автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование технологии и параметров оборудования формирования шестигранной торцовой шашки методом контурного прессования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

РГС ол

На правах рукописи ПЕТРОВЕ! ( Валерий Федорович

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ШЕСТИГРАННОЙ ТОРЦОВОЙ ШАШКИ МЕТОДОМ КОНТУРНОГО ПРЕССОВАНИЯ

05.21.01.Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученое степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена на кафедре технологии лесозаготов. производств в Санкт-ПетербургскоР лесотехнической академии.

Научны}? руководитель: заслуженный деятель науки и техники РШСР, доктор технических наук, профессор ПАТЯКИН В.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор МИХАЙЛОВ Б.К.

кандидат технических наук, старлий научны}? сотрудник ШВАРЦ Д.М.

Ведущая организация: АО "Лесинвест" (Гипролестранс)

Защита диссертации состоится " /У" МОрТО, 1694г. в " // " часов на заседании специализированного совета Д.063,-50.01 в Санкт-Петербургской лесотехнической академии имени С.М.Кирова (194018, Санкт-Петербург, Институтский пер.,5, Главное здание, зал заседаний).

С диссертацией, можно ознакомиться в библиотеке академии. Автореферат разослан " 2£" 1994г.

Ученый секретарь специализированного совета

Г.М.Анисимов

СЕДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. В процессе деятельности лесозаготовительных предприятий неизбежно образуются древесные отходы в виде отдельных частей биомассы дерева.

Указанные отходе могли бы стать ценным вторичным сырьем для глубокой переработки и получения товаров народного потребления. Бжшепаея задачей также является использование мягко-лнетвенной древесины. Однако отсутствие соответствующих эффективных технологи" и оборудования для организарщ производства в условиях лесозаготовительных предприятий сдерживают решение это» ваяно" задачи. При рыночных отношениях такое положение приводит к низкое рентабельности предприятий.

Для успешного решения ото" проблемы необходиуо создание на базе нижних складов лесообрабатывекцих производств, вклю-чещих экологически безопасные технологические процессы и поз-воляпцих получать товары народного потребления из отходов и низкокачественно» древесины. Teva диссертации нацелена на решение указанно? проблемы и поэтому является актуально!».

Цель работы. ^ельэ работы является соверпенствовснне технологического процесса лесообрабатавгащих производств в результате обоснования технологии и параметров оборудования по изготовлению уплотненно!» шестигранно? торцово» шашки из низкосортных СОрТНМШТОЗ МЯГКОДИСТЕеННЫХ пород.

Наут-мая новизна. Научной новиокоа обладгагг: математическая модель процесса формирования шестигргкног» шоки из тонкомерных сортиментов мягколиствекных пород методом контурного прессования; применение метода подобия к построении математической модели этого процесса; обойденное уралмиие верхи ея границы допустима значения д:зсн зстотовок; ызтодока обоснования технологических параметров и параметров оборудования; рекомендации по выбору рациска.тьнмс значений техно логических режимов и параметров оборудовании.

Практическая значагость. Результаты проведенного научного исследования кыеэт практически значимость для установления рацисналшых технических и технологических пар-Петров процесса, оценки экономической эффеятип.оетк и целесообразно-

сти оргенизации производства торцовой иашхи в условиях леспромхоза, разработки нормативных документов.

Реализачия результатов работы. Основные результаты работы были использованы при составлении технического задания на разработку технологического процесса изготовления торцовой шашки из тонкомерных сортиментов и отходов лесозаготовок при выполнении темы I.12.026 "Разработать безотходную технологию и оборудование индустриального производства профилированной лесо-продухции методом формования", выполняемой по договору с бывшим Минлеспромом СССР, а также при выполнении Государственной научно-технической программы "Комплексное использование и воспроизводство древесного сырья".

Апробация работы. Основные материалы исследований докладывались и были одобрены на научно-технических конференциях лесотехнической академии е IGi-2-93 годах.

Публикации. По теме диссертации опубликованы две статьи. Основные положения, выносимые на защиту:

- технология формирования шестигранной торцовой шашки из тонкомерных сортиментов мягколиственных пород методом контурного прессования;

- математическая модель этого процесса;

- методика обоснования технологических параметров и параметров оборудования;

- рекомендации по выбору рагутональных значений технологических параметров и параметров оборудования.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка литерал-туры и приложений. Общий объем работы 115 е., из них с. машинописного текста, 19 рисунков, 14 таблиц, 4 приложения. Список литературы содержит 82 наименований.

ОДЕИАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цель, научная новизна, практическая значимость и основные положения выносимье на защиту.

В первом разделе дано состояние проблемы, анализ литературных источников и сформулированы задачи исследований. Отме-

цен приоритет ЛТА и ВСУИ по исследовании проблемы уплотнения древесины: исследования П.Н.Хухрянского, И.С.Моткна, Б.И. Старкова, П.Н.Житкова, Л.И.Кондратова, Б.В.Денисенко, А.Б.Из-раелита, Н.А.Модина, Н.В.Егщева и др.

Анализ выполненных работ показал, что несмотря на их большую научную и практическую значимость, они не позволяют обосновать приизводство торцовой а саки из тонкомерплс сортиментов лиственных пород.

Исходя из этого сформулированы задачи: получение математической модели процесса формирования уплотненной шестигранной палки из тонкомерных сортиментов мягколиственных пород; разработка методики обоснования технических и технологических параметров; разработка рекомендаций по выбору рациональных значений технологических параметров и параметров оборудования.

Во втором, третьем и четвертом разделах дается вывод ос-ношого расчетного урашения и количественная оценка степени влияния определяющих параметров.

Процесс проталкивания заготовки в шестигранник через конус включает в себя три характерах (рис.1) этапа: I - нход заготовки в конус I о^х^х/ ), II - еход ее в конус и шестигранник ( ), Ш - выход из конуса ( )• Конус имеет круглое поперечное сечение только на первом участке о < X < /= . На этом участке можно записать

ш1 + и?п }т >1) (1}

или учитывая, что

¿п -щ: > г =2з~хЩ '

будем иметь следущее выражение

^-Х^М^Х , (2)

гдз / - коэффициент трения.

Известно, что J зависит в осношом от степени поперечного скатия заготовки, дарсктеризуеиой переменной

г г

с 5з-5ы, г3- г Е= 5з ' Ц '

Поэтому перейдем от переменной X к £ . Связь менду ними

имеет вид: с ъ + г) _

гг '■з

х. (3)

Из выражения (2) и соотношения

йж с/£ (¿X можно записать

Пренебрегая возможной зависимостью £ от Е получим

%.%гТи\^\бг(1Ч , (5) о

где -

„.МП'

Л- МЛ '

Рис.1. Расчетная схема формирования торцовой ошки: 1-заготовха; 2-конус; 3-шестигранник.

_ %-&5Уза

На уч&стяе X < Х4 Х,= — в конусе предусмотрен шестигранный канал. Поэтому только приближенно (с некоторым аавкпением) для силы !/) выражение

в конце первого этапа можно принять

П^Я^-^Х^&ск, (б)

где

_5з ~£ш_ у б тТ I а \2

ь-^-'-ф-т

о

На втором этапе к силе У/ добавляется сила трения заготовки о стенки шестигранника. Поэтому сила проталкивания в конце второго этапа имеет бид

= £ ¿Е+бЛба^-Х,) , (?)

где

Характер изменения силы Я на третьем этапа можно установить графическим путем (см.Рис.2). Из рисунка видно, что максимальное значение силы проталкивания Я/шх имеет место в конце второго этапа и поэтому его можно определять по формуле (7). Но эта формула не является расчетной, поскольку неизвестно выражение О г через £. , величина коэффициента трения / и величина угла раствора конуса . Согласно постановке задачи заготовки могут иметь предельную влажность (в свежесрубленном состоянии). Б связи с этим возможно заметное влияние на б г влажности заготовки V и скорости ее перемещения V" . Выражение б г через £ с учетом этого влияния отсутствует.

Воспользуемся графиком бг (£■) , приведенным в работе П.Н.Хухрянского, в котором учтена связь б% только со степень!) сжатия. Зтот шаг оправдан, поскольку влияние степени сжатия на ?шх является подавляющим. После аппроксимации графика б г (Е) поякномоы шло а степени получено выражение бх (£) , которое шесте с (7) позволяет расчитывать Ртах * для гзбьж значений х и £ . Коэффициент трения, согласно данным П.Н. Хухркнского принят равным 0,03. Вопрос о величине угла раствора конуса редея эксперимшталь-

Рис. 2.Характер зависимости РН*).

нш путей. Зкспериксятальные исследования при «8°, 13°, 18° и 23° покопали, что в диапазоне с1 »13°... 18° имеет место слабо выраженный шякиуи силы Jmax . Поскольку уменьае-ние шаывагт недблатсгь::ое удлинение стержней толкателя и ргбочего итсча гидропресса, то целесообразно считать угол раствора конуса "18° - оптимальный.

Сражение рг.сче».'ов по теорсдагезюш фориулаа с опытными дашк-^п zoi.czеж», чго тсоротк^сски резкть пергув задачу с не-ейходкмэП точность» не удахось. В св&зк с эткм для установления вида осношого расчетного уравнения потребовалось применить экспериаенталшый метод. При этом возникла необходимость

в разработке специальной экспериментальной установки, которая включает в себя объемный гидропривод (пластинчатый насос, переливной клалан, распределитель, гидроцилиндр, регулятор расхода), датчик давления и осциллограф с усилителем. Установка позволяет производить проталкивание заготовки с заданной скоростью и запись рабочего давления в гидроцилиндре на ленте осциллографа. С помощью тарировочных кривых по этим записям определяется зависимость J (*> и сила J max-J г .

Js> основных экспериментов, кроме проверки точности теоретического расчета J may. и оптимальной величины угла раствора конуса, проведена серия предварительных опытов с целью оценки предельно допустимой длины заготовки и степени влияния W и У на J max.

При большой длине заготовки сила Т/пак становится столь большой, что стержни толкателя шедрдатся в заготовку и на третьем этапе происходит ее заклинивание в конусе (стержни препятствуют сжатию заготовки). Отражение (7) позволяет установить вид верхней границы величины / , которое можно записать в виде

(е>

Однако, учитывая, что

S3 _ ±_ . ■ /б Л1 ' •

Ьш i-b ' а - 2Ц4- ' а ~ 4Tl (1-е,)1

формулу (8) запишем в следующем виде

■ (9)

buJ

Для предотвращения заклинивания необходимо выполнить условие

S г

где 5т - суммарная площадь стержней толкателя; & - коэффициент пропорциональности;

- 10 -

Нт ■ - торцовая твердость заготовки. Это условие можно записать в следующем виде

или, учитывая получим

± < кбНт-Ч>ЛЬ) (Ю)

й К (£,)

Из выражения (10) следует, что верхняя граница для / имеет вид

Опыты подтвердили этот вывод и была получена граница допустимых значений относительной длины заготовки для древесины ольхи при V/ =105% (Рис.3), /«алогичный вид имеют границ для осины и тополя.

Предварительные опыты также показали, что при увеличении влажности заготовки от М =40% до У «105^ сила -1 так увеличивается примерно на 1152, а при увеличении скорости перемещения заготовки от У =0,5-10"^ м/с до V =5,5*10"^ м/с --примерно на 10$.

Основные эксперименты, выполненные по одному из оптимальных планов, предприняты для определения коэффициентов математической модели, выражающей искомую зависимость от определяющих параметров.

Построение это» модели включает в себя длинный рад операций. Первая (и наиболее трудная) из них - составление совокупности параметров, определяющих величину 'Ртах . Теоретический анализ и предварительные опыты показали, что в их число должны быть включены: длина / и диаметр (1 заготовки, характерный размер сечения шестигранника Л , влажность V/ и скорость перемещения V заготовки.

Анализ физической сущности рассматриваемого явления показал, что к ним следует добавить параметры, характеризующие сопротивление древесины поперечному сжатию и вытеснению ив

Рис.3. Гранина допустимых значений — для ольхи а

заготовки свободной влаги. В качестве первого параметра принята величина твердости древесины заготовки в радиальном направлении Нр , а в качестве второго - коэффициент фильтрации К ¡р . Таким образом, выражение для Jmax в размерной форме принято в виде

Ттах^НёЛ, Нр.Ку). (12)

С помощью П -теоремьг теории размерности эта зависимость представлена в обобщенном (критериальном) виде

йиг//!'^-/-^^;/;/) (13) агнР ^<2 ' а ' кч> ' 4

и, с учетом выражений Ъш »1,5 Л? О2 и в следующем окончательном виде ' ^

■Ят -Ч>/А- с - И \ (14)

так - с- ■ 1/. с . \

Бшнр'1 и > ь> а,

В работе обоснованы диапазоны определяющих критериев и определено необходимое число повторных опытов (/2 =5). В качестве модели выбран полином второго порядка, а в качестве плана эксперимента - план Вч . Полученные опытные данные позволили уточнить вид модели. В итоге модель принята в виде

У=во+В1к1+е>гХг ^ВчКч +

+В/3Х/Хз +Ё23 ХгХз + 5эз Лз , (15)

где Вс , В/ , Вг ,Вз ,Вь ,В/з,Вгз , Взз -коэффициенты модели.

Во =0,189; ВI = -0,027; Вг = -0,096; Вз~ -0,741;

Вь =0,0004; £/3=0,312; Вгг =0,690; Взз = 1,212.

В результате статистической оценки модели (дисперсионный

анализ) ^установлено: модель адекватна исходным данным ( Г =

--1,1С < /~та5 =1,75); объясняет на Йг -97,2%

5 воспр

разброс зависимой переменной относительно общего среднего;

значимо выражает регрессию (искомую зависимость), поскольку

Г = Л Рег = 82,93 > Рта$ =2,66. Ьгост

Таким образом, с полной уверенностью можно рекомендовать для практического использования основное расчетное урашение в виде:

+о,Ъ1г{е+о,б9оиЕЧ,г12Ег , (ю

которое справедливо для случаев изготовления торцовой шашки из сортиментов древесины ольхи, осины и тополя.

- 13 -

Оценка степени влияния каждого из определяющих параметров показала, что на Jшх. наибольшее влияние оказывает степень сжатия £ (53,0%) и относительная длина заготовки (34,3%). Влажность заготовки W (4,5%) и относительная скорость ее перемещения V/K<p{2tlf) влияют незначительно.

Из основного расчетного уравнения (16) вытекает выражение для :

а ~ 0,312 £ ~0,027

В точках верхней границы давление стержней толкателя на торец заготовки достигает критической величины ( 7^гак )кр » при которой толкатели шедрявтся в заготовку и происходит ее заклинивание в конусе. Критическое давление пропорционально торцовой твердости заготовки:

1ШР •

Учитывая, что С-ОМЬ 0,7 , получаем уравнение верхней границы допустимых значений длин заготовок в виде:

\Г1 0,76% -<У№Ш6У/+0,Ш-0,ОООк -0,69У/£-М2е2 (17) 0,312£- 0,027

Коэффициент 8 можно определить из сражения с границей полученной опытным путем. Такое сражение показало, что

6 „ С *

Поскольку постоянная Л «0,70 для ольхи, осины и тополя имеет близкие значения (соответственно 0,72; 0,75 и 0,6В), то и верхнка граница для этих пород ката отличевтся друг от друга.

В пятом разгуле пригодится разработка методики обоснования и расчеты технических и технологические параметров.

Обоснования подле лат: параметры тапорйзмеров; длхна зего-то вох; параметры прессов и прессформ; показатели производительности и эаонокической зффегтишости;

Параметрами типоразмеров являются 0, , dmln и dmat , а исходной формулой для их расчета следующая зависимость

Расчет производится в следующей последовательности: ,тах_.тах , d^l-ima*' . г/т1-/ою

а, -йтк з а,- ш , Ui

.та* г—-1

,mx_Hmiii , _ ¿2 \ll-£ma< . ^muija,Q аг

При расчете рекомендуется принимать: и-так =0,115 м;

/Л7/Д

Етх «0,5; Ет/1 =0,2; ОЬтШ =0,045 м.

Длины заготовок долины определяться исходя из трех условий: они должны быть одинаковыми, рагными высоте кассеты в пределах каждого типоразмера; должны удовлетворять условию а ^(ъ)Т=Ел>а% » из кажД°А заготовки должно получаться целое число шашек высотой Л . Из этих условий вытекает зависимость для определения длины заготовок

рта\

(19)

где

л/пах , i \ГР

& ~а (~а)с с .

и 'Ь-ьта/. '

8пр - тохщика пропила.

Параметрами пресса являются сила давления J пр и размеры стола L , В . а параметрами прессформы - рабочие размеры L гнр , Ь П(р и расстояние между осями конусов . Потребная ьеличина J пр определяется соотношением

- 15 -

где Я - число одновременно проталкиваемых заготовок. Учитывая, что сила Та случайная величина была построена кривая распределения случайной величины

9 _ Тп. (21)

J Я — —р,—7р- >

а -Je-imax _

показанная на рис.4. Используя кривую распределения Га можно определять силу Уд по формуле

<р -7р* г? п (22)

Jii-Jn J£:£max/i ,

ету * л

где У/1 - величина J п . ожидаемая с вероятностью р* . Подбор пресса производится в два этапа. Первичный отбор осуществляется с помощью графика ^hp-f (5 пр) , показанного на рис.5. Он построен в предположении, что L-Lntp ; В-Впер ;

Snpr-Jn. . График на рис.5 служит для первичного отбора прессов (отбираются прессы, параметры которых близки к точкам графика).

Для каждого отобранного пресса определяются:

- рабочие размеры прессформы

¿./7(р= (целое -j- ) 5) ; В пр = (целое )0 ;

- число конусов в прессформе

n _ Lng> В пф .

- число заготовок, которое может протолкнуть данный пресс

ilf,целое -

Jn. J£-£max

- показатель производительности (площадь панели 5 л , которую можно изготовлять из шашек, произведенных прессом за один цикл работы) . „

Snj-is^njf^-, (23)

ДБ2432

АБИЗО

\

о- АБ2428

«ПШ 03 ОА 05 „2

Рис.5. Грефик для первичного отбора прессов.

Число /?<" -меньшее из Пк и . Яндекс ^ - номер типо-

размера.

По разработанной методике произведены соответствующие расчеты и получены значения параметров (табл.1).

Таблица I

Рекомендуемые значения технических и технологических параметров

Параметры Типоразмеры

I П Ш 1У

а (1т1п , й/тх , / ,м ПРИ м м м /1 =0,02м Л =0,04м /7 =0,Сбм 0,045 0,091 0,115 0,106 0,123 0.122 0,035 0,071 0,091 0,085 0,082 0.060 0,028 0,057 0,071 0,063 0,040 0.060 0,022 0,045 0,057 0,042 0,040 0,060

Пресс ДБ 2430; ^о=961кН; Ь =0,71м; В «0,63м.

Ьтр >м Впр .м Пк п 0,675 0,540 20 16 0,666 0,555 30 26 0,637 0,546 42 42 0,693 0,616 72 68

5л/?при Л *0.02м 0.42 0,33 0.25 0.17

1.17

Г) «0.04м 0.25 1 0.17 0.08 0.08

0.58

И «О.Сбм 0,17 0.08 0.08 0.08

0.41

Поесс ДБ 2432: ^-1570кН: Л-0.6м; В »0,71м.

Ь п<р ,м Впр ,м Пн п 0,675 0,675 25 25 0,777 0,666 42 42 0,728 0,637 56 56 0,770 0,693 90 90

5/7, мг /> =0.02м 0.65 0.53 0.34 0.23

1.75

- 18 -

Продолжение табл. I

Параметры Типотазмесы

I 11 Ш 1У

с 2 ->п,м при ¡1 «0,04м 0,35 0,27 о.н 0,11

0,88

/> =0,06м 0,26 0,13 0,11 о.и

0.61

Кроме того в разделе рассмотрена технологическая схема изготовления торцовой шашки из тонкомерных низкокачественных лесоматериалов и произведена ее экономическая оценка.

сснонше шюды и рассмщплда

1. Математическая модель процесса формирования уплотненной шестигранной шашки из тонкомерных сортиментов мягко-лиственных пород, позволяющая обосновывать параметры этого процесса имеет вид (16). „

Границу применяемости модели: <¿=18°; ^ =1,364...2,727; и/=0,40...1,0о; £»0,2...0,5; £ =15,528... 170,807.

2. Наибольшее влияние на потребую силу протилкивсния оказывает степень сжатия и длина заготовки. Блажность

заготовки и особенно скорость ее перемещения влияют незначительно.

3. Разработанная методика обеспечивает возможность обоснованно устанавливать значения технологических параметров, показателей производительности и экономической эффективности.

4. Полученные рекомендуемые значения технологических параметров, показателей производительности и экономической эффективности (табл.1) позволяют приступить к разработке производства уплотненной шестигранной шашки из тонкомер!кх сортаментов мягколиственных пород.

5. Дшшы заготовок ограничены сверху. Обобщенное ураше-ние верхней границы допустимых значений длин заготовок имеет вид (17).

6. качение </ =18° мокно считать оптимальным углом раствора конуса с точки зрения минимизации силы Ттаж .

7. Для всех типоразмеров можно применять одинаковые прессы. При этом параметры прессформ для каждого типоразмера должны определяться отдельно.

8. Расчетная прибыль производства торцовой аашки из тон-комерндс сортиментов мягколиственных пород в рассматриваемый период составляет 11,28 тыс.руб/м3.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Петровец В.Ф. Изменение потребной силы давления на заготовку в процессе контурного прессования: Реферативная информация ЕНШЗШлеспром, Р2849-лб92, М. 1992.

2. Петровец В.Ф. Обобщенны* вид зависимости между параметрами процесса контурного прессования:Рефератиетая информация ШИПИЭИлеспром, )Г-2850-лб52, М.1952.

Просим принять участие в работе специализированного Совета Д.063.50.01 или прислать отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями то адресу: 194018, Санкт-Петербург, Институтский пер.,5, Лесотехническая академия, Ученый Совет.

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Проблема рационального использования отходов лесозаготовок и тонкомерной древесины

1.2. Анализ результатов выполненных работ

1.3. Цель и задачи исследований.

2. Теоретический анализ процесса формирования шестигранной шашки методом контурного прессования

2.1. Характерные этапы проталкивания заготовки в шестигранник. Первоначальный вид формул для силы проталкивания.

2. 2. Расчетный вид формул для силы проталкивания

2. 3. Уравнение верхней границы допустимых значений длин заготовок.

3. Методика экспериментов. Предварительные опыты.ЗЪ

3.1. Экспериментальная установка. Методика обработки опытных данных.3£

3. 2. Опытная проверка теоретических расчетов . . 43 3. 3. Величина оптимального угла раствора конуса (опытные данные)

3.4. Опытное определение верхней границы допустимых значений длин заготовок.

3. 5. Предварительная оценка влияния влажности

- з заготовки и скорости ее перемещения на потребную силу проталкивания . кЪ

4. Математическая модель процесса формирования шестигранной шашки методом контурного прессования

4.1. Совокупность параметров, определяющих 6 потребную силу проталкивания заготовки. Вид критериев подобия.

4.2. Построение математической модели.

4.3. Степень влияния определяющих параметров на потребную силу проталкивания заготовки

4. 4. Общее уравнение верхней границы допустимых значений длин заготовок

5. Обоснование технологии и параметров оборудования формирования шестигранной торцовой шашки методом контурного прессования

5.1. Описание технологического процесса.

5.2. Методика обоснования технологических параметров и параметров оборудования

5.3. Рекомендуемые значения технологических параметров и параметров оборудования . ЪЪ

5. 4. Экономическая оценка производства торцовой шашки из низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок

Актуальность темы.

В процессе деятельности лесозаготовительных предприятий неизбежно образуются древесные отходы в виде отдельных частей биомассы дерева.

Указанные отходы могли бы стать ценным вторичным сырьем для глубокой переработки и получения товаров народного потребления. Важнейшей задачей также является использование мягколиственной древесины. Однако, отсутствие соответствующих технологий и оборудования для организации производства в условиях лесозаготовительных предприятий сдерживают решение этой важной задачи. При рыночных отношениях такое положение приводит к низкой рентабельности предприятий.

Для успешного решения этой проблемы необходимо создание на базе нижних складов лесообрабатывающих производств, включающих экологически безопасные технологические процессы и позволяющих получать товары народного потребления из отходов лесозаготовок и тонкомерной древесины.

Тема диссертации нацелена на решение указанной проблемы и поэтому является актуальной.

Цель работы.

Целью данной работы является совершенствование технологического процесса лесообрабатывающих производств в результате обоснования технологии и параметров оборудования по формированию уплотненной шестигранной торцовой шашки из низкосортных сортиментов мягколиственных пород.

Научная новизна.

Научной новизной обладают: математическая модель процесса формирования шестигранной шашки из тонкомерных сортиментов мягколиственных пород методом контурного прессования; применение метода подобия к построению математической модели этого процесса; общее уравнение верхней границы допустимых значений длин заготовок; методика обоснования технологических параметров оборудования; рекомендации по выбору рациональных значений технологических режимов и параметров оборудования.

Практическая значимость.

Результаты проведенного научного исследования имеют практическую значимость для установления рациональных технических и технологических параметров процесса, оценки экономической эффективности и целесообразности организации производства торцовой шашки в условиях леспромхоза, разработки нормативных документов.

Реализация результатов работы.

Основные результаты работы были использованы при составлении технического задания на разработку технологического процесса изготовления торцовой шашки из тонкомерных сортиментов и отходов лесозаготовок при выполнении темы 1.12. 026 "Разработать безотходную технологию и оборудование индустриального производства профилированной лесопродукции методом формования", выполняемой по договору с бывшим Мин-леспромом СССР, а также при выполнении государственной научно-технической программы "Комплексное использование и воспроизводство дравесного сырья".

Основные положения, выносимые на защиту:

- технология формирования шестигранной торцовой шашки из тонкомерных сортиментов мягколиственных пород методом контурного прессования;

- математическая модель этого процесса;

- методика обоснования технологических параметров и параметров оборудования;

- рекомендации по выбору рациональных значений технологических параметров и параметров оборудования.

6. Выводы и рекомендации

Технологический процесс изготовления торцовой шашки прессо ванием рекомендуется квнедрению:

ШЛА.

Председате|¥^"^^Деньгачв» B.C. 'Зам.1фвдсЦА|йя-.;^ Овчинников М.М.

Техническийгф^водитй^У Захаренко» Ф.Ё.

Члены Плюснин В.Н.

Воронков Р.В. [Mi/^*^-^ Гиммельберг М.Б.

0ВАРИЩЕСТВО с ограниченной о • з«:jвенноетыо

GltjJKO*

- ■ ' ■ Л "еПГ- В СГШЩШЗИРОВАННШ СОВЕТ Д. 063.50.01

СМКТ-ШТЕРВ^ГШОй Ж10ТШНИЧЕСКС11й

Jfc АКАДЕМИИ им. С.М.Кирова

Прокстро1б«н*« на к.„т тЛАШ.

На предприятии ТОО "СПАСЩО" организовано производство по изготовлению прессованной шестигранной торцовой шашки из тонкомерной свежесрубленной древесины. При организации производства использованы материалы научных исследований и рекомендации по выбору рациональных значений технологических режимов и параметров оборудования разработанные на кафедре технологии лесозаготовительных производств ITA им.С.М.Кирова аспирантом ПЕТРОВЩ Валерием Федоровичем.

ТОО "СПАС&К0" --- (А.А.КУЗИН)

1. Ашкенази Е. К Анизотропия древесины и древесных материалов. М. 5 Лесная промышленность, 1978.

2. Белый В. А. , Анненков В. Ф. , Екименко Е А. Устройство к гидравлическому прессу для изготовления заготовок из древесины способом контурного прессования. Изобретения, промышленные образцы, товарные знаки, No 11, 1968.

3. Бойцов П. В. Влияние скорости уплотнения на прессование цельной древесины радиальным методом. "Комплексное использование древесного сырья и внедрение безотходной технологии в лесной и деревообрабатывающей промышленности". Иваново-Франковск, 1985.

4. Боровиков А. М. , Уголев Б. Е Справочник по древесине, М. , Лесная промышленность, 1989.

5. Бывших М. Д. , Гукалов А. М. Исследование упругопласти-ческих свойств древесины при динамических нагрузках, "Модифицированная древесина и ее использование в народном хозяйстве", Воронеж, 1976.

6. Ващев Е В. Древесина мягких лиственных пород в производстве колодок для обуви. "Пластификация и модификация древесины", Рига, 1970.- №

7. Ващев Е В. Технология изделий из древесины, Основы технологии уплотнения древесины, ЛТА им. С. М. Кирова, Л., 1974.

8. Винник Е И. , Корыстин Л. Е Промышленное производство прессованной древесины, "Лесная промышленость", М. , 1966.

9. Глебов И. Т. О прессовании древесных материалов в замкнутом пространстве. Труды Уральского лесотехнического института, вып. 26, 1972.

10. И. ГОСТ 16483.1-73 Древесина. Метод определения плотности, М. , Изд. Стандартов, 1986.

11. ГОСТ 16483. 7-71 Древесина. Методы определения влажности. М. , Изд. Стандартов, 1986.

12. Денисенко В. В. Технология машиностроения. Древесные машиностроительные материалы и детали из них. ЛТА им. С. М. Кирова, Л. , 1972.

13. Денисенко В. В. , Денисенко И. В. Неметаллические конструкционные материалы. Технология формообразования деталей машин с применением прессованной древесины. ЛТА им. С. М. Кирова, Л. , 1977.

14. Дрейпер М. , Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М. , Финансы и статистика. Кн. 1, 1986, кн. 2, 1987.

15. Ельков Л. В. Рациональное использование мелкотоварной древесины для производства втулок и паркета. В кн.: Рациональное и комплексное использование древесины в деревообрабатывающей промышленности, Шнек, 1974.

16. Житков IL Е Определение усилий при контурном прессовании древесины. Записки Воронежского с. -х. института, Том 22, 1949.

17. Зудина М. В. Использование мягколиетвенной древесины в паркетном производстве. Реферативная информация. "Экономика и управление", No 7, 1978.

18. Израелит А. Б. О развитии деформаций при радиальном обжатии осесимметричного деревянного элемента. Сб. "Модифицирование древесины и исследование ее свойств", Труды ЛТА им. С. М. Кирова и института химии древесины АН Латвийской ССР, No 123, 1968.

19. Информация. Полы из деревянных шашек применяемые в строительстве. Нормы ФРГ. Baunmit Holz, No 1, 1974.

20. Информация. Торцовые деревянные полы ( ФРГ) Baumeister, No 3, 1974.

21. Информация. Полы из деревянных торцовых шашек (ФРГ). Zentrablatt fur Industrielan, No 3, 1975.

22. Исследование методов получения и внедрения в производство реечного и щитового паркета из уплотненной древесины мягких лиственных пород. Отчет по НИР ЛТА им. С. М. Кирова. Тема No 2126, No государственной регистрации 71013867, JL , 1968.

23. Исследование применения малоценных пород древесины для производства паркета. Отчет по НИР ЛТА им. С. М. Кирова. Тема No 1550, No государственной регистрации 66042598, Л. , 1967.

24. Кальниньш А. И. и др. Пластификация древесины с предварительной обработкой аммиаком. "Деревообрабатывающая- но промышленность", N0 5, 1964.

25. Кожевников И. П. Направление использования лиственной древесины в производстве паркетных изделий. "Механическая обработка древесины", N0 9, 1979.

26. Кондратов Л. И. Определение усилий при прессовании древесины по замкнутому круговому контуру. Записки Воронежского с.-х. института. Том 25, вып. 1, 1954.

27. Кондратов Л. И. Некоторые физико-механические свойства по сечению контурно-спресованной древесины сосны. Записки Воронежского с.-х. института. Том 25, вып. 1, 1954.

28. Кондратов Л. И. Прессование длинных деревянных стержней по замкнутому круговому контуру. Деревообрабатывающая промышленность, N0 11, 1956.

29. Коробов В. В., Рушнов К П. Переработка низкокачественного сырья. Проблемы безотходной технологии. Е , Экология, 1991.

30. Корыстин Л. Е и др. Производство деталей из прессованной древесины в Боровичском леспромхозе. ЦБТИ бумажной и деревообрабатывающей промышленности, М., 1966.

31. Красиков И. Г. , Кондратьев Е Е Определение усилий при прессовании древесины сосны. Записки Воронежского с. -х. института, Том 24, вып. 1, 1952.

32. Курбатов Б. В. Экспериментальные исследования распирающих усилий и коэффициентов трения при контурном прессовании древесины. Материалы научно-технической конференции МТД ЛТА им. С. М. Кирова, Л. , 1971.

33. Курбатов Б. В. Определение распирающих усилий при контурном прессовании древесины. Материалы научно-технической конференции МТД ЛТА им. С. М. Кирова, Л. , 1971.- III

34. Михайлов Г. М. , Серов Е А. Пути улучшения использования вторичного древесного сырья. М. , Лесная промышленность, 1988.

35. Михин Е М. , Винник Е И. , Смоляков А. И. Влияние влажности, плотности и нагрузки на касательные напряжения при трении прессованной древесины по металлу. Лесной журнал, N0 3, 1976.

36. Мовнин М. С. , Ермолович А. Г. Исследование метода непрерывного уплотнения древесины. Лесной журнал, N0 3,1971.

37. Мовнин М. С. , Кальниньш А. И. , Берзиньш Г. В. Некоторые вопросы прокатки древесины. Труды ЛТА, N0 111, Л. , 1968.

38. Модин Е А. Исследование радиального и непрерывно-периодического методов прессования древесных материалов. Дисс. на соискание уч. ст. доктора технических наук. Л. ,1972.

39. Модин Е А. Радиальное прессование сплошных цилиндров из древесины. Межвузовский сб. научных трудов: "Технология и оборудование деревообрабатывающих производств", ЛТА им. С. М. Кирова, вып. 6, Л., 1977.

40. Модин Е А. Уплотнение древесины радиальным методом. Записки института химии древесины АН Латвийской ССР, 1968.

41. Модин Е А. Уплотнение древесины методом радиального прессования. Пластификация и модифицирование древесины, Знание, Рига, 1970.

42. Модин Е А. Радиальное прессование цельной древесины. Научные труды ЛТА им. С. М. Кирова, N0 139, 1971.

43. Нысенко Е Г. , Генель С. В. Пластификация цельной древесины, М. Л. , Гослесбумиздат, 1958.- пг

44. Огарков Б. И. , Кривельский В. Е Способ прессования заготовок древесины круглой формы с большой начальной влажностью. "Деревообрабатывающая промышленность", N0 2, 1962.

45. Огарков Б. И. Пресованная древесина в народном хозяйстве. Сб. материалов, М. , 1964.

46. Огарков Б. И. , Апостол А. В. Теория и физическая сущность прессования древесины. Воронеж. Изд. ВГУ, 1981.

47. Оснач Е А. Проницаемость и проводимость древесины. Лесная промышленность, 1964.

48. Перелыгин Л. М. Древесиноведение. К , Лесная промышленность, 1969.

49. Петровец В. Ф. Обобщенный вид зависимости между параметрами процесса контурного прессования. Реферативная информация ВНИПИЭИлеспром, М. , 1992.

50. Петровец В. Ф. Изменение потребной силы давления на заготовку в процессе контурного прессования. Реферативная информация ВНИПИЭИлеспром, Е, 1992.

51. Пижурин А. А. , Розенблит Е С. Исследования процессов деревообработки. М. , Лесная промышленность, 1984.

52. Пискарев В. А. Изменение влажности древесины в процессе прессования. Научный доклад высшей школы. Лесоинженер-ное дело, N0 2, 1958.

53. Полубояринов 0. И. Плотность древесины. М. , Лесная промышленность, 1976.

54. Потай А. А. Обоснование параметров оборудования и режимов уплотнения цилиндрических заготовок из древесины дляузлов трения, Автореферат дисс, на соискание уч, ст, к, т, н,

55. Львовский лесотехнический институт, 1987.

56. Применение торцового паркета в ВНР. Реферативная- //3 информация. "Механическая обработка древесины", N0 9, 1987.

57. Протодьяконов М. К , Тедер Р. И. Методика рационального планирования экспериментов. М., 1970.

58. Разработка технологии производства изделий из древесины мягких лиственных пород со свойствами ценных пород дерева, Тема N0 22 (постановление Госкомитета по науке и технике N0 226 от 11.07.1968), ЛТА, 1969.

59. Родионов ЕМ. Основы научных исследований. Учебное пособие. Л. , 1989.

60. Родионов П. М. , Михалкина Л. Г. Основы научных исследований. Методические указания к выполнению научно-исследовательских работ. Л. , 1988.

61. Родионов П. М. Гидравлика. Учебное пособие. Л. , 1991.

62. Серговский П. С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. М. , Лесная промышленность, 1975.

63. Трошунин К В. , Петри К И. Цельнопрессованные детали без добавления связующих веществ. Сб. трудов Уральского лесотехнического института. Вып. 20, Свердловск, 1969.

64. Харук Е. В. Проницаемость древесины жидкостями и газами. Новосибирск, Наука, 1976.

65. Хухрянский П. Е Прессование древесины, Лесная промышленность, М , 1964.- ин

66. Хухрянский ЕЕ и др. Контурное прессование древесины методом удара. Реферативная информация "Мебель и деревообработка", No 25, 1965.

67. Хухрянский Е Е Контурное прессование древесины методом удара. "Лесоэксплуатация и лесное хозяйство", No 31, 1965.

68. Хухрянский Е Е Влияние влажности на деформации древесины сосны при прессовании. Труды института леса АН СССР, том 4, 1949.

69. Цотадзе Г. JL Производство фрезы из тонкомерного ольхового сырья. Республиканский межвузовский сборник, "Механическая обработка древесины", БТИ, Минск, No 15, 1985.

70. Чантурия Г. Е Применение тонкомерной ольхи для производства паркета. "Деревообрабатывающая промышленность", No 2, 1985.

71. Черников В. Е Устройство для контурного прессования заготовок из древесины. Изобретения, промышленные образцы, товарные знаки. No 3, 1967.

72. Чудинов B.C. Вода в древесине. Новосибирск, Наука,1984.

73. Шамаев В. А. Модификация древесины. Экология, М. , 1991.

74. Model К Vorrichtung zur mecanisehen Härtung von Holzwalzen für Makdeln und Kalander. Deutsches Reich Patentschrift, No 64289, 8.09.1892.

75. Auspitzer A. J. Verfahren zur Veredelung von Holz. Deutsches Reich Patentschrift, No 441504, 3.03.1927.

76. Egner K. Ans den heutigenu Erneuntmesseu, uher Holz vergutung. Chem Zeitung No 69, 1936.

77. Egner K. Neuohe Erneuntmesseu, uher die vergutung- US' der Holzeigeuschafteu Mittel de Fachanschusses fur Holz ragen. Chem zeitung No 18, 1937.

78. Galtier J. Procédé de traitement, par mecanique de bois, par exemple, par laminage. Revue du bois et de ses Applications, Volume V. , No 1, 1950.

79. Bersinsh G. V. USSR studies compressed wood production. World Wood No 2, 1971.

80. Wingate-Hill R. , Cunningham R. B. Confined and unconfined radial compression perpendicular to un grain of green sapwood from pinus radiata and eucalyptus regnans. N.Z.J. Forest Sei, No 2, 1986.