автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование технологических параметров установок для окорки лиственных лесоматериалов канатными фрезами

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОКОРКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ ФРЕЗАМИ С ГРУППОВЫМ НАТЯЖЕНИЕМ КАНАТОВ.

2.1. Кинематика процесса.

2.2. Динамика процесса.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ОКОРКИ ЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ ФРЕЗАМИ С ГРУППОВЫМ НАТЯЖЕНИЕМ КАНАТОВ.

3.1. Экспериментальная установка и методика исследований

3.2. Проверка соответствия теоретического исследования динамики процесса реальным условиям окорки.

3.3. Определение значений коэффициента сопротивления окорке.

3.4. Определение необходимой кратности обработки лесоматериалов

3.5. Оценка долговечности канатов при окорке.

Глава 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФРЕЗ

С ГРУППОВЫМ НАТЯЖЕНИЕМ КАНАТОВ.

Глава 5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОКОРКИ ЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ ФРЕЗАМИ С ГРУППОВЫМ НАТЯЖЕНИЕМ КАНАТОВ.

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" одним из основных направлений развития лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности является значительное повышение комплексной переработки древесного сырья, увеличение использования для выработки целлюлозы древесины лиственных пород / I /.

В результате интенсивной эксплуатации хвойных насаждений в Европейской части страны их запасы сократились и в связи с этим возникла необходимость в увеличении объемов заготовки и переработки древесины лиственных пород, что будет способствовать сокращению нерациональных перевозок круглых лесоматериалов из Сибири в центральные районы страны.

Необходимым условием комплексного и рационального использования древесного сырья при высокоэкономичном безотходном производстве различных видов продукции, является окорка сырья. Она позволяет использовать в качестве высококачественного сырья для ЦБП кусковые отходы лесопиления, которые составляют в среднем 22% объема распиливаемого сырья / 21 /. Окорка сырья способствует уменьшению расхода инструмента на 25%, повышению точности распиловки на 22% и дает возможность использовать кору, как технологическое сырье.

Окорка фанерного сырья способствует увеличению производительности лущильных станков на 5%, уменьшает износ лущильных ножей и прижимных линеек на 15-20%, позволяет использовать шпон-рванину в производстве щепы и сокращает время на гидротермическую обработку сырья / 46 /.

Окорка спичечного кряжа улучшает качество шпона, сокращает расход и количество переточек режущего инструмента оборудования.

Для рационального хранения и комплексного безотходного использования древесины, необходимо удаление коры практически со всех сортиментов, за исключением топливных дров. Однако в настоящее время окоривается только 1/3 часть лесоматериалов используемой в лесопилении и небольшое количество на фанерных заводах / 44 /.

Современное окорочное оборудование не полностью отвечает требованиям промышленности и экономики, поэтов процесс окорки лесоматериалов нувдается в дальнейшем изучении и совершенствовании.

Для дальнейшего развития окорки, наряду с усовершенствованием эксплуатируемого оборудования необходим выпуск новых кон-курентноспособных окорочных станков, в основном для окорки мерзлых и подсушенных лесоматериалов.

Исходя из этого цель настоящей работы - повышение эффективности процесса окорки лесоматериалов лиственных пород (березы и осины) канатными фрезами.

В процессе выполнения работы получены следующие новые научные результаты:

- установлены кинематические характеристики процесса окорки лесоматериалов фрезами с групповым натяжением канатов;

- выявлены динамические явления в процессе работы канатных фрез;

- получены экспериментальные значения коэффициентов сопротивления окорки и требуемой кратности обработки лесоматериалов лиственных пород;

- проведена оценка долговечности канатов при окорке;

- разработана методика расчета канатных фрез с групповым натяжением канатов.

Результаты полученных теоретических и экспериментальных исследований являются основой для разработки и создания на базе канатных фрез высокопроизводительных, конкурентноспособных окорочных установок.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- кинематические соотношения при окорке фрезами с групповым натяжением канатов;

- математическая модель процесса окорки лесоматериалов фрезами с групповым натяжением канатов;

- экспериментальные данные значений коэффициентов сопротивления окорке и требуемой кратности обработки лесоматериалов лиственных пород;

- экспериментальные данные для оценки долговечности канатов при окорке.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Окорка круглых лиственных лесоматериалов канатными вращающимися головками. - В кн.: Пути повышения научно-технического прогресса в лесном хозяйстве. - Саласпилс: НПО "Силава", 1983, с.115.

2. Экспериментальные исследования кратности обработки при окорке лесоматериалов гибкими короснимателями. - Депонирование рукописи. Библиограф.указ № 8 (142), 1983, с.92 (в соавторстве с В.К.Карповым и А.А.Добрачевым).

3. Экспериментальные исследования величины коэффициента сопротивления при окорке лесоматериалов гибкими короснимателями. - Депонирование рукописи. Библиограф.указ* № 8 (142), 1983, с.94 (в соавторстве с В.К.Карповым и А.А.Добрачевым).

4. Исследования усилий в гибком короснимателе. - Межвуз. сб.научн.тр. Л.: ЛТА, 1984, с.89.

5. Авторское свидетельство № 783008 "Устройство для окорки лесоматериаловп (в соавторстве с С.П.Бойковым и В.К.Карповым).

6. Авторское свидетельство № 990516 "Устройство для окорки лесоматериалов" (в соавторстве с С.П.Бойковым и В.К.Карповым).

Результаты исследований приняты к использованию Петрозаводским станкостроительным заводом и Петрозаводским конструкторским отделом головного конструкторского бюро деревообрабатывающего оборудования. (Приложение 4).

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М., Политиздат, 1981э 223 с.

2. Постановление Щ КПСС и Совета Министров СССР "Об улучшении использования лесосырьевых ресурсов"., 'ЧОГуавда", 1984.10.08.

3. Косов B.C. Исследование процесса окорки лесоматериалов стальными канатами. Дис.к.т.н., Л., 1978, 210 с.

4. Симонов М.Н., Югов В.Г. Окорка древесины, М., Лесная промышленность, 1972, 128 с,

5. Бойков С.П. Теория процессов очистки древесины от коры. Л., ЛГУ, 1980, 150 с.

6. Карпов В.К. Исследование процесса окорки лесоматериалов канатными вращающимися головками. Дис.к.т.н. Л., 1980, 145 с.

7. Бойков С.П. Исследования процесса окорки лесоматериалов. Дис.докт.техн.наук. Л., 1980, 317 с.

8. Артамонов М.Д., Панкратов Г.П. Теория конструкций и расчет автотракторных двигателей. М., Машгиз, 1963, 507 с.

9. Полубояринов О.И. Сучковатость древесного сырья. Л., ЛТА, 1972, 52 с.

10. Симонов М.Н., Фрид Л.Д. Исследование процесса механической окорки древесины. Труды ЦНИШЭ, вып.65, 1965, 72 с.

11. Стальные канаты на лесозаготовках. Научно-техническая информация, сб.статей № 14. М., ЦБТИ лесной промышленности, 1961, 143 с.

12. Чулков В.Д., Стальные канаты в лесной промышленности, М., Гослесбумиздат, 1962, 134 с,

13. Дукельский А.И. Методика расчета крановых канатов на долговечность. Сб."Стальные канаты", вып.5. Киев, Техника, 1968, 328 с.

14. Гешелин В.Г. Результаты исследования долговечности канатов для металлургических предприятий. Сб."Стальные канаты" вып.З. Киев, Техника, 1966, 451 с.

15. Светлицкий В.А. Передача с гибкой связью. М., Машиностроение, 1967, 152 с.

16. Белая Н.М., Прохоренко А.Г. Канатные л eco транспортные установки. М., Лесная промышленность, 1964, 294 с.

17. Белая Н.М., Прохоренко А.Г. Тросо-рельсовые дороги с неподвижным тросом. М., Л., 1957, 105 с.

18. Букштейн М.А. Стальные канаты. М., Металургиздат, 1959, 148 с.

19. Букштейн М.А. Производство и использование стальных канатов. М., Металургия, 1973, 358 с.

20. Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента. Минск, БТУ имени В.И.Ленина, 1982, 300 с.

21. Шелгунов Ю.В. и др. Машины и оборудование лесозаготовок лесосплава и лесного хозяйства. М., Лесная промышленность, 1982, 519 с.

22. Петер Кох. Процессы механической обработки древесины. М., Лесная промышленность, 1969, 321 с.

23. Материалы Ф.А.О.Форестри Еквиимент Ноуте. М., ЦБТИ лесной промышленности, 1958, 42 с.

24. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Аналитическая геометрия. М., Наука, 1968, 230 с.

25. Гильберт Д., Кои-Фоссен С. Наглядная геометрия (перевод с немецкого). М., Наука, 1981, 341 с.

26. Яблонский А.А,, Никифорова В.М. Курс теоретической механики, ч.1, М,, Высшая школа, 1977, 360 с.

27. Яблонский А.А, Курс теоретической механики, ч.П. М., Высшая школа, 1971, 476 с.

28. Каратаев Э.И., Клименко М.И. Использование мягкой лиственной древесины» М., Лесная промышленность, 1983, 128 с.

29. Михайличенко А.Л., Кузнецова Т.В. Практикум по древесиноведению и лесному товароведению, М., Лесная промышленность, 1979, 78 с.

30. Симонов М.Н., Захаров В.В. Изменение сил сцепления коры с древесиной в зависимости от времени года. Труды ЦНИИМЭ, вып.65, 1965, с.З

31. Симонов М.Н., Майорова Л.Г. Влияние отрицательных температур на некоторые физико-механические свойства коры и древесины. Труда ЦНИИМЭ, вып.НО, 1970, с.4.

32. Торговников Г.И. Влияние отрицательных температур на силы сцепления коры с древесиной. Труды ЦНИИМЭ, вып.Ю, 1970, с.46.

33. Фрид Л.Д. Удельные сопротивления окорению. Труды ЦНИИМЭ, вып. НО, 1970, с.75.

34. Симонов М.Н., Фрид Л.Д. Исследование влияния влажностидревесины на процесс окорки. Труды ЦНИИМЭ, вып.НО, 1970, с.30.

35. Фрид Л .Д. Механические свойства коры и древесины при низких температурах. Труды ЦНИИМЖ, вып.65, 1965, с.IX.36. -Захаров В.В. Исследование механических свойств мороженной древесины. Труды ЦНИИМЭ, вып.65, 1965, с.24.

36. Залегаллер Б.Г., Ласточкин П.В. Механизация и автоматизация нижнескладских работ. М., Лесная промышленность, 1973, 407 с.

37. Гаврилов Ю.С. Экспериментальные исследования процесса окорки древесины фрезами. Труды ЦНИИМЭ, вып.НО, 1970, с. 83.I

38. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М., Наука, 1979, 557 с.

39. Ничипорник С.Н. и др. Детали машин в примерах и задачах. Минск, Высшая школа, 1981, 428 с.

40. Колчин А.И, Стальные канаты. М#, Машгиз, 1950, 104 с.

41. Ковальский Б.С. Расчет крановых подъемных канатов. Вестник машиностроения, № 5, M., 1950, с.9.

42. Масленников K.M. Результаты исследований и расчет крановых канатов на прочность и долговечность. М., ВНИИЛТММ1, 1962. Выпуск 29, с.39.

43. Симонов М.С. Технология и оборудование без отходного производства. Журнал Лесная промышленность, 1984 г., № 5, с. 14.

44. Никифоров В.М., Силаев В.И. Устройство эксплуатация иремонт окорочных станков. М., Лесная промышленность, 1979, 143 с.

45. Пигильдин Н.Ф. Окорка лесоматериалов. М., Лесная промышленность, 1982, 190 с.

46. Советский энциклопедический словарь. М., Советская энциклопедия, 1979, 1600 с.

47. Варакеин Ф.Д., Ступнев Г.К. Основные направления технического прогресса лесной и деревообрабатывающей промышленности. М., Лесная промышленность, 1974, 399 с.

48. Пискунов Н.С. Дифференциальные и интегральные исчисления, ч.П, И., Наука, 1978, 575 с.

49. Ушаков П.Н. Руководство по изучению правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных машин. М., Металлургия, 1979, 309 с.

50. Симонов М.Н. Механизация окорки лесоматериалов. М., Лесная промышленность, 1984, 212 с.

51. Андреев В.Н. Математическое планирование экспериментов. Л., ЛТА, 1982, 38 с.

52. Адлер Ю.П., Марков Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., Наука, 1976, 278 с.

53. Чубов A.B., Севастьянов Н.К. Основы научных исследований. Л., ЛТА, 1978, 51 с.

54. Плехотин А.П., Михалкина Л.Г., Курочкина В.А., Овчинников М.М. Методы организации эксперимента и обработки его результатов. Л., ЛТА, 1982, 58 с.

55. Богданович Н.И. Расчеты в планировании эксперимента, Лв> ЛТА, 1978, 79 с.

56. Сквайре Дк. Практическая физика. Перевод с английского под редакцией Лейкина Е.М. М., Мир, 1971, 241 с.

57. Гмурман B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. М., Высшая школа, 1972, 355 с.

58. Новик Ф.С., Арсов Я.Ю. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М,, Машиностроение, София, Техника, 1980, 296 с.

59. Гнеденко Б.В., Хинчин А.Я, Элементарное введение в теорию вероятностей. М., Наука, 1982, 156 с.

60. Макаров P.A., Тензометрия в машиностроении. М., Машиностроение, 1975, 286 с.

61. Яворский Б.М,, Детлаф A.A. Справочник по физике. М., Наука, 1971, 939 с.

62. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. и др. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М., Мир, 1977, 444 с.

63. Pat. /40S26 (Sverige), ßariningsmasktn/ /?.£ Уо/?ат$ол, A/ä^c/en -PuStic. /053.

64. Pat. 2575У22 (¿/SP), apparatus /or pressingSari-removing caSfes against а Рс&,Ро&, or ¿ty/£t P.Zavfainen, Zongvieco-, Wash.

65. Pat. /32509 (St/erioe). ßar^ningsmaskin/ MG. Zef/fer. Pi/Mc. /95/.

66. Pat/30000(Sîferi^eX âarÂ/iingsmaskin/yfârôm. -Рг/б&е. /050.-Pat.2S768/2 (ШХ DeSarker ¿¿>¿/6 /¡eater rotors unter the ébp/ACtoyof, Wa fс/гол, &tes?wot/r/P£9.

67. Pat 2867252 (US/?). ÔeSctrèer rotors /?aoi/?f шЫолел fSwfs/S!ZJUt&/7g/iar7. /050.

68. Pat.2552526(US/?XPesiùert сШг post pee fer/W. M Дагго/л /05/.71 pat. /22026 (S&erigeX //лога/пилу /or Sariring ар ti/rtmer, оес/ ос Л dy&Ât/О.Уо/farssor?. Риб&оЪ. Pat. 260822V Ct/S#X. Type ty ¿arAer/ Н.СГ.Шгмс/, Сбагл. -/052.

69. Локштанов Б.М. Сухая окорка древесины в барабанах с применением пара. Целлюлоза, бумага, картон, 1976, №32, с. 12.

70. Методика определения экономической эффективности использования в лесозаготовительной промышленности и на лесосплаве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений Минлесбумдревпромом СССР. M., 1979, 339с.