автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Повышение эффективности лесовосстановительных работ ресурсосберегающей технологией

р Г Ь ий

г г га

Санкт-Петербургская лесотехническая академия

На правах рукописи

ЦЫПУК Александр Максимович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕСОВОССТЛНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ

05.21.01. Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в Петрозаводском государственном университете

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор,

академик РАЕН ' И.М.Бартенев

Доктор технических наук, профессор,

член-корреспондент РАЕН В.Н.Меньшиков Доктор технических наук, профессор,

член-корреспондент РАЕН А.В.Питухин

Ведущая организация - Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства (ПетерНИИЛХ).

Защита диссертации состоится 27 февраля 1996 г. в_

часов на заседании специализированного совета Д.063.50.01 при Санкт-Петербургской лесотехнической академии (194018, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, главное здание, зал заседаний).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии. Автореферат разослан " "января 1996 г.

Анисимов Г'.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В условиях перехода к рыночной экономике в значительной степени обострилась проблема непрерывного неистощи-тельного лесопользования. По данным Федеральной службы лесного хозяйства, сократились и без того небольшие, существовавшие ранее ресурсы, направляемые на лесовосстановительные мероприятия. В то же премя объективно продолжается развитие промышленных методов лесозаготовок, их интенсивное воздействие на окружающую среду снижает способность леса к самовозобновлению. Это приводит, в свою очередь, к необходимости развивать технологию лесовосстановитель-ных работ (ТЛВР).

Первое направление в ТЛВР, назовем его традиционным, предполагает приспособление среды, образовавшейся после лесозаготовки, к работе агрегатов, конструкция которых заимсгвована из сельского хозяйства. Второе направление - максимальное сохранение среды и создание лссокультурных агрегатов, работоспособных в условиях естественных препятствий (пни и т.п.) на вырубках.

При любом варианте ТЛВР расходуются ресурсы — трудовые, энергетические, овеществленные в машинах и материалах. К ресурсам можно отнести также продуктивные свойства почвы, время и информацию, участвующие в ТЛВР. Денежная их оценка зависит от конъюнктуры, например, соотношение низкой стоимости труда и высокой стоимости машин, сложившееся в лесном хозяйстве на современном этапе, не отражает общественно необходимых затрат на лесовосстановление с учетом длительности его цикла.

Для оценки эффективности вариантов ТЛВР предлагается критерий - прямая экономия одного или нескольких видов ресурсов при условии достижения цели — создание ценных молодняков. Заметим, что сбережение ресурсов снижает техногенное воздействие на природные объекты.

-Ллп Ррглу^пт-н 1Г:|ррпгмч п тгптпроп ПТЛПГЩНЯПЯПЬ НаСТОЯПЮЯ ТО-

бота, проблема непрерывного неист мнительного лесопользования весьма актуальна. В лесном комплексе и обслуживающем его машиностроении занято около трети населения Карелии, а объем валовой продукции достигает 54%. Природные факторы - преобладание вырубок с количеством пней более 600 шт/га и каменистыми почвами, а также приграничное расположение создают жесткие условия для

проверки эффективности и конкурентоспособности вариантов TJIBP.

Машины и технологии лесовосстановителышх работ, хорошо зарекомендовавшие себя в Карелии, можно успешно применять на всей территории Европейско-Уральской части Российской Федерации и в других регионах.

Цель работы. Повысить эффективность лесовосстановительных работ на основе ресурсосберегающей технологии и оптимизации проектных решений комплекса машин для ее реализации.

Объекты и методы исследований. В качестве основных объектов ТЛВР исследовались реальные вырубки по всей территории Республики Карелия, а также отдельные участки в Лисинском и Сиверском лесхозах Ленинградской области. Формирование базы данных по распределению препятствий в лесокультурном слое почвы выполнялось опытно-статистическим методом, на поверхности вырубок -съемкой планов пробных площадей. Прогнозирование работоспособности лесокультурных агрегатов на вырубках в условиях случайных препятствий осуществлялось определением статистической вероятности отказов путем моделирования движения агрегатов на персональном компьютере типа IBM в интерактивном режиме.

При разработке ресурсосберегающей технологии выращивания крупномерного посадочного материала для лесовосстановления исследовались питомники Сопоха и Вилга на территории соответственно Кондопожского и Приоиежского районов Республики Карелия. Характеристики почвы и растений определялись в полевых и лабораторных условиях методами прямых измерений в реальном диапазоне величин.

Механическими объектами исследований являлись: лункообразо-ватсяь Л-2 для посадки лесных культур, опытные образцы сеялки СВУ-1,2 и корнеподрезчика ПК-1,2 для лесных питомников, лабораторные установки с рабочими органами машин. Для оптимизации процессов работы машин использовались преимущественно классические механико-математические методы моделирования. Исследование равномерности рассеивания ссмян СВУ-1,2 проводилось методом полнофакторного эксперимента.

Паучнан новизна заключается в разработке:

- системного подхода к комплексному освоению лесной площади на основа единой подготовка ее для лесоэксплуатации и лесовосстано-вптелмшх работ;

- методов исследования вырубки и формирования базы данных ио

распределению случайных препятствий в почве и на ее поверхности по группам типов леса, лрогнозирования работоспособности лесокуль-турных агрегатов;

- моделей формирования микроструктуры почвы фрезерным сошником с учетом саморазрушения стружки при сходе с ножа и расходования семян под действием вибрации при разбросном посеве в лесном питомнике;

- рациональной схемы движения агрегатов по вырубке с учетом вероятности безотказной работы и размерных характеристик высаживаемых растений;

- моделей процесса работы перспективной машины для формирования компактной корневой системы посадочного материала в процессе выращивания в лесном питомнике с оптимизацией основных проектных параметров;

-технических решений, выполненных на уровне изобретений.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- ресурсосберегающая технология лесовосстановительных работ и методы ее эффективного использования;

- математические модели для научно обоснованного выбора проектных параметров системы машин для реализации ресурсосберегающей технологии;

- закономерности управляемого потока частиц почвы от фрезерного сошника сеялки для лесных питомников и распределения семян вибрационным способом при разбросном посеве;

- модели образования посадочного места в почве лункообразова-телем динамического типа;

- механика процесса формирования компактной корневой системы при выращивании без перешколивания посадочного материала для лесных культур;

комплане повыл (на уриыи нзиОриышй) машин, риинз^ющил ресурсосберегающую технологию и рекомендации по его проектированию, изготовлению и применению.

Практическая значимость работы. Использование на практике прямого сбережения ресурсов открывает новое направление т эффективном сочетании интересов лесоэксплуатации и лесовосстаиовления, а также в лссохозяйствснном машиностроении:

- технология комплексного освоения лесной плошали обеспечивает возможность рационального использования всех ее ресурсо;-. и

восстановление насаждениями плантационного типа без дополнительных затрат по сравнению с обычными лесными культурами;

- результаты исследований вырубок- по новой методике и прогнозирования работоспособности лесокультурных агрегатов опровергают существующее представление о невозможности проведения механизированных работ по лесовосстановлению на завалуненных площадях с количеством пней более 600 шт/га без предварительной раскорчевки; •

- сформированная база данных по вырубкам в Республике Карелия позволяет оценить оптимальное соотношение размерных характеристик посадочного материала из условия размещения корневой системы по глубине, а также выбрать рациональные схемы движения лесокультурных агрегатов;

- применение динамического лункообразователя для создания лесных культур до минимума сокращает затраты энергии и вероятность отказов по условиям выполнения работ в сравнении с любым типом известных рабочих органов и создает благоприятные условия для размещения и заделки корневой системы растений;

- применение сеялки для разбросного и широкобороздкового посева в лесном питомнике в сочетании с машиной для формирования компактной корневой системы позволяет выращивать без перешколи-вания укрупненный посадочный материал, по качеству соответствующий саженцам, а по затратам ресурсов на производство - обычным сеянцам хвойных пород;

- разработанные рекомендации для выбора проектных параметров, методики расчета и конструктивные решения при создании комплекса машин для ресурсосберегающей технологии обеспечивают возможность изготовления машин па любых заводах лесной отрасли, включая ремонтно-механические;

- все машина предлагаемого комплекса агрегатнруются с широко распространенными тракторами класса 14 кН типа МТЗ-80/82 "Беларусь", использование гусеничных тракторов типа J1XT-55 предполагается только на вырубках с пониженной несущей способностью почвы;

- внедрение в производство организационных и технических мероприятий ресурсосберегающей технологии лесовосстановительных работ не требует существенной перестройки производственного процесса лесных предприятий с учетом перспектив развития отрасли.

Реализация работы. На первом этапе исследования выполнялись

автором в составе творческого коллектива под руководством профессора Орлова С. Ф. и доцента Помогаева С. А. в Ленинградской ордена Ленина лесотехнической академии им С. М. Кирова (ЛТА) по заданию 0.53.029 "а" проблемы 0.53.025 (СЭВ) в соответствии с постановлением № 400 Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике от 15.10.70 г. и завершились выпуском в 1975 г. опытной партии лесопосадочных машин ЛТУ-1 на Великолукском заводе "Лссхозмаш".

С 1976 г. работа выполнялась по программам технического перевооружения отрасли по заданию Минлесхоза РСФСР в Петрозаводском государственном университете (ПетрГУ) в качестве головной организации при участии ЛТА, Ленинградского НИИ лесного хозяйства (ПетерНИИЛХ), Карельского НИИ лесной промышленности (КарНИИЛП) и Карельского научного центра Академии Наук СССР (КНЦ РАН). В настоящее время исследования продолжаются в рамках региональной научно-технической программы "Приграничная Карелия" по заказу Госкомвуза и Миннауки Российской Федерации, Минэкономики и Государственного комитета по лесу Республики Карелия.

Промышленное изготовление лункообразователей для посадки лесных культур освоено Петрозаводским ремонтно-мехапическнм заводом (ПРМЗ), к настоящему времени выпущено и реализовано 55 штук Л-2 и 10 штук усовершенствованной модели Л-2У.

Использование Л-2 началось с 1988 г. в Прионежском, Пряжинс-ком, Копдопожском и Пудожском районах Республики Карелия. Прототип Л-2У был изготовлен на Вырицком ОМЗ по договору с ПетрГУ и применялся на посадках леса в 1989 г. в Сиверском и Лисин-ском лесхозах Ленинградской области под маркой Л-22.

Совместно с КНЦ РАН изданы "Рекомендации по производству лесных культур крупномерным посадочным материалом с использованием луикообрцэодптеля Л 2" (1087 г). "Расчетпо.тсу.нолпгиченл^ карты для производства культур хвойных пород на вырубках с использованием лункообразователей Л-2 и Л-22 "(1990 г.) и методические рекомендации "Новая технология и машины для выращивания посадочного материала хвойных пород без перешколнвания" (1995 г.)

Опытный участок для отработки элементов комплексной технологии освоения лесных площадей заложен в Шупско-Виданском КЛГ1Х на территории Пряжинского района в 1987 г.

Модельный участок для наблюдений за ходом роста культур, но-

саженных крупномером под лункообразователь Л-2, заложен в Кондо-пожском КЛПХ в 1988 г.

Вибрационная разбросная сеялка СВ-1,2 для лесных питомников была изготовлена в ПетрГУ в 1990 г., опытный участок для выращивания укрупненного посадочного материала засеян с ее применением в лесопитомнике Сопоха Кондопожского КЛПХ в 1991 г. Усовершенствованный образец сеялки СВУ-1,2 изготовлен на ПРМЗ в 1992 г. в качестве головного для опытной партии машин.

Агрегат для формирования компактной корневой системы посадочного материала ПК-1,2 (подрезчик корней) изготовлен на ПРМЗ в 1992 г., прошел успешные испытания в лесопитомнике Вилга Прионеж-ского района в 1993 г., в 1995 г. изготовлен усовершенствованный образец ПК-1,2, который после испытаний был передан заказчику для про-нзводственной эксплуатации. На ПРМЗ завершена подготовка к промышленному выпуску новых машин.

Всего с 1988 по 1995 гг. по разработкам ПетрГУ изготовлено на ПРМЗ 68 штук лесохозяйствепных машин для реализации ресурсосберегающей технологии лесовосстановительных работ.

Основные научные положения внедрены при проектировании, конструировании и изготовлении комплекса новых машин на ПРМЗ и доработке их в ходе производственных испытаний и эксплуатации в Республике Карелия. Результаты исследований, в проведении которых участвуют студенты ПетрГу, используются в преподавании ряда учебных дисциплин для лесных и экономических специальностей, а также при повышении квалификации работников лесного комплекса Карелии.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на Международной научно-технической конференции "Лес, окружаюшач среда и новые технологии в Северной Европе" в г.Петрозаводске в 1993 г., на семи научно-технических конференциях по проблемам лесного комплекса Республики Карелия в период 19811995 гг., при рассмотрении трех отчетов о выполненных НИР на заседаниях Ученого Совета ПетрГУ.

Лесопосадочная машина ЛТУ-1 окспонироралась в 1974 г. в Ленинградском филиале Центральной выставки НТТМ-74 ВДНХ СССР и была удостоена Золотой медали. Разработка "Лункообразователь ."1-1" демонстрировалась на Всероссийской выстазкс "Человек и окружающая среда" р г. Петрозаводске в 1982 г., отмечена Дипломом 11

степени. Лункообразователь Л-2 экспонировался на ВДНХ СССР в павильоне "Лесное хозяйство" в г. Москве в 1987 г. и был удостоен Бронзовой медали.

Сеялка СВУ-1,2 и корнеподрезчнк ПК-1,2 демонстрировались на республиканских выставках и совещаниях-семинарах специалистов лесного комплекса Республика Карелия в 1991-1994 гг.

В закопченном виде диссертационная работа рассматривалась на кафедре Проектирования специальных лесных машин Санкт-Петербургской лесотехнической академии в мае 1995 года и на кафедре Технологии и оборудования лесного комплекса Петрозаводского университета в ноябре 1995 г.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 50 печатных работах, в том числе в 24 авторских свидетельствах и патентах на изобретения. Результаты исследований отражены в 4 научно-технических отчетах НИР, выполненных под руководством и при участии автора.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 разделов, выводов и рекомендаций, списка использованных источников, включающего 150 наименований. Общий объем работы - 299 е., включающий 247 м.п.л., 67 рис., 24 табл., приложение на 1 с.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы исследования, сформулирована его цель и основные положения работы, выносимые на защиту.

1. Состояние проблемы и задачи исследования. В разделе рассматривается вопрос о приоритете технологии при разработке ее в одном комплексе с машинами. ТЛВР предполагает активное вмешательство человека и процесс лшииоиланиилиння.—Предмшим разрабинш и исследования являются операции ТЛВР, выполняемые на основе ресурсосбережения, и новые машины дня их реализации.

Поиск технологической связи между лесозаготовками it созданием лесных культур на промышленной основе базируется па известном положении Г. Ф. Морозова о единстве рубок и возобновления леса. В методологическом плане основой работы является научная школа Орлова С. Ф. и созданная им теория проектирования специальных лесных машин.

При системном подходе лесная площадь рассматривается та:: ака-

лог сырья, технология обработки которого направлена на формирование спелых насаждений хозяйственно ценных пород. Древесина от лесозаготовок, рубок ухода, пневый осмол и результаты использования недревесных ресурсов образуют дополнительную продукцию, стоимость которой значительно меньше главной, если принять во внимание стоимость собственно площади как земельного участка. В системе комплексного освоения лесной площади (КОЛП) оставленная биомасса, не доступная для переработки по экономическим соображениям, отходами не является, так как после перегнивания повышает плодородие почвы, продуктивность площади и, следовательно, ее себестоимость.

Решение проблемы повышения эффективности лесовосстанови-тельных работ базируется на достижениях лесной науки и практики, отечественных и зарубежных.

Применение постоянно действующих технологических коридоров (ПДТК) на лесной площади впервые обосновано Иевинем И. К. Вопросы системного подхода при освоении лесных массивов рассмотрены в работах В. Н. Меньшикова, Г. К. Виноградова, Ю. Н. Кучумова, М. В. Липецких, Суни Юха, Чижека Ярослава, И. Р. Ше-гельмана и ряда других исследователей.

Проблемами восстановления леса на вырубках занимались И. И. Огиевский, А. И. Писаренко, А. В. Побединский, А. Р. Родин, Н. И. Рубцов, М. С. Синькевич, А. И. Соколов и многие другие ученые.

Теорией и практикой производства и применения прогрессивных видов посадочного материала для лесных культур занимались Е. Л. Маслаков, Н. А. Смирнов, И. В. Шутов и другие исследователи.

Проектирование специальных лесных машин с учетом требований экологии и надежности базируется на работах С. Ф. Орлова, В. А. Александрова, В. Н. Андреева, А. И. Баранова, Н. А. Гуцелюка, Ю. А. Добрынина, П. С. Нартова, А. В. Питухина, С. А. Помогаева и других авторов.

При решении многих вопросов создания техники для лесовосста-новления используется теория сельскохозяйственных машин, разработанная М. Н. Летошневым, Г. Е. Листопадом, Г. Н. Синеоковым и другими учеными.

Большой вклад в создание и применение средств механизации ле-совеччтаношкпшя внесли Ы. II. Алояков, II. Ы. Бартенев, П. М. 3,нма, П. П. Когнкепко. Г. Л. Ларю.чин. Т. Г. Малюгин, В. В. Чернышев,

В.Г.Шаталов, многие другие ученые и специалисты. Нормативная база и экономические аспекты разработаны С. II. Бастрыкиным, В. Д. Димитровым, II. В. Мурашкиным, II. И. Стадницкой и другими.

Критерий минимального удельного расхода энергии для оценки эффективности лесных машин предложен Прохоровым В. Б. и является одним из основных при разработке ресурсосберегающей технологии лесовосстановительных работ.

Анализ состояния проблемы ТЛВР показал, что существующие разработки и теоретические положения предполагают удаление пней и других препятствий с полосы движения лесокультурного агрегата по вырубке. Это приводит к непроизводительному расходованию ресурсов, нарушает экологию и не соответствует биологии лесных культур. При искусственном лесовоссгановлении посадка предпочтительнее, чем посев. Глубокая обработка почвы перед посадкой оправдана только на площадях с увлажнением, неприемлемым для развития культур. Использование укрупненного посадочного материала повышает эффективность лесовосстановления, выращивание его возможно в лесных питомниках без перешколивания. Лесовосстановление является органическим этапом в системе комплексного освоения лесной площади, которая базируется на постоянно действующих технологических коридорах.

На основании вышеизложенного поставлены следующие задачи исследования:

- создать ресурсосберегающую технологию лесовосстановительных работ, включающую в совокупности обоснование и разработку комплекса машин и методов их эффективного применения;

- для увязки операции лесоэксплуатации и лесовосстановительных работ разработать принципы рационального размещения технологических коридоров и кинематики лесокультурных агрегатов на пгпянпярмгт пчтпятг__

- для обеспечения работоспособности лесокультурных агрегатов на вырубках и прогнозирования их эксплуатационных показателей провести исследование вырубок в Республике Карелия и разработать методику моделирования работы агрегатов в среде случайных препятствий;

- обосновать параметры лесокультурных агрегатов для работы на вырубках с сохранением окружающей среды;

- произвести научно обоснованный выбор параметров базовых

машин системы для выращивания укрупненного посадочного материала без перешколивания в лесных питомниках;

- разработать рекомендации по проектированию, изготовлению и применению комплекса машин, реализующих ресурсосберегающую технологию лесовосстановительных работ.

2. Технология комплексного освоения лесной площади. Повышение эффективности лесовосстановительных работ возможно на основе увязки их с остальными, выполняемыми на лесной площади.

Все работы можно разделить на 6 этапов: подготовка лесного массива к освоению, включая приемку лесосечного фонда, разделение на технологические блоки (лесные площади) и строительство дорог; подготовка лесной площади к комплексному освоению (КОЛП); лесосечные работы; лесовосстановительные работы; работы в период роста леса; завершающий этап - формирование спелых насаждений плантационного типа хозяйственно ценных пород.

Этапы смещены во-времени, работы выполняются с использованием различных технических средств. Объединение их в систему возможно на основе создания постоянно действующих технологических коридоров (ПДТК). Разметку ПДТК проводят на 2-м этапе, расстояние между ними по осям устанавливают кратным ширине захвата агрегата, использование которого в качестве базового предполагается для работ в период роста леса (16-20 м). Ширина пасеки должна быть кратной расчетному расстоянию между лентами культур, закладываемых между ПДТК параллельно им. Сами ПДТК формируют па 3-м этапе в процессе основных работ на лесосеке. Система КОЛП исключает затрат! ■ на разметку коридоров в период оборота рубок (кроме первоначальных), прокладку коридоров, дополнение культур. Экономия ресурсов сравнима с затратами на лесовосстановление (без стоимости посадочного материала).

3. Исследование вырубки как объекта механизированных работ по лссовосстановлспшо. На вырубках в Карелии применение лесо-культурных агрегатов, выполняющих непрерывную обработку почвы на глубину лесокультурного слоя до 0,3 м, затруднено; в среде случайных препятствий (ССП) - камни в почве и на поверхности, пни и т.п. — предпочтительнее лункообразователи и покровосдиратели. Для обеспечения функционирования технической системы (ТС) человек -

3-й этап

L т-. L -

ft ll>

-Лг

t- u4 Ai

Лк

сЗРСЗ

1-й этап i>t

5-й этап

.i^aiKst^t«!-

_ _ i'.'1-.i а „. fo 5 ■-'¡;.| в ® о! а о

! Гв . I . I \i

_Рис. 1. Фрагмент системы комплексного ПГППСЩЧ1 ттилй ппппи-"- Ч- inwfi

деревьев; б - посадка леса; в - заготовка пневого осмола; Л- расстояние между технологическими коридорами по осям; В - ширина захвата корчующего агрегата; С- ширина технологического коридора; Р- ширина пасеки; 111- расстояние между лентами культур по осям; Шр расстояние от края коридора до оси крайнего прохода посадочного агрегата; 1 - валочно-пакетирующая машина (ВПМ); 2 - манипулятор ВПМ; 4 - лесопосадочный агрегат; 5 - двухрядный лункообразователь; 6 - корчующий агрегат (КА); 7 - манипулятор КА; 8 -захватно-корчующее устройство; 9 - пасека; 10 - технологический коридор; 11 -деревья; 12-пни; 13 - высаживаемые растения; 14 - молодняк лесных культур.

агрегат - ССП в конструкцию лесохозяйственной машины должны быть заложены требования: достаточная прочность для взаимодействия с препятствиями при максимальной мощности в рабочем диапазоне скоростей; отказы, неизбежные по параметрам качества продукции (уменьшение глубины лунок против заданной, разрывы борозды), должны самоустраняться после преодоления препятствия; возможность выполнить общее количество бездефектной работы на единице площади, удовлетворяющее требованиям к лесовосстановлению.

Для прогнозирования работоспособности агрегатов в ССП, в том числе на базе лункообразователя типа Л-2 (Л-2У) с колесными и гусеничными тракторами, разработана методика, включающая три основных этана.

На первом этапе в преобладающих группах типов леса (сосняк черничник, сосняк брусничник и другие) выбирают модельные участки. На них закладывают пробные ленты и проводят съемку па планшет препятствий на поверхности вырубки (см. рис.2). По длине ленты почву накладывают щупом, регистрируя встречаемость препятствий по глубине. Формируется база данных.

На втором этапе (камеральная обработка), используя экспериментально-статистический метод, определяют вероятность К\ образования лунок заданной глубины, вероятность А'з образования лунок по длине рабочего хода, коэффициент удлинения рабочего хода в связи с маневрированием агрегата, среднее арифметическое M отклонения от заданной осп движения, среднее квадратпческОе сг и другие статистические характеристики траектории. Моделирование движения агрегата в ССП выполняется па планшетах физически либо на компьютере в интерактивном режиме по разработанной программе "Исследование вырубки".

На третьем этапе выполняют расчеты необходимого количества лунок с учетом их отбраковки при ручной посадке маломерным посадочным материалом (МПМ), по качеству соответствующим стандартным сеянцам хвойных пород с длиной корней 15-20 см, и укрупненным посадочным материалом (УПМ), соответствующим саженцам с длиной корней 20 -25 см. При комбинированной посадке МПМ и УПМ определяют оптимальное соотношение в их количестве, расстояние между смежными проходами агрегата и шаг подготовки лунок S, например:

ЮОООлЛ^Гз

(1 + ^/100)ЛЯ

м

К,

42

я,

12

(1)

где п - число рядов лунок в одном проходе агрегата; N - количество проходов между смежными ПДТК; II ^ - норма посадки для МПМ; Ну - то же для УПМ; АГц - вероятность образования лунок, пригодных для МПМ; ~ т0 же ДЛЯ УПМ; - показатель точности методики, %.

J

Рис. 2. Фрагмент плана пробной ленты: 1 - модель агрегата в составе трактора МТЗ-82 и лункообразователя Л-2; 2 - модель агрегата МТЗ-82 и покровосдирателя ПДН-1; 3 и 4 - траектории движения агрегатов; 5 - заданная ось движения; 6 и 7 - отметки дефектных участков рабочего хода; 0,7 и др. -длины дефектных участков.

Проверку выбранной схемы движения агрегата проводят по условию

т-Ъ-1{М + сг)>5м, (2)

где Ь - расстояние между крайними рядами лунок в одном проходе агрегата; - минимальный шаг подготовки посадочных лунок.

По данным исследований, в сосняках черничниках и березняках черничниках предпочтительнее комбинированная посадка леса, в остальном агрегаты на базе лункообразователей Л-2 (Л-2У) работоспособны без ограничении.

4. Моделирование процесса работы машины с динамическим лун-кообразоватслсм для посадки лесных культур. При посадке леса наибольшее распространение получили машины, образующие в почве непрерывную борозду. С точки зрения ресурсосбережения применение их неэффективно, т.к. для размещения растений используется не более 20% длины борозды. Следовательно, 80% энергии на привод почвообрабатывающих органов расходуется впустую. Перспективны машины для дискретной (точечной) посадки леса, применение их экономит энергию, исключает эрозию почвы, снижает абразивный износ и вероятность встречи рабочих органов с препятствиями, однако на завалуненных вырубках даже при точечной посадке эта вероятность выше 0,34 (данные по Карелии). В таких условиях целесообразно лунки в почве готовить машиной, а растения в них высаживать вручную, пропуская некачественные посадочные места.

Высокая работоспособность машины (патент РФ № 1197157) обеспечивается ударным внедрением в почву плоской иглы 1 (см. рис. 3). При изготовлении а двухрядном варианте достигается необходимая маневренность агрегата на вырубке с любым количеством пней. Лыжа 10 обеспечивает узкополосную расчистку и частичную минерализацию почвы. Отличительной особенностью машины является приготовление лунки путем выдвижения из почвы цельного комка, что удобно для ручной посадки и снижает энергоемкость ТС до минимума. Динамический лункообразователь не имеет аналогов в лесохозяйствен-ном машиностроении, для обоснования его проектных парамегров понадобилось разработать математические модели процессов внедрения иглы в почву, образования лунки путем выдвижения комка почвы (призмы), рабочего цикла, взаимодействия рабочих органов с препятствиями, выполнить эксперименты.

Величина энергии, необходимой для внедрения в почву иглы и преодоления единичного препятствия (корня), определится из выражения

А = [ а]ЬЬги а + /) + 0,512[ гА ]4, (3)

где [а] - удельное сопротивление почвы смятию; Ь - ширина иглы;

- длина иглы до ограничителя заглубления; а - угол установки грани иглы к оси симметрии; / - коэффициент трения сталь-почва; [ Гд- ] -удельное сопротивление корпя перерезанию; - диаметр корня.

Энергия лункообразователя определится так:

= С-Иа+С(р\12 +Мъсрл, (4)

где (7 - приведенный вес рычага в сборе; - перемещение иглы по вертикали; С - жесткость пружины, приведенная к углу поворота рычага; <рц - полный угол поворота рычага; Л/3 - момент от пружины регулятора энергии при полном внедрении иглы.

Рис. 3. Схема машины с динамическим лункообразователем для посадки лесных культур: 1 - игла; 2 - ограничитель заглубления; 3 - качающийся рычаг; 4 -пружина регулятора энергии; 5- кулачковый механизм; б - верхний ограничитель поворота иглы; 7 - то же, нижний; 8 - ползун; 9 - пружина ползуна; 10 - лыжа-покровосдиратель; II - лунка; 12-комок почвы.

Рис. 4. Схема иглы Рис. 5. Схема к расчету энергии и

лункообразователя. рабочего цикла лункообразователя.

Образование комка почвы в виде призмы треугольного сечения носит закономерный характер. Угол скола почвы у (см. рис.3) определится из выражения

Ьсоьу+к^ , „ ч Ь

вт2 у

+/г(ctg/ + ctg/9) = 0,

где (рс - угол трения сталь-почва, <рп - то же почва-почва; /? - угол внедрения иглы в почву. Для гарантированного образования комка

почвы величина Р находится в

оптимальном диапазоне 75-85°. При этом с погрешностью не более 7% угол скола можно определить из выражения

у =14,5-0.53Д (6)

В диссертации разработана методика определения силы тяги при образовании лунки в почве. Максимальную величину ее можно определить из выражения

Ограничение по вертикальности посадки растения

Угод сдвига почвенной/

ПРИЗМЫ

Сила давле-/ ,Г5 Нил иглы на/почв^

. Область I погревностм4 д | методики

У-

95 100

Р

1 шах —

\,\Ькг[а]&т(ръ

2йп1П L

Рис. 6. Оптимизация угла внедрения иглы в пошу.

(7)

где ¿-длина иглы от шарнира. . При определении рабочего цикла модель процесса поворота рычага до касания иглой почвы запишется в виде дифференциального уравнения

т12'ф- М0-С<р + аС0Б(р,

(8)

где т - приведенная масса рычага в сборе; / - длина рычага от оси качания до шарнира иглы; ср - текущий угол поворота рычага; М0 -момент от пружины регулятора энергии при горизонтальном положении рычага.

В диссертации приведено классическое решение уравнения (8). Величина времени Ц поворота рычага от положения до <р2 (касания иглой почвы) не превышает 0,3 с.

Модель процесса поворота рычага при внедрении иглы в почву запишется так:

т12'ф= Мс- Япг, (9)

где Мс - средняя величина момента силы пружины при внедрении иглы; Кп - сопротивление почвы внедрению (переменная величина); г - плечо Яп относительно оси О поворота рычага. В диссертации приведено классическое решение зравнения (9), время поворота рычага при внедрении иглы не превышает 0,07 с.

Величина времени перемещения машины при образовании лунки зависит от ее необходимой длины в плане, методика расчета разработана. Завершает рабочий цикл время /4 подъема рычага в исходное положение.

Для реализации рабочего цикла скорость премещения машины с

динамическим лункообразователем не должна превышать величины

(10)

где и - шаг подготовки лунок; иТ - перемещение машины за период образования лунки; N- допустимая мощность привода кулачкового механизма.

Геометрические парметры лыжи-покровосдирателя определяются следующим образом:

ал < 90° - <рс\ у я < 90° - <рс; 90" - <рс <рл < 90°. (11)

Ширина лыжи Вл соответствует ширине узкополосной расчистки

тряггт.т Пбрячгтл1тчч ттуипи- ч ттлтггсчтя Кт.т- нт№ м.-

Максимальное сопротивление лыжи при встрече с препятствием (пень и т.п.) определится из выражения

рл = &ЛГ(«Л + <Рс)> (12)

где 2Л - нагрузка на лыжу от веса машины.

Тяговое сопротивление рабочего органа лункообразователя не „ превышает 4 кН, а общее - 10 кН. Мощность на привод кулачкового механизма не более 20 кВт, что позволяет агрегатировать двухрядную

машину с трактором класса 14 кН типа МТЗ-82. При использовании лункообразователя на нерасчищенной вырубке и при избыточном увлажнении лесокультурной площади рекомендуется агрегатнровать его с гусеничными тракторами класса 30 кН типа ЛХТ-55 и ЛХТ-ЮОБ. Рабочая скорость агрегата в пределах 0,5-1,5 м/с устанавливается в

_ _ зователь Л-2 саженцами ели, показали,

Рис. 7. Схема лыжи-покровосди-

рателя (левой по ходу машины). чт° на 11-м году биологического

возраста средняя высота их составила 136,4 см, средний диаметр 2,8 см, со хранность хорошая.

5. Моделирование процесса работы машины для разбросного посева в лесном питомнике. Природно-производственные условия Карелии позволяют применять для посадки леса на вырубках УПМ и МПМ в примерном соотношении 2:1. Известная технология выращивания УПМ в открытом грунте с перешколиванием непроизводительна, выход саженцев при механизированной пересадке не более 250 тыс./га. Укрупненные сеянцы можно получать в теплицах, но это требует больших капитальных затрат.

На основании выполненных исследований предложена ресурсосберегающая технология, направленная на выращивание в открытом грунте до 2 млн7га стандартных сеянцев хвойных пород или до 660 тыс./га укрупненных, по качеству соответствующих саженцам. Эта технология основана на разбросном посеве, что обеспечивает рациональную площадь питания растений, исключает необходимость в специальных субстратах и семенах с повышенными требованиями к всхожести. Для механизации разбросного посева разработана вибрационная сеялка (а. с. СССР № 908262), которую можно использовать также для широкополосного (широкобороздкового) посева в лесном питомнике.

зависимости от заданного шага подготовки лупок (0,4-0,9 м и более). Долговечность лункообразователя в значительной степени определяется качеством иглы, для ее изготовления рекомендуется марганцовистая сталь типа 110ГЗЛ, угол между гранями 6-8°. Наблюдения за ходом роста культур, заложенных под лункообра-

При работе сеялки семена разбрасываются на ровное уплотненное ложе и засыпаются рыхлой почвой на одинаковую глубину с регулируемым послойным уплотнением.

Для обоснования проектных параметров новой сеялки разработаны модели направленного перемещения почвы фрезерным сошником, формирования ее структуры, расходования семян под действием вибрации, выполнены экспериментальные исследования.

Частота вращения фрезы определена не менее 11 с-1 по допустимой высоте неровностей посевного ложа не более 0,005 м. Форма ножей - долотообразная. При моделировании перемещения почвенной

Рис. 8. Схема сеялки: 1 - фрезерный сошник; 2- опорный каток; 4 - рассеивающая трубка; 5 - кожух; 6 - поток почвы; 7 - семенной ящик; 8 - дозатор; 9 - семяпровод; 10 -приводной вал;11 -редуктор; 12- щиток: 13- кулачок вибратора; 14- возвратная пружина: а - трубка для разбросного посева; б- трубка для широ-кобороздхового посева.

стружки по ножу принято во внимание, что по сравнению с цент-рибыишй СИЛОЙ Дйисгвие веса стружки не превышает 4% и им можно пренебречь ввиду его малости. Уравнение перемещения стружки запишется так:

х + 2cofx - согх = RqCO1 (cos а- /sin а), (13)

где х - перемещение стружки по ножу; со - угловая скорость.

В диссертации приведены классическое решение уравнения (13) " относительно времени t и номограмма.

Макроструктура почвы после фрезерования определяется шири-

ной ножа и продольным сечением стружки Рс. Установлено, что при малой связности почвы в питомнике (песок, супесь) стружка при па-боре "растекается" по рабочей поверхности ножа ровным слоем, а при сходе с ножа разламывается на отдельные частицы, формирующие микроструктуру почвы. Длина а частиц определяется из выражения

аер = со5^ +Ззт2(У, (14)

где су6р - сопротивление почвы растяжению; р - плотность почвы; К-

радиус фрезы по концам ножей; 5 - угол между вектором центробежной силы /•} и поверхностью ножа; <1 - толщина стружки.

Длина частиц (около 0,001 м) определяет микроструктуру почвы над семенами, для ее уплотнения сеялка снабжается задним катком.

При посеве на глубину не более 0,04 м рекомендуется использование фрезерного сошника с радиусом по концам ножей 0,125 м, начальным радиусом 0,09 м (минимальная величина ограничивается размерами подшипникового узла вала фрезы). Длина рабочей поверхности ножа должна обеспечить размещение стружки почвы при максимальной глубине обработки, рекомендуется 0,04 м, что соответствует углу а установки ножа фрезы к начальному радиусу 30-35°. При этом границы потока почвы определяются углами поворота фрезы 25 и 70°, дальность свободного полета частиц почвы 1,9 - 3,5 м. Количество ножей в одной плоскости - 4, шириной 0,04 м. Для оценки качества распределения семян по площади принят показатель неравномерности (не более 15%) по аналогии с туковой сеялкой. Заданная норма высева

Коэффициент трения

сталь- » ь-почве ^

20 «О 60 ВО Угол установки 0,02 "»*« фреза

0,01 П

Перемещение почвенной стружки п по поверхности °'06 ножа

Рис. 9. Номограммадля определения ' верхней границы потока почвы от фрезерного сошника сеялки.

обеспечивается работой дозатора, унифицированного с катушечным высевающим аппаратом известных сеялок.

При исследовании вибрационного рассеивающего устройства установлено, что при частоте вибрации, начиная с 12 Гц вдоль оси трубки, расход семян через отверстия в ней приобретает закономерный характер, удовлетворяющий известному уравнению

Рис. 10. Схема формирования микроструктуры ПОЧВЫ.

q = j.ipFpgIJ,

(15)

где д - расход семян, кг/с; /л - коэффициент

расхода; р - плотность, кг/м3; Г - суммар-

2

ное сечение отверстий в трубке, М ; д - ускорение свободного падения; Н - высота уровня семян над отверстиями, м. Состояние потока семян можно охарактеризовать как квазижидкое.

Исследования вибротранспортпровки семян на ширину захвата сеялки Проводились методом полнофакторного эксперимента.

Неравномерность рассева, %

Piic.11. Влияние частоты колебаний и наклона трубки на равномерность рассева: а- наклон трубки вниз на 2° 20' по ходу движения семян;

б - то же, вверх; знак (-) означает больший расход семян со стороны подачи их в трубку.

Для обеспечения вибротранспортпровки семян на ширину засеваемой полосы до 0,9 м амплитуда вибрации вдоль оси трубки рекомендуется в пределах 0,007 - 0,008 м при соотношении прямого и обратного ускорений 1,6.

Общая мощность на привод сеялки не превышает 10 кВт, в том числе на вибратор 0,3 кВт, тяговое сопротивление практически отсутствует, так как фрезерование почвы попутное. Агрегатирование сеялки возможно с любыми колесными тракторами классов 6-14 кН, при этом рекомендуются тракторы МТЗ-80/82, технологические возмож- ■

поста которых позволяют плавно регулировать нагрузку на опорный каток сеялки и таким образом эффективность выравнивания площади перед посевом.

Данные учета 4-летних сеянцев ели обыкновенной, выращенных по технологии разбросного посева, показали, что высота стволиков колеблется в пределах от 5 до 40 см при средней величине 19 см, что превышает контроль, заложенный рядовым посевом под СКП-6 в 1,3 раза, толщина больше в 2,2 раза. Развитие растений хорошее.

6. Моделирование процесса работы машины для формирования компактной корневой системы посадочного ¡материала в ходе выращивания в лесном питомнике. Исследования показали, что при выращивании УПМ в открытом грунте без перешколивания необходимо формировать корневую систему растений непосредственно в почве. Толщина ножа для горизонтальной подрезки не должна превышать 3 мм, чтобы не нарушить сложившуюся структуру почвы. Толщина ножей для вертикальной подрезки на качество их работы существенного влияния не оказывает, но выполняется она только при оставлении между засеянными полосами (бороздами, строчками) промежутков (см. рис. 86). При вертикальной подрезке допускается загиб боковых корней вниз, что не препятствует формированию компактной корневой системы. При горизонтальной подрезке все корни должны подрезаться чисто, для чего скорость резания должна быть достаточно велика. Вертикальная подрезка по сравнению с горизонтальной требует повышенного внимания со стороны оператора (тракториста).

На основании вышеизложенного разработана машина для формирования компактной корневой системы, включающая вертикальный подрезчик, монтируемый фронтально на колесный трактор, и горизонтальный, навешиваемый сзади.

При создании новой машины возникла необходимость обеспечения управляемости агрегата и устойчивости движения при вертикальной подрезке корней, чистоты резания при горизонтальной и сохранения структуры почвы при формировании корневой системы.

Угол у установки вертикального ножа (см. рис. 14) должен удовлетворять известному выражению

^ < 90° - <рс,

(16)

где <рс - угол трения сталь-почва, при этом осуществляется резание боковых корней со скольжением. При величине / не более 45° самоочищение ножей обеспечивается во всех условиях эксплуатации кор-неподрезчика.

Рис. 12. Схема подрезчика корней вертикального: 1 - рама; 2 -подвижной кронштейн 3 - корпус; 4 - нож; 5 -стопор; 6 - вал; 7 - планка; 8 - рама трактора; 9 - гидроцилиндр; 10-кронштейн; 11 - плита; 12 - тяга блокировочная транспортного положения; 13 - колесо опорное; 14-сменный рабочий орган (рых-лительная лапа); 15-зеркало переднего обзора.

Условие управляемости агрегата запишется так:

ЮцЬъта Що]п{Ь + 1)'

где - ширина ножа

(треугольной формы) на уровне поверхности; (3 - вес трактора; /I - коэффициент сцепления колес с

почвой; 1._- бязя

трактора; а - угол поворота направля,-ющих колес в рабочем положении вертикального подрезчика; /г — глубина хода ножей; [<т] —

удельное сопротивление почвы смятию; п — расстояние от ножа до передней оси трактора

(17)

Рис. 13. Схема подрезчика корней горизонтального: 1 - рама;

2 - черенок

скобы;

3 - скоба;

4 - стяжка;

5 - шарнир;

6 - колесо; / - плита;

8 - вибратор;

9 - приводной вал;

10 - гидроцилиндр;

11 - кронштейн напески.

количество ножей; / в плане.

Условие устойчивости движения агрегата при вертикальной подрезке запишется следующим образом

/?< агс^СС/ЗЯД

(18)

«Шй

где ¡3 — угол передачи толкающего усилия Р (см. рис. 12) к ножам; Рт - тяговый класс трактора. ^ 2

При моделировании про-____—

цесса работы горизонтального \ подрезчика принято во внимание, что при толщине ножа менее 3 мм и длине 1,2 м (в соответствии с шириной захвата) жесткостью его в вертикальной плоскости можно пренебречь, устойчивость хода ножа достигается предварительным натяжением его полотна. Величина распределенной нагрузки на нож определится из выражения

Рис. 14. Схема установки вертикального ножа: 1 - нож; 2 - вал рамы.

(19)

где Рп - продольное сечение подрезаемого слоя почвы, находящееся в мгновенном напряженном состоянии; - плотность почвы; g -ускорение свободного падения; а - вертикальное ускорение, сообщаемое почве ножом; /с - коэффициент трения сгаль-почва; <5 - угол установки ножа. Методика расчета составляющих уравнения (19) и величины статической нагрузки для контроля натяжения ножа приведены в диссертации.

Для исключения пластической деформации и нарушения структуры почвы угол установки ножа должен удовлетворять выражению

(Ьсо$<5+ Вьт^/ИйЩ,

(20)

где В — ширина ножа; Ь — толщина ножа; [Я] - допустимая величина относительной деформации почвы в пределах упругости.

Условие чистого перерезания нитевидных корней запишется так:

Рр~Рл + Рг + Ри,

(21)

где Рр — сила резания; Рп — статический подпор со стороны почвы в зоне резания; Рг - составляющая от натяжения корня; Ри — сила инерции от присоединенной массы почвы. Методика расчета составляющих уравнения (21) приведена в диссертации, установлено, что величинами Рп и Рг можно пренебречь ввиду малости.

Аналитически установлено, что объем присоединенной массы имеет вид конуса с вершиной в области контакта ножа и корня. При сопротивлении почвы смятию 15-40 кПа (песок, супесь в лесном питомнике) высота конуса 0,05 - 0,03 м, а масса 0,04 - 0,01 кг при плотности почвы около 1400 кг/м .

Предел прочности нитевидных корней на разрыв составляет 6'1±6 МПа, на срез - 34±9 МПа, относительное удлинение при растяжении до 70%. Для определения критической величины скорости резания получено аналитическое выражение

где V — скорость резания (м/с); fn - коэффициент внутреннего трения в почве; [Гф] - удельное сопротивление корней перерезанию. Применение вибрации позволяет снизить скорость резания в 1,2 раза против расчетной по формуле (22), что, очевидно, связано с уменьшением внутреннего трепня и не противоречит общепринятым представлениям о механике обработки почвы.

Для вертикальной подрезки рекомендуется использовать ножи с углом установки не менее 135°, треугольной формы, толщиной 4-5 мм и

ШИРИНОЙ на Уровне поверхности ппчвм Hff firme с f) fifi м Угпп прргттч.т

толкающего усилия на ножи не должен превышать 37° при агрегатировании вертикального подрезчика с трактором класса 14 кН типа МТЗ-80/82.

Для горизонтальной подрезки рекомендуется нож толщиной не более 3 мм, установленный внатяжку поперек обрабатываемо!1, полосы. Стрела прогиба ножа под действием контрольной нагрузки 160 Н не должна превышать 0,013 м. Угол резания в рабочем положении ножа рекомендуется 5 —7°, п начале гона для эффективного заглублении — до

При установке на вертикальный подрезчик вместо ножей рых-лительных лап его можно использовать для междустрочного рыхления почвы и борьбы с сорняками в лесных питомниках.

Вертикальную и горизонтальную подрезку корней рекомендуется выполнять раздельно, последовательно увеличивая глубину хода ножей от 8 до 15 см, по мере разрастания корневой системы.

Рабочее сопротивление подрезчиков не более 3 кН, агрегатирование их с трактором МТЗ-80/82 рекомендуется для обеспечения устойчивости хода и управляемости агрегата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанный в диссертации системный подход, основанный на использовании математического моделирования, вероятностно-статистических методов и вычислительной техники, позволил решить проблему повышения эффективности лесовосстановительных работ и получить основные результаты:

1. На основе теоретико-экспериментальных исследований произведен научно обоснованный выбор параметров машин для реализации ресурсосберегающей технологии лесовосстановительных работ и создан комплекс патентоспособных машин в составе лункообразователей Л-2 и Л-2У для посадки лесных культур на вырубках, сеялки СВУ-1,2 и корнеподрезчика ПК-1,2 для выращивания укрупненного посадочного материала в лесных питомниках.

2. Сформирована база данных по распределению препятствий работе лесокультурных агрегатов на вырубках, в Республике Карелия, репрезентативность - 63,6 % покрытой лесом площади.

3. Разработаны методы прогнозирования надежности технологической системы: оператор - лесокультурный агрегат - среда случайных препятствий. На завалуненных вырубках вероятность работоспособного состояния ТС при посадке леса не превышает 0,66 по параметрам качества продукции.

4. Вскрыты закономерности формирования посадочного места в по те лункоооразователем динамического типа, основанные на устойчивом образовании комка почвы в виде призмы треугольного сечения. Угол внедрения иглы в почву рекомендуется в пределах

75-85"'.

5. Изучена механика процесса формирования компактной корне-

вой системы сеянцев в почве вертикальной и'горизонтальной подрезкой. Противодействие силе резания на 99% обеспечивается силой инерции от присоединенной массы почвы, скорость резания тонких корней не менее 1,1 м/с.

6. Выявлены закономерности распределения семян вибрационным способом при разбросном посеве. При частоте начиная с 12 Гц масса семян приобретает квазижидкое состояние, расход се через отверстия диаметром 0,0065 - 0,007 м оценивается коэффициентом 0,05±0,01 для ели и сосны обыкновенной.

7. Установлен характер управляемого потока частиц почвы от фрезерного сошника сеялки для лесных питомников. Почвенная стружка разрушается при сходе с ножа на частицы около 0,001 м (песок, супесь), для определения их размеров получено аналитическое выражение.

8. Применение машины с динамическим лункообразователем типа Л-2 (патент РФ № 1197157) снижает затраты энергии при посадке леса не менее, чем в 3 раза по сравнению с машинами, образующими в почве непрерывную борозду. Посадка рекомендуется комбинированная, при соотношении крупномера и обычных сеянцев 0,94 - 4,33 в зависимости от группы типов леса, в среднем для Карелии 2:1.

9. При использовании разбросной сеялки СВУ-1,2 (а.с. №908262) в открытом грунте выход укрупненных сеянцев с гектара повышается в 2,6 раза при экономии семян в 2 раза по сравнению с производством саженцев. При частоте вращения фрезы не менее 11 с"1 семена заделываются на одинаковую глубину, неравномерность распределения по площади не более 15%.

10. Посадка леса на вырубках с использованием лункообразова-телей Л-2 (Л-2У) повышает производительность труда в 2,5 раза по цлшишшш С ИСНШ^ованием ручных инструментов, при этом полно-стыо сохраняется окружающая среда.

11. Повышение эффективности лесовосстановительных работ возможно путем увязки их с лесоэксплуатацией на основе соблюдения принципа кратности при размещении постоянно действующих технологических коридоров на осваиваемой площади.

12. Расхождения между теоретическими и экспериментальными данными в диссертации не превысили 10%. Результаты работы находятся на этапе промышленного освоения в Республике Карелия.

Направление дальнейших исследований - оптимизация состава

парка лесокультурных машин.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Цыпук A.M., Помогаев С.А., Дмитриев В.П., Иванов В.В. Особенности механизированной посадки леса в характерных лесокультурных зонах РСФСР// Механизация лесоразработок и транспорт леса: Сб. №150 научн. трудов. - Л.: ЛТА, 1972,- С.85-86.

2. Цыпук A.M. К вопросу динамики рабочего органа лесопосадочной машины нового типа// Механизация лесозаготовок: Сб. №154 научн. трудов. - Л.: ЛТА, 1973. - С.64-67.

3. Дмитриев В.П., Цыпук A.M., Иванов В.В. Перспективы развития механизированной посадки леса на увлажненных вырубках// Машины и орудия для механизации лесозаготовок: Межвуз.сб.науч. трудов. - Л.: ЛТА, 1974. - С.67-69.

4. Цыпук A.M., Осмаков С.А., Помогаев С.А. Обоснование основных параметров лесопосадочных машин для точечной посадки сеянцев// Машины и орудия для механизации лесного хозяйства: Межвуз. темат. сб./ Головной совет лесной, целлюлозно-бумажной промышленности и лесного хозяйства.— Воронеж: Воронежский государственный университет, 1975. - С.128-134.

5. Помогаев С.А., Евсюнин В.И., Цыпук A.M. Лесопосадочная машина нового типа для облесения нераскорчеванных вырубок// Лесное хозяйство, лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность: Сб. статей о законченных научно-исследовательских работах/ Головной совет лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности и лесного хозяйства. - Л.: ЛТА, 1975. - С.61-62.

6. Цыпук A.M., Новицкий Л.А. Перспективы использования активных рабочих органов в сельскохозяйственных машинах// Исследования по агрономии, зоотехшш, механизации сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр./ Петрозаводск: Петрозаводский гос-универсптсг, 1976. - С. 166-168.

7. Цыпук A.M. Исследование воздействия на почву рабочего органа типа шарнирной накалывающей иглы// Вопросы теории машин и механизации сельскохозяйственного производства: Межвуз. сб./ Петрозаводский государственный университет. - Петрозаводск: Петрозаводский госупивсрситет, 1976.-С.35-41.

S. Цыпук A.M., Синда В.У., Осокин A.B. Исследование процесса

самоочищения фрезерного сошника// Вопросы теории машин и механизации сельскохозяйственного производства Северо-Запада РСФСР: Межвуз. сб. — Петрозаводск: Петрозаводский госуниверситет, 1979. — С.31-37.

9. Цыпук Л.М. Исследование вырубок как объектов механизированных лесовосстаповительных работ// Тез. докл. научно-техн. конференции. - Петрозаводск: Петрозаводский госуниверситет, 1981. — С.62-64.

10. Эгипти Л.Э., Цыпук Л.М. Повышение эксплуатационной надежности лункообразователя Л-1// Тез. докл. научно-методической конф. - Петрозаводск: Петрозаводский госуниверситет, 1983. — С.97-98.

11. Митрофанов Е.Г., Цыпук A.M. Снижение металлоемкости ле-ссхозяйственпых машин// Тез. докл. республиканской научно-практической конф. - Петрозаводск: Петрозаводский госуниверситет, 1985.

- С.47-48.

12. Цыпук A.M. Технология лесовосстановлення в условиях комплексных лесных предприятий// Тез. докл. республиканской научно-практич. конф. - Петрозаводск: Петрозаводский госуниверситет, 1986. -С.42-44.

13. Цыпук A.M., Шегельман И.Р., Июднн А.И. Анализ процесса групповой очистки пневого осмола// Лесосечные, лссоскладские работы и транспорт леса: Межвуз. сб. научн. трудов. - Л.: ЛТА, 1987. -С.103-105.

14. Цыпук A.M., Соколов А.И., Эгипти А.Э. Рекомендации по производству лесных культур крупномерным посадочным материалом с использованием лункообразователя Л-2. — Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР, 1987. - 28 с.

15. Соколов А.И., Цыпук A.M. Лесоводственная оценка лунко-

nfipanrmnTpW/ TVl ттпк-тт ргггтуй'чт^тгупГ. ту.тп ■ прщ.-тттгт1-гт 1-Г.иф

- Петрозаводск: Петрозаводский госуннверснтет, 1988.-С.81-82.

16. Цыпук A.M., Эгипти А.Э. Лункообразователи для посадки лесных культур на нераскорчеванных вырубках// Лесное хозяйство. -1988. -№9. -С.26-27.

17. Цыпук A.M., Эгипти А.Э., Шегельман И.Р. Технология комплексного освоения лесных площадей// Лесосечные, лссоскладские рабо1ы и транспорт леса: Межвуз. сб. научн. трудов. — Л.: ЛТА, 1989. -С.43-46.

18. Шегельман И.Р., Цыпук A.M., Эгипти А.Э., Соколов А.И.

Механизация лесовосстановительных работ с применением крупномерного посадочного материала на предприятиях ТПО "Кареллеспром"// Экспресс-информ. "Лесоэксплуатация и лесосплав", 1990. - Вып. 10. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1990. - С.8-19.

19. Соколов А.И., Цыпук A.M., Эгипти А.Э. Расчетно-техноло-гические карты для производства культур хвойных пород на вырубках с использованием лункообразователей Л-2 и Л-22. - Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР, 1990. - 43 с.

20. Цыпук A.M., Эгипти А.Э., Соколов А.И. Создание лесных культур посадкой под лункообразователь Л-2// Лесное хозяйство. -1990. - №11. - С.43-45.

21. Цыпук A.M., Эгипти А.Э., Соколов А.И. Новая технология выращивания крупномерного посадочного материала для механизированной посадки леса// Лес, окружающая среда и новые технологии в Северной Европе: Информационные материалы международной конференции, Петрозаводск, сентябрь 1993 г. - Йоэнсуу (Финляндия): Университет г. Йоэнсуу, 1994.-С.315-316.

22. Цыпук A.M. Повышение эффективности лесовосстановительных работ на основе ресурсосберегающей технологии// Лес, окружающая среда и новые технологии в Северной Европе: Информационные материалы международной конференции, Петрозаводск, сентябрь 1993 Г. - Йоэнсуу (Финляндия): Университет г. Йоэнсуу, 1994. - С.460-462.

23. Белый Е.К., Цыпук A.M. Моделирование работы лесохозяй-ственных агрегатов в среде случайных препятствий на нераскорче-ванных вырубках// Информациог 1ые технологии в непрерывном образовании: Информ. материалы международной конференции-выставки, г. Петрозаводск, июнь 1995 г. - Петрозаводск: Петрозаводский госуниверси; ,т, "395. - С.75-76.

24. Цыпук A.M. Научные основы разработки и применения комплекса машин для лесовосстановления в Республике Карелия// Проблемы механизации лесной промышленности и лесного хозяйства Карелин: Тез. докл. респ. научно- практич. конф., Петрозаводск, декабрь 1995 г. - Петрозаводск: Изд-во КарНИИЛП, 1995. - С. 32-33.

25. Цыпук A.M., Эгипти A.M., Соколов А.И. Механизация выращивания посадочного материала в лесных питомниках// (Там же, С. 33-34).

16. Соколов А.П., Цыпук A.M., Кривенко Т.И. Новая технология

и механизмы для выращивания посадочного материала хвойных пород без перешколивания. - Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 1995.-32 с.

27. A.c. 400258 (СССР). "Устройство для заделки корневой системы высаженных саженцев. - Опубл. в Б.И., 1973, №40. (с Дмитриевым В.П., Помогаевым С.А., Орловым С.Ф. и Осмаковым С.А.).

28. A.c. 405488 (СССР). Лесопосадочная машина. - Опубл. в Б.И., 1973, №45. (с Помогаевым С.А., Ивановым В.В., Дмитриевым В.П., Гольбрайхом Э.С., Юнгом В.Е. и Орловым С.Ф.).

29. A.c. 408619 (СССР). Лесопосадочная машина. - Опубл. в Б.И.,

1973, №48. (с Якимчуком В.А., Помогаевым С.А., Дмитриевым В.П., Ивановым В.В., Орловым С.Ф. и Ушаковым М.Г.).

30. A.c. 423425 (СССР). Лесопосадочная машина. - Опубл. в Б.И.,

1974, №14. (с Помогаевым С.А., Дмитриевым В.П. и Орловым С.Ф.).

31. A.c. 435780 (СССР). Лесопосадочная машина. - Опубл. в Б.И.,

1974, №26. (с Помогаевым С.А., Якимчуком В.А., Дмитриевым В.П. и Орловым С.Ф.).

32. A.c. 459185 (СССР). Лесопосадочная машина. - опубл. в Б.И.,

1975, №5. (с Евсюниным В.И., Помогаевым С.А., Дмитриевым В.П. и Орловым С.Ф.).

33. A.c. 496008 (СССР). Машина для посадки леса. - Опубл. в Б.И., 1975, №47. (с Дмитриевым В.П., Помогаевым С.А., Соломатниковым Б.И. и Орловым С.Ф.).

34. A.c. 620247 (СССР). Захватно-срезающее устройство лесозаготовительной машины. - Опубл. в Б.И., 1978, №31. (с Александровым В.А.).

35. A.c. 625660 (СССР). Захватно-срезающее устройство лесозаготовительной машины. - Опубл. в Б.И., 1978, №36. (с Александровым ■ftTtJ:-

36. A.c. 865219 (СССР). Корчеватель. - Опубл. в Б.И., 1981, №35. (с Шегельманом).

37. A.c. 873921 (СССР). Ямокопатель. - Опубл. в Б.И., 1981, №39. (сЭгипти А.Э., Евсюниным В.И. и Александровым В.А.).

38. A.c. 880729 (СССР). Барабан для очистки пневого осмола. -Опубл. в Б.И., 1981, №42. (с Шегельманом И.Р. и Лазаревым B.C.).

39. Л.с. 908262 (СССР). Сеялка для сплошного посева семян. -Опубл. в Б.И., 1982, №8. (с Осокпиы.мЛ.В., Алиным А.Л. и Демченко В.А.).

40. A.c. 1029906 (СССР). Захва^ для пней. - Опубл. в Б.И., 1983, №27. (с Шегельманом И.Р. и Хювененым К.Н.).

41. A.c. 1069988 (СССР). Манипулятор самоходного шасси.-Опубл. в Б.И., 1984., №4. (с Петровым A.C.).

42. A.c. 1178591 (СССР). Барабан для очистки пневого осмола. -Опубл. в Б.И., 1985, №34. (с Шегельманом И.Р., Паничевым Г.П., Хейном B.C. и Июдиным Л.И.),

43. Патент 1197157 (Российская Федерация). Ямокопатель. - Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений 11 августа 1993 г., приоритет 13 января 1984 г.

44. A.c. 1373363 (СССР). Машина для разделки пней. - Опубликовано в Е.И., 1988, №6 (с Шегельманом И.Р., Козиным А.Ю., Голубевым Г.А.).

45. A.c. 1373572 (СССР). Барабан для очистки пневого осмола. -Опубл. в Б.И., 1988, №6. (с Шегельманом И.Р., Соловьевым B.C., Го-лубевьш Г.А. и Хювененым К.Н.).

46. A.c. 1384275 (СССР). Устройство для разделки ппей. - Опубл. в Б.И., 1988, №12 (с Шегельманом И.Р., Голубевым Г.А. и Хювененым К.Н.).

47. A.c. 1468445 (СССР). Ямокопатель. - Опубл. в Б.И., 1989, №12. (сЭгипти А.Э., Шегельманом И.Р., Крючковым В.Я. и Митрофановым Е.Г.).'

48. A.c. 1682168 (СССР). Линия для переработки древесины на технологическую щепу. — Опубл. в Б.И., 1991, №37. (с Шегельманом И.Р. и Васселем Я.М.).

49. A.c. 1704662 (СССР). Ямокопатель. - Опубл. в Б.И., 1992, №2. (с Евсюниным В.И., Эгипти А.Э. и Шегельманом И.Р.).

50. Патент 2041588 (Российская Федерация). Вибрационный высевающий аппарат сеялки. - Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений 20.08.1995 г., приоритет 17 июля 1992 г.