автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование параметров оборудования для раскалывания длинномерных и крупномерных лесоматериалов

10 -? 5 2'

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РСФСР ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ

воронежский ордена дружбы народов лесотехнический институт

На правах рукописи

КИЙ

Владимир Васильевич

обоснование пар для раскалыв и крупны:

тров оборудования |я длинномерных соматер налов

05.21.01 — Технология и машины лесного хозяйств, ч лесозаготовок

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

воронеж - 1992

Работа выполнена на кафедре механизации лесоразрг боток, лесного хозяйства и транспорта леса Львовского лесс технического института им. академика П. С. Погребняка.

Научный руководитель — доктор технических наук, профес

сор Т. М. ШКИРЯ

Официальные оппоненты — доктор технических нау>

профессор Д. И. СТАНЧЕВ

- кандидат технических нау! старший научный сотрудни М. В. ГОМОНАЙ

УЗ

Защита диссертации 21 февраля 1992 года . \ часо в аудитории 348 на заседании специализированного Совет К 064.06.02 при Воронежском ордена Дружбы народов лесс техническом институте.

Просим Ваши отзывы на автореферат направлять п адресу: г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8 ВЛТИ ученому секрс тарю специализированного Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВЛ7У Автореферат разослан « }(? » . Ученый секретарь специализированного Совета,

кандидат технических наук, доцент Лф^ -В К. КУРЬЯНО!

-I ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Один из путей удовлетворения всевозрастающих потребностей народного хозяйства в древесине - повышение ¡эффективности использования лесосырьевых ресурсов путем вовлечения в переработку низкокачественной древесины различных пород, являющейся цепным походным сырьем для целлюлозно-бумажного, гидролизного и плитного производств.

Наиболее экономичный и перспективный материал - древеског стружечные плиты, для изготовления которых мокко использовать низкокачественное сырье практически любых пород. Расширение сферы использования низкокачественной древесины базируется на значительных еа ресурсах, которые в ряде регионов страны возрастают.

В настоящее время щепу из маломерных по диаметру кряжей готовят сравнительно просто, поскольку имеющиеся рубильные маииш обео-печивают ее качественное изготовление в диапазоне приемлемых удельных энергозатрат. Однако переработка на щепу крушшх крякай - серьезная проблема,.осуществляемая двумя путями: применением сверхмощных рубильных машин {М- 1500...3000 кВт; поперечник приемного патрона 750...1000 мм); использованием двухфазной технологической схемы, при которой вначале разделывали крупные кряжи продольно-распи-ловочнымя станками или раскалывали колунами на части (поленья), а затем перерабатывали на щепу с использованием рубильных машин незначительной мощности = 150...50 кВт; поперечник приемного патрона 450. ..250 мм).'Универсальным по диапазону диаметров перерабатываемых кряжей и оптимальным по энергозатратам является второй путь. Более того, при раскалывании разнодлинной древесины <£ =1

,0-6,5 м) могшо избежать раскряжевки крупномерного долготья на одномерные кряки и сразу раскалывать дотньомернуга древесину (до 6,5 м) с последующей подлчоП поленьев в руби льнув машину.

Долговечность, надежность и эффективность работы установок для раскалывания разномерной по длине и диаметру древесины во многом зависит от уровня изученности процесса деления древесины вдоль волокон раскалыванием.

Цель работы - повышение эффективности использования низкокачественной древесины путем создания высокопроизводительных станков для раскалывания разномерной по длине и диаметру древесины, а также разработка на юс основе технологических потоков расколки кряжей и разнодлинных бревен на складах лесозаготовительных, лесохимических и целлалозно-бумажных предприятий.

Научная новизна. Разработана математическая модель процесса раскалывания древесины с использованием основных положений теории упругое ги. Аналитически определена зависимость усилий, возникавших при раскалывании древесины, от геометрических характеристик кряжей, физико-механических овойств древесины, наличия пороков, угла заострения клина, Иоследован лроцесо раскалывания лесоматериалов 0,1-6,5« Создано оборудование для раскалывания разнодлинных лесоматериалов. Обоснованы перспективные высокопроизводительные технологические потоки расколки кряжей и разнодлинных лесоматериалов, удовлетворяющие потребностям лесозаготовительных и лесоперерабатывающих предприятий. Экспериментально определены значения предела прочности оучьев вдоль и поперек волокон.

Практическая ценность. Разработаны общие методы расчета усилия сопротивлений раскалыванию по мере углубления клина с тем или иннм углом заострения. Результаты исследований представлены в виде формул, графиков, таблиц, которые можно использовать при обосновании параметров колунов и составлении технологических потоков расколки кряжей. Сформулированы рекомендации по созданию двух типов цегшых станков для раскалывания разнодлинных (т,0-6,5 м) бревен и гидравлического колуна для раскаливания крупномерных (до 120 см) кряжей.

' Реализация работы. По результатам Исследований ооздан цепной дро-; вокольный отапои для раскалывания разнодлишшх (до 6,5 м) бревеп КЦД-01, работающий в Ворохтянском лесокомбинате объэдинения "Дри-карпатлео", и гидравлический колун КГ-ОЗУ для раскалывания крупномерных (до 120 см) кряжей, установленный на ниинем складе Надвор-пянского лесокомбината объединения "Прнкарпатлес". Последний разрабатывался по плану НИР по проблеме "Комплексное и рациоиллъное использование лесшх ресурсов з 1981-1985 гт,""(Приложение к приказу Минвуза СССР й 1252 от 31.12.1981 г.).

Апробация работы. Результаты исследований отражены в научных отчетах (й г.р. 01840015592, 01870003572), в отчете по хоздоговорной тематике (№ г.р.81053344), в докладах на Воесоюзной научно-технической конференции в Белорусском технологическом института (1985 г.), на республиканских паучно-техчичеоких конференциях в Свалжзском ЛК (1986 г.), Львовском Л1И (1989 г., 1991 г.), на ХУШ научно-технической конференции Миндеревирома УССР в г.Киеве (1991 г. \ па расширенном заседании кафедры технологии л оборудования лесопромышленного производства Воронеаокого ЛТЛ.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 9 работ.

Структура и объем работа. Диссертация соотоит из введения, пяти глав, обидах выводов п рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа содерзшт ¿27страниц машинописного текста, рисунков, таблиц л приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБ01Ы

Во введении обоснована актуальность теглы, дана аннотация к работе.

В первой главе приведен краткий обзор существующих дровоколышх станков, их классификация, дана оцешм ресурсов низкокачественной древесины, экономически доступной для переработки на технологическую цепу высоких сортов, о/аракгпрпзовппы существуйте способы

переработки низкокачественной древесины па щепу, определены преимущества метода раскалывания при делении древесины вдоль волокон с последующей переработкрй на щепу по оравнению с распиловкой.

Осуществлен обзор работ, касающихоя определения силовых показателей раскалывания древесины в зависимости от размеров колющих органов на основе теоретических и экспериментальных исследований деформаций' и разрушений древеоного материала.

Изучение научных положений о делении древесины вдоль волокон раскалыванием о целью создания высокопроизводительного оборудования, совершенных технологических потоков для вффективной переработки низкосортной древесины в удовлетворение потребностей различных отраслей промышленности позволила сделать следующие выводы:

эффективное использование экономичеоки доступных реоуроов низкосортного древесного сырья требует реконструкции отдельных технологических процесоов, применение высокопроизводительного оборудования для раскалывания разномерных по длине и диаметру лесоматериалов;

параметры рабочих органов дровокольных станков определяются силовыми характеристиками процесса деления древесины вдоль волокон, размерами сырья и требованиями стандартов на изготовляемую продукции;

бесотруяечное деление разномерной по длине.(до 6,5 м) п диаметру (до 120 см) древесины рэскалазэнис:.'. иооледогано недостаточно, а математичеокие модели раскаиБанля одноыетровых кржхзИ малопригодны для определения возникаем при »том усилий;

недостаточно изучено влляниэ сучьез, их геометрические размерь, физико-механмческио характеристики и место расположения на раскалывание древесины.

В соответствии с вышеизложенным определены оонов:шэ задачи работы:

теоретически исследовать процесс раскалывания разномерной по длине (до 6,5 м) к диаметру (до 120 см) древесины, влияние на него

сучЬев (их геометрических размеров, физйко-механических овойств, меота расположения) и составить математичеокую модель процесса деления древесины способом раскалывания;

экспериментально изучить характер влияния геометрических параметров древесины, наличия сучьев, их геометрических размеров и места расположения на усилие сопротивления раскалыванию древесины;

определить значения предела прочнооти сучьев на ожатие вдоль и яоперек волокон;

обосновать оптимальные параметры и предложить конструкцию отан-ков для раскалывания разномерной по длине (до 6,5 м) и диаметру (до 120 см) древеоины,

Ео второй главе оггаоаны теоретические- исследования деления разномерной по дане и диаметру древесины клпообразннм рабочим органом и влияние имеющихся сучьев на раскаливание.

При внедрении симметричного клина в древеоину вдоль ее волокон, которые предполагаем прямолинейными, прежде всего уплотняется древесина в области ее контакта с поверхностью клина. Древесина уплотняется до тех пор, пока напряжения в определенной точке древесины (совпадающей с вершиной клина) не достигнут предельного, разрушающего значения,^ . В результате этого начинается расслоение древе-си™ вдоль ее волокон и образуется продольная опережающая трвшгня (рис.1).

Рис.1. Схема образования опережающей трещины в кряжа

гГ

Из рио.1 видно, что в момент образования трещины угол^ небольшой, т.е. ССЗ^ ~ /; имеем

¡о-По^, (I)

То - прогиб балки в точке над вершиной клина; П0~ глубина внедрения клина в кряж.

В 'курсах сопротивления материалов для прогиба и угла наклона касательной к линии прогиба коноолыюй балки приведет соотношения, которые при По = 8о в наша обозначениях принимают вид

/а = У' За- (0,667 Бо / По) • 2 £<7 ; (2)

/о = = У во ■ (¿О По) ■■ 2ЕЗ, (3)

где У - уоилие воздействия щеки клина на откалываемую чаоть в вертикальной плоскости.

Подотавив (2) и (3) в соотношение (I), получим

во = 5 По. ■ (4)

Отсюда дайна опережающей трещины

Зо=т/Т-Яп. - (5)

Взаимосвязь меяду оклами, действующими на клин, и величиной внедрения клина Па в соогветсгзии о гипотезой Тж.!в о распределении напряжений на передней грани розца, вапишем в виде

Р =2 .({осС +Л-ПО,

Г СОбсО 1 7 J/ ' (6)

где (Осм ~ пределыше напряжения о&атия древесины вдоль нормали в щеке клина; В - ширина контакта древеошш с клтном; ¿оС - угол ваострения клина;^ - коэффициент трения пары металл-древесина.

Для определения усилий мевду слоями древесины в процессе внедрения клина с момента появления опережающей трещины рассмотрим кряж АВ дш.-.юй ■С (рис.2), в который вдоль его волокон внедряется клип с углом заострения 2 оС ,

Действие щеки клипа на верхнюю часть кряяа изобразим в виде

- -х-------^ 1 У а

_ши ил. ■ X

и-..... ' г. -

-------------'.....— --------рг-

Рио.2. Расчетная схема процесса раощепления кряжа

некоторой ои.ш V » т.е. процесс раскаливания вдоль волокон сведем к процессу растепления кряжа силами V , предполагая при этом, что в древесине отсутствуют неоднородности.

Исходя кз смысла задачи и учитывая, что 3 принято произвольным (% й ¿) , следует отметить, что ^"должна бить функцией X и , т.е. = ^(Х, а сила ^ должна быть только функцией у У= У(Ж) при любом заданном значении £ .

Уравнения статики для сил, действующих на верхнюю часть кряжа, такие: ^

гРкг=о-, у(х,*)с(.< »о,

>: гт (Рк) = 0; У■ I (¿X о. (7)

Решив данную систему уравнений найдем, что

' 5 ( / -Во/ /т

5 - 38а

(8)

(9) (Ю)

8о = 3/£ ; Хо - //// ; о ± За ¿. 1; $0 £ Хо й /.

Иг» анализа сил, зю^шкпьцр,при глюдоенин клипа п друьесин/, нелгшнп раскаитаодой сила рплпп •

У

С учечал (а) уравнение (II) запишем в виде

P~2&-6'(f*ty¿)-(¿-¿0)':(U-ft(}cLH5t+ilo)). (12)

Гаокалывэние кряжей путем внедрения клина следует, по-видимому, рассматривать как процесс, протекающий в дпа этапа.

Первый этап описывается зависимостью (6), определяющей интересующую нас силу Р, возрастающую пропорционально глубине внедрения киша, с/ап заканчивается в тот момент, когда сила Р достигает такого зничения, при котором ее составляющая У , расщепляющая древесину вдоль плоскости раскола, вызывает появление опережающей трещины определенной длины So и резкое падение раскалывающей силы.

Второй этан начинается о момента появления опережающей трещина и описплается уравнением (12).

Тагам образом, объединяя otía этапа процесса раскалывания лесоматериалов, нулию ониоать их одюй формулой. Для этого введем в рассмотрение функцию ХевиояГ'до, зчдшшуд выражением

».«.-».Y: Vй, - , ,

По ¿ Хо. (13)

С помощи введенной выше функции процесс раскаливания опишем формулой

Р = 2 0см •£>• (f + tqd) ■ (И. (Ш) - //. íhc -Xohn, (■

ff £ (¿-(Sa+flof _u //; /c y ,1

T-f7p~ ,,9o'6'W<3(So+no) HJÍ0 (Se4*4 (">

где ¿V - коэффициент, учитывающей влияние размеров раокалнмемо-го крнед на физико-механические характеристики древесины.

При оппстши процесса раскаливания длинномерных лесоматериалов необходимо учесть, что прогиб предполагаемой линии расщепления ранен нулю, "то учитывается наличием распределенных моментов, заданных по некоторому неизвестному закону (рис.З, а, б).

Как видно из рис. 3,а, уравнения статики процесса имоют вид:

1

Г

6 -

Рио.З. Схема растение--нип длмшомерних лесоматериалов

1 Гну -О; За У~ (' О Ы, X) ¿К = О ;

г • -X

^о ' ''о

Запишем уравнение для момента сил (рис.3,6), действующих в

сйчешш X слева от него:

(17)

Решая уравнения (15-17), получаем значение искомой фушипш

у/ ^ [0о >£■ (¿-¿У

' ' (Т8)

С учетом (18) уравнение (6) запишем

у - р £±Ш- $-з-(¿-у2

Л ¿* ' (19)

Учитывая соотношения (19) и (13), процесс раскаливания долине.-мернпх лесомате] иплоп опишем зависимостью

Р = 0.$ ■ ■ (н, (По)-Н- (По ~ М-Па *

¿с,/ - ¿У^. & -б-* и-в)' и _,0 , ,

т~гт—, -------~г-----•'>-(•'<<> -¡¿о+ (;м)

У

а

Анализ зависимостей (14) и (20) показывает, что раскалывание короткомерных крякей отличается от раскалывания длинномерных лесоматериалов только на второй стадии раскаливания, т.е. после появления опережающей трещины, что впоследствии подтверждено экспериментально (рис.4, а-г).

Р, «II ¿0

30

го

<а о

й-Шн; р-т> - экспериментальная р=ии-теоретическая

0.=<<Осн; L--e.Sn Р'-Яи-эттмшимаг р=т>- тежтчшаг

1,01»

0,г 0.6 2,0 6,0 Б/1

(/-{Оси! Ь-(,Ом

_ экспериментальная ' г=\щ-/пеоретичикия "

<00

80

ВО

АО

го а

гу;

Р=Ш -жпетпеттшг р=^ц-тюрсп:ичстя

г

о,г о,6 го м б.о ¡А

Гио.4. Изменение раскалывающего усилия по длине бревна : оплошные линии - осциллограммы, полученные экспериментально; штриховые - построенные но теоретическим зишоимоотлм (14), (20).

Наличие сучзш в плоокости раскалывания влияет на максимальное усилие раскаляв?:™ только в случае расположения его в плоскости деления иачллыюй зоны раскалывания. Тогда наибольшее усилие сопротивления раскалывании

Рт> = 2-■ Г + * ta^'avd, (2Г;

■ J J ' '

где (Ос.ч - предельное напряжение скатил сучка вдоль чокти к м"-ке клина; F' - площадь контакта сучка о гранью клина.

Обозначим соотношение

. Ряд* _ ,

П ~ к с 1 /?у )

Hrnat

где {'mm - максимальное раскалывающее усилие кра'-л fc-) поргк"м;

Ке - коэффициент, учитывающий влияние сучка, распил ^мюго п плоскости делания в начально!! зоне раскалывания, ял ткс ^•.ачт.ру-' раскалывающее уоилие.

I. дстпвлял в уравнение (22) соотношения (6) и (21) и учптиппп, что о возрастанием площади контакта грани клина о сучком максима мт ■ нос училие оопротгвления раскалыванию увеличивается, иаПгп:

У - J + fc"

Ас = 1 + ——

3 fa* (гз;

Испольсуя значения прочности сучка на сжатие в пат, и и шоре? волокон, полученные экспериментально, устанавливаем, что !Л"»н:;°тоя в пределах 1,9 - 2,0 при делении кря:пз череп с -т, сучка, р"огг<-> ложечного в начально',! зонп раскалывания.

Гезультагч Teopeiичо -ких исследований вп^-це лригодга для ин-женер!шх расчетов го ^прид-'Ченпю технологически* нагрузок па гон-отруктивныо элементы дровокольного оборудовании при раетглш'яании дрпвеелчш.

В третьей главе нч.> х "чл методика экспериментг'льнмх исследований, огтноанч используемые установи.

Цель исследований - определение оонор'шк автчюмзрп чтг-й деления разномерной по длино п ди?и»т;7 древесины, п^учоппч пш.тпия сучьев на процесс раскалывания, определение численного пначепия прочности сучьев вдоль и поперек вг чскг>ч.

IIj'orjjaMr.'a окспзри'лрнтов предусматривал*:

исследовании влияния размеров древесины (длшш но 6,5 м и диаметра до 120 си) на усилие сопротивления раскаливанию;

опрэделеиае ншшш сучьев, их места расположения, геометрических размеров н.) максимальное усилие раскалывания;

установлении численного значения приела прочности сучьев вдоль н поперек волокон.

Для выполнения программы пршьш,1 следующую методику екоиери-меи галышх ироледоьанкй:

проиоаышб классического эксперимента для установления силовых показателей процесса деления древесины;

иропедение классического эксперимента по определению влияния геометрических размеров и места расположении сучьев на максимальное усилие риска чывашп;

измерений предела прочности сучьев вдоль и ионерок волокон. Полупромышленная опытная установка для исследования сиговых параметров делении древесины душной до 6,5 м и диаметром до 80 «м представляет оойой цепной колун о "удлиненной рамой (рио.ъ).

й. ь ^ 1_ 2. 1. Ш 2. ¿1 Л 1 £

Гпо.5. 1!ш.1-! полупромышленной экспериментальной установки КЩ-01: Т - рлпо: 2 ~ ведущей колесо; 3 - нцщ-сш.члютео колесо; 4 - ц-■'.')ц 5 - упор-толкатель; 6 - направляющее; 7 - приемный легок, 5 -- ;хесткш' упор; 9 - электролит', "гель; 10 •» клЬнэре-Ывинчл передача; II - редуктор; 12 - рабочий орш< (клин); 13 -- иращакгччеоя ролики; 14 - чД'вгкшвлышН э пшену (тензо-метр'лческо^ кольцо).

Экспериментальные исследования Проводили в процуводстг.ешшх ус.~ виях, на бирке снрьп Надпорнипского ЛК и нп~нем силач? Норочтял-ского ЛК обтединения "Дрикарнатлес". Обрам?! электрсмоггр-

ной пилой ШЧ-3 из овожесрубленной дрсвеспнн и устанавливали п,т и лоток станка тдроманччулл тором " для последующего рас-

калывания.

Опыты по раскаливанию крупномерных крплен дипмнтром до 12п с. проводили но пикнем складе Надворпянского ЛК на опытном 'рачче гидравлического дровокольного станса усиленного типя КГ-ОЗУ (]!!'.'."•), Сплопой орган станка выполнен в виде блока нилинлрор, пере'-ещ^ш';^ в го), .зонтзльнчх направляющих рабочий оргпн. Обра?!?! заготмтирт;:! из свеяеорублекной древесины ели, а загрузку их в лоток стян'-а

производили механизированно Г I -1"

Л

Гис. 6. Схема гидравлического дрозокольного егмглч

усиленного типа Л-ОЗУ: I - ргмп; 2 - механизм надннгачнч; 3 - рпбочпИ орг.'щ Осин); 4 - пклррвляпфз; 5 - отсоипл сгснкл; В - упор; *« с*-'чг:%->; 7 - П'штрлрунгот логок; 0 - вчнеюпко тгписп.тг?!»; •'> ^ - ч и прочая паретгп; II - разделитель.

Зг.снершьнш rio определению вишшш сучьев, их размеров и места распйло.-'еши на максимальное усилие раскалывания проводили в лабораторных условиях на полупромышленной установке - гидразличе-cí'.om дропысольиом станке КГ-МТИ (рис.7).

Рис.7. Схаца полупромышленного гидроколуна КГ-М'Ш: I - станина; 2 - гздюнршюд; 3 - механизм надвигания кряжей; 4 - приемный цоитрнрушиш лоток; о - рабочий орган (клшн); 6, 7 - боковины лотка; 8 - нирнир; 9-10 -гидроцнлшгдрц; II, 12 - на-лраашшцие; 13 - чувствительный вломьпг (тензомет-раческиК отак;ы).

г. 'f- ¿

Испытания прочнос'ти сучьев на свдтие осуществляли па образцах ь форма прямоугольной призмы о основанием 20x20 да и высотой вдоль зсполон 30 ми. Их подготовляли согласно ГОСТ 15-1,£3.п-7й. Образцы подготавливали на никнем складе Надворшшского JM из сзе-кеорубленноМ древесины ели и бука. Измерения проводили в лабораторных условиях на разрывной машине.

Программа экспериментов предусматривала также сопоставление полученных результатов с числовыми решениями проводимых ранее теоретических исследований.

D четвертой глава приведены результаты экспериментальных исследований нроцзсса раскаливания равномерной по длине и диаметру дровеотш, влияние сучьев, их раим '.ров и места расположения на максимальное усилие раскаливания, чиолешщо течения проделу прочности сучье» вдоль и поперек волокон.

Установлено, что при раскалывашт лесоматериалов дайной до 6,5 н усилие сопротивления раскаливанию Гтах возрастает с увеличе-нлем их длины только до 0,4...0,8 м, при дальнейшем ее увеличении возрастает лишь работа, расходуемая на раскаливание (рис.8).

,, р------13315

Ркс.8. Зависимость максимального усилия раскалывания Ртах от Длины раскаливаемого лесоматериала

При раскалывании крллзй (в том числе а крупномерных диаметром до 120 см) с роотсм диаметра увеличивается максимальное раскалывающее уоилие (рио.Э).

г

ст !• •

I

ке \ е: ■ е'у ■

Рис.9. Зависимость максимального усилия раскалывания Ртац от диаметра кряка

20 «О ее !0 1С0 <21 <7.1»

Зависимость изменения максимального усилия раскаливания от диаметра сучьев, расположенных в плоскости деления в начальной зоне раскалывания, показано на рпс.Ю, а от торца кря~.а до сучкп на рис. II.

30

ЯМ ¡5

р^цт-цзш^вш'

го

1.0

< г

Ь ¿¡ел

Рио.Ю. Зависимость максимального усилия Р раскаливания кряжа диаметром 22 см от диаметра сучка ; I - при наличии одного сучка в плоскости раскалыватл; 2 - при наличии двух"сучьев, расположенных диаметрально противоположно в плоскости раскалывания; 3 -при отсутствии сучьев в плоскости раскалывания.

Рио.П. Зависимость максимального усилия сопротивления раскалыванию Р/ядх кряжа диаметром 22 см:

1 - от удаления сучка от торца кряка при диаметре сучка 4 ом;

2 - от удаления сучка от торца кряяа ппи диаметре сучка 3 см; •3 - от удаления сучка от торца кряжа при диаметре сучка 2 ом;

4 - при отсутствии сучка в плоскости деления.

Результаты измерений предела прочности оучьев вдоль и поперек волокон и условного предела прочности поперек волокон приведены в таблице.

Прочность древесины на гжатие, МПа

Порода | Древесина | Во явь | | Сучок

Сжатие вдоль волокон

Ель 44,4 " 70,0 88,6

Бук 54,6 53,4 64,7

• Сжатие поперек волокон

Иль 5,0 9,8 га,о

Бук 6,4 12,9 15,0

В пятой главе приведены экойомические расчеты эффективности внедрения цепкого дровокольного станка КЦЦ-01 для раскалывания длинномерных (до 6,5 м) лесоматериалов и гидроколуна усиленного типа КГ-ОЗУ для раскалывания крупномерных (до 120 см) кряхей. Обоснованы технологические схемы переработки низкокачественной дгове-ошш на базе предложенных конструкций дровокольных станков.

3 приложениях приведены экспериментальные данные процесса раскалывания разномерной по длине и диаметру древесины, як^ч иопнтл-ния и внедрения станков в производство.

ОСНОВНЫЕ шводе И РЕКОМЕНДАЦИИ

I. Калибровку кряга по размерам патронов, имекщихся на местах рубильных машин, эффективнее всего осуществлять значительно менее энергоемким (по сравнению с расииловкой) способом - раскаливанием, а лоокольку длина подаваемой в рубильную машину древесины не ограничивается, то целесообразно производить раскалывание длинномерных (до 6,5 м) бревен, так как при этом отпадает необходимость раскряжевки бревен на метровые кряяи.

2. Математическая модель процесса раскалывания древесины позволяет установить зависимость усилия сопротивления раскалывании от размерных характеристик кряаей, рассчитать технологические нагрузки па конструктивные элемента дровокольного оборудования, выбрать олттмалыше параметры станков: мощность,-угол заострения клина, длина и диаметр раскалывпемой дрсиссини.

3. Теоретически определено, что при нахождении сучка в плоскости раскалывания в начальной зоне (плоскость раскаливания проходит через ось сучка) максимальное раскалывающее усилие возрастает в 1,9 - 2,8 раза, при этом наименьшее влияние на Р оказывает сучок, угол врастания которого составляет 80°. Увеличен:!" или уменыгетяе угла ведет к более резкому возрастании усилил раскя-лнпаиия.

4. Экспериментально доказано, что при раскаливании лесоматериалов длиной до 6,5 м усилие сопротивления раскалыванию Р возрастает с увеличением их длины только до 0,4 - 0,8 м - при дальнейшем ее увеличении возрастает лишь работа, а о возрастанием диаметра раскалываемой древесины, Р увеличивается пропорционально диаметру.

5. Результатами опытоа подтверждено, что наличие сучка в плоскости раскалывания в начальной зоне (раскалывание проходит через ось сучка) приводит к увеличению максимального усилия раскалывания Р в 1,9- 2,8 раза, а наличие двух, расположенных диаметрально противоположных сучьев, приводит к увеличению Р в 3,5 раза. С возрастанием расстояния от торца раскалываемого кряжа до оучка, расположенного в плоскости раскалывания, влиягше последнего на Р постепенно уменьшается до 'нуля,

6. Предел прочноотг сучг.з ели на сжатие вдоль волокон больше

в среднем в 2 раза, чем для дрзвесшш, и в 1,3 раза, чем для ветви.

Условный предел прочноета сутпш ела поперек волокон выше в среднем е 6 раз, чем для древесины, и в 3 раза, чем для ветви.

7. По результатам исследований разработаны и изготовлены два станка для раскалывания лесоматериалов:

- цепкой дровокольный станок КЦЦ-01 для раскаливания длинномерных (до 6,5 м) лесоматериалов, установленный на шшнеы ымада^ Ворохтянокого ЛК объединения "Прикарпатлео" со следующими основными параметрами:

мощность, расходуемая

на раскалывание, кВт - 20

максимальный диаметр

раскаливаемой древесины, ом - 80

максимальная длина раскалываемой древесины, м - 7,0

угол заострения кдина, град. - 10

- гидравлический дровокольный станок усиленного типа КГ-ОЗУ, проходящий производственные испытания на ниянем окладе Надворнян-ского ЛК Прикарпатлеса. Оснозные параметры станка:

мощность, расходуемая

на раскалывание, кВт - 28

максимальный диаметр

раскалываемых кряяеи, см - 150

длина раскалываемых кряжей, м - 1,2

угол заострения клина, град - 10

Сформированы рекомевдащш на разработку цепного дровокольного станка с подвижным крестообразным органом со следующими основными 'араметрами:

мощность, расходуемая на раскалывание, кВт - 26

максимальный диаметр раскалываемой древесины, см - 80

максимальная длина раскалываемой древесины, м - 7,0

угол заострения клина, град. - 10

8. Экономические расчеты эффективности (табл.5,8) подтверждают целесообразность использовашш станков для раскалывания разномерной по длине и диаметру древесины. Расчетный экономический эффект ■ от внедрения новой техники составляет для станка КЦД-01 - 27 тыс. руб., а для гидравлического дровокольного станка усиленного типа КТ-ОЗУ -45 тыс. руб.

Основное содержание диссертации опубликовано в следу кгдих работах:

I Шкиря Т.Г.1., Кии В.В. Исследование процесса расколи! разнс-длишшх (I - 0,5 м) бревен на полупромышленной установке // Тез. докл. Всесоюз. науч. конф. г.Шнек, 1085. С.108-109.

2. Кий В.В. Исследование процесса раоколкл длинномерных (1-6,5 м) бревен // Тез. дом. рзсп. науч.-техп. конф. г.Сваля-

на 16-17 мня 1066 г. Свалява, 1386. С. 20-21.

3. Кий В.В. Анализ исследований по раскалыванию древесины // Тез. докл. респ. науч.-техн. конф. г.Львов. 13-15 июня 1989 г.

ч*

Львов, 1989. С. 125-126.

4. Кий В.В., Ткач И.С. Определение длины оперекающей трещины при раскаливании древесины симметричным юшном // Тез, доп.,

респ. наук.-техн. конф. м.льв1в. 5-7 лит. 1991 р. Кихв, 1391. С.44.

5. Шкиря Т.Ц., Кий В.В. Новые станки для раскалывания древесины // Тез. дакл. ХУШ науч.-техн. конф. "Научно-технический про-гресо в лесной и деревообрабатывающей промышленности", Ыиндрев-пром УССР. Киев, 1991. - С.44.

6.Шкиря Т.Н., Кий В.В. Новые станки для раскалывания древесины // Тез докл. науч.ттех. конф, "Научно-технический прогресс в лесной и деревообрабатывающей промышленности", Миндревпром УССР, Киев, 1991. С.51-52.

7. Кий Б.В. Теоретические основл продесоа раскалывания разномерной по диаметру и дайне древесины // Тез. докл. ниуч.-техв. конф. "Научно-технический прогресс в лесной и деревообрабатывающей промышленности", Миндревпром УССР. Киев, 1991. С.36-37.

8. Кий В.В. Мщпсть сучк1В деревюш ялини х оука // Респ. мхжв1Домчий наук.-техн. збгрник. Лхсовв господарство, лхсова, па-перова х дэревообробна промислов1оть, Кихв, 1591. С.42-43.

г,

9. Шкиря Т.М., Кий В^В. Исследование процесса раскалывания крупномерных крякей // Межвузовский сб. науч. трудов. Лесосечные, лесоскяадскиа работы и транспорт леса. Ленинград, 1991. С.62-63.

¡Годглспео к печати спт/гр

о 1 гоч .диет. йж, 1.Ткр. I? 0. Гас платно.* "

Отпечатано офсетным способом в учебно-экспериментальной типографии Украинского полиграфическогб института имени Ивана Федорова г.Львов-4, ул ^ич-кст:; я 0,