автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование технических решений, повышающих эффективность режимов групповой окорки древесного сырья

На правах рукописи

Васильев Алексей Сергеевич

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ПОВЫШАЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЖИМОВ ГРУППОВОЙ ОКОРКИ ДРЕВЕСНОГО СЫРЬЯ

05.21.01. -Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Петрозаводск 2004

Диссертационная работа выполнена на кафедре Технологии и оборудования лесного комплекса Петрозаводского государственного университета

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор ПетрГУ Шегельман И. Р.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор СПбГЛТА Патякин В. С.

кандидат технических наук, доцент ПетрГУ Быков Е. Н.

Ведущая организация - ЛХК «Кареллеспром»

Защита диссертации состоится «_ЛР» Э^^^^Я 2004 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.03 в Петрозаводском государственном университете (185910, Республика Карелия, Петрозаводск, пр. Ленина, д. 33).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПетрГУ.

Автореферат разослан 2004 г.

Просим ваши отзывы по автореферату в двух экземплярах с заверенными подписями направлять по адресу: 185910, Республика Карелия, Петрозаводск, пр. Ленина, д. 33, Петрозаводский государственный университет, Диссертационный совет Д 212.190.03.

Ученый секретарь диссертационного совета

В. В. Поляков

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Анализ трудов, посвященных изучению процесса подготовки древесины к переработке на щепу, показал, что очистка древесины от коры для использования в целлюлозно-бумажном производстве производится преимущественно с использованием оборудования барабанного и бункерного типов, основанного на групповой обработке древесины. В связи с тем, что подобное оборудование является весьма энергоемким и недостаточно производительным, в настоящее время за рубежом и в России активно ведутся НИОКР по совершенствованию подобного оборудования.

Результаты исследований профессоров С. П. Бойкова, С. Б. Васильева, А. В. Житкова, Б. Г. Залегаллера, В. В. Коробова, В. Д. Никишова, Л. М. Перелыгина, Г. И. Торговникова, Б. Н. Уголева, М. Н. Симонова, Н. Л. Леонтьева, А. М. Цыпука, И. Р. Шегельмана, кандидатов наук А Ю. Лапатина, Б. М. Локштанова, К. К. Демина, В.Г. Разумовского, B. Я. Матюнина, Г. А. Крылова, Е. М. Цатуряна, М. И. Брика, Н. Ф. Пигильдина, Ф. И. Коперина и др. ученых позволяют сделать вывод о недостаточной изученности особенностей процессов, происходящих в окорочных установках при групповой обработке древесины при положительной и отрицательной температуре. Недостаточно обоснованы и рекомендации по выбору режимов работы окорочного оборудования, что в итоге ведет к значительным экономическим и сырьевым потерям при групповой обработке древесины. Все это обуславливает актуальность исследований, направленных на совершенствование оборудования барабанного и бункерного типа для групповой окорки древесного сырья.

Цель работы. Повышение эффективности процесса групповой окорки древесного сырья путем обоснованного выбора режимов работы окорочного оборудования барабанного и бункерного типов, в том числе и при работе в условиях лесосеки.

Научная новизна. Новизной обладают: математическая модель, описывающая процесс перемешивания древесного сырья в окорочном барабане; математическая модель процесса отделения коры от древесины при положительной и отрицательной температурах; математическая модель зависимости времени окорки древесины от требуемого качества окорки древесины, параметров окорочного оборудования и параметров окариваемого древесного сырья; новые аналитические зависимости, характеризующие влияние ударных нагрузок на процесс отделения коры от древесины, и зависимости, характеризующие параметры и некоторые физико-механические свойства обрабатываемой древесины, заготовленной при рубках ухода

Научные положения, выносимые на защиту: математическая модель зависимости времени окорки древесины от требуемого качества окорки древесины, параметров окорочного оборудования и параметров окариваемого древесного сырья; математическая модель, описывающая процесс перемешивания древесного сырья в окорочном барабане; математическая модель процесса отделения коры от древесины при положительной и отрицательной температурах; новые зависимости, характеризующие параметры обрабатываемой древесины, заготовленной при рубках ухода в условиях Республики Карелия; результаты исследования физико-механических свойств коры (предела прочности на скалывание по камбиальному слою и жесткости); рекомендации по выбору рациональных режимов окорки.

Достоверность научных исследований подтверждается значительным статистическим материалом, полученным в реальных при-родно-производственных условиях, адекватностью разработанных моделей, статистической значимостью полученных результатов, результатами статистической обработки данных на ЭВМ посредством пакетов прикладных программ Statistica, Excel.

Практическая значимость. Результаты исследования позволяют сформировать базу данных, необходимую для определения рациональных режимов окорки с учетом параметров окорочного оборудования, обрабатываемых лесоматериалов и требуемого качества.

Место проведения. Работа выполнена на кафедре «Технологии и оборудования лесного комплекса» и на лесозаготовительном предприятии Республики Карелия ЗАО «ЛесМА».

Реализация работы. Материалы работы переданы КарНИИЛПКу и использованы при прогнозировании развития окорочного оборудования, а так же использованы в учебном процессе кафедры технологии и оборудования лесного комплекса ПетрГУ и в работе ЗАО «ЛесМА».

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на республиканских научно-практических конференциях «Ресурсосберегающие технологии лесного комплекса» (1998), «Структурная перестройка лесного комплекса Республики Карелия» (2003), «Новые технологии и устойчивое развитие в лесах Карелии» (2003), на всероссийской научно-практической конференции «Проблемы лесопромышленных регионов» (2002), на VI международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии в целлюлозно-бумажной промышленности и энергетике» (2004), на заседаниях кафедры «Технологии и оборудования лесного комплекса» и на научно-практическом семинаре КарНИИЛПКа ПетрГУ (2003-2004 гг.).

Публикации. По результатам приведенных исследований опубликовано 12 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, основных выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Общий объем работы 148 с, из них 105 с. машинописного текста, 24 рис., 10 таблиц, 2 приложения. Список литературы содержит 135 наименований.

Во введении определена актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту, приведена краткая характеристика работы в целом.

В первом разделе дан анализ отечественных и зарубежных исследований по проблеме очистки древесного сырья от коры и применяемых при этом технологий и оборудования. Установлено, что, несмотря на серьезные научные исследования предшественников, недостаточно обоснованы режимы работы оборудования для групповой обработки древесного сырья при положительной и отрицательной температурах, недостаточно изучены происходящие при этом ударные процессы. Обоснована необходимость повышения эффективности групповой обработки древесины, сформулированы задачи исследований.

Во втором разделе проведено теоретическое исследование процесса послойного перемещения древесины по криволинейным траекториям, подобным внутренней поверхности барабана (рис. 1).

Содержание работы

Рис. 1. Расчетная схема послойного перемещения древесины

В ходе исследования было установлено, что определяющее влияние на процесс смещения одного слоя относительно другого оказывает сила веса вышерасположенной древесины, если ее проекция на направление перемещения слоя древесины отлична от нуля. Замедление перемещения одного слоя древесины относительно другого целесообразно характеризовать коэффициентом смещения (/Г,- ,■+/), величина которого определяется скоростями соседних слоев древесины

Л/, ¡+1 ~-

(1)

где и - скорости перемещения соседних слоев древесины.

Так как слой состоит из определенного количества отрезков древесины (рис.1), то очевидно, что скорость слоя можно рассматривать как среднюю арифметическую скоростей составляющих его отрезков древесины

где - скорости бревен слоя правее первого от-

резка; и^1 > ,• > • • • > ~ скорости бревен ¡-го слоя левее первого отрезка; - скорости бревен слоя правее

первого отрезка; и^»^» ^у,-.,./» ••• ,— скорости бревен ¡+1-го

слоя левее первого отрезка; - число бревен в слое правее,

..I

левее первого отрезка, соответственно; - число бревен в

слое правее, левее первого отрезка, соответственно.

Скорости бревен, составляющих ¡-тый слой, определяются формулами

При этом для каждого последующего слоя древесины за скорость бревна, находящегося в положении 1 (рис.1), принимается рассчитанная скорость предыдущего слоя древесины, а за скорость бревна, занимающего самое нижнее положение во внешнем слое, принимается линейная скорость внутренней поверхности барабана

Найденные значения скоростей слоев древесины используются для расчета коэффициентов смещения соседних слоев древесины и смещения первого слоя относительно внутренней поверхности барабана. Рассчитанный коэффициент смещения для различных слоев древесины находится в пределах 0,85-0,95.

В этом разделе также разработана математическая модель процесса отделения коры от древесины при положительной и отрицательной температурах. При окорке групповым способом возникающие ударные силы характеризуются кратковременностью интервала времени их действия и значительной величиной. Поэтому координаты взаимодействующих тел за время удара не изменяются, а скорости получают конечные приращения. Удобной мерой ударной силы (/■") служит ее интегральная характеристика - ударный импульс [7], задаваемый соотношением

где - промежуток времени, в течение которого действует

сила.

Величина ударной силы будет определять ускорения, с которыми движутся взаимодействующие тела, а задача определения координат и скоростей сведется к интегрированию дифференциальных уравнений. Ввиду принятых допущений под воздействием ударной силы происходит лишь изменение скоростей без заметных перемещений.

Рассмотрим два типа взаимодействия коры и древесины. К первому типу отнесем взаимодействие древесины при положительной темпера-

туре - мягкое взаимодеиствие, оно допускает относительное перемещение тел. Ко второму - взаимодействие мороженой древесины при отрицательной температуре - "жесткое", оно характеризуется возникновением значительных усилий, которые приводят к деформации.

В качестве модели "мягкого" взаимодействия рассмотрим систему двух тел, соединенных упругими волокнами пренебрежимо малой массы (рис. 2,а). В этом случае внутренняя сила отражающая попарное взаимодействие тел, направлена вдоль прямой соединяющей центры масс тел, а ее величина является линейной функцией расстояния между ними

(7)

где С - жесткость соединительных волокон; I - длина волокон в не-

напряженном состоянии; и венно древесины.

координаты коры и непосредст-

Рис. 2. Расчетная схема

При этом вследствие третьего закона Ньютона

Допустим, что в начальный момент времени система находится в равновесии, а затем к телу массой прикладывается ударная сила

¥, равная в интервале времени I е (О, т) и нулю вне этого интервала.

В этом случае уравнения движения тел в соответствии со вторым законом Ньютона будут иметь вид

т2*2 + К12■

С учетом формул (6-8) уравнения (9) примут следующий вид

(9)

=--с(1 + х1-х2)-,

т2Х2=С{1 + х1~х2)-

(10)

В силу сделанных предположений начальные значения переменных задаются равенствами

Система выражений (10), (11) линейна и допускает явное аналитическое решение, которое в интервале (0;т ) имеет вид

(12)

где 0 - степень сопротивления элемента коры удару, равная

в = к- т; (13)

к - циклическая частота колебаний, определяется формулой

К моменту окончания удара / = т координаты получают приращение порядка т, а для скоростей будут справедливы следующие выражения

(14)

(15)

Выражения (15) есть решение прямой задачи - воздействие удара на систему тел. Анализируя их можно прийти к выводу, что конечный результат определяется величиной 0, которая согласно формулам (13), (14) находится в прямой зависимости от жесткости коры.

Изучим поведение функций (15) для фиксированного к при т —> 0. В предельном случае при 0 —> 0 , который соответствует "мягкому" взаимодействию древесины при положительной температуре, имеем

(16)

В этом случае скорости коры и древесины различны, следовательно, происходит процесс отделения коры от древесины - окорка.

Другой предельный случай 9 -> со соответствует "жесткому" взаимодействию мороженой древесины (см. рис. 2, б)

Ит ¿¡(т., б)= Ит ¿¿(т, б)«-

0->°о б-юо ГП[ + ГП2

(17)

Выражение (17) показывает, что скорости коры и древесины одинаковы, следовательно, отделение коры от древесины не происходит.

Физический смысл решения (17) ясен из рассмотрения схемы (рис. 2, б) "жесткого" взаимодействия при помощи жесткой связи длиной , которая накладывает жесткое ограничение на скорости коры и древесины, что затрудняет окорку мороженой и засохшей древесины.

Третий раздел посвящен построению и исследованию математической модели, определяющей время окорки с учетом ударных процессов, происходящих в установках для групповой окорки лесоматериалов, геометрических параметров обрабатываемых бревен, параметров оборудования и необходимой степенью окорки. Данная математическая модель построена на основании теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в рамках данной работы. При построении модели использован предложенный профессором С. П. Бой-ковым подход, учитывающий стохастичность процесса соударений.

Математическая модель времени окорки

(18)

где Ъ - число ударов, необходимое для полной окорки элементарного участка, расположенного на поверхности окариваемого бревна; а -

среднее количество ударов, получаемых одним элементарным участком за все время обработки; К - требуемое качество окорки, %; -внутренний диаметр барабана, м; Ь - средняя длина обрабатываемых бревен, м; К3 - коэффициент заполнения барабана; Кп - коэффициент полнодревесности укладки бревен в барабане; Кк - доля коры в общей биомассе ствола дерева, %; р - угол динамического обрушения, рад; п0ц - частота вращения барабана, мин"1; 8жуч - площадь элементарного участка, м2; Кпор - коэффициент, характеризующий породу древесины; £) - средний диаметр обрабатываемых бревен, м.

Ограничения данной модели: 1<{Ьб-0,4)м-, О =8...20 см; К <100% ; поб <пкр.

Предложенная модель позволяет определить оптимальное время окорки в зависимости от требуемого качества, породы древесины, геометрических размеров обрабатываемых бревен, параметров и режима работы окорочного оборудования.

Четвертый раздел посвящен исследованию свежесрубленной древесины, заготовленной на рубках ухода в условиях Республики Карелия, как предмета труда при окорке (Петрозаводский лесхоз, почва суглинистая, породы: ель, сосна, береза, осина, средний возраст деревьев 115 лет, средняя высота 20,5 м, средний диаметр поваленных деревьев 28 см, диаметр используемых отрезков 8...20 см.). Установлены регрессионные уравнения, характеризующие зависимость толщины коры (Ьк) от диаметра (О) и параметры этих моделей: коэффициент корреляции (г), коэффициент детерминации (Я2), уровень значимости^:

береза: Ик = 0,04380, (г = 0,83; Я2 = 0,994; р = 0,0001); (19)

осина: Ик = 0,0415-0, (г = 0,86; Я2 = 0,998, р = 0,0001); (20)

ель: К = 0,0281 Д (г = 0,88; Я2 = 0,997, р = 0,0001); (21)

сосна: Ик = 0,0175-0, (г = 0,85; Я2 = 0,993, р = 0,0001). (22)

Все коэффициенты регрессионных уравнений (19)-(22) значимы на 5% уровне, т. к. (р<0,05). Данные регрессионные модели верны для бревен диаметром 8-20 см.

Установлена доля коры в общем объеме биомассы ствола дерева на рубках ухода (рис. 3). У лиственных пород (березы, осины) доля коры в общем объеме биомассы ствола составляет 16-18 %, что примерно в полтора раза больше, чем у хвойных (ель, сосна).

Рис. 3. Доля коры в общем объеме биомассы ствола

Взаимосвязь между диаметром ствола дерева (П) и толщиной коры (И„) на соответствующем диаметре при рубках ухода в древостоях Республики Карелия представлена на рис. 4, между толщиной коры (Ик), диаметром ствола (О) и расстоянием от комля (¿) - на рис. 5.

Рис. 4. Зависимость толщины коры от диаметра ствола

Береза

Ель

Осина

Сосна

Рис. 5. Зависимость толщины коры (А„ мм) от диаметра бревна (О, см) и расстояния от комля (/, м)

Сравнивая полученные данные с данными Б. Н. Уголева, которые были получены в древостоях европейской части страны для сплошных рубок леса, видим, что в условиях Республики Карелия при несплошных рубках леса содержание коры в общей биомассе ствола дерева у хвойных пород несколько ниже (у ели на 1%, у сосны на 1,3 %), а у лиственных пород выше (у березы на 2,2%, у осины на 2,8%).

В пятом разделе даны результаты экспериментальных исследований процесса отделения коры от древесины в результате ударов при положительной и отрицательной температурах. Исследования проводились на свежесрубленных бревнах диаметрами: 8, 10, 12, 14, 16, 18 и 20 см в сырьевой базе Петрозаводского лесхоза июль - август 2002 г.

на четырех породах: ель, сосна, береза, осина и февраль 2003 г. на двух породах: ель, сосна. Температура зимой - 10 ... - 15 °С, летом + 18 ... + 22 °С. Была разработана специальная установка (рис.6) в виде сварной конструкции, в которой перемещается вертикальная штанга с грузом, на торце штанги установлена ударная пята. На раму помещалось модельное бревно и фиксировалось специальными скобами. По бревну при помощи штанги с грузом наносились акцентированные удары до тех пор, пока кора не отделялась от древесины, т. е. до появления пятна окорки (рис. 7).

Рис. 6. Экспериментальная установка

Рис. 7. Пятна окорки на исследуемых лесоматериалах

Физическая сущность процесса окорки ударным способом заключается в том, что при ударе происходит ослабление силы сцепления коры с древесиной, с каждым ударом эта связь все больше ослабевает. Это длится до тех пор, пока не произойдет окончательная ее утрата, что в свою очередь приводит к появлению пятна окорки.

По результатам проведенных исследований были выявлены зависимости площади пятна окорки от ударного импульса и диаметра бревна (о)(рис. 8).

Рис. 8. Зависимость площади пятна окорки (¿^^.ш^от ударного импульса и диаметра бревна

Для объяснения различий в процессе окорки в летний и зимний периоды установлены физико-механические свойства коры, оказывающие существенное влияние на процесс окорки, такие как условный предел прочности коры на скалывание по камбиальному слою, и жесткость коры.

Условный предел прочности коры на скалывание по камбиальному слою (предельные напряжения, возникающие в коре при ударе) определим по формуле:

-г>)с

а =

(23)

'эл.уч

где Ргр - сила веса штанги с грузом, Н; g - ускорение свободного

•гр

падения, м/с2; Нгр - высота падения груза, м; й - диаметр бревна, м; В31уч - площадь пятна окорки, м2; С - жесткость коры (сопротивляемость коры разрушению), Н/м.

Жесткость коры определим по формуле:

2 2 с = тгр'13 гр ' "э

[Кпор'»У '

(24)

где - скорость штанги с грузом в момент удара, м/с; - число ударов, необходимое для появления пятна окорки; Кпор - коэффициент, характеризующий породу древесины; - средний диаметр обрабатываемых бревен, м.

Установлены следующие значения жесткости коры: береза - 5781 Н/м, осина - 634 Н/м, ель летом - 1128 Н/м, ель зимой - 3020 Н/м, сосна летом - 95 Н/м, сосна зимой - 204 Н/м.

Установленные величины условного предела прочности коры на скалывание по камбиальному слою даны в табл. 1.

Таблица 1

Предел прочности коры на скалывание, МПа*

Порода Диаметр, см

8 10 12 14 16 18 20

Береза 0,81 0,82 0,82 0,94 1,00 1,13 1,19

Осина 0,16 0,17 0,20 0,20 0,25 0,24 0,28

Ель 0,29 0,72 0,32 0,80 0,33 0,79 0,36 "0Т87~ 0,37 0,89' 0,43 0,94 0,47 0,98

Сосна 0,13 0,27 0,13 0,26 0,13 0,26 0,13 0,44 0,13 0,44 0,15 0,58 0,19 0,69

в числителе - для летнего периода, в знаменателе - для зимнего.

На рис. 9 показана зависимость условного предела прочности коры на скалывание по камбиальном слою (а) от диаметра бревна (р)

Береза Ель зимой

Сосназимой Ель летом Осина Сосна летом

Рис. 9. Зависимость условного предела прочности коры на скалывание по камбиальному слою от диаметра бревна

Проведенное сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований, подтвердило адекватность разработанных математических моделей. Отклонение результатов теоретических исследований и экспериментальных данных не превышает 5 %.

В шестом разделе приведены результаты технико-экономического исследования, подтвердившие эффективность использования сформулированных в данной работе рекомендаций при выборе рациональных режимов работы окорочного оборудования.

В седьмом разделе сформулированы основные выводы и рекомендации.

1. Эффективность очистки древесины от коры для переработки на технологическую щепу может быть повышена путем обоснованного выбора режимов работы окорочного оборудования барабанного и бункерного типов, основанного на групповой обработке древесины.

2. Математическая модель (1) позволила теоретическим путем описать процесс перемешивания древесного сырья в окорочном барабане с учетом послойного перемещения древесины.

3. Различие процессов отделения коры от древесины при положительной и отрицательной температурах может быть объяснено с использованием математической модели (15), описывающей физическую сущность процесса окорки.

4. Предложенная математическая модель (18) зависимости времени обработки от требуемого качества окорки древесины, параметров

окорочного оборудования (Об,Ь6,поб)и параметров окариваемого древесного сырья позволяет рассчитать оптимальное время работы окорочной установки.

5. Разработана и исследована математическая модель, описывающая бревно в коре как предмет труда при окорке для реальных условий Республики Карелия при несплошных рубках леса.

6. Установлены некоторые физико-механические свойства обрабатываемой древесины, заготовленной при рубках ухода в условиях Республики Карелия: условный предел прочности коры на скалывание по камбиальному слою (23) и жесткость коры (24).

7. Применение интенсификаторов, нарушающих послойное перемещение бревен при групповой обработке позволит повысить производительность установки на 24 %.

8. Сформирована база данных, необходимая для определения рациональных режимов окорки, а именно времени окорки в зависимости от требуемого качества очистки древесины от коры, частоты вращения барабана, коэффициента загрузки барабана, геометрических размеров окорочного оборудования и обрабатываемых бревен, породы древесины.

Основное содержание диссертации изложено в следующих опубликованных работах

1. Васильев А. С. К выбору конструкции окорочной машины барабанного типа / Сб. науч. трудов: Повышение эффективности процессов производства технологической щепы: Петрозаводск: КарНИИЛП, 1999. С. 32-33.

2. Шегельман И. Р., Полежаев К. В., Васильев А. С. Анализ конструктивных и технологических особенностей оборудования для групповой окорки лесоматериалов / Рукопись деп. в ВИНИТИ 28.05.1999, №1700-В99.26с.

3. Лапатин А. Ю., Васильев А. С. К выбору конструкции передвижной окорочной установки барабанного типа / Сб. науч. трудов: Моделирование процессов в лесной промышленности: КарНИИЛП: Петрозаводск, 2001. С. 32-37.

4. Лапатин А. Ю., Васильев А. С. Теоретический анализ процесса перемешивания древесины в окорочном барабане / Современные проблемы развития лесопромышленных производств: Науч. труды № 6 серия «Лесопромышленный комплекс» / КРИА. Петрозаводск, 2001. С. 75-79.

5. Васильев А. С. Вовлечение в переработку дополнительных ресурсов древесного сырья за счет совершенствования процесса окорки / 8-я Санкт-Петербургская ассамблея молодых ученых и специалистов.

Аннотации работ по грантам С-Пб конкурса 2003 г. для студентов, аспирантов и молодых специалистов. СПб.: СПбГУ, 2003. С 68-69.

6. Лапатин А. Ю., Васильев А. С. Оптимизация перемещения древесины и интенсификация отделения коры при групповой окорке древесного сырья / Экономические, экологические и технологические проблемы развития региона: Науч. труды № 12. Серия «Лесопромышленный комплекс» / КРИА: Петрозаводск, 2004. С. 88-95.

Тезисы конференций:

1. Васильев А. С. К выбору параметров опор окорочного барабана / Ресурсосберегающие технологии лесного комплекса: Тез. докл. респ. науч.-практ. конф. - Петрозаводск: КарНИИЛП, 1998. С. 11.

2. Васильев А. С, Лапатин А. Ю. Исследования эксплуатационных параметров древесины как предмета труда при окорке. / Структурная перестройка лесного комплекса Республики Карелия: Тез. докл. респ. науч.-практ. конф. - Петрозаводск: КарНИИЛП, 2003.

3. Лапатин А. Ю., Васильев А. С. Использование моделей классической механики для изучения процесса окорки. / Новые технологии и устойчивое развитие в лесах Карелии: Тез. докл. респ. науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и соискателей. Петрозаводск: КРИА, 2003. С. 25.

4. Лапатин А. Ю., Васильев А. С. Математические модели процесса окорки при положительной и отрицательной температурах / Проблемы лесопромышленных регионов: Материалы всерос. науч.-практ. конф. - М: ИПиИ, 2002. С. 39-41.

5. Лапатин А. Ю., Васильев А. С. Исследование путей повышения эффективности окорки древесного сырья / Новые информационные технологии в целлюлозно-бумажной промышленности и энергетике: Материалы VI международной науч.-техн. конф. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2004. С. 111.

6. Лапатин А. Ю., Васильев А. С. Теория процессов групповой окорки древесного сырья. / Инвестиционный климат и предпринимательство в регионах России: Материалы республиканской научно-практической конференции. - Петрозаводск: КРИА. 2004. С. 32-33.

Подписано в печать 12.11.04. Формат 60x84 '/и.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Отпечатано в типографии Издательства Петрозаводского государственного университета

»22 9 7 9

ВВЕДЕНИЕ.

1. Состояние вопроса.

1.1. Анализ способов окорки и требований к ее выполнению.

1.2. Анализ НИОКР в области создания оборудования для групповой обработки лесоматериалов.

1.3. Выводы по главе.

2. Теоретическое исследование процессов, происходящих в барабане

2.1. Теоретический анализ перемещения древесины в окорочном барабане.

2.2. Теория ударного взаимодействия древесины при окорке.

2.3. Выводы по главе.

3. Математическая модель процесса окорки.

3.1. Построение математической модели процесса очистки древесины от коры в установках для групповой обработки лесоматериалов.

3.2. Выводы по главе.

4. Исследование древесины как предмета труда при окорке.

4.1. Условия проведения экспериментальных исследований.

4.2. Методика проведения исследования.

4.3. Статистическая обработка опытных данных.

4.4. Выводы по главе.

5. Экспериментальные исследования процесса отделения коры от древесины в результате ударов.

5.1. Условия проведения эксперимента.

5.2. Методика проведения эксперимента.

5.3. Результаты экспериментальных исследований.

5.4. Оценка физико-механических свойств коры.

5.5. Пример расчета времени окорки.

5.6. Выводы по главе.

6. Технико-экономические исследования.

6.1. Расчет сменной производительности при групповой обработке древесного сырья.

6.2. Расчет годовой производительности.

6.3. Выводы по главе.

Одним из основных направлений использования древесных ресурсов является выработка щепы для целлюлозно-бумажных, канифольно-экстракционных, гидролизных, плитных и топливно-энергетических производств [26, 53, 58, 60, 61,85, 101, 103, 115].

Анализ трудов, посвященных изучению процесса подготовки древесины к переработке на щепу, показал, что очистка древесины от коры для использования в целлюлозно-бумажном производстве производится преимущественно с использованием оборудования барабанного и бункерного типов, основанного на групповой обработке древесины. В связи с тем, что существующее оборудование является весьма энергоемким и недостаточно производительным, за рубежом и в России активно ведутся НИОКР по совершенствованию подобного оборудования.

Результаты исследований профессоров С. П. Бойкова, С. Б. Васильева, А. В. Житкова, Б. Г. Залегаллера, В. В. Коробова, В. Д. Никишова, JI. М. Пере-лыгина, Г. И. Торговникова, Б. Н. Уголева, М. Н. Симонова, Н. JL Леонтьева, И. Р. Шегельмана, кандидатов наук А. Ю. Лапатина, Б. М. Локштанова, В.Г. Разумовского, В. Я. Матюнина, Г. А. Крылова, Е. М. Цатуряна, М. И. Брика, Н. Ф. Пигильдина, Ф. И. Коперина и др. ученых позволяют сделать вывод о недостаточной изученности особенностей процессов, происходящих в окорочных установках при групповой обработке древесины при положительной и отрицательной температурах. Недостаточно обоснованы и рекомендации по выбору режимов работы окорочного оборудования, что в итоге ведет к значительным экономическим и сырьевым потерям при групповой обработке древесины.

Все вышеизложенное обуславливает актуальность разработки научно обоснованных технических решений и создание на этой основе технологических процессов и технических систем, повышающих эффективность подготовки древесного сырья к переработке на щепу.

Изучением вопросов подготовки древесины к переработке занимались ученые и исследователи: ЦНИИМЭ, КарНИИЛПа, ДальНИИЛХа, Санкт-Петербургской JTTA, Архангельского ЛТИ, МГУЛа, ПетрГУ и других ведущих отраслевых институтов и вузов [2, 16, 19, 28, 31 37, 42, 50, 59, 65, 71 80-82, 90, 124]. Ими были рекомендованы к внедрению технические решения в области совершенствования окорочного оборудования, которые позволили повысить производительность процесса окорки, однако, в настоящее время, этот уровень уже нельзя считать достаточным.

Для создания перспективных технологических процессов и технических систем не хватает научно обоснованных технических решений, соответствующих современным техническим и экологическим требованиям и потребностям отрасли, для этого требуется новый подход к теоретическим вопросам в области очистки древесины от коры.

В настоящее время окорка древесины на лесосеке не нашла широкого применения, это объясняется отсутствием эффективного оборудования с научно обоснованными режимами процессов окорки. Осуществление процесса окорки на лесосеке позволило бы снизить трудозатраты при транспортировке древесины, а также снизить потери древесины, которые появляются в результате ее хранения в неокоренном виде.

Недостаточно изучены ударные процессы, происходящие в ходе работы окорочного барабана в летний и зимний период. Недостаточно обоснованы и рекомендации по выбору режимов работы, что в итоге ведет к значительным объемам сырьевых, а, следовательно, и материальных потерь.

Все вышесказанное обуславливает актуальность темы диссертации: «Обоснование технических решений, повышающих эффективность режимов групповой окорки древесного сырья».

Цель работы: повышение эффективности процесса групповой окорки древесного сырья путем обоснованного выбора режимов работы окорочного оборудования барабанного и бункерного типов, в том числе и при работе в условиях лесосеки.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: проанализировать характер и особенности процесса перемещения древесины при групповой обработке; разработать математическую модель, характеризующую процессы перемещения и окорки лесоматериалов при групповой обработке; изучить влияние ударов, происходящих в ходе обработки древесины, на процесс окорки; разработать математическую модель процесса отделения коры от древесины при отрицательной и положительной температурах; изучить древесину, как предмет труда при окорке; провести экспериментальные исследования по изучению влияния ударов на процесс отделения коры от древесины; выполнить технико-экономическое обоснование; обосновать технические решения и рекомендации, повышающие эффективность процесса групповой окорки лесоматериалов.

В первом разделе дан анализ отечественных и зарубежных исследований по проблеме очистки древесного сырья от коры и применяемых при этом технологий и оборудования.

Во втором разделе проведено исследование послойного перемещения древесины по криволинейным траекториям, подобным внутренней поверхности барабана при групповой обработке, а также разработана математическая модель процесса отделения коры от древесины при положительной и отрицательной температурах.

Третий раздел посвящен построению и исследованию математической модели, определяющей время окорки с учетом ударных процессов, происходящих в барабане, геометрических параметров обрабатываемых бревен, параметров окорочного барабана и необходимой степенью окорки.

В четвертом разделе проведено исследование свежесрубленной древесины, заготовленной при рубках ухода в реальных условиях Республики Карелия, как предмета труда при окорке.

В пятом разделе даны результаты экспериментальных исследований по изучению влияния ударов на процесс отделения коры от древесины при положительной и отрицательной температурах.

В шестом разделе приведены результаты технико-экономических исследований, подтвердившие эффективность использования сформулированных в данной работе рекомендаций при выборе рациональных режимов работы окорочного оборудования.

Научные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель, описывающая процесс перемешивания древесного сырья в окорочном барабане;

- математическая модель процесса отделения коры от древесины при положительной и отрицательной температурах;

- математическая модель зависимости времени окорки древесины от требуемого качества окорки древесины, параметров окорочного оборудования и параметров окариваемого древесного сырья;

- новые зависимости, характеризующие параметры обрабатываемой древесины, заготовленной при рубках ухода в условиях Карелии;

-результаты исследования физико-механических свойств коры (предела прочности на скалывание по камбиальному слою и жесткости);

- рекомендации по выбору рациональных режимов окорки.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

7. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Окорка древесины — достаточно сложный био-механический процесс, эффективная реализация которого невозможна без учета всех влияющих на него факторов. Эффективность использования древесного сырья и качество готовой продукции во многом зависят от возможностей и способов окорки лесоматериалов. Кроме того, сам процесс окорки до настоящего времени является одной из наиболее трудоемких операций лесозаготовительного и деревообрабатывающего производства.

2. Многочисленные научно-исследовательские работы, проводимые в области окорки лесоматериалов, позволили в основном механизировать этот процесс, однако этот уровень механизации еще нельзя считать достаточным.

3. Дальнейшее совершенствование окорочного оборудования и применяемой технологии требуют нового подхода ко многим теоретическим вопросам окорки лесоматериалов. Это касается, прежде всего, обоснования области применения традиционных и перспективных способов окорки и основных параметров окорочного оборудования.

4. Проанализирован характер и особенности процесса перемещения древесины при групповой обработке;

5. На основании теоретических исследований построена математическая модель (2.1), которая позволила теоретическим путем описать процесс перемешивания древесного сырья в окорочном барабане с учетом послойного перемещения древесины.

6. При послойном перемещении бревна, находящиеся в слоях, стремятся сохранить свое положение в этих слоях, и неинтенсивно переходят в смежные слои. В итоге одни бревна постоянно находятся в зонах интенсивной окорки, а другие - в зонах пассивной окорки. В результате не обеспечивается равномерная окорка находящихся в барабане бревен и, соответственно, увеличиваются энергетические и финансовые затраты на процесс доведения обрабатываемого сырья до требуемого качества окорки (для щепы марки Ц-1 - качество окорки должно составлять не менее 90 %, марки Ц-3 - не менее 70 %). При этом повышается и степень повреждения древесины у бревен, обрабатываемых в зонах интенсивной окорки.

7. Найдены значения скоростей слоев бревен (2.2)-(2.3), которые позволяют рассчитать коэффициенты смещения соседних слоев древесины и смещения первого слоя относительно внутренней поверхности барабана.

8. Предложена методика, позволяющая осуществлять количественную оценку эффективности процесса окорки за счет сил трения, возникающих при послойном перемещении древесины.

9. Рассмотрены два типа взаимодействия бревен: взаимодействие древесины при положительной температуре — "мягкое" взаимодействие; взаимодействие мороженой древесины при отрицательной температуре — "жесткое" взаимодействие. Перемещение древесины в окорочном барабане происходит в соответствии с законами классической механики. Возникающие ударные силы характеризуются кратковременностью интервала времени их действия и значительной величиной.

10. Физическая сущность процесса окорки ударным способом заключается в том, что при ударе происходит ослабление силы сцепления коры с древесиной и с каждым ударом эта связь коры и древесины ослабевает, ослабление связи происходит до тех пор, пока не произойдет окончательная ее утрата, и вследствие чего, произойдет отделение участка коры.

11. Построена математическая модель (2.25), описывающая физическую сущность процесса отделения коры от древесины при положительной и отрицательной температурах.

12. Установлено, что процесс отделения коры от древесины зависит от степени сопротивления элемента коры удару, которая определяется формулой

2.23) и согласно формуле (2.24) находится в прямой зависимости от жесткости коры.

13. С учетом положений, разработанных проф. С. П. Бойковым, в результате преобразований предложена формула для определения величины времени окорки в зависимости от требуемого качества, породы древесины, геометрических размеров обрабатываемых бревен, параметров и режима работы окорочного оборудования, имеющая вид (3.11).

14. Построена математическая модель (3.41) зависимости времени окорки от требуемого качества окорки, породы древесины, параметров окорочного оборудования (D6,L6,nafi) и параметров окариваемого древесного сырья

D,L), позволяющая рассчитать оптимальное время работы окорочной установки.

15. Важнейшими эксплуатационными параметрами, характеризующими древесину как предмет труда, при отделении коры является величина толщины коры в зависимости от ее расположения от комлевого среза, диаметра ствола и породы.

16. В результате проведенного исследования установлены математические модели, характеризующие взаимосвязь толщины коры с диаметром ствола при рубках ухода в условиях Республики Карелия. Приведенные в табл. 4.1 коэффициенты корреляции являются достоверными, т. к. вероятность нулевой гипотезы для всех коэффициентов корреляции, гласящей о том, что коэффициент корреляции равен нулю меньше 5 %.

17. Установлена доля коры в общем объеме биомассы ствола дерева для четырех основных лесообразующих пород в реальных условиях Республики Карелия (рис. 4.5). У лиственных пород (березы, осины) доля коры составляет 16-18 %, что значительно больше, чем у хвойных (ель, сосна) 10-11%.

18. В условиях Республики Карелия при рубках ухода содержание коры в общей биомассе ствола дерева у хвойных пород ниже, чем при сплошных рубках главного пользования в древостоях европейской части страны (у ели на 1 %, у сосны на 1,3 %), а у лиственных пород выше (у березы на 2,2 %, у осины на 2,8 %).

19. Физическая сущность процесса окорки ударным способом заключается в том, что при ударе происходит ослабление силы сцепления коры с древесиной, и с каждым ударом эта связь коры и древесины ослабевает, ослабление связи происходит до тех пор, пока не произойдет окончательная ее утрата, и вследствие чего, произойдет отделение участка коры.

20. Отделение коры от древесины происходит по слою луба.

21. По результатам проведенных исследований выявлены зависимости площади пятна окорки от ударного импульса и диаметра бревна, поверхности отклика представлены на рис. 5.9.

22. В результате исследований установлены характеристики ранее не исследованного параметра - жесткости коры для основных лесообразующих пород Карелии (табл. 5.3), а также условный предел прочности коры на скалывание по камбиальному слою для основных лесообразующих пород республики Карелия (табл. 5.4).

23. Выполненные исследования показали необходимость установки в барабане интенсификаторов процесса окорки, позволяющих интенсифицировать переход бревен из одного слоя в другой и обеспечивающих реализацию ударного процесса окорки.

24. Применение интенсификаторов, нарушающих послойное перемещение бревен, при групповой обработке в окорочном барабане позволит повысить годовую производительность установки на 24 %.

1. Агрегат для групповой очистки частей деревьев от сучьев // Экспресс-информация: Зарубежный опыт/ ВНИПИЭИлеспром. М., 1985. - С. 2-5. (Лесоэксплуатация и лесосплав; Вып. 16).

2. Александров В. А. Моделирование технологических процессов лесных машин: Учебник для вузов. М.: Экология, 1995. - 256 с.

3. Александров Е. В., Соколинский В. Б. Прикладная теория и расчеты ударных систем. М.: Наука, 1969. — 199 с.

4. Андронов А. А., Понтрягин Л. С. Грубые системы // ДАН СССР; 1937-Т.14 №5. — С. 247-251.

5. Ашмарин И. П., Васильев Н. Н., Абросов В. А. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. — Л.: Ленингр. ун-т, 1974.-79 с.

6. Бойков С. П. Исследование процесса окорки лесоматериалов: Автореф. дисс. . доктора техн. наук. Л.: ЛТА, 1980. - 40 с.

7. Бойков С.П. Теория процессов очистки древесины от коры. Л.: ЛГУ, 1980.- 152 с.

8. Брик М. И., Васильев Б. А. Технологическая щепа. — М., Лесная промышленность, 1975. 208 с.

9. Брик М. И., Крылов Г. А. Переработка низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок в окорочных барабанах (Обзор). М.: ВНИИПИЭИлеспром, 1978. - 37 с.

10. Булатов А. Ф. Обоснование процесса заготовки и переработки биомассы дерева на технологическую щепу с целью ресурсосбережения. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Петрозаводск, ПетрГУ, 2001. - 19 с.

11. Быков В. В. Научный эксперимент. — М.: Наука, 1989. — 176 с.

12. Васильев А. С. К выбору конструкции окорочной машины барабанного типа / Сб. науч. трудов: Повышение эффективности процессов производства технологической щепы. Петрозаводск: КарНИИЛП, 1999. С. 32-33.

13. Васильев А. С. К выбору параметров опор окорочного барабана / Ресурсосберегающие технологии лесного комплекса: Тез. докл. республ. науч.-практ. конференции. Петрозаводск: КарНИИЛП, 1998. С. 11.

14. Васильев А. С., Лапатин А. Ю. Исследования эксплуатационных параметров древесины как предмета труда при окорке. / Структурная перестройка лесного комплекса Республики Карелия: Тез. докл. республ. науч.-практ. конференции. Петрозаводск: КарНИИЛП, 2003.

15. Васильев С. Б., Патякин В. И., Шегельман И. Р. Техника и технология производства щепы в леспромхозе. Петрозаводск: ПетрГУ, 2001. - 100 с.

16. Виногоров Г. К. Технология лесосечных работ. М.: Лесная промышленность, 1986. - 68 с.

17. Вьюков Б. И., Мишура Е. И., Гринь В. И. Пути интенсификации процесса сухой окорки. Целлюлоза, бумага, картон: экспресс информация. -М.: ВНИПИЭИлеспром, 1981. Вып. 21, С. 5 И.

18. Гафиатуллин И. Г., Сокольский Г. К. Бункерный агрегат ЦЛС —112 для групповой окорки сплавных лесоматериалов // Лесоэксплуатация и лесосплав; Науч.-техн. реф. сб. / ВНИПИЭИлеспром, 1987, вып.ЗЗ. С. 9-10.

19. Герасимов Ю. Ю. Повышение качества и надежности манипуляторов лесных машин: Автореф. дис. . доктора техн. наук. — Воронеж: ВГЛА, 1995. — 34 с.

20. Гринь В. И. Реконструкция лесной биржи Балахинского целлюлозно-бумажного комбината им Ф. Э. Дзержинского. Целлюлоза, бумага, картон: экспресс информация. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1981. Вып. 21, С. 1-5.

21. Гусров А. А., Штейн Е. М. Кинетика барабанной окорки древесины в целлюлозно-бумажном производстве//Химия и технология бумаги. — Л.: ЛТА, 1984.-164 с.

22. Дарков А. В., Шпиро Г. С. Сопротивление материалов. Изд. 3-е. М.: Высшая школа, 1969. - 734 с.

23. Демин К. А., Шегельман И. Р., Карасев В. П. Техника и технология механизированной заготовки пневого осмола. — М.: Лесная промышленность, 1988.-136 с.

24. Енохович А. С. Справочник по физике и технике: Учебное пособие для учащихся. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Просвещение, 1989. 224 с.

25. Житков А. В. Оборудование складов лесоматериалов. М.: Лесная промышленность, 1965. - 558 с.

26. Житков А. В., Мазарский С. М. Хранение и подготовка древесного сырья в целлюлозно-бумажном производстве. — М., Лесная промышленность, 1980.-224 с.

27. Житков А. В. Подготовка древесины для производства целлюлозы и древесной массы. М.: Гослесбумиздат, 1962. - 133 с.

28. Заготовка сортиментов на лесосеке. Технология и машины/

29. A. В. Жуков, И. К. Иевинь, А. С. Федоренчик, Ю. И. Провоторов и др. М.: Экология, 1993.-311 с.

30. Залегаллер Б. Г. Исследование процесса окорки древесины трением: Дисс. канд. техн. наук. Л.: ЛТА, 1941. - 279 с.

31. Иванов А. П. Динамика систем с механическими соударениям. М.: Международная программа образования, 1997. — 336 с.

32. Иевинь И. К., Кажемак А. Я. Проблемы технологии рубок ухода. -Рига: Зинатне, 1973. 295 с.

33. Интенсификация барабанной окорки балансов / И. В. Архипов,

34. B. А. Власов, Ю. В. Гейзер, В. С. Хейн // Бумажная промышленность, 1980. — №9. С. 25.

35. Касанов И. У. Исследование процесса разрушения коры мерзлых бревен перед окоркой. В сб. научн. трудов: комплексная переработка и использование древесины. Химки, ЦНИИМЭ, 1983, С. 78-83.

36. Клещевой захват лесозаготовительной машины/ Скрыпник В.И., Шегельман И.Р. и др. А.с. СССР N 1298174. Опубл. в Б.И., 1987, N11.

37. Коробов В. В., Рушнов Н. П. Переработка низкокачественного древесного сырья: Проблемы безотходной технологии. М.: Экология, 1991.— 288 с.

38. Корообдирочный барабан с каскадным расположением секции /

39. B. Б. Карасик, Ш. М. Гольдзеберг, В. И. Ерохин, В. М. Штейн // Бумажная промышленность. 1985. - № 11. С. 30-31.

40. Кочегаров В.Г., Бит Ю.А., Меньшиков В.Н. Технология и машины лесосечных работ. М.: Лесная промышленность, 1990. - 390 с.

41. Красильников Б. Н. Исследование групповой очистки стволов от сучьев в бункерной цепной установке: Автореферат дисс. . канд. техн. наук. — Л.: ЛТА, 1968.-14 с.

42. Красильников Б. П., Петрухин Г. Г. Бункерные сучкорезные установки// Лесная промышленность. 1986. - N 3. С.25.

43. Крылов Г. А. Исследование процесса сухой барабанной окорки древесины. Автореф. дис. канд. техн. наук. Л.: ЛТА, 1972.-21 с.

44. Крылов Г. А. Механика процесса сухой барабанной окорки древесины. В кн.: Труды ЦНИИМЭ, сб. 124, 1872, С. 118 122.

45. Кушляев В. Ф. Лесозаготовительные машины манипуляторного типа. М.: Лесная промышленность, 1981. - 248 с.

46. Лапатин А. Ю. Обоснование параметров передвижной сучкорезно-окорочной установки бункерного типа для очистки древесного сырья на лесосеке. Дисс. канд. техн. наук. Л.: ЛТА, 1996. — 173 с.

47. Лапатин А. Ю., Васильев А. С. К выбору конструкции передвижной окорочной установки барабанного типа / Сб. науч. трудов: Моделирование процессов в лесной промышленности. — Петрозаводск: КарНИИЛП, 2001. С. 32-37.

48. Лапатин А. Ю., Васильев А. С. Математические модели процесса окорки при положительной и отрицательной температурах / Проблемы лесопромышленных регионов: Материалы всеросс. науч.-практ. конференции. М.: ИПиИ, 2002. С. 39-41

49. Лапатин А. Ю., Шегельман И. Р. Определение мощности бункерной сучкорезно-окорочной установки / Лесоэксплуатация и лесосплав, 1992, № 2. С. 20-21.

50. Леонтьев Н. Л. Техника статистических вычислений, ". — М.: Лесная промышленность, 1966. 250 с.

51. Лившиц Н. В., Меншиков Б. Е. Механизация околостаночных операций в деревообрабатывающих цехах леспромхозов. М.: Лесная промышленность, 1975. - 176 с.

52. Лифсон М., Юткин А. Что сдерживает изобретательство // Интеллектуальная собственность, 1998, № 3, 21 с.

53. Локштанов Б. М., Житков А. В., Трефилова Т. Ф. Окорка лиственных пород древесины и тонкомера в целлюлозно-бумажной промышленности. (Обзор). М.: ВНИПИЭИлеспром, 1974. — 51 с. (Бумага и целлюлоза).

54. Локштанов Б. М., Житков А. В., Трефилова Т. Ф. Сухая окорка древесины в барабанах на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности. (Обзор). М.: ВНИПИЭИлеспром, 1976. - 53 с. (Бумага и целлюлоза).

55. Мазуркин П. М. Поисковое проектирование лесотехнического оборудования. Саранск: Саратовский университет: Саранский филиал, 1990. - 304 с.

56. Мазуркин П. М. Предпроектное обоснование параметров назначения лесозаготовительных машин: Автореф. . доктора техн. наук. JL: ЛТА, 1993. -36 с.

57. Матюнин В. Я., Коперин Ф. И. Некоторые вопросы теории окорки древесины в корообдирочных барабанах/ Лесной журнал. Архангельск, АЛТИ, 1972. С.64-72.

58. Матюнин В. Я. Исследования процесса подготовки короткомерной низкокачественной древесины в корообдирочных барабанах для получения технологической щепы. Автореферат дисс . канд. техн. наук. М.: МЛТИ, 1973.-24 с.

59. Матюнин В. Я. Повышение эффективности производства щепы из низкокачественной древесины и древесных отходов: Обзорная информация / ВНИПИЭИлеспром. — М., 1985. — 40 с. (Лесоэксплуатация и лесосплав)

60. Меньшиков В.Н. Основы технологии заготовки леса с сохранением и воспроизводством лесной среды. Л.: Ленинградский университет, 1987. -220 с.

61. Михайлов Г. М., Серов Н. А. Пути улучшения использования вторичного древесного сырья. — М.: Лесная промышленность, 1988. 224 с.

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

63. Новоселов Ю. М. Механизация осмолозаготовок. М.: Лесная промышленность, 1984. - 232 с.

64. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. В 2-х т. Т. 1. Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов / В. А. Чичаев, А. А. Васильев, И. А. Васильев и др. М.: Лесная промышленность, 1981. -368 с.

65. Окорка коротко- и длинномерной древесины в корообдирочных барабанах / В. Н. Седов, А. Ф. Сапунова, В. М. Чекалина // Механизация и автоматизация трудоемких процессов в переработке полимеров и производстве бумаги. Тамбов. 1988. С. 110-123.

66. Орлов С. Ф. Лесосечные работы без ручного труда. — М.: Лесная промышленность, 1973. — 160 с.

67. Отчет ФЕРИК, 1989. С. 24-26.

68. Петровский В. С. Оптимальная раскряжевка лесоматериалов. — М.: Лесная промышленность, 1985. 287 с.

69. Пигильдин Н. Ф. Окорка лесоматериалов за рубежом. / Экспресс-информация: Зарубежный опыт / ВНИПИЭИлеспром. — М., 1988. 22 с. (Лесоэксплуатация и лесосплав; Вып. 12).

70. Пигильдин Н. Ф. Состояния и тенденции развития окорочного оборудования / Обзорная информация / ВНИПИЭИлеспром. М.: 1989. - 48 с. (Механическая обработка древесины; Вып. 9).

71. Питеев В. Г. Совершенствование машин манипуляторного типа для сортиментной заготовки древесины: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Воронеж: ВГЛА, 1995. 23 с.

72. Платонов Е. И. Исследования влияния параметров резца на показатели процесса окорки круглых лесоматериалов с поперечной подачей// Моск. лесотехн. ин-т. М., 1979. - 13 с.

73. Поисковые исследования и разработка предложений по повышению эффективности производства технологической щепы при несплошных рубкахлеса: Отчет по теме № 27 / КарНИИЛП: Руководитель И. Р. Шегельман. -Петрозаводск, 1987 66 с.

74. Покрышкин О. В., Зубарев А. В., Гонцов Р. П. Обоснование параметров механизированной очистки пневого осмола от балласта// Лесохимия и подсочка: Реф. информация ВНИПИЭИлеспрома. М., 1972. -N10. С. 11-12.

75. Провести поисковые исследования и разработать предложения по повышению эффективности производства технологической щепы при несплошных рубках: Отчет по теме 27.4/ КарНИИЛП; Руководитель И. Р. Шегельман. Петрозаводск, 1987. - 67с.

76. Разработать и испытать передвижную сучкорезно-окорочную машину. Научный отчет КарНИИЛП по теме № 32, рук. Шегельман И. Р. Петрозаводск, 1989.-89 с.

77. Разработать технологию и оборудование для освоения нетрадиционных ресурсов древесного сырья. Научный отчет КарНИИЛП по теме N 2/8-1156, рук. Шегельман И. Р. Петрозаводск, 1993. - 21 с.

78. Разумовский В. Г. Исследование процесса окорки лиственницы в окорочных барабанах. Автореферат. Л.: ЛТА, 1972. - 18 с.

79. Разумовский В. Г. Мощности привода окорочных барабанов. Бумажная промышленность, 1969, № 2. С. 15.

80. Рахманин Г. А., Парамонов С. Д., Архипов А. А. Циклично-поточная технология нижних лесопромышленных складов: Обзорная информация/ ВНИПИЭИлеспром. — М.: 1987. 48 с. - (Лесоэксплуатация и лесосплав).

81. Редькин А. К. Основы моделирования процессов лесозаготовок. — М.: Лесная промышленность, 1988. — 255 с.

82. Савостина Т. И. Обоснование технологии и системы машин для выработки щепы на лесосеке: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Химки: ЦНИИМЭ, 1993.-22 с.

83. Санников Ю. Г., Смоленков А. А., Карасев В. П. Таксация смолистой древесины и технология ее заготовки. — М.: Лесная промышленность, 1988. — 224 с.

84. Симонов М. Н., Югов В. Г. Окорка древесины. М., 1972. - 128 с.

85. Симонов М. Н., Торговников Г. И. Окорочные станки: Устройство и эксплуатация. М.: Лесная промышленность, 1990. - 182 с.

86. Скурихин В. И., Шелгунов Ю. В. Перспективы внедрения в промышленность окорочных установок с непрерывной поперечной подачей/ Моск. лесотехн. ин-т. М., 1984. - 11 с.

87. Создать установку для групповой очистки деревьев от сучьев высокой заводской готовности с разобщающе-загрузочным и дробильным устройством: Отчет по теме N 63/13.6 N ГР 0186004186/ ЦНИИМЭ; Руководитель Б. Н. Красильников. Химки, 1986. - 59 с.

88. Создать установку для сухой очистки свежей пнево-корневой древесины: Отчет по теме 34-1049-91/ КарНИИЛП; Руководитель И. Р. Шегельман. Петрозаводск, 1987. - 25 с.

89. Социально-экономическая эффективность проектирования новой и модернизации серийно выпускаемой техники. Методические указания по экономической части дипломного проектирования для студентов лесоинженерного факультета. Петрозаводск: 111 У, 1986. — 41 с.

90. Суханов В. С. Малоотходные технологические процессы производства щепы на рубках главного пользования: Автореф. дис. . доктора техн. наук. — М.: МЛТИ, 1994.-39 с.

91. Торговников Г. И. Интенсификация процесса нагрева лесоматериалов при подготовке к окорке и обработке: Автореф. . доктора техн. наук. Л.: ЛТА, 1989. - 36 с.

92. Торопов А. С. Интенсификация производственных процессов поперечной распиловки пиломатериалов: Автореф. дис. . доктора техн. наук. -Л: ЛТА, 1993.-31 с.

93. Туулас П. А. Повышение производительности окорочных барабанов путем оптимизации их параметров и размеров.: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л.: ЛТИ ЦБП, 1987. - 16 с.

94. Уголев Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение: Учебник. — М.: Экология, 1991.-256 с.

95. Хакарайнен А. Лесозаготовки в Финляндии// Скандинавская технология уборки леса в конце 80-х годов. Раума-Репола, 1987. С. 4.

96. Цатурян Р. М. Теоретические исследования силовых параметров процесса окорки лесоматериалов с поперечным потоком// Лесосечные, лесоскладские работы и сухопутный транспорт леса/ ЛТА. Л., 1980. — N 9. — С. 104-107.

97. Цыпук А. М., Эгипти А. Э., Шегельман И. Р. Технология комплексного освоения лесных площадей// Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса. Л.: ЛТА, 1989. С. 43-45.

98. Шегельман И. Р. Создание и внедрение новых технических решений в лесной промышленности. Петрозаводск: Карелия, 1988. - 56 с.

99. Шегельман И. Р. Комплексные исследования перспективных методов подготовки тонкомерной древесины к переработке на щепу / Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: Межвуз. сб. науч. трудов. — Л: СПбЛТА, 1999. С. 40-43.

100. Шегельман И. Р. Математические модели процессов подготовки древесного сырья к переработке на щепу / Новые информационные технологии в ЦБП и энергетике: Материалы докл. III международной науч.-техн. конф. -Петрозаводск, 1998. С. 50-51.

101. Шегельман И. Р. Перспективные технические решения проблемы освоения нетрадиционного древесного сырья/ Разработка технологии и оборудования для освоения нетрадиционных ресурсов древесного сырья.: Сб. науч. Трудов/КарНИИЛП. Петрозаводск, 1993. С. 13-20.

102. Шегельман И. Р. Функционально-технологический анализ техники для заготовки пневой древесины. Химки: ЦНИИМЭ. Рук. деп. ВНИПИЭИлеспром 20.07.89, № 2542лб, 1989. 24 с.

103. Шегельман И. Р. Функционально-технологический анализ: Методология и приложения. М: ИПиИ, 2000. - 96 с.

104. Шегельман И. Р., Вассель Я. М., Лапатин А. Ю. Очистка тонкомерного древесного сырья в окорочных барабанах / Лесоэксплуатация и лесосплав, 1989, №3. С. 12-13.

105. Шегельман И. Р., Лапатин А. Ю. Закономерности процесса одновременной очистки деревьев от сучьев и коры / Региональные проблемы развития лесного комплекса: Тез. докл. респ. науч.-практ.- конф. — Петрозаводск: КарНИИЛП, 1998. С. 32-33.

106. Шегельман И. Р., Лапатин А. Ю. Оптимизация процесса окорки древесины в сучкорезно-окорочной машине / Повышение эффективности подготовки биомассы дерева к переработке на щепу: Сб. науч. трудов. — Петрозаводск: КарНИИЛП, 1997. С. 24-26.

107. Шегельман И. Р., Лапатин А. Ю., Быков Е. Н. Устройство для групповой обработки древесины. А.С. СССР № 1553391. Опубл. в Б. И., 1990, №12.

108. Шегельман И. Р., Лапатин А. Ю., Вассель Я. М. Групповая очистка тонкомерной древесины от сучьев, ветвей и коры / Переработка иэнергоиспользование низкокачественной древесины. Химки: ЦНИИМЭ, 1989. С. 101-105.

109. Шегельман И. Р., Лапатин А. Ю., Попов С. И. Очистка тонкомерного древесного сырья от сучьев и коры на лесосеке / Лесная и деревообрабатывающая промышленность, 1990, вып. 7. С. 6-7.

110. Шегельман И. Р., Полежаев К. В., Васильев А. С. Анализ конструктивных и технологических особенностей оборудования для групповой окорки лесоматериалов / Рукопись деп. в ВИНИТИ 28.05.1999, №1700-В99. — 26 с.

111. Шегельман И. Р., Хювенен К. Н., Голубев Г. А. Оценка технологических вариантов очистки и разделки пневого осмола / Лесохимия и подсочка, 1989, вып. 3. С. 13.

112. Шегельман И. Р. Технические решения проблемы повышения эффективности подготовки древесного сырья к переработке на щепу // КарНИИЛП. Петрозаводск, 1995. - 69 с.

113. Шегельман И. Р., Паничев Г. П. Новые установки для групповой обработки древесины. / Экспресс-информация: Зарубежный опыт / ВНИПИЭИлеспром. М.,1987. С.2-20. (Лесоэксплуатация и лесосплав; вып. 8).

114. Шегельман И. Р. Методические принципы формирования технологических процессов подготовки биомассы дерева к переработке на щепу// Проблемы освоения нетрадиционных видов древесного сырья: Сб. науч. трудов. Петрозаводск: КарНИИЛП, 1997. С. 5-11.

115. Шегельман И. Р. Обоснование технологических и технических решений для перспективных технологических процессов подготовки биомассыдерева к переработке на щепу. Автореф. дисс. . докт. техн. наук. СПб.: ЛТА, 1997.-36 с.

116. Шегельман И. Р. Совершенствование лесозаготовительной техники на основе патентоспособных технических решений// Машины и оборудование для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз. сб. науч. тр. — Л.: ЛТА, 1986. С. 109-112.

117. Шегельман И. Р., Паничев Г. П. Групповая обработка деревьев в Швеции / Лесная промышленность, 1987. № 7. С. 28-29.

118. Шегельман И. Р., Попов И.И. Рабочий орган для очистки деревьев от сучьев и коры. А.С. СССР N 1757885. Б.И., 1992, N 32.

119. Шегельман И. Р., Попов С. И., Тетин В. Н. Установка для очистки пнёвого осмола. А.С. СССР N 1782740. Б.И., 1992, N 47.

120. Шелгунов Ю. В. Окорка круглых лесоматериалов// Лесная промышленность, 1983. —N 11. С. 10.

121. Шеленин Ф. Н., Разумовский В. Г. Исследование окорки древесины лиственницы в окорочных барабанах. — Бумажная промышленность, 1971. — №8. С. 9-10.

122. Штейн Е. М. Повышение производительности окорочных барабанов за счет каскадного расположения секций. Автореферат. — Л.: ЛТИ ЦБП, 1984.-15 с.

123. Щербаков Е.Н. Оценка ресурсов лесосечных отходов и эффективность их сбора и переработки на щепу в условиях лесосеки: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М.: МГУ Л, 1993. - 20 с.

124. Bapat S. N. The general motion of an inclined impact damper with friction. // J. Sound and Vibrations, 1995. № 3. P. 417 - 427.

125. Debarking drum manufaktures offen a vaviety of designs. Paper Trade Journal, 1986. -№ 1, p. 38-40/

126. Drum debarking: key factors for design and performance / Piggot R. R., Thompson R. A. / Tappi Journal / 1987. № 8. P. 37-41.

127. Hakkila R., Makela M. Mechanized harvesting of stamps and roots// Metsantutkimuslaitok, 1973. № 1. 71 p.

128. In-woods flail delimber-debarker contribute to quolity chipping / Cameron Carte, William F. Watson, Bruce J. Stokes / Pulp and Pap, 1991. № 7. P. 118-120.

129. Johanson K., Ericsson U. New Techniques and equipment for processing of small treess // Canadian Forest Industries, 1985. N 10. P. 32-36.

130. New drum debarker raises NH chip yard standarts / Johson Eric / North Logger and Timber Prosses, 1990. № 11. P. 30-31.

131. Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ1. ПетрГУ)

132. КАРЕЛЬСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА (КарНИИЛПК ПетрГУ)

133. Утверждаю: /. Директор КгуэЙИИЛПК, проф.

134. Р- Шегельман ^ . ДО сентября 2004 г.1. АКТ' 'о внедрении результатов диссертационных исследований Васильева Алексея Сергеевича

135. Исследования Васильева А. С. находятся в рамках важнейших НИОКР КарНИИЛПК.

136. Результаты исследований Васильева А. С. используются КарНИИЛПКом при выборе и обосновании перспективных видов оборудования для сквозных технологических процессов заготовки, транспортировки и переработки биомассы дерева на технологическую щепу.

137. Зав. сектором КарНИИЛПКа, заслуженныйработник лесного комплекса РК Н ч^^^^^^Мощевикин П. Е.

138. Зав. отделом КарНИИЛПКа Горностаев В. Н.

139. Аспирант ПетрГУ Васильев А. С.

140. АКТ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВАСИЛЬЕВА АЛЕКСЕЯ СЕРГЕЕВИЧАг. Петрозаводск 15 сентября 2004 г.