора захватывает обеими стрелами хлыст с эстакады, заводит комель хлыста в отверстие агрегатного станка до второго ряда рябух. После этого оператор включает сжатие рябух и фрезерных головок, а затем механизм продольной подачи и сведения короснимателей окорочной головки.

Подав хлыст на нужное расстояние, оператор включает раскряжевочную пилу, а затем снова включает подачу, продвигая хлыст на нужную длину. После

обработкихлыста автоматически включается механизм разведения фрез, рябух окорочных ножей и следует поштучная подача очередного хлыста.

1.3.1. Пильные механизмы

В состав раскряжевочной установки с продольным перемещением хлыста входят следующие основные элементы: пильный механизм; механизм подачи пилы; прижимной механизм; транспортеры для продольного перемещения хлыста; механизм для удаления отпиленных отрезков с приемного транспортера; система отмера длин отпиливаемых отрезков и пульт управления [35].

В настоящей работе под пильным механизмом будем понимать механизм резания и металлоконструкцию, на которой он расположен. Режущий механизм представлен на рисунке 1.12.

Рисунок 1.12. Режущий механизм

Для достаточной надежности крепления пильного диска диаметр шайбы ¿/2 принимают 1.15...0.2 от диаметра пильного диска Э. При больших диаметрах пильных дисков (800 мм и выше) передача крутящего момента за счет сил трения зажимных шайб приводит к увеличению их диаметра, что в свою очередь уменьшает рабочую часть диска, Чтобы избежать этого, пильные диски фиксируют на неподвижном фланце на валу при помощи шпилек [3].

У большинства современных круглопильных станков, особенно для поперечной распиловки, вал электродвигателя является одновременно и пильным валом. Для этой цели применяют специальные электродвигатели, которые вместе с пильным диском укрепляют на суппорте.

Пильные механизмы раскряжевочных установок могут иметь качательное или возвратно-поступательное движение [34], рисунок 1.13. Пильные механизмы с

качательным движением дисковых пил подразделяются на балансирные и маятниковые. Если между траекторией центра пильного диска и продольной осью бревна имеется расстояние, то установка имеет тангенциальное надвигание. Если траектория пересекает или проходит в непосредственной близости от продольной оси бревна, то установка имеет радиальное надвигание. Тангенциальное надвигание обычно имеют маятниковые пилы с верхней осью качания.

Рисунок 1.13. Движение пильного механизма

Путь надвигания пилы Ь в однопильных установках с качательным движением в проекции на вертикальную ось при распиловке хлыста диаметром с! определяется по формуле [37]:

Ь = с1 + т + е

(1.1)

где т - исходное расстояние между хлыстом и пилой (обычно около 1 м), е - запас, принимаемый около 0,01 м.

В двухпильных механизмах с поступательным движением круглых пил (штанговых пилах), используемых для раскряжевки крупномерных хлыстов, пильные диски, диаметром Д располагаются на суппортах, перемещаемых по штангам [37]. Направление подачи и вектора скорости перемещения суппортов совпадают. Пильные диски располагаются в одной плоскости и должны перекрывать друг друга на величину а= 3...5 мм. Поэтому один из них располагается выше другого. Превышение одного диска над другим А определяется из выражения:

где с- минимальное расстояние между зубчатыми венцами пил (с = 5 мм).

Путь подачи двухдисковых пил пильных механизмов (Ь) определяется как:

Путь подачи двухдисковых пильных механизмов в 2-3 раза больше, чем у однодисковых. Это увеличивает время цикла, и, соответственно, уменьшает производительность. Такие механизмы громоздки, металлоемки и конструктивно сложны.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Власов, Юрий Николаевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Патякин В.И., Григорьев И.В. и др. Технология и оборудование лесопромышленных производств, ч. 1 Технология и оборудование лесосечных работ. СПб: СПб ГЛТА, 2009. 362 с.

2. Патякин В.И., Редькин А.К. и др.. Технология и оборудование лесных складов и лесообрабатывающих цехов. М.: ГОУ ВПО МГУ Л, 2008. 384 с.

3. Залегаллер Б.Г., Ласточкин П. В., Бойков С. П.. Технология и оборудование лесных складов. М.: Лесная промышленность, 1984. 348 рр.

4. Гомонай М. В. Технология переработки древесины: Учебно-справочное пособие. М.: Изд-во МГУЛ, 2001. 232 с.

5. Буглай Б. М., Гончаров Н. А. Технология изделий из древесины: учебник для студ. вузов. М.: Лесная промышленность, 1985. 408 с.

6. Тихонов И.И, "Оперативное управление раскроем - раскряжевкой хлыстов," Технология и оборудование лесопромышленного комплекса, 2008. С. 56-59.

7. Тихонов И. И., Каляшов В. А, "Оптимизация управления технологическими процессами," Тезисы докладов к семинару "Актуальные вопросы повышения эффективности деятельности предприятия лесопромышленного комплекса ", 2001. С. 31-32.

8. Тихонов И.И., Шипицин A.B., Лютоев В.В, "Автоматизация процесса раскроя хлыстов," Тезисы докладов к семинару "Актуальные вопросы повышения эффективности деятельности предприятия лесопромышленного комплекса", 2001. С. 33-34.

9. Шелгунов Ю.В., Кутуков Г.М., Лебедев Н.И. Технология и оборудование

лесопромышленных предприятий: Учебник. М.: МГУЛ, 1997. 598 с.

10. Шелгунов Ю.В. и др.. Технология и оборудование лесопромышленных предприятий: Учебник. М.: МГУЛ, 2003. 589 с.

11. Залегаллер Б.Г. Ласточкин П.В., Бойков С.П.. Технология и оборудование лесных складов. М. : Лесная промышленность, 1984. 352 с.

12. Тихонов И.И., Куницкая O.A., Бурмистрова С.С, "Оптимизация процесса раскряжевки хлыстов на лесоперевалочных базах для выпиловки сырья для мачтопропиточных заводов," Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию кафедры МГД ФГБОУ ВПО КГТУ, 2012. С. 171-172.

13. Спринцин С. М. Экономика использования вторичных древесных ресурсов. М.: Лесная промышленность, 1990. 130 с.

14. Чемоданов А.Н., Царев Е.М.. Лес и лесопродукция. Справочные материалы. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. 304 с.

15. Уголев Б.Н.. Древесиноведение с основами лесного товароведения. М.: Издательство МГУЛ, 2001. 333 с.

16. Бурмистрова О.Н. Строение дерева и древесины: методические указания. Ухта: УГТУ, 2007. 50 с.

17. Бугаев Ю.В, "Метод отбора эффективных схем при оптимизации раскроя лесоматериалов," Технология и оборудование деревообрабатывающих производств, 1992. С. 19-24.

18. Коломинова М.В.. Пороки древесины и их изучение. Часть II: методические указания. Ухта: УГТУ, 2009. 28 с.

19. Коломинова М.В.. Пороки древесины. Часть I: методические указания. Ухта: УГТУ, 2009. 51 с.

20. Брагин H.A., Тихонов И.И, "Автоматизированное оперативное управление процессом раскроя-раскряжевки стволов деревьев," Технология и оборудование лесопромышленного комплекса, 2013. С. 35-37.

21. Кива Т.Г, "К вопросу выбора техники и технологии раскряжевки хлыстов и сортировки сортиментов на лесоскладах малой производительности," Научные труды Московского лесотехнического института, № 255, 1992. С. 30—35.

22. Миронов Е.И., Рохленко Д.Б., Белозеров JI.H., Матвеенко JI.C., Кулагин Ю.И. Машины и оборудование лесозаготовок: Справочник. М.: Лесная промышленность, 1990. 440 с.

23. Бирман А.Р., Тихонов И.И., Ильюшенко Д.А. Технология и оборудование лесных складов и лесообрабатывающих цехов. СПб: ЛТА, 2013. 32 с.

24. Тихонов И. И., Каляшов В. А., Мукосей М. В., Ильин А. М. Автоматизированные системы управления технологическими процессами лесозаготовок (АСУТП): учебное пособие по курсовому проектированию. СПб: ЛТА, 2007. 36 с.

25. Тихонов И.И., Леонтьев М.Н. Технология лесозаготовительного комплекса: учебное пособие по курсовому проектированию. Л.: ЛТА, 199. 176 с.

26. Коломинова М.В.. Технологические процессы лесозаготовительного производства. Ухта: УГТУ, 2002. 88 с.

27. Коломинова М.В.. Пилопродукция: методические указания. Ухта: УГТУ, 2009. 50 с.

28. Шабалин В.П., Катаргин Л.И., Мальцев Г.Л., Кузнецов Э.А., Лосев Г.Г , "Совершенствование конструкций раскряжевочных установок," Лесная промышленность, No. 4, 1996. рр. 20-21.

29. Рашковский Б.С.. Технология и оборудование лесоскладских работ. Ухта: УИИ, 1993.41 с.

30. Редькин А.К., Якимович С.Б.. Математическое моделирование и оптимизация технологий лесозаготовок: учебник для вузов. М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. 504 с.

31. Никишов В. Д. Комплексное использование древесины. М.: Лесная промышленность, 1985. 264 с.

32. Шегельман И.Р.. Лесная промышленность и лесное хозяйство: Словарь. Петрозаводск: Изд-во Петр ГТУ, 2008. 278 с.

33. Петров А. К.. Технология деревообрабатывающих производств. М.: Лесная промышленность, 1986. 280 с.

34. Ласточкин П. В и др. Оборудование для лесоскладских работ и материалы к технологическим расчетам. Л.: ЛТА, 1990. 116 с.

35. Бессуднов Б.Ф., Ласточкин П.В. Раскряжевочные установки с продольным перемещением хлыста. Л.: ЛТА, 1979. 14 с.

36. Лосев Г.Г, "Стационарные раскряжевочные установки с продольной подачей хлыстов ," Лесная промышленность, № 5, 1993. С. 20.

37. Александров В.А., Шоль Н.Р. Конструирование и расчет машин и оборудования для лесосечных работ и нижних складов: Учебник. Ухта: УГТУ, 2002. 244 с.

38. Ширнин Ю.А., Якимович С.Б., Чемоданов А.Н., Царев Е.М. Технология и оборудование лесопромышленных производств. Справочные материалы. Учебное пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. 252 с.

39. Дешевой М.А. Механическая технология дерева. Часть 1. Л.: Кубуч, 1934. 510 с.

40. Дешевой М.А. Механическая технология дерева. Часть 2. Л.-М.: ОНТИ НКПТ СССР, 1936. 423 с.

41. Ивановский Е.Г. Резание древесины. М.: Лесная промышленность, 1974. 204 с.

42. Воскресенский С.А.. Резание древесины. М.: Гослесбумиздат, 1955. 199 с.

43. Бершадский А.Л., Цветкова Н.И. с. Резание древесины. Минск: Вышейшая

школа, 1975. 304 с.

44. Бершадский A.JL, Цветкова Н.И. Резание древесины. Мн.: Высшая школа, 1975.

45. Бирман А.Р., Сергеевичев В.В., Власов Ю.Н., Хитров Е.Г, "Пути совершенствования технологии и оборудования для раскряжевки К JIM," Известия ЛТА, № 198, 2013. С. 208-215.

46. Бирман А.Р., Хитров Е.Г., Тамби A.A., Власов Ю.Н. Устройство для раскряжевки лесоматериалов: Патент на полезную модель № 113691. 2012.

47. Власов Ю.Н., Бирман А.Р., Локштанов Б.М., Хитров Е.Г, "Способ раскряжевки крупномерной древесины," Материалы ВНПК «Российский лес - 2011», 2011. С. 69-77.

48. Анурьев В. П.. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х т.. М.: Машиностроение, 2006. 928 с.

49. Лойцянский Л. Г., Лурье А. И. Курс теоретической механики, том 1: статика и кинематика. М.: Наука, 1982.

50. Яблонский A.A. Сборник задач для курсовых работ по теоретической механике. М.: Интеграл-Пресс, 2000. 444 с.

51. Бать М. И., Джанелидзе Г. Ю., Кельзон А. С. Теоретическая механика в примерах и задачах. Том 1. Статика и кинемматика. М.: Наука, 1973. 488 с.

52. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1966. 576 с.

53. Воеводин В.В.. Вычислительные основы линейной алгебры. М.: Наука, 1977.

54. Корн Г., Корн Т.. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1977. 830 с.

55. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1973. 832 с.

56. Фихтенгольц Г.М.. Курс дифференциального и интегрального исчисления, том 1.

М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001.

57. Гуров С.В.. Планирование и статистическая обработка результатов экспериментов: Методические указания. СПб: ЛТА, 1994. 31 с.

58. Самарский A.A., Михайлов А.П.. Математическое моделирование. М.: Физматлит, 1997.

59. Шикин Е.В., Чхартишвили А.Г.. Математические методы и модели в управлении. М.: Дело, 2000.

60. Марчук Г.И.. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1977.

61. Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика. Москва. 2006. 811 с.

62. Вуколов Э. А. Основы статистического анализа. Практикум по статистическим методам и исследованию операций с использованием пакетов STATISTICA и EXCEL. Москва. 2004. 462 с.

63. Тюрин Ю. Н., Макаров А. А. Статистический анализ данных на компьютере. Москва. 2005. 527 с.

64. Нефедов В.Н., Осипова В.А.. Курс дискретной математики. М.: Изд-во МАИ, 1992.

65. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ, книга 1. Москва. 1986. 365 с.

66. Никольский С.М.. Курс математического анализа, том 1. М.: Наука, 1991.

67. Никольский С.М.. Курс математического анализа, том 2. М.: Наука, 1991.

68. Воскресенский С.А. Резание древесины. М.: Лесная промышленность, 1975. 69.44ВласовГОСТДиски.

70. Самарский А. А., Вабищевич П. Н.. Численные методы решения обратных задач математической физики. М.: ЛКИ, 2009. 480 с.

71. Зарубин В. С.. Математическое моделирование в технике. М.: Издательство

МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. 496 с.

72. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления, том 2. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001.

73. Бать М. И., Джанелидзе Г. Ю., Кельзон А. С. Теоретическая механика в примерах и задачах. Том 2. Динамика. М.: Наука, 1973. 561 с.

74. Лойцянский Л. Г., Лурье А. И. Курс теоретической механики, том 2: динамика. М.: Наука, 1982. 562 с.

75. Сивухин Д. В. Общий курс физики: учебное пособия для студ. вузов. М.: Физматлит, 2006. 544 с.

76. Бауман В.А.. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Машиностроение, 1975.

77. Родионов П.М. Основы научных исследований. Л.: ЛТА, 1989. 99 с.

78. Трусов П.Н. Введение в математическое моделирование. М.: Университетская книга, Логос, 2007. 440 с.

79. Пытьев Ю.П. Математические методы анализа эксперимента. М.: Высшая школа, 1989.

80. Кубланов М.С. Математическое моделирование. Методология и методы разработки математических моделей механических систем и процессов: Учебное пособие. Часть I. М.: МГТУ ГА, 2004. 108 с.

81. Кубланов М.С. Математическое моделирование. Методология и методы разработки математических моделей механических систем и процессов: Учебное пособие. Часть И. М.: МГТУ ГА, 2004. 125 с.

82. Налимов В. В.. Планирование эксперимента. Москва. 1971. 198 с.

83. Коломинова М.В.. Основы лесоведения и охраны лесов: Учебное пособие. Ухта: УГТУ, 2004. 92 с.

84. Карпов A.C.. Технологический контроль влажности древесных частиц при их сушке. Дис. канд. техн. наук. JL: JITA, 1983. 278 с.

85. Карпов. A.C., Цветков. Е.И.. Влагометрия, качество, конкуренция. Методы и средства развития конструктивной конференции на российском рынке контроля влажности древесины. СПб: JITA, 1997. 66 с.

86. Гальперин В.И., "Методы оценки эффективности процессов фракционирования древесных частиц "Деревообрабатывающая промышленность, № 11, 1973. С. 9 11.

87. Адлер Ю.П., Маркова Е.В.,Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Москва: Наука, 1976. 278 с.

88. Андреев A.A.. Математическое планирование эксперимента. JL: JITA, 1982. 150

89. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ, книга 2. Москва. 1987. 349 с.

90. Савченко A.A. Многомерный статистический анализ для инженеров. М.: МИИГА, 1976. 112 с.

91. Айвазян С. А. и др. Прикладная статистика. Том 1: Основы моделирования и первичная обработка данных. Москва. 1983. 471 с.

92. Казаков В.Ю. Планирование и организация эксперимента. Томск: ТПУ. 2008 96

93. Болыыев J1. Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики. Москва. 1983.415 с.

94. Боровков A.A. Теория вероятностей. М.: Наука, 1984.

95. Бикел П., Доксам К. Математическая статистика, выпуск 1. Москва. 1983. 272 с.