автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Ресурсосберегающие технологии измельчения древесины на щепу в рубильных машинах с многорезцовыми и ножевыми рабочими органами

на правах рукописи

ГОМОНАЙ Михаил Васильевич

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ НА ЩЕПУ В РУБИЛЬНЫХ МАШИНАХ С МНОГОРЕЗЦОВЫМИ И НОЖЕВЫМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ

05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Воронеж - 2003

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте механизации и энергетики лесной промышленности (ЦНИИМЭ).

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Патякин Василий Иванович

доктор технических наук, профессор Ширнин Юрий Александрович

доктор технических наук, профессор Пошарников Феликс Владимирович

Ведущая организация:

Московский государственный университет леса (МГУЛ)

Защита диссертации состоится 28 ноября 2003 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212. 034. 02 при Воронежской государственной лесотехнической академии (394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, корпус 1, ауд.118).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной лесотехнической академии.

Автореферат разослан 20 октября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Курьянов В.К.

2ооЗ- А

Общая характеристика работы

Введение. В работе рассмотрена проблема совершенствования процесса переработки низкокачественной и мягколиственной древесины, в особенности крупномерной, а также древесных отходов на технологическую щепу на базе ресурсосберегающих технологий. Основой которых является процесс измельчения древесины в рубильных машинах с многорезцовыми и ножевыми рабочими органами, позволяющие существенно повысить эффективность производства. Кроме этого разработана передвижная система машин, позволяющая вовлекать в производство и древесину, зараженную радионуклидами, пораженную жуком-короедом, а также сухостой, горелыгак, бурелом.

Ресурсосберегающие технологии измельчения древесины на щепу предполагают: 1) экономию древесного сырья, 2) снижение металло- и энергоемкости процесса, 3) сокращение расхода режущего инструмента, 4) снижение численности обслуживающего персонала, 5) уменьшение количества оборудования.

Актуальность проблемы. В настоящее время лесонасаждения видоизменились по качественному составу. В дополение к сухостою, ветровалам, го-рельникам, появились лесные делянки зараженные радионуклидами (3-5 млн.га) и пораженные жуком-короедом, а в промышленно развитых регионах уже преобладают низкокачественные и мягколиственные насаждения. Указанное сырье требует незамедлительного использования с целью обеспечения экологической безопасности в регионах. Кроме этого в лесозаготовительной промышленности образуется около 40 % отходов, а в деревообрабатывающей отрасли, в зависимости от вида производства, объем отходов колеблется в пределах 10...65 %. Древесные отходы имеются и на других предприятиях, используемых древесину.

Приоритетным направлением в использовании вышеуказанного сырья является химическая и химико-механическая переработка его. Для этих процессов, а также для древесноплитного производства, в качестве сырья применяется древесина в измельченном виде, в основном, это технологическая щепа. Кроме этого, измельченная древесина используется в строительстве (наполнитель различных строительных блоков), как топливо (брикеты) и для выработки древесного газа.

Измельчение древесины производится на лесосеке, на лесных складах, биржах сырья, в цехах лесопиления и деревообработки.

Существующие технологические процессы и оборудования по производству измельченной древесины малоэффективны и включают ряд вспомогательных трудоемких операций (сбор и складирование сырья, разделка сырья по длине, сортировка его и подача на измельчение). Затраты на эти операции составляют 65 - 75 % от общих затрат. Кроме этого имеют место потери древесного сырья при выполнении указанных операций. Необходимость выполнения вспомогательных операций вызвана техническими возможностями оборудования, используемого для измельчения древесного сырья. Например, рубильные

машины, применяемые для измельчения древесины диаметром до 70 см и длиной до 3 м, имеют мощность приводного электродвигателя до 1600 кВт, при производительности до 200 пл.м /ч. На лесосеке измельчать низкокачественную крупномерную древесину, а также вести групповую переработку отходов из-за отсутствия передвижных энергомодулей требуемой мощности используемых для привода рубильной машины, не представляется возможным.

Используемые рубильные машины энергоемкие, характеризуются большими динамическими нагрузками и не обеспечивают нормальных условий работы обслуживающего персонала (уровень шума и звукового давления, запыленность превышают допустимые нормы), а качество вырабатываемой щепы не в полной мере соответствует требованиям стандарта из-за большого разброса геометрических размеров ее частиц и их формы.

Работа выполнялась в ЦНИИМЭ в рамках отраслевых программ Минлес-прома, а отдельные ее разделы по программам ГКНТ в области комплексной переработки древесного сырья (1979 - 1990 гг. № Гос. регистрации: 78058076, 80058933, 8103805, 81038018, 81003818, 018500037124, 01860039936, 01860039959,01860089618,01860089627).

Цель работы - повышение эффективности процесса переработки древесины на основе разработки научно-технологических основ и методологии создания ресурсосберегающих технологий измельчения древесины на щепу в рубильных машинах с многорезцовыми и ножевыми рабочими органами.

Объекты и методы исследований. Объекты исследований:

а) процесс резания древесины на щепу коротколезвийными резцами и ножами;

б) методика построения механизмов резания рубильных машин нового

типа;

в) условия подачи и режимы работы оборудования.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях

на специально созданном оборудовании. Промышленные эксперименты выполнялись на предприятиях лесного комплекса на натурных образцах машин и внедренных технологических процессах с использованием разработанных методик исследований и применением методов электротензометрирования. Результаты исследований обрабатывались методами математической статистики с помощью ЭВМ.

Научная новизна работы:

- разработано новое направление в области повышения эффективности производства щепы отличающееся возможностью достичь: а) резкого снижения силовых параметров процесса резания древесины в рубильных машинах; б) улучшения качества щепы и увеличение ее выхода; в) улучшения эргономических условий работы и упрощения технологии переработки древесины;

- дальнейшее развитие теории резания древесины на щепу коротколезвийными резцами (полузакрытый вид резания), отличающееся возможностью прогнозировать, развивать и создавать более совершенное оборудование передвижного и стационарного исполнения для измельчения древесного сырья;

- теоретически и экспериментально обоснованы многорезцовые механизмы резания древесины на щепу, отличающиеся возможностью на стадии проектирования оценивать эффективность выбранных конструкций рубильных машин;

- математические модели построения многорезцовых механизмов резания отличаются возможностью вести инженерные расчеты основных конструктивно-кинематических и эксплуатационных параметров рубильных машин на стадии создания новых моделей;

- предложена кинематика процесса резания и подачи древесины, которая в отличие от существующих представлений доказывает возможность существенного снижения силовых показателей ножевых рубильных машин и повышения эффективности их работы при измельчении кусковых отходов;

- выявлены технологические причины образования потерь древесного сырья в процессе производства щепы и установлены аналитические зависимости этих потерь для разных условий подачи и резания древесины, отличающиеся возможностью прогнозировать степень уменьшения объема этих потерь;

- изучен характер износа режущего инструмента рубильных машин, дающий возможность устанавливать режимы его подготовки и эксплуатации для зимних и летних условий работы при измельчении древесины разных пород и являющейся основой для разработки нормативно-методических рекомендаций по расходу резцов на заданную программу работы;

- исследованы условия подачи древесного сырья в зону резания рубильных машин отличающиеся возможностью вести расчеты силовых и конструктивных параметров загрузочных устройств в зависимости от вида сырья и позволяющие повысить производительность машин и установить реальные значения коэффициентов загрузки и использования машин;

- обоснованы и разработаны малоотходные ресурсосберегающие технологические процессы отличающиеся возможностью организовывать эффективные производства переработки древесины на лесных складах и биржах сырья предприятий лесного комплекса в зависимости от объема измельчаемой древесины и назначения вырабатываемой щепы;

- определены области использования результатов исследования и обоснованы перспективные технические предложения по созданию процессов и оборудования, отличающиеся возможностью организовывать новые технологии для комплексной переработки древесного сырья с получением в едином технологическом цикле щепы и пиломатериалов.

Новизна технических решений, принятых по результатам исследований подтверждена 43 патентами и авторскими свидетельствами на изобретения.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена множеством экспериментов, производственной проверкой опытных образцов машин, серийных машин и технологий в реальных условиях эксплуатации на предприятиях лесного комплекса, а также сходимостью результатов аналитических и экспериментальных данных в пределах 86 - 97 %.

Научная и практическая значимость работы. Установлены закономерности процесса образования щепы при резании древесины резцами, процесса построения механизмов резания рубильных машин и процесса создания оптимальных условий подачи древесины, которые адекватно отражены в математическом аппарате, численных расчетах и анализе, что позволяет решать комплекс задач по выбору и обоснованию конструктивно-технологических режимов рубильных машин, а также дает возможность прогнозировать техническое развитие рубильной техники. Разработанные положения углубляют теорию резания древесины на щепу с применением коротоколезвийных резцов, расширяют представление о методах конструирования рубильных машин и являются основой при создании перспективных конструкций машин, обеспечивающих высокое качество вырабатываемой щепы, снижение металлоемкости и мощности процесса, улучшение условий труда обслуживающего персонала.

Практическая значимость заключается в разработке методологии создания новых механизмов резания древесины на щепу и новых технологических процессов и рекомендаций по режимам эксплуатации рубильных машин, которые могут быть использованы при проектировании новых конструкций машин и создании малоотходных производственных процессов измельчения древесины, позволяющих существенно повысить эффективность за счет упрощения технологии, существенного снижения мощности процесса, улучшения условий труда, повышения выхода и качества щепы, снижения расхода инструмента.

Эффективность результатов исследований диссертационной работы подтверждает широкое внедрение ресурсосберегающих технологий измельчения древесины на различных предприятиях промышленности.

Научные положения, представленные к защите:

1. Концепция решения проблемы измельчения древесного сырья, в особенности крупномерного как на нижних лесных складах, так и на лесосеке, базирующаяся на принципе ресурсосбережения и получения высококачественной щепы.

2. Методология построения эффективных многорезцовых и ножевых механизмов резания и методика расчета основных параметров рубильных машин, а также создание перспективных моделей машин с регулируемой производительностью и очисткой получаемой щепы.

3. Новый подход к оценке процесса формирования частиц щепы при полузакрытом виде резания на основе оценки качества щепы и степени износа резцов, позволяющий снизить потери древесного сырья и установить эффективные режимы работы рубильных машин в разных условиях их эксплуатации.

4. Обобщенные математические модели процесса подачи древесины в зону резания рубильных машин и рекомендации по совершенствованию конструкций загрузочных механизмов.

5. Методика экспериментальных исследований и промышленных испытаний по оценке эффективности применения разработанных механизмов резания при создании рубильных машин нового класса и результаты этих исследований.

6. Методика построения и рекомендации по применению технологических процессов переработки древесины с учетом объема измельчаемой древесины и качества вырабатываемой щепы.

7. Обоснованные новые технические решения рубильных машин, технологические и конструкторские рекомендации, позволяющие обеспечить высокое качество измельченной древесины в непрерывном цикле процесса переработки, а также оборудование: а) разработанное, выпускаемое и внедренное; б) разработанное и подготовленное к серийному выпуску; в) новые разработки на уровне экспериментальных образцов и изобретений.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы:

- НИИ и СКВ (НИИЦмаш, г. Петрозаводск; СПКТБ, г. Кострома; СКВ "Брянсктрансмаш", ВНИИгидролиз, ЦНИИМЭ, "УкрПКТИлеспром", г. Ивано-Франковск; АО ПКТИЛьвовдревпром; ВНИИинструмент; НЛП "Промлестех-нологии", г. Зеленоград; НПВП "Лестехника", г. Химки);

- машиностроительными заводами: НПО "Петрозаводскбуммаш" (МРГМ-01, (МРР8-50ГН), АО "ГМЗ", г. Нижний Новгород (резцы РМГ-1), АО "РАМА", г. Рославль (МРПГ-3; РГМ-1, СФБГ-1), АО "РЕМЕЗ", г. Лакинск (РМГ-1, СФБГ-1); п/я в/ч 44535 г. Брянск (МРГМ-5, КАНТ-2М, УПФП-1, ММПД-1); КПЗДИ, г. Каменец-Подольск (РГМ-1); АО "Черновицкий РМЗ"( МРБ-2А, УРМ-10, РМГ-1) и др.;

- предприятиями лесного комплекса: АООТ "Волгоградский рейд", ПО "Львовдрев", АО "Собинский Ж", Болдерайский ГПДП, г. Рига, АО "Костромской ФК", Измаильский ЦКЗ, Мантуровский БХЗ и ряд других.

Часть результатов работы оформлена в виде курса лекций для ИПК Мин-леспрома. По материалам работы разработаны и внедрены в практику «Руководство-справочник по производству технологической щепы в леспромхозах» и «Нормы расхода режущего инструмента и методические указания для расчета потребности в нем».

На основании результатов исследований и при участии автора разработаны и сданы на серийное производство: рубильные машины нового класса -МРР8-5-ГН (МРГМ-01), МРД-3, МРГМ-5, МРПГ-3, МРБ-2А, МРГМ-20 (готовится к выпуску); инструмент РМГ-1, многофункциональные машины для получения на лесосеке пилопродукции и щепы в едином потоке - КАНТ-2М, УПФП-1 М; машины для переработки маломерных древесных отходов -ММПД-1, СДУГ-1; устройство и технология для подготовки бревен к распиловке с получением щепы при формировании опорной поверхности на нижней части бревна СФБГ-1.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались: на заседаниях секции Ученого Совета ЦНИИМЭ (1979 - 1989 гг.); всесоюзных НТК в г. Вильнюсе (1989г.) и в ЦНИИМЭ; на республиканских НПК: ПКТИ г. Ивано-Франковск (1982, 85, 87 и 90 гг.); на НТК ЦНИИМОДа (1978 и 1980 гг.); СибНИИлпа г. Красноярск (1989 г.); АО «Закарпатлес» г. Ужгород (1989 г.); на научных конференциях ЛТИ ЦБП г. Лениниград (1985 г.), ЛЛТИ г. Львов (1978, 1979гг.); на машиностроительных заводах и КБ Минлеспрома,

Минхиммаша, Минлесхоза, Минтрансмаша; на всесоюзных семинарах на ВВЦ (ВДНХ) - 1988 и1990 гг.; на международном симпозиуме г. Москва (1994г.); на всесоюзных и международных выставках (Лесдревмаш-84, -96; Технолес-93 г. Санкт-Петербург; Лигна-93 г. Ганновер и на ВВЦ - «Ресурсосбережение-88» и «Комплексная переработка древесины» 1990 и 1991гг.); на курсах повышения квалификации специалистов лесной промышленности в ИПК г. Москва (1990г.).

Фрагменты результатов работы транслировались по ЦТ в передачах: «Жизнь науки» (28.Х.80 г.), «Лесные богатыри» (13.XII.80r), «Новости науки» (23.IX.97r.) и широко освещались в лесной периодической печати.

За научные разработки и их практическое использование автор удостоен диплома общества «Знание», диплома «Почета ВВЦ и ВДНХ», награжден медалями ВВЦ, удостоен звания «Заслуженный изобретатель России».

Личный вклад автора. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований получены автором лично.

В общих работах [6, 19, 25, 30 - 33, 35, 47, 69] автором сформулированы задачи исследований, выполнены аналитические расчеты и обоснования параметров процесса подачи крупномерной древесины в рубильные машины, вскрыты технологические причины образования потерь древесины при ее измельчении, дана оценка качества щепы; в работах [19, 42, 43] соискателем предложены технические решения по улучшению качества измельченной древесины в процессе ее производства. В статьях [21, 38, 46, 50, 55, 56, 64] автором предложены схемы малоотходных технологических процессов измельчения древесины. В совместной работе [3] автором написаны разделы - 3.5, 4.7 и 4.11.

В работах [24, 31] автор принимал непосредственное участие в определении реальных показателей кривизны хлыстов, подлежащих измельчению и в анализе результатов экспериментов по условиям загрузки тонкомерной древесины в рубильные машины, а в работах [15, 16, 27] автором дана технико-экономическая оценка использованйя новых машин в отрасли.

В совместных изобретательских работах автор генерировал идеи, принимал участие в разработке конструкций и схем новых машин.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 107 работ, включая 2 монографии, 2 справочно-методические издания. Получено по теме диссертации 43 патента и авторских свидетельств на изобретения, материалы работы отражены в 25 научно-технических отчетах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников (186 наименований) и приложений. Работа содержит 327 страниц основного текста, включающего 121 рисунок, 37 таблиц, а также 6 приложений на 85 страницах машинописного текста.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность решаемой проблемы, сформулированы цель исследований, научная новизна и основные положения.

В первой главе дан научный анализ существующих технологий переработки древесины, рассмотрены характеристики древесных ресурсов, в т.ч. низкокачественной древесины и древесных отходов, образующихся на всех фазах производственного процесса от заготовки древесины до ее полной переработки. Приведены реальные данные по кривизне низкокачественных хлыстов. Рассмотрены основные направления использования низкокачественного сырья и отходов. Наиболее прогрессивным является производство измельченной древесины и в частности технологической щепы. Щепа используется в целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП), в древесноплитном производстве (ДСП, ДВП), биохимической промышленности (ГЗ), в строительстве как наполнитель для блоков, как топливо и др. Все потребители щепы имеют к ней свои требования к ее фракционному составу и геометрическим размерам ее частиц. Щепа вырабатывается в ножевых рубильных машинах (дисковых, барабанных, конических, шнековых) и не в полной мере соответствует требованиям ГОСТ 15815. Отдельные частицы щепы, как показал анализ, имеют размеры по ширине до 100 мм, по длине до - 60 мм и толщине до 30 мм. Кроме этого, в щепе находится до 3 % некондиционных частиц (это частицы пирамидальной формы). Такой размер как ширина частиц в ножевых рубильных машинах не регламентируется. Объем крупной фракции в щепе зимой достигает до 12,5%, а мелкой до 15% - это при измельчении стволовой древесины и горбыля, а при измельчении лесосечных отходов он соответственно равен 25 % и 19 %. Кроме этого по содержанию в щепе древесной зелени, объем которой достигает 18 - 20 %, она не соответствует требованиям стандарта (допустимое значение 5%).

Приведена классификация рубильных машин и проанализированы их технические показатели. Для измельчения крупномерной древесины используются высокомощные рубильные машины (мощность привода достигает 1600...2500 кВт). Однако даже такие машины имеют ограничение по размерам измельчаемой древесины, т.е. требуется ее подготовка (раскряжевка и раскалывание). Использование ножевых высокопроизводительных машин с большой мощностью приводного двигателя в лесозаготовительной промышленности не эффективно, а порой и невозможно из-за отсутствия необходимых энергоресурсов. Коэффициент использования ножевых машин находится на уровне 0,11 ...0,36. На предприятиях с высокой энергонасыщенностью и большой концентрацией сырья коэффициент загрузки повышается до 0,43...0,52.

Учитывая, что предприятия лесозаготовительной отрасли имеют ограниченные энергоресурсы, то на них применяются машины с более низкой мощностью и разрешаемой способностью. Поэтому на предприятиях наблюдается значительный объем подготовительных операций. Кроме этого, ножевые машины требуют обеспечения пауз между подачей бревен или загружать поочередно тонкомерные и крупномерные бревна с целью восстановления оборотов рабочего органа.

Основные объемы щепы в промышленности вырабатываются на дисковых рубильных машинах, обеспечивающих наиболее высокое качество по сравнению с другими типами машин. В связи с этим, основное внимание в настоящей работе уделено дисковым машинам.

Из зарубежных конструкций машин следует выделить машины фирмы «Чугоку Кикай» (Япония), в которых благодаря примененному спиральному механизму резания, резко снижается мощность приводного двигателя. В этих машинах используется разнообразный режущий инструмент.

Проблеме измельчения древесины на щепу посвящен ряд научных трудов таких ученых как: Н.М.Валыцикова, Э.М.Лаутнера, А..В. Житкова, Н.П.Рушнова, Э.П.Лицмана, В.А.Егорова, Н.И.Тимофеева, Г.П.Аликина, Е.А.Пряхина, Г.И.Завойского, А.А.Веселова и др. Основным направлением известных исследований являлось открытое, ножевое резание древесины на щепу. В результате были определены оптимальные параметры такого процесса резания древесины на щепу.

Исследованиям технологических процессов переработки древесины посвящены работы В.В.Коробова, В.С.Суханова, В.Д.Никишова, Ю.А.Ширнина, В.Я Матюнина, М.И.Брика, Б.В.Пучкова и др. Разработанные технологии позволяют вовлекать в производства низкосортную древесину и отходы, однако они сопровождаются потерями древесного сырья, трудо- и энергоемки, низкопроизводительны.

Вопросы подачи древесины рассмотрены в работах: А.А.Волкова, Ю.А.Калашникова, К.Ф.Гороховского и др. Результаты их способствуют созданию оптимальных условий загрузки отходов в рубильную машину. Однако при измельчении целых деревьев и хлыстов возникают технологические и технические трудности с организацией надежной их подачи.

Вопросы надежности и долговечности работы механизмов резания, а также исследования по износу режущего инструмента рассмотрены в работах Е.А.Панфилова, А.В.Моисеева, В.Г.Морозова, Г.А.Зотова и др.

Анализ опубликованных работ показал, что известные теоретические разработки по обоснованию конструктивно-технологических параметров механизмов резания рубильных машин достаточно глубоко раскрывают сущность протекающего процесса при открытом виде резания. Однако достичь существенного повышения эффективности процесса измельчения древесины на щепу на их основе не представляется возможным, в особенности, при измельчении крупномерной древесины.

Вторая глава посвящена разработке теоретических основ процесса резания древесины на щепу коротколезвийными резцами и методике расчета и построения эффективных механизмов резания рубильных машин с определением основных параметров режущего инструмента для них. При резании древесины процесс формирования частиц щепы определяется величиной контакта режущего инструмента с древесиной. В зависимости от длины режущей кромки, находящейся в контакте с древесиной, различают:

а) открытое резание (режущая кромка полностью перекрывает ширину измельчаемого лесоматериала, т.е. Ьр > Вм). На этом виде резания построены известные ножевые рабочие органы рубильных машин,

б) полузакрытое резание (режущая кромка инструмента на малой длине контактирует с древесиной), причем во взаимодействии с древесиной находится и одна боковая грань инструмента, т.е. Ьр < Вм. Такой вид резания позволяет значительно уменьшить силовые показатели процесса и поэтому он взят за основу при разработке многорезцовых рабочих органов рубильных машин,

в) закрытое резание (режущая кромка, находящаяся в контакте с древесиной значительно, меньше ширины измельчаемого лесоматериала), - во взаимодействии с древесиной кроме главной режущей кромки находятся и две боковые грани.

В теоретических исследованиях использованы положения следующих отечественных основоположников теории резания: Тиме М.А, Афанасьев П.Л, Воскресенского С.А., Бершадского А..Л и Ивановского Е.Г.

Резание древесины коротколезвийными резцами относится к более сложному виду резания. На рис.1 приведена схема сил, действующих на щепу со стороны режущего инструмента. Частица щепы находится в сложном напряженном состоянии, т.к. разрушение древесины происходит в 3-х плоскостях.

г)

3

1

Рис. 1. Схема взаимодействия резца с древесиной. а) - схема сил, действующих на резец, соответственно: б) — при полузакрытом, в) - открытом и г) - закрытом видах резания. 1 - резец; 2- щепа; 3 - древесина.

2 ' трвщтл

Составляющая силы резания Ри вызывает разрушение древесины вдоль волокон путем скалывания частиц. В плоскости разрушения действуют напряжения скалывания - г, смятия - стсм и сжатия - сгсж, а также наблюдается поперечное расширение частиц щепы, характеризующееся коэффициентом Пуассона /л.

Из анализа схемы видно, что процесс элементообразования щепы имеет свои особенности в зависимости от вида резания. Так, при закрытом виде резания разрушение древесины происходит в центре ширины щепы, трещины распространяются вдоль волокон, при этом частица щепы получает выпуклость, как вдоль волокон, так и поперек. При полузакрытом виде резания разрушение начинается со свободной стороны, и трещины распространяются вдоль и поперек волокон. Объясняется это наличием дополнительных связей частицы щепы с массивом древесины. При традиционном виде резания (открытом) трещины при разрушении распространяются вдоль волокон.

Кроме этого установлено, что размер щепы по ширине зависит от длины контакта режущей кромки резца с древесиной. Другими словами, ширина щепы впервые стала управляемой. Основным размером щепы является толщина ее частиц, которая зависит от условий и вида резания. Для полузакрытого вида резания, который доминирует в рубильных машин с многорезцовым рабочим органом, автором предложена следующая формула для определения толщины щепы:

>.--(!)

а в 'т ~ Тп ■ т~ ~ ти • т~ Л

Ощ ьщ

где т - коэффициент, учитывающий условия резания древесины на щепу, т = 1 + + 5) ■ ^(<ре+ 5) -/г/д. [1 - tg(y/+ 5)' 8)], ав - напряже-

ния на скалывание и смятие, 1Щ - длина щепы по волокну, 1Щ = с1/йт<рвлт<рн, где Ь - ширина щепы, принята равной длине контакта режущей кромки резца с древесиной.

Анализ формулы [1] показывает, что наибольшие значения толщины частицы имеют при закрытом виде резания - = 5,2 мм, при полузакрытом виде -'ч = 4,7 мм и при открыто де - гч = 3,6 мм.

Аналитические исследования показали, что толщина щепы находится в гиперболической зависимости от ее ширины, причем с уменьшением ширины толщина ее резко возрастает. Формула их взаимосвязи имеет вид:

Г"-,"-('//г) , (2)

щ

Такой характер изменения толщины щепы объясняется увеличенной интенсивностью влияния сопротивления разрушению древесины по боковым граням на единицу длины режущей кромки (ширину щепы).

Кроме этого получена формула определения силы резания в многорезцовых рабочих органах рубильных машин для полузакрытого вида резания, которая имеет вид:

р„ =

1-

[5т(р д + в) + ««((С + 3)сОз(фд + <$)]сОз(у + в)

- + 0-С-Л

21.

(у +

к

Ь-

■г,

где 2'- количество резцов находящихся одновременно в резании.

Следующий блок теоретических исследований посвящен обоснованию технологических параметров многорезцовых рабочих органов и разработке методики построения механизмов резания. Для этого приняты следующие условия (допущения):

- обеспечение непрерывности процесса резания, т.е. в контакте с древесиной должно находится не менее 2 резцов;

- обеспечение требований технологичности изготовления и обслуживания многорезцовых рабочих органов рубильных машин;

- одинаковый радиус резания для двух последовательно расположенных резцов на рабочем органе машины, например, для 1 и 2, для 2 и 3 и т.д.;

- обеспечение минимально допустимой мощности привода рубильной машины.

Рациональная схема расположения резцов на рабочем органе зависит от условий резания, размеров и формы поперечного сечения измельчаемого лесоматериала, а также от размещения загрузочного патрона по отношению к оси вращения рабочего органа машины.

Основным видом резания древесины на щепу является продольно-поперечно-торцовое и поперечно-торцовое, при этом срез имеет форму эллипса. На рис. 2. показаны схемы для определения закономерностей расположения резцов.

Минимальное число резцов определяется из выражения: 2 = Л/соза' 51пря(Ьр-А), где а' -угол, определяющий положение центра сечения древесины по отношению к оси вращения рабочего органа, <1 - диаметр

Рис. 2. Схема для определения закономерности расположе- ДРевесины> Фн угол ния резцов на рабочем органе машины при продольно- примыкания (накло-поперечно-торцовом резании на) оси загрузочного

а) - расчетная схема, б) - подача древесины в вертикальной плоскости, патрона к плоскости в) - подача в горизонтальной плоскости

резания, в' = arctg g/h, (параметры g и h задаются конструктивно). Общее количество резцов Z0 = Z.k, где к - число резцовых спиралей (определяется исходя из заданной производительности машины). Зная требуемое число резцов, задача сводится к определению координат каждого из них на рабочем органе машины. Математически это можно записать в виде функции: s -f(d % <рн. R.h. g).

Величина угла £ между смежными резцами может быть определена из выражения: e¡ = arceosX/R¡. Значения^ определяются из системы уравнений второго порядка. Формула для определения координат резцов в дисковых рубильных машин в общем виде имеет вид:

X* ■ d*

sin4 фн - 2sin2 <ри • sin2 q>t + sin4 <pt

\-X3-d*-h

16sin <p, - sin <pH

sm p.-sm | + d. k4sin <p, ■ sin tpH 12hi1 sin4 ç„ +4R2 sin2 <pH -sin2 <pt +4q2 sin2 ç„ -sin2 <p, -d2 sin2 <pH ■

32sin' <pt -sin4 <p„

- 4h2 sin2 q>„ - sin2 <p„ -4R2 sin4 <p, +4q2 sin4 q>. + d2 sin2 çt , f Ah} sin2 çH +

----— A • и • ----—

'32 sin <pt - sm <pH ) ^ 16 sin ipt ■ sin q>t

+ 4АЛ2 sin2 <p. +4hq2 sin2 ç, -hd^ + rf4f2/i4 sin4 tpH -4h2 ■R2 -sin2 q>H -sin2 <p, +

lósin4 q>,-sin4 ç?„ J ^ 32sin4 <p, - sin4 <ри

+ 2R* -sin4 <p, +4h2 •q2 -sin2 <p,-sin2 ç>. -4R2-q2 -sin4 <p, -h2 • d2 -R2 ■d2 -sin2 <p, +

32sin4 (p, - sin4 <ph

+ 2q* -sin2 (p,-q2 -sin2 p, +2dA

„ • 4 . « К (4)

32 вт <р,-5т <рн )

Данное уравнение решается методом Феррари или численным методом с помощью ЭВМ. Приведены также формулы для других случаев условий резания древесины различного сечения.

Для барабанных рубильных машин расстояние между смежными резцами можно определить по формуле:

я'-Л-агссов

1р 180

(5)

где Я - радиус барабана, t - длина хорды эллиптического сечения древесины, 4 I 4х2

I, --, 1--г, а значенияхрассматриваются в диапазоне= 0...с1/2,Хц\ =х,

втр, V d

+ ЬР.

Наиболее рациональными схемами расположения резцов являются кривые второго порядка V- формы, кривые с симметрично расположенными по отношению к оси вращения рабочего органа, резцами, а также схемы рабочего органа с каскадом малых и больших резцовых спиралей, которые обеспечивают симметричное, по отношению к оси бревна, резание. Для практического обоснования построения многорезцовых рабочих органов разработан графический метод.

С целью создания равномерных нагрузок на каждый резец рабочего органа дискового типа разработаны и обоснованы схемы механизмов резания с постоянным моментом резания и скоростью внедрения. Момент резания ¡-го резца

равен: М' =Р -L'

а скорость равна V0= w.R.cos^„.

Разработана методика расчета дисковых многорезцовых рубильных машин и даны примеры ее пользования. Даны формулы для расчета мощности привода рабочего органа, скорости подачи древесины в зону резания, производительности машин, числа резцов, находящихся одновременно в резе и др., причем формула производительности определяет ее теоретическую величину, с введением в нее коэффициентов загрузки и использования - эксплуатационную. Для практического пользования формулами построены номограммы.

В этом же разделе приведены: аналитическое обоснование, экспериментальные исследования и данные промышленных испытаний конструкции режущего инструмента для многорезцовых рабочих органов рубильных машин. Режущий инструмент (резцы) находится в сложных условиях работы и при этом должен обеспечивать высокое качество щепы при заданной продолжительности его работы и быть полностью взаимозаменяемым. Кроме ограничения длины режущей кромки резца (min ее значение должно быть 20 - 22 мм, при этом толщина частиц щепы не превышает допустимых значений) важным элементом его конструкции является форма поперечного сечения и толщина резца. На рис.За показана схема взаимодействия резца с древесиной, из нее сле-

а) - кинематическая схема резания; 1 - резец; б) - зависимость величины угла наклона боковых граней резца от радиуса резания при различной толщине резца, мм; 1 - 5;

2 -10; 3 -15; 4 -20 мм

дует, что для обеспечения устойчивости бревна и уменьшения деформаций резец должен иметь скошенные боковые грани. Величина угла скоса ар определя-

И. - /И.^ —

ется из выражения: ар = аг^----, где гр - толщина резца, К - радиус

резания. На рис.Зб показано влияние радиуса резания и толщины резца на ве-

личину угла скоса (кривая имеет вид гиперболы). Величину угла ар выбирают по наиболее тяжелым условиям работы, т.е. при минимальном радиусе резание и минимальной толщине резца, которая выбирается по условиям его прочности. Выбор материала резцов и проверка его сечения на прочность может производиться по разработанной номограмме.

С учетом взаимозаменяемости резцов поперечное сечение их принято в виде равнобедренной трапеции с одинаковым углом наклона (скоса) боковых граней - 78° - 82°. Такой угол обеспечивает минимальный контакт боковых граней с массивом древесины и при этом его прочность максимальная. Исходя из условий прочности резцов минимальная толщина их должна быть не менее 10 мм, при минимально допустимой длине режущей кромки (Lp= Ъщ+Д где Д -величина перекрытия траектории движения резцов, принимается 3-5 мм).

Промышленные испытания резцов с разным углом боковых граней (ag = 45° - 80°) показали, что фракционный состав щепы практически не зависит от величины угла, однако надежность их работы с уменьшением угла резко снижается (момент сопротивления уменьшается с 1,52 см3 при ае= 80° до 0,84 см3 при ag= 45°). Учитывая то, что рубильные машины с многорезцовыми рабочими органами дискового типа новые машины, были проведены испытания в производственных условиях с целью определения характера износа резцов и режимов их работы. На основании результатов испытаний разработана методика расчета потребности в резцах в зависимости от гидротермического состояния древесины и ее породы. Было установлено, что износ резцов из стали марки Х6ВФ, 85Х15МФСНТ, 6ХС зависит от продолжительности контакта с древесиной и состояния последней. На рис.4 приведен график износа резцов в зависимости от места их расположения на рабочем органе, а также показан износ рубильного ножа и резца. Наибольший износ резцов за один период стойкости равен 0,46 - 0,48 мм. Сравнивая характер износа рубильного ножа и резцов с учетом технологии их заточки видно, что при использовании резцов в качестве режущего инструмента экономия инструментальной стали достигает 35 - 45 %.

а - рубильный нож, б - резец; в - график износа резцов

Кроме этого впервые установлен срок службы резцов и нормы их расхода, причем для простоты учета, данные приведены в объеме измельченной древесины и в продолжительности работы. Так, для резцов из стали Х6ВФ срок службы одного резца, в объеме измельченной древесины, составляет: 1077,4 м3 (летом)

и 113,8 м3 (зимой), в продолжительности работы - 642,2 ч (летом) и 168,3 ч (зимой). Расход резцов этой марки стали на 1000 м3 древесины составляет 0,98 шт. (летом) и 9,67 шт. (зимой).

Для выполнения эксплуатационных расчетов режимов работы приведены показатели удельного износа резцов и усредненные данные по величине снятия металла при заточке резцов.

Такие показатели работы резцов как их долговечность и срок службы определены на основании промышленных испытаний. Так, например, средний срок службы резца для летних условий работы составляет 400 - 410 часов работы, для зимних условий 75 - 80 часов; период стойкости (время между двумя переточками) составляет: летом 10-12 час., зимой 1,3 - 2,4 час. работы.

Согласно разработанной методики нормы расхода резцов и срок их службы можно определить для конкретных условий эксплуатации рубильных машин.

В качестве критериев оценки степени износа резцов приняты качество щепы и потребляемая мощность. Распределение щепы по фракциям в зависимости от продолжительности работы резцов при измельчении древесины разных пород приведено в табл.1.

Таблица 1

Изменение фракционного состава щёНы в зависимости от продолжительности ра-

боты резцов

Состояние резцов Массовая доля остатков щепы на ситах с диаметром отверстий, мм, в %

30 20 10 5 Поддон

При острых резцах 1,02/0,37 76,12/54,26 18,15/33,50 3,80/8,04 1,24/3,82

При резцах, отработавших 7 ч 1,78/1,64 74,40/33,29 17,58/44,33 3,79/13,62 2,20/7,10

Примечание. В числителе - данные для летних условий работы резцов, в знаменателе - для зимних.

Геометрические размеры частиц щепы также меняются в зависимости от величины износа резцов: длина (мм) толщина (мм)

Острозаточенные резцы 19,42 3,63

Резцы после 4 часов работы 18,00 3,86

Резцы после 7 часов работы 17,38 3,94

Данные по расходу мощности на резание в зависимости от продолжительности работы резцов представлены в табл.2. Таблица 2

Показатели работы резцов рубильных машин

Порода древесины Диаметр, см Продолжительность измельчения, с Объем измельченной древесины, м3 Потребляемая мощность, кВт Удельный расход энергии, кВт.ч/м3

1 2 3 4 5 6

Осина 46,0/46,0 24/94 0,166/0,665 40,8/64,6 1,64/2,54

Продолжение табл 2

1 2 3 4 5 6

Ель 48,5/43,0 86/34 0,606/0,145 47,6/45,8 1,88/2,98

Береза 47,5/38,5 114/152 0,795/0,524 45,8/34,0 1,82/2,74

Примечание; 1. Данные для неокоренной свежесрубленной древесины в летних условиях. 2. Влажность древесины ели 25-30%. 3. Марка стали резцов-ХбВФ. 4. В числителе данные для острозаточенных резцов, в знаменателе - для резцов, отработавших 7ч.

Усредненные эксплуатационные данные работы резцов из разных марок стали при их работе в различных условия приведены в табл. 3.

Таблица 3

Эксплуатационные показатели работы резцов

Показатели Х6ВФ, ЖС,57..62 85Х15МФСНТ ттг, те, 53..57

НЯСэ49...55 ЛЯС, 50...53

Объем измельченной древесины за межзаточный период работы, м3 189,0/30,3 197,0/52,6 128,0*/- 128,0*/-

Время работы машины за межзаточной период, мин 688/99 654/122 720'/- 720'/-

Величина среднего износа резцов, мм 0,24/0,37 0,18/0,44 0,28*/- 0,22'/-

Величина снятия металла при заточке, мм 0,22/0,33 0,35/0,52 0,35*/- 0,30*/-

Общая величина износа резцов, мм 0,46/0,70 0,53/0,96 0,637- 0,527-

Примечание: 1. В числителе - данные для летних условий работы, в знаменателе - для зимних. 2. 'Данные приведены для резцов с длиной режущей кромки 110 мм, остальные данные для резцов с длиной режущей кромки 44 мм.

В третьей главе приведены исследования условий подачи древесины в зону резания рубильной машины и выявлены технологические причины образования потерь древесного сырья к процессе его измельчения. Исследования проводились путем аналитического анализа с экспериментальной проверкой теоретических предпосылок.

В технологии измельчения древесины, из-за несоответствия размеров сечения древесины и размеров загрузочного окна рубильной машины (закомели-стые бревна и горбыль, большая кривизна бревен, наличие сучков на стволах и пр.) часть древесины отсортировывают и направляют на склад. Более того, в установках типа УПЩ после расколки древесины, по данным В.В. Коробова и Н.П. Рушнова, около 30 % ее возвращается на повторную расколку. Такая ситуация характерна для регионов Сибири и Дальнего Востока. С целью умень-

шения возврата можно использовать рубильную машину с большим загрузочным патроном. Однако такие машины требуют большой концентрации сырья и наличия высоких мощностей трансформаторных подстанций, и они уменьшают, но не исключают возврат древесины на дополнительную подготовку. Коэффициент загрузки ножевых рубильных машин, например, в лесозаготовительной отрасли составляет 0,11 - 0,24, в отдельных случаях он равен 0,36. Эффективным направлением вовлечения такой древесины в производство является совершенствование условий подачи. Предложено скалывать выступающие за габариты загрузочного патрона части древесины в процессе ее подачи. Место установки скалывающих ножей (ножи с односторонней заточкой с углом 25° -30°) зависит от конструкции рубильной машины и способа загрузки. Разработаны рекомендации по скалыванию для наиболее широко используемых рубильных машин. Выполнение скалывающего ножа с односторонней заточкой позволяет отводить отколотую часть древесины от рубильной машины и направлять ее в загрузочный патрон. В качестве скалывающих ножей могут быть использованы изношенные рубильные ножи от машин типа МРЗ-50, МР5-100.

При выборе технологической схемы загрузки необходимо знать усилия сопротивления подаче с тем, чтобы правильно рассчитать режим работы и выбрать конструкцию подающих механизмов.

Для определения усилий скалывания предложена формула:

Рск-К-

— -^-•(1-со8а'/2-зт(180-а')/2 180 Л|

(6)

2{1-соза'/ 2)

где А, Ь - соответственно толщина й ширина отделяемой части древесины, а' -центральный угол сечения древесины по отношению к скалывающей части.

Усилие сопротивления скалыванию преодолевается за счет усилий сцепления лесоматериала с рабочим органом подающего механизма с учетом кинетической энергии движущегося бревна, т.е. Рсц = б/ + Е. Надежная подача будет обеспечиваться при условии Рсч > Рск. На основе теоретических исследований построены графики зависимо-

//

// V

1 VI 2

/ У/ У

-з

Рис. 5. Экспериментальные зависимости усилия скалывания от ширины отделяемой части лесоматериала

1 - тополь; 2 - сосна; 3 - лиственница

сти усилия, развиваемого движущимся лесоматериалом от его толщины при разном коэффициенте сцепления и скорости подачи.

Ввиду того, что процесс скалывания в данном случае отличается от известных были проведены экспериментальные исследования на разработанной лабораторной установке, оснащенной измерительной и регистрирующей аппаратурой. Опыты проводились при ширине скалывающей части 5, 10, 15 и 20 см и соответственно толщине: 0,45; 1,46; 3,84; 5,63 см. Полученные дан-

ные обрабатывались на ЭВМ ЕС-1022. Результаты представлены в виде графических построений (рис.5.) и корреляционных уравнений:

- для сосны: Рск = 3,181 -1,315х + 0,1944х2 - 0,004694х3\ (7)

- для лиственницы: Рск = 2,644 - 0,9253х + 0,1393х? - 0,002563х3; (8)

- для тополя: Рск = 1,201 - 0,7302х + 0,172х2 - 0,0048х(9)

где х - ширина отделяемого слоя древесины, (х = Ь).

Для расчета усилий сопротивления скалыванию получено обобщенное уравнение регрессии:

Рск = 0,806 - 0,3402х + 0,09201х2 - 0,001бх3. (10).

Для увеличения силы сцепления предложена конструкция механизма подачи, позволяющего значительно повысить коэффициент сцепления (механизм снабжен упорами Д - формы). В данном случае Рсц будет определяться по формуле:

р =G-(f-cosa¡ +sing,): ^ cosa, -/-sinar,

где a¡ - угол наклона боковой грани упора,/- коэффициент трения сцепления.

В производственных условиях (Максатихинский ДОК) были проведены испытания новой конструкции механизма подачи на предмет определения усилия сцепления и коэффициента сцепления.

Средние значения коэффициента сцепления равны: 0,21/0,28 для березы и 0,30/0,66 для осины. Усилие сцепление равно 2800/3400 Н. В числителе значения для традиционного механизма подачи, в знаменателе - для разработанного.

Испытания механизма подачи усовершенствованной конструкции в условиях Шарьинской сплавной конторы показали, что в процессе подачи бревна диаметром 90 см от его комлевой части откалывается в процессе подачи слой древесины шириной 175 мм при толщине слоя 4,5 см.

Расчетно-экспериментальным путем было проверено влияние сопротивления скалыванию на устойчивость машины. Данные показывают, что момент опрокидывания, например машины МРГМ-01 в 5-6 раз ниже момента ее устойчивости. Из этого следует, что предложенная технология загрузки может быть рекомендована к внедрению.

Процесс подачи тонкомерной древесины имеет свои особенности, влияющие на производительность машин. Тонкомер (толщина в комле до 30 см) можно подавать в зону резания поштучно, пачками (в свободном и сжатом состоянии) или производить подпитку движущегося потока древесины. Эксперименты по выявлению эффективного способа подачи тонкомера были проведены, при его загрузке в многорезцовую рубильную машину ИТС-1000-2Ы, на Амурском ЛДК. Исследования проводились при участии научного сотрудника Моисеец Б.В [24]. Диаметр древесины при испытаниях составлял 16 - 95 см., влажность более 30 %. Тонкомерная древесина предварительно отсортировывалась и подавалась в режиме, определенном программой и методикой испытаний. По оценке качества щепы было установлено, что с увеличением диаметра

и при измельчении тонкомера в пачках выход качественной щепы увеличивается. Увеличение происходит за счет уменьшения объема крупной фракции с 13 до 3,1 % и опилок с 1,2 до 0,7 %. Это объясняется улучшенной стабилизацией бревен в загрузочном патроне рубильной машины, что исключает изменение геометрии резания. При подаче тонкомера пачками в обжатом состоянии выход щепы увеличивается еще на 1 - 3 %. Величина коэффициента загрузки достигает значений при поштучной подаче тонкомера 0,22...0,25, а в пачках -0,42...0,62.

Из этого следует, что тонкомерную древесину целесообразно загружать в рубильные машины пачками. Такая схема загрузки внедрена на Игирминском ОЛПХ, где формирование пачек производится с помощью передвижного гидроманипулятора.

Подача целых деревьев на измельчение имеет ряд особенностей из-за наличия сучьев на стволе древесины. Для достижения надежности подачи такой древесины, как показал анализ, достаточно сучья прижимать (пригибать) до размера соответствующего размеру сечения загрузочного патрона (рис.6).

1 - диск рубильной машины с режущим инструментом; 2 - загрузочный патрон; 3 - лесоматериал; 4 - прижимной валец

Усилие подачи в данном случае можно определить по формуле: Р„ = Рр • cos?" + Gu ■ sina, + (G„ + P. )• f ■ n, (12)

где Pp costp"- усилие затягивания древесины режущим инструментом, G„ sina -усилие от массы дерева, действующее в направлении подачи (учитывается при наклонной загрузке сырья); (GM + Рщ) fn - усилие, действующее со стороны механизма подачи, (п- число вальцов).

Усилие сопротивлению подаче равно:

РС=Р. -f + Р„ -f + лà -cos-п + р; -sin?), -п, (13)

где Рв - вертикальная составляющая силы резания, Р„ = Ppsin<p-, Рм - усилие от действия массы дерева (Рм = GM'cosa¡); Р„г- горизонтальная составляю-

[(rJtf-d^sinp,

щие от усилия изгиба сучка, Ра - Pu.cos<fr, Ри =1—'-- вертикаль-

ная составляющая усилия изгиба сучка, Я - расстояние от поверхности ствола древесины до точки взаимодействия сучка с вальцом, где <р> - угол врастания сучка, [сти] - допустимые напряжения изгиба древесины.

Для обеспечения нормальных условий подачи должно соблюдаться условие: Рп > Рс. Для определения реальных нагрузок при подаче целых деревьев были проведены экспериментальные исследования на специально разработанной лабораторной установке.

Результаты представлены в виде графических зависимостей (рис.7). Так-

Рис. 7, Влияние породы древесины на усилие подачи в зависимости от величины

перемещения образца с сучком

1 - ель: диаметр сучка сЦ = 26 мм, угол врастания сучка q>i = 900, Н = 95 мм; 2 - тополь: dc = 56 мм, ф] = 150, Н = 95 мм; 3 - береза: dc = 29 мм , <pi = 750, Н = 63 мм; 4 - ясень : dc • 27 мм, ф| = 390, Н = 63 мм; 5 - рябина: dc = 26 мм, (pi = 450, Н = 63 мм.

же получены графики изменения силы трения (F) и угла врастания сучков {гр) в зависимости от величины перемещений образцов древесины в ограниченном пространстве. Установлено влияние количества сучков на усилие подачи. Из графиков видно, что максимальное значения нагрузки возникает в первоначальный момент, когда происходит изгиб сучков до уровня высоты загрузочного патрона.

Таким образом, зная характер нагрузок и их максимальное значения, определяют мощность привода механизма подачи и необходимое усилие прижима. Результатом этих исследований явилась новая конструкция механизма подачи с повышенными элементами сцепления, выполненной на уровне изобретения.

Аналитическими исследованиями и данными из практики были выявлены причины образования потерь древесного сырья при его измельчении. Одной из них является разнотолщинность частиц щепы по их ширине, которая в рубильных машинах с ножевым рабочим органом составляет: для осины 14,4 %, для ели 10,1 %, для березы 9,7 %, липы -11,1%, ольхи - 9,8 %. Образование разно-толщинности объясняется изменением скорости резания по длине режущей кромки ножа, которая увеличивается в среднем в 3 раза. Более стабильные размеры частиц щепы наблюдаются при резании древесины коротколезвийными

резцами, например, разнотолщинность щепы для ели составляет - 2,9 %, для березы - 3,5 %, для осины - 1,03 %. Такое уменьшение вызвано небольшим изменением скорости резания по длине режущей кромки резца. Кроме этого частицы щепы имеют ограниченный размер по ширине равный длине режущей кромки резца, находящейся в контакте с древесиной (Вщ = Ь*).

Другой причиной потерь является появление некондиционной фракции из торцов измельчаемого бревна (частицы пирамидальной формы). Объем их достигает на 1 метровом бревне 2 - 3 %. На основании аналитических данных построен график изменения этих потерь (рис.8). В зависимости от длины бревна потери меняются по гиперболической кривой, причем с увеличением длины они резко снижаются. При увеличении длины щепы 1щ потери пропорционально увеличиваются.

Рис.8. Схема образования некондиционной фракции в щепе и графическая зависимость потерь древесины

С целью снижения указанных потерь рекомендуется измельчать древесное сырье в виде долготья в рубильных машинах с многорезцовым рабочим органом.

В четвертой главе изложены программа и методика экспериментальных исследований и обработки полученных результатов, дано описание использованных машин и оборудования и измерительной аппаратуры. Программой исследований предусматривается экспериментальная проверка теоретических положений на лабораторной установке (1 этап), полупромышленной установке (2 этап), и непосредственно на разработанных образцах машин в производственных условиях.

В период исследований все факторы, действующие в процессе измельчения древесины на щепу, были разделены на: постоянные независимые, переменные независимые и зависимые.

При проведении экспериментов для измерения параметров исследуемых объектов был использован метод электротензометрирования с фотографированием отдельных наиболее важных эпизодов процесса.. Регистрация параметров производилась на осциллографической бумаге осциллографа Н-117 и Н-041 У4.2 с предварительным усилением измеряемых величин усилителем 8АНЧ-7М. Для 1-го этапа исследований заготовка образцов производилась по специ-

ально разработанной схеме раскроя бревен. Анализ щепы производился до ее сортировки согласно требованиям ГОСТ 15815.

В разделе представлены результаты экспериментальных исследований и промышленных испытаний новых механизмов резания. Расхождения между теоретическим и экспериментальными данными исследуемых показателей составляет не более 14 %.

На первом этапе определялись количественные характеристики видов резания (открытый, полузакрытый и закрытый), изучалась физика разрушения древесины коротколезвийными резцами, устанавливалось влияние конструкции и длины режущей кромки резца на показатели процесса резания и влияние толщины срезаемого слоя древесины и угла встречи на силовые показатели процесса резания.

Анализ полученных данных изменения показателей процесса резания свидетельствует о разном протекании процесса элементообразования как по качественным, так и по количественным характеристикам. Порода и влажность древесины при разных видах резания оказывают существенное влияние на показатели процесса, что согласуется с общими положениями теории резания. На рис. 9 показано влияние боковых связей на силу резания при разной ширине частиц щепы, при 1Щ = 18 мм. Наиболее высокая интенсивность распределения усилий наблюдается при минимальной ширине щепы, с увеличением ширины влияние боковых связей менее заметно. Так, при изменении ширины с 10 до 50 мм усилие меняется с Ру= 100 до 80 Н/мм. При дальнейшем увеличении ширины (более 60 мм) удельное усилие резания стремится к постоянной величине, т.е. имеет место переход от полузакрытого вида резания к открытому.

Толщина щепы, как показали исследования, находится в гиперболической зависимости от ширины и максимальное свое значения она имеет при минимальной ширине. Более стабильные размеры частиц щепы наблюдаются при ширине более 20 мм. При такой ширине толщина частиц не превышает максимально допустимого своего значения для большинства видов ее потребителей.

Влияние величины угла (и) скоса режущей кромки резца, при полузакрытом виде резания, на силу резания имеет отличительный характер от известного из теории резания. Усилия резания снижаются при ffl = 0...Я/9 рад, а при больших значениях угла - увеличиваются. Такое изменение усилия можно объяснить преобладающим влиянием сил трения.

и и и 11 х л Щ V Рис. 9. Зависимость силовых показателей процесса резания от длины режущей кромки резца при полузакрытом виде резания /„=18 мм, осина свежесрубленная

С изменением толщины срезаемого слоя древесины в диапазоне 10-25 мм удельное усилие резание увеличивается с 57 Н/мм до 130 Н/мм, а удельная работа резания при этом снижается с 7 до 5 Дж/см3. Изменение угла встречи вектора скорости резания с направлением волокон древесины (р„ с я/2 до л/6 рад. приводит к уменьшению усилия и работы резания.

На втором этапе экспериментальных исследований определялись качественные и количественные показатели процесса резания древесины в рубильных машинах с многорезцовым рабочим органом в зависимости от конструкции и формы резца, угла встречи <рв, породы, состояния и геометрических размеров древесины.

Влияние угла встречи фв на выход щепы и силовые показатели приведено на рис. 10. На основании анализа полученных данных установлено, что при величине угла в диапазоне 7 л/3 6... л/4 рад наблюдается наибольший выход щепы и минимальная сила резания. В связи с чем, эта величина угла и рекомендуется для расчетов параметров рубильных машин. Получены уравнения регрессии связи угла встречи с показателями процесса резания:

но

«о

во

ы>

■м

м

—. < /

V N 4 /

Я \

< \

у

Ф.г

V 90

8 89

6 во

ч 75

2 ■ »

61

Л*

и'

¿Т í

зг* ч

55* & & 5* №

Рис. 10. Влияние угла встречи <р, на силовые показатели процесса резания и качество щепы

1,2,3- соответственно кривые для фракционного состава, удельной работы и силы резания

- для силы резания Ру = 53,21 - 0,95 (р, +0,02-р.2, (14)

- для работы резания Ау = 4,66 - 0,08 -<р, + 0,0017 <р,2, (15)

- для выхода щепы Ф = 82,49 + 0,48 -(р.- 0,006 <р.2, (16) Проведенные исследования влияния длины режущей кромки резцов на

толщину щепы позволили получить уравнение их связи, которое имеет вид: - 2,835 + 45,187/Ьр. На рис. 11 приведены графики изменения толщины щепы от длины режущей кромки и указаны границы допустимых значений по толщине для основных потребителей щепы. Усредненные данные показывают, что минимальная длина режущей кромки резца имеет значение 20 - 22 мм. Типичная осциллограмма измельчения древесины многорезцовыми рабочими органами дискового типа приведена на рис.12.

11 VI 1 \

л 5

V к1 Т4« 1 -V | / и

ГГгИ«ГГ

—,^ --- __—

* - """7 ~ — т-—

Ю

Я)Л 40 50 ¡Ю М 80 1р(б»1н[л

Рис. 11. Влияние длины режущей /фомки резца на толщину щепы

1,2,5 - теоретические зависимости для1ш=18,20,25мм 3,4 -экспериментальные зависимости соответственно для ели и

осины

На мощность резания и фракционный состав щепы более существенное влияние оказывает диаметр древесины. Так, например, при изменении длины от 0,5 до 2,0м мощность резания увеличивается всего на 1...5 % при диаметре 21 - 22 см; а с увеличением диаметра с 15 до 30 см мощность повышается с 12 до 26 кВт. Уравнение связи мощности с диаметром имеет вид:

N = 0,593 с1 +3,9, кВт.

Экспериментами была установлена работа маховых масс рубильной машины. Так, при снижении оборотов с 750 до 350 мин'1 работа составила 5,05 %, а при его полной остановке -7,21 % (диаметр рабочего органа 1450 мм его толщина 50 мм). На рис. 13 приведены сравнительные данные по 1фивым выбега в рабочем и холостом режиме работы ножевых и многорезцовых машин.

Рис. 12. Фрагмент осциллограммы процесса измельчения древесины на щепу на многорезцовой машине МРГМ-01 в производственных условиях Шарьинской сплавной конторы

») б)

а) - под нагрузкой; 1,2- ножевые машины соответственно КЛШ и МРНП-20;

3, 4- многорезцовая машина соответственно при влажности древесины IV = 55 - 65 % и W - 12 - 16 % ,б) - без нагрузки; 1- многорезцовая машина; 2 - ножевая машина КМ\У

Анализ этих кривых показывает, что в ножевых машинах маховые массы выполняют более значительную часть работы резания, чем в многорезцовых. Поэтому в ножевых машинах для сглаживания пиковых нагрузок рабочие органы выполняются в виде массивных маховиков. Анализ осциллограмм нагрузок позволяет сделать вывод о том, что процесс резания в рубильных машинах с многорезцовым рабочим органом стабильный, нет пиковых нагрузок. В связи с этим, рекомендуется выполнять рабочий орган в виде пластины - резцедержателя, что позволяет снизить его массу и массу машины в целом на 50 - 70 % (корпус и станина машины выполняются более простой конструкции).

Впервые получены данные полузакрытого процесса резания для разных пород древесины при ее измельчении в дисковых машинах с многорезцовым рабочим органом (табл. 4). Таблица.4

Влияние породы древесины и ее состояния на силовые показатели процесса резания

Порода древесины Диаметр древесины в комле, см Удельная сила резания, Ру, Н/мм Мощность резания, N„, кВт Удельная работа резания Дж/см3 Показатели математической статистики

X а M V, % Р,%

Сосна 19-20 39,28 10,41 3,37 198,01 16,1 4,87 8,13 2,46

Береза 18-19 48,0 10,10 4,00 200,66 33,1 11,61 16,49 5,78

Ель 18-20 47,6 12,26 3,97 203,65 25,1 9,04 10,87 4,44

Осина 20-22 37,57 10,83 3,29 221,05 32,8 11,51 14,84 5,2

Осина дровяная 20-22 26,15 7,28 2,12 135,78 30,3 5 12,39 22,35 9,12

На полупромышленной рубильной установке получены сравнительные данные разных видов резания. Так, сила и работа резания при открытом виде меньше, чем при полузакрытом на 16,5 % и меньше, чем при закрытом на 32 %.

Выход щепы при полузакрытом виде резания составляет 92 - 95 %, что на 4 -7% больше чем при открытом.

Результаты промышленных испытаний подтверждают качественное измельчение многорезцовыми рабочими органами, как стволовой древесины, так и кусковых отходов. Промышленные испытания машин с многорезцовыми рабочими органами подтвердили предпосылки о влиянии диаметра древесины и продолжительности работы на показатели процесса измельчения. Результаты, полученные в производственных условиях, представлены на рис.14 (изменение мощности и производительности машин с многорезцовыми рабочими органами). При измельчении стволовой древесины разного гидротермического состояния в машине МРР8-50ГН наблюдается снижение объема крупности с 2,28 % до 0,2 % и повышение объема мелочи в щепе с 3,33 до 6,05 % для зимних условий по сравнению с летними. Аналогичное перераспределение фракционного состава щепы наблюдается и в известных ножевых рубильных машинах. При измельчении кусковых отходов (машина МРД-3) крупность щепы понижается с 10,9% до 6,7% по сравнению с ножевыми машинами, например, МРГ2-20ГБ.

— рещы ветрие *•*• резни пвеле работ

Рис. 14. Влияние диаметра древесины назксплутационные показатели

работы многорезцовых машин:

а) - зависимость мощности от степени затупления режущего инструмента; 1 -

ель; 2 - осина; 3 - береза.

б) - на производительность и мощность; 1,5- изменение мощности для машин МРР8-50ГН и ИТС-500 соответственно; 2,3,4 - производительность машин ИТС-1000-

Промышленные испытания многорезцовых машин на разных предприятиях впервые позволили определить реальные значения коэффициента загрузки К3 машин и коэффициента использования их по времени К„, величина которых равна: К3 = 0,47 - 0,541 и Ки = 0,784 - 0,819 для летних и зимних условий работы соответственно. Полученные данные позволяют еще на стадии проектирования правильно вести расчет эксплуатационных параметров многорезцовых рубильных машин и дать предварительную оценку качественным показателям процесса резания.

В пятой главе приведены технические предложения перспективных моделей рубильных машин с расширенными технологическими возможностями:

73 5 Й' ¿м

б)

МРД-3, МРР8-50ГН соответственно.

а) машины с регулируемой производительностью, б) машины для измельчения древесины и одновременной очисткой щепы, в) машины с подтрелевкой древесного сырья, г) машины универсальные малоэнергоемкие с ножевым механизмом резания.

Машины с регулируемой производительностью разработаны впервые и включают многорезцовый рабочий орган дискового типа с каскадом чередующихся малых и больших резцовых спиралей. Испытания разработанной модели такого механизма резания показали, что производительность машины при измельчении тонкомерной древесины (диаметром до 35 см) увеличивается в 2 раза при постоянной мощности приводного двигателя. Качественные показатели щепы не отличаются от щепы, полученной в серийно выпускаемой многорезцовой рубильной машине, например, машины МРР8-50ГН. При измельчении разнотолщинного сырья (диаметр 16 - 95 см) производительность менялась следующим образом: одна большая резцовая спираль - 9,5... 12,8 пл.м3/ч; одна большая и одна малая спираль - 14,3... 19,3 пл.м3/ч и две больших спирали -18,5...25,3 пл.м3/ч. На основании экспериментальных данных разработана новая модель машины марки МРГМ-2Й.

Кроме этого в разделе даны рекомендации по совершенствованию ножевых рубильных машин путем замены их рабочего органа на многорезцовый (машины МРЗ-40ГБ и ПРМ-1).

Для повышения стабильности бревен во время подачи и измельчения предложены на уровне изобретения специальные механизмы с У-образным исполнением подающих устройств и режущей кромки ножей рабочего органа.

Применение многорезцовых рабочих органов в барабанных рубильных машинах позволило увеличить размеры загрузочного патрона (например, в машине МРПГ-3 до 500 х 350 мм. Такая машина разработана в двух модификациях: самоходная на базе ТДТ-55А и прицепная с приводом от трактора МТЗ-82. Машина, кроме измельчения, позволяет производить подтрелевку лесосечных отходов. Испытания машины подтвердили эффективность такой конструкции и она была рекомендована межведомственной комиссией к промышленному освоению.

Для измельчения кусковых отходов предложена дисковая рубильная машина с ножевым рабочим органом и малой мощностью приводного двигателя (в 2 - 5 раз ниже, чем в аналогичных машинах). Кинематика процесса резания выбрана из условия минимального контакта ножа с древесиной (резание происходит в направлении наименьшего размера измельчаемого лесоматериала, т.е. по его толщине). Кроме этого в предложенной машине установлены два загрузочные патрона (наклонный для коррткомерных отрезков древесины и горизонтальный для долготья). Рассортировка кусковых отходов по крупности происходит во время их непрерывной подачи в машину. Взаимное расположение загрузочных патронов связано с расположением рубильных ножей на диске машины, так, что при контакте ножа с древесиной в одном патроне в другом - он выходит Из контакта. Испытания такой модели машины подтвердили теоретические предпосылки о снижении мощности на резание (мощность машины со-

ставляет 25кВт) и упрощения технологии. Разработана методика расчета основных параметров таких моделей рубильных машин. В результате промышленных испытаний машина МРГМ-5 рекомендована к серийному выпуску. Опытная партия машин (55 шт.) внедрена на разных предприятиях лесного комплекса.

Следующим перспективным направлением явилось предложение по созданию рубильных машин для одновременного измельчения древесины и очистки получаемой щепы. Это машины камерные (корпус машин разделен на несколько камер, причем перегородки могут быть перфорированными) и машины с многоканальными щепопроводами. Проведенные лабораторные испытания таких конструкций машин показали возможность проведения очистки измельченной древесной массы в процессе ее удаления из зоны резания. Особенно эффективны данные предложения при измельчении целых деревьев и низкокачественной древесины т.к. они позволяют отделять щепу из кроны от щепы из стволовой части: разделять щепу по породам, например, на лиственную и хвойную; отделять свободную гниль и сколы от щепы. Новизна предложенных конструкций мацган защищена рядом патентов на изобретения.

В шестой главе рассмотрены вопросы построения малоотходных технологических процессов производства щепы (ТППЩ) из кусковых древесных отходов и низкокачественной древесины на базе новых машин. В зависимости от

Рис. 15. Безотходная технология производства щепы на биохимзаводе

1 - склад древесины; 2 - кран портальный; 3,12 - поперечные конвейеры; 4 - сбрасыватель бревен; 5,11 - загрузочные конвейеры, V = 0,8 м/с; б - уравнительная секция конвейера, V = 0,25 м/с; 7,10 - рубильные машины (МРР8-50ГН и МР5-100); 8 - ленточный конвейер; 9 -конвейер для подачи щепы в цех, V = 1,5 м/с

объема измельчаемого древесного сырья и назначения вырабатываемой щепы предложены 4 варианта ТППЩ с изготовлением щепы с корой и без нее. В ос-

нову ТППЩ заложена двухпоточная технология: 1- поток для измельчения крупномерной древесины, 2 - поток для измельчения тонкомера. Все операции в предложенных ТППЩ механизированы. Схема двухпоточной линии приведена на рис. 15.

Разработанные технологические процессы широко внедрены в леспромхозах, на заводах ДСП и ДВП, ЦБП, в микробиологической и лесохимической промышленностях. Они позволили сократить многочисленное оборудование, используемое на подготовительных операциях (станки для раскряжевки древесины одно и многопильные, станки для расколки древесины, ряд транспортно-переместительных механизмов и др.), снизить мощность трансформаторных подстанций, исключить потери древесного сырья, сократить число обслуживающего персонала и улучшить условия работы. Например, в Костромском фанерно-плитном комбинате при внедрении новой технологии из процесса были исключены: рубильная машина МРЗ-40Г, станок АЦ-ЗС, колун КГ8А, что позволило сэкономить 110,5 тыс.кВт.ч электроэнергии в год, исключить потери древесины в опилки , сколы и пр. в объеме 2 тыс.м3, высвободить б рабочих, добиться экономического эффекта в размере 900 тыс.руб.

Для обеспечения эффективной работы рубильных машин при измельчении крупномерной древесины разработаны конструкции и режимы работы подающих механизмов.

Для измельчения кусковых отходов разработана технология на базе поточной схемы с элементами комбинированной. Такая схема используется на ряде предприятий лесного комплекса.

Предложенные варианты технологических процессов рекомендуются проектным организациям, занимающихся разработкой технологий для комплексной переработки древесного сырья.

В седьмой главе показаны возможные области использования результатов исследований, а именно создана передвижная система машин для переработки древесины на пилопродукцию и щепу в едином цикле в составе таких агрегатов: КАНТ-2М (для крупномерного лесоматериала), УПФП-1М (для тонкомера), МРПГ-3 для измельчения лесосечных отходов и НТО-1 для раскалывания и раскряжевки древесины. Отличительной особенностью агрегатов КАНТ-2М и УПФП-1М является возможность одновременно с производством разных пиломатериалов измельчать "отходы в щепу за один цикл подачи бревна. Данная система машин позволяет вовлекать в производство и древесину, пораженную радионуклидами, жуком короедом, а также сухостой и горельники. Она незаменима в местах стихийных бедствий и разрушений, где требуется быстрое восстановление промышленных объектов и жилых домов из местных лесных ресурсов.

Для малых предприятий предложен ряд многофункциональных машин в составе ММПД-1, УСТП-1, СДУТ -1.

Для предприятий лесопаркового хозяйства предложен передвижной комплект машин для утилизации отходов путем их измельчения в щепу.

Разработанные рекомендации могут быть использованы и в лесопильном производстве для повышения качества пиломатериалов при распиловке бревен на лесорамах путем достижения стабильности бревна за счет образования на его нижней части опорной плоскости (патент № 2088398). Снятие части (фаски) с бревна производится многорезцовым механизмом резания с получением щепы. Внедрение этого предложения на ряде предприятий подтвердило эффективность данной разработки.

Восьмая глава посвящена технико-экономической оценке полученных результатов исследований. Годовой" экономический эффект от использования результатов диссертационной работы составил 10797,64 тыс.руб в ценах 1991г.

Основные выводы и рекомендации

1. Низкая эффективность процесса измельчения древесины на предприятиях лесного комплекса обусловлена, в основном, отсутствием системного подхода при оценке технологических операций по ее переработке и создании оборудования для комплексной переработки всей биомассы древесины, вследствие чего на всех этапах производства наблюдаются потери древесного сырья, процесс металло- энерго- и трудоемкий, а используемые в технологиях, например, ножевые рубильные машины требуют выполнения ряда подготовительных операций (продольное и поперечное деление древесины перед ее измельчением и др.) и характеризуются большими силовыми нагрузками (мощность их приводов достигает 1600 кВт.).

2. Разработанная концепция совершенствования процесса резания древесины на щепу и конструкций рубильных машин, базируется на принципе ресурсосбережения. Развитие концепции позволило расширить представление теории резания древесины на щепу и разработать новое направление в создании рубильных машин на основе полузакрытого вида резания. Применение этого вида резания позволяет: а) формировать частицы щепы с наперед заданными параметрами, б) в 3 -10 раз снизить силовые характеристики процесса, в) на 10 - 25 дБа уменьшить уровни звукового давления, г) на 8 - 15 % сократить потери древесины, д) увеличить выход щепы на 5 - 8 %, ж) уменьшить расход инструментальной стали на 30 - 45 %. Кроме этого, значительно упростить технологический процесс, в особенности, при переработке крупномерной древесины.

3. Теоретически и экспериментально определены качественные и количественные показатели процесса взаимодействия резца с древесиной разных пород, с учетом кинематики резания;-которые являются основой при выборе и обосновании рациональной конструкции резца для полузакрытого вида резания древесины на щепу. Доказано, что резец в поперечном сечении должен иметь форму равнобедренной трапеции с углом наклона боковых граней 78 - 82°, длина его режущей кромки находится пределах 22- 100 мм, а толщина резца должна быть не менее 10 мм. Угол встречи вектора скорости резания с направлением волокон древесины следует принимать в пределах 7с/5...2я/9 рад., удельное усилие резания при этом находится в диапазоне 37...48 Н/мм, при влажности древесины IV > 30 %.

4. Разработана методика построения многорезцовых рабочих органов, учитывающая особенности формы и размеров сечения древесины, условия получения щепы и позволяющая прогнозировать и обосновывать перспективные конструкции рубильных машин. С целью практического пользования получены формулы и построены номограммы для определения основных конструктивно-кинематических и эксплуатационных параметров рубильных машин нового класса.

5. Экспериментально (в промышленных условиях) установлена закономерность процесса износа резцов дисковых рубильных машин, величина которого зависит от места их расположения на рабочем органе. На основании полученных данных определены режимы подготовки и эксплуатации резцов в различных производственных условиях и разработаны нормативно-справочные материалы, регламентирующие расход резцов и устанавливающие условия их эксплуатации и включающие методику расчета потребности в резцах.

6. На основе теоретических и экспериментальных исследований выявлены основные технологические причины потерь древесины, связанные с физикой формирования частиц щепы для разных видов резания в дисковых рубильных машинах, а именно: разнотолщинность частиц по их ширине, вызванная влиянием скорости резания и изменяющейся по длине режущей кромки (для ножа в пределах 1,0-3,0 раза, для резца в 1,1 раза); образование некондиционной фракции при измельчении торцовых частей бревна (объем этой фракции составляет 2,0 - 3,0 % на однометровом бревне и находится в гиперболической зависимости от его длины). Установлено, что для открытого вида резания разнотолщинность частиц щепы составляет 9,8 - 14,4 %; для полузакрытого вида -1,03 - 3,49 %. Для снижения потерь рекомендуется вовлекать в переработку длинномерную древесину с использованием многорезцовых рубильных машин.

7. Определено, что доминирующее влияние на показатели работы многорезцовых рубильных машин имеет размер сечения древесины и технология ее загрузки, причем с увеличением диаметра повышается качество и выход щепы, а также производительность машины. Установлены значения коэффициентов: загрузки (К3= 0,32 - 0,56) и использования машины по времени (К„= 0,62 -0,85). С целью повышения степени использования машин при переработке разноразмерного сырья рекомендуется: тонкомерную древесину загружать пачками, при этом выход щепы повышается на 6 - 8 %. Если пачки в обжатом состоянии, то выход повышается еще 1 - 3 %.

7.1. Доказана возможность измельчения древесины негабаритных размеров путем скалывания с бревен выступающей части за пределы загрузочного патрона (закомелистости) и подач»-в зону резания рубильной машины целых деревьев с одновременным изгибом сучьев до размера сечения загрузочного патрона. Полученные расчетные формулы для определения силовых нагрузок при скалывании и подаче целых деревьев на измельчение являются основой для выбора и обоснования конструкций загрузочных устройств рубильных машин. Разработаны новые загрузочные устройства с повышенным коэффициентом

рос. национальная

библиотека |

с.Петербург |

09 306 «вт

- -г----—'

сцепления, которые могут быть использованы при подаче древесины и в других деревообрабатывающих машинах и станках.

8. Разработан и экспериментально обоснован ряд перспективных моделей рубильных машин:

- многорезцовые машины с регулируемой производительностью, позволяющие повысить коэффициент загрузки при поштучной подаче бревен до 0,4...0,7, увеличить производительность с 9,5...12,8 до 14,3...19,0 пл.м3/ч при диаметре измельчаемой древесины больше 35 см, а при диаметре до 35 см - она увеличивается вдвое при постоянной мощности приводного двигателя. Результатом этих исследований явилась модель машины МРГМ-20;

- универсальная малоэнергоемкая двухпатронная ножевая рубильная машина типа МРГМ-5. Кинематика процесса резания древесины в ней организована по принципу достижения минимальных силовых параметров с подачей кусковых отходов в разные загрузочные патроны с одновременной их сортировкой по длине, причем короткие (длина менее 400 мм) направляются в наклонный патрон, а длинные - в горизонтальный. Такая кинематика процесса резания (движение ножа в плоскости толщины измельчаемого материала) позволяет снизить мощность привода в 2 - 5 раз, уменьшить массу машин в 1,5...2,0 раз, улучшить эргономические условия работы (уровень звукового давления снизился на 8 - 12 дБа), а предложенные условия подачи значительно упрощают технологию процесса измельчения разноразмерных кусковых древесных отходов;

- машины для улучшения качества измельченной древесной массы в процессе ее производства (камерные машины и машины с сепарирующими щепо-проводами).

9. Установлено, что разработанный вид резания (полузакрытый) можно эффективно использовать и в лесойильной технологии (базирование бревен с целью получения качественного пиломатериала и щепы, а также для улучшения условий работы лесорамы). Разработано оборудование с режимами работы для разных типоразмеров лесопильных рам.

10. Для комплексной переработки древесного сырья на лесных складах разработаны малоотходные технологические процессы на базе мобильного и стационарного оборудования.

При сортиментной заготовке древесины рекомендуется процесс, позволяющий вырабатывать на лесосеке пилопродукцию и щепу (базовые машины: КАНТ-2М, УПФП-1М, МРПГ-3, НТО-1). При этом транспортные расходы сокращаются на 30-35 %, исключается необходимость в строительстве лесопильных цехов с инженерными сетями. Этот процесс незаменим при переработке древесины загрязненной радионуклидами, сухостоя и горельника на местах их концентрации, с выработкой из нее здоровых пиломатериалов. Кроме этого оборудование может использоваться в местах стихийных бедствий для восстановления и строительства инженерных коммуникаций и сооружений.

На нижних складах, биржах сырья для переработки низкокачественной древесины рекомендуется использовать научно-обоснованные малоотходные

технологические процессы (ТПГПЦ - одно- и двухпоточные), учитывающие объемы и назначение вырабатываемой щепы. Разработанные процессы прошли производственную проверку и внедрены на различных предприятиях: ЦБП, ДОКах, ЛПХ, ДСП, ДВП, ГЗ, БХЗ и др.

11. Массовое изготовление разработанного оборудования (более 11 наименований) и широкомасштабное внедрение его на предприятиях России, стран СНГ, Латвии, подтвердили теоретические предпосылки и инженерные разработки по организации комплексной переработки древесного сырья, доказало практическую значимость и экономическую эффективность результатов исследований. Расхождения между теоретическими и экспериментальными данными составляют не более 14 %. Новизна разработок подтверждена 43 патентами и авторскими свидетельствами на изобретения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии

1. Гомонай М.В. Многорезцовые рубильные машины,- М: Лесная промышленность, 1990. - 144 с.

2. Гомонай М.В. Технология переработки древесины: Учеб.пособие. - М: МГУЛ, 2002.232 с.

Справ о чно-методические материалы

3. Руководство по производству технологической щепы в леспромхозах / В.Я.Матюнин, Е.А. Пряхин, М.В. Гомонай и др.; Под ред. Н.П.Рушнова. - Химки: ЦНИИМЭ, 1988.-275 с.

4. Гомонай М.В. Нормы расхода быстроизнашивающихся деталей и методика расчета потребности резцов для дисковых многорезцовых рубильных машин МРР8-50ГН. - Химки: Лестехника, 2000.- 24 с.

Основные статьи

5. Гомонай МВ. К вопросу переработки древесины на технологическую щепу в дисковых многорезцовых рубильных машинах //Тез.доклЛУ Научн.техн.конф. (25-27 октября 1977г.)-Химки, 1977.-С.94-95,.

6. Гомонай М.В, Рушнов Н.П. Анализ основных параметров дисковых многорезцовых рубильных машин.// Тр. ин-та/ ЦНИИМЭ.-1978.- С 15-19.

7. Гомонай М.В. Аналитическое обоснование геометрических параметров многорезцового рабочего органа.//Тез.докл. 3-й научн.техн.конф. ЦНИИМОД.-Архангельск,

1978.- С 68-69.

8. Гомонай М.В. Определение геометрических размеров щепы в зависимости от вида и условий резания в дисковых многорезцовых рубильных машинах.// Тр. ин-та. / ЦНИИМЭ.-

1979,- С 91-98.

9. Гомонай М.В. Экспериментальные исследования элементообразования щепы при резании древесины коротколезвийными резцами.//Тр.ин-та./ ЦНИИИМЭ.- 1979.- С. 91-92.

10. Гомонай МВ. Влияние вида и условий резания на процесс образования щепы. //Тез.докл. 4-й научн.техн.конф./ ЦНИИМОД, Архангельск.- 1980,- С. 81-82.

11. Гомонай МВ. Исследование процесса резания древесины на щепу в многорезцовых дисковых рубильных машинах: Автореф... канд.техн.наук.-М., 1981.-20с.

12. Гомонай М.В. Влияние размеров измельчаемой древесины на процесс -резания и качество щепы. //Тр. ин-та/ ЦНИИМЭ.- 1983.- С. 33-38 .

13. Гомонай М.В. Рабочий орган дисковой рубильной машины. // Лесоэксплуатация и лесосплав.- 1979- №16,- С. 5-6.

14. Гомонай MB. Результаты исследований процесса резания в многорезцовых дисковых рубильных машинах. //Тр. ин-та/ ЦНИИМЭ.-1982.- С.89-91.

15. Гомонай М.В , Грошев В.С, Викснин Ю.М. Многорезцовая дисковая рубильная машина.//. Лесоэксплуатация и лесосплав.- 1982.-№11,- С. 8-9.

16. Гомонай М.В, Грошев В.С, Назарета А.Н. Передвижная рубильная установка УРП-1. //.Лесоэксплуатация и лесосплав.-1983.-№12.- С. 8-9.

17. Гомонай М.В. Эффективность использования низкосортной древесины в производстве щепы. //Тез. докл. Всесоюзн. научн .техн.конф./ЛТИ ЦБП.-1985.- С. 121-122.

18. Гомонай М.В. Новое в рубильной технике.//Тез.докл.научн.техн.конф. / ПКТИ Минлеспрома УССР- г.Ивано-Франковск.-1982,- С. 235-237 .

19. Гомонай М.В, Смирное КС. Производство зеленой щепы. - М: ВНИПИЭИлеспром, (вып.З), 1983 .-36с.

20. Гомонай М.В ,Сопотун А.И. Сокращение потерь древесного сырья. //.Бумажная промышленность.- 1984,- № 4,- С. 27-28.

21. Гомонай М.В, Романов Н.И, Петров В.М. Реконструкция узла по выпуску щепы. //. Лесная промышленность.-! 984.-№ 5,- С. 20.

22. Гомонай М.В. Выбор конструкции резца дисковых рубильных машин.// Деревообрабатывающая промышленность,- 1984. 4.- С. 5-6.

23. Гомонай М.В. Переработка низкокачественной крупномерной древесины мягколиственных пород на щепу. М.: ВНИПИЭИлеспром, (вып.15), 1985,-Збс.

24. Моисеец Б.В, Гомонай М.В. О качестве щепы при резцовом измельчении древесины. /Яр. ин-та./ ЦНИИМЭ,- 1985,- С. 93-98.

25. Гомонай М.В, Трубецкой П.А. Особенности процесса подачи деревьев в рубильную машину. //. Лесоэксплуатация и лесосплав.-1985.- № 5. - С. 11-12.

26. Гомонай М.В. О качестве щепы в рубильных машинах. //.Лесоэксплуатация и лесосплав. -1985.- № 5.- С. 15-16.

27. Гомонай М.В, Рушнов Н.П, Грошев B.C. Новая рубильная машина. //. Лесная промышленность,- 1985.-№ 5.-С. 26.

28. Гомонай М.В. Двухкамерная рубильная машина. //.Лесоэксплуатация и лесосплав,-1981,-№9,- С. 12.

29. Гомонай М.В. Об эффективности использования многорезцовой рубительной техники в промышленности при измельчении крупномерной древесины. //Тез.докл. НТК /ПКТИ г.Ивано-Франковск,-1985.- С. 116 -117 .

30. Гомонай М.В, Гомонай В.В. Повышение эффективности использования рубительной техники в лесозаготовительной промышленности. М.: ВНИПИЭИлеспром (экспресс-информация, № 22), 1987.- 25 с.

31. Гомонай М.В, Коперина М.В. Особенности процесса переработки крупномерной древесины на щепу. //Тр. ин-та /ЦНИИМЭ.-1987.- С. 17-21.

32. Гомонай М.В, Трубецкой П.А. К вопросу определения силовых параметров механизма подачи рубильной машины. //Тр. ин-та/ЦНИИМЭ,- 1987,- С. 64 - 71 .

33. Гомонай М.В, Гомонай В.В. Повышение эффективности использования рубильной техники. // Тез. докл. НТК /ПКТИ г. Ивано-Франковск. - 1987. - С. 99-100.

34. Гомонай М.В, Петров В.М, Коперина М.В., Вархолов IIB. Новая технология изготовления щепы. //Гидролизная и лесохимическая промышленность,- 1987.- № 6,- С. 2627.

35. Жучков А.М, Гомонай М.В. О режущем инструменте рубильной машины МРР8-50ГН. // Тез.докл. НТК /ПКТИ Минлеспрома УССР, г.Ивано-Франковск.-1987,- С. 101-102.

36. Гомонай М.В, Григораш Б.М. Рубильная машина. М: 1988. Информационный листок.-№88-175.- 2 с.

37. Гомонай М.В. Новые резцы для рубительных машин. // Деревообрабатывающая промышленность.- 1988.- № 2.- С. 12-14 .

38. Гомонай М.В, Петров В.М, Холодов В.И. Малоотходная технология производства щепы. // Лесная промышленность.- 1988.- № 4.- С. 16-17.

39. Гомонай М.В, Гомонай В.В. Исследование процесса подачи крупномерной древесины в рубительных машинах.//Тр.ин-та/ЦНИИМЭ.-1989,- С.146-151.

40. Гомонай МВ. Многорезцовые рубильные машины и опыт их внедрения,- М:-ВНИПИЭИлеспром (вып.1), 1988.- 40 с.

41. Гомонай М.В. Линия для производства щепы. М.-1989.-№87-7.-Зс. (информационный листок).

42. Гомонай М.В, Смирнов Н.С, Григораш БМ. Анализ работы оборудования для переработки кроны деревьев на щепу и древесную зелень. //Тр.ин-та./ ЦНИИМЭ.-1989.- С.47-54.

43. Гомонай М.В, Смирнов Н.С. О качестве щепы для кормовых добавок. //Тез.докл. НТК СибНИИЛП, г.Красноярск.-1989. - С. 37-38.

44. Гомонай М.В. Ресурсосберегающая технология измельчения древесины и ее отходов на щепу. /ЛГез.докл. НТК г.Вильнюс.-1989.- С. - 30.

45. Гомонай М.В. Как повысить эффективность работы рубительной техники. -//Тез.докл. НТК Минлеспрома СССР.-М.-1990,- С. 86-89 .

46. Гомонай М.В, Чугунов Б.А, ¡Ненашев Ю.Е,Князева В.Г. Ресурсосберегающая технология производства щепы. //. Лесная промышленность.- 1990,- № 3.- С. 20- 21.

47. Рушнов Н.П, Балдин Н.Т, Гомонай МВ. Анализ механизма образования потерь древесины при измельчении на щепу .//Тр.ин-та /ЦНИИМЭ.-1990,- С. 35-39

48. Гомонай М.В, Лемешко В.И. Черников В.М, Фоттелер Г.А. Рубильная машина МРГМ-5. //Деревообрабатывающая промышленность,-1992.- № 5,- С. 7 - 8 .

49. Гомонай МВ. Универсальная машина ММПД-1 для переработки маломерной древесины на пилопродукцию и щепу.// Лесная промышленность,- 1992,- № 6,- С. 13.

50. Гомонай М.В, Carnee А.Ф. Завод ДСП стал работать эффективнее. //Деревообрабатывающая промышленность,- 1992,-№ 1.-С. 16-17.

51. Гомонай М.В. Линия производства щепы.//Деревообработка.-1992.-вып.З.-С.5.

52. Гомонай М.В. Комплект оборудования для переработки лесосечных отходов. //Лесная промышленность.-1993,- № 3,- С 29.

53. Гомонай М.В. Рубильные машины с регулируемой производительностью. //Деревообрабатывающая промышленность,- 1993.- № 3,- С. 10-11.

54. Гомонай МВ. Малоотходные технологические процессы переработки низкосортной древесины на щепу У/Тез. докл. НПК г.Ужгород.-1989.- С. 21.

55. Гомонай М.В .Сироткин П.В.,Лемешко В.И. Система машин для комплексной переработки тонкомерной древесины и лесосечных отходов. // Лесное хозяйство,-1993,- №3,-С. 48-49.

56. Гомонай М.В, Жучков А.М, Кочергин В.И. Сокращение потерь при производстве щепы.// Лесная промышленность,- 1987,- № 3.- С. 8-9 .

57. Гомонай М.В. Машины и оборудование для комплексной переработки лесоматериалов. // Деревообрабатывающая промышленность,-1995,- № 1.- С. 8-10 .

58. Гомонай М.В. Машина для комплексной переработки тонкомерной древесины. // Деревообрабатывающая промышленность,- 1996.- № 4,- С.9-11 .

59. Гомонай М.В. Новое в технологии распиловки бревна на лесопильных рамах. //Деревообрабатывающая промышленность,-1997,- № 4.- С. 8-10.

60. Гомонай М.В. Переработка древесного сырья на лесосеке. //Лесная промышленность.- 1998- № 4.- С. 15-17.

61. Гомонай М.В. Лесозаготовки и переработка древесины: эффективные технологические решения // Лесная промышленность,-1999. - №1. - С. 12-13.

62. Гомонай М.В. Предложения по совершенствованию действующих нормативных документов на щепу // Деревообрабатывающая промышленность. -2001.- № 3. -С. 18-20.

63. Никишов В.Д, Гомонай М.В. О качестве технологической щепы или оценка технологической щепы, или к вопросу оценки качества щепы по стандарту // Лесной вестник. -2001.-№5.-С. 130-132.

64. Гомонай М.В, Ремезов А.И, Фе$Ъров С.А. Малоотходная технология производства щепы // Лесная промышленность.- 2003.- № 2.- С. 22-23.

Патенты и авторские свидетельства на изобретения.

65. На механизмы резания рубильных машин: -№ 719871(в соавторстве), 729056, 891446, 914276,1256963, 1308482 (в соавторстве), 1794657,1794658,1806923,1824310.

66. На рубильные машины передвижного и стационарного исполнения: -№ 745681 (в соавторстве), 29843, 880730 (в соавторстве), 905085 (в соавторстве), 906693 (в соавторстве), 977164 (в соавторстве), 1030169 (в соавторстве), 1050870 (в соавторстве), 1070004 (в соавторстве), 1114554 (в соавторстве), 1165577 (в соавторстве), 1184480 (в соавторстве), 1211043, 1273247 (в соавторстве), 1404350 (в соавторстве), 1613328 (в соавторстве), 1645151, 1660961,1768387 (в соавторстве), 1787776 (в соавторстве), 1808704 (в соавторстве), 2012485.

67. На механизмы подачи и загрузочные устройства: -№ 852735, 1009768 (в соавторстве), 1192991 (в соавторстве), 1230833 (в соавторстве), 1409452,1613329.

68. На станки и оборудование для переработки древесного сырья на пилопродукцию и щепу: -№ 2009885 (соавторстве), 2015875 {в соавторстве), 2060875 (в соавторстве), 2088398 (в соавторстве), 2090357 (в соавторстве).

Примечание: всего 43 патента, в т.ч. без соавторства 16.

Просим Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными гербовой печатью, направлять по адресу: 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, ВГЛТА, ученому секретарю. Телефон: 53-72-40. Факс: (0732) 5384-61.

Отпечатано с готового оригинала

Лицензия ПД № 00326 от 14.02.2000 г.

Подписано к печати °3 О 3 Формат 60x88/16

Бумага 80 г/м2 "Снегурочка" Ризография

Объем Zn-Л._Тираж 100 экз. _Заказ №

Издательство Московского государственного университета леса. 141005. Мытищи-5, Московская обл., 1-я Институтская, 1, МГУЛ. Телефоны: (095) 588-57-62, 588-53-48, 588-54-15. Факс: 588-51-09. E-mail: izdat@mgul.ac.ru

Q-ooj'/S

•14269

Общая характеристика работы

Глава I Состояние вопроса в области измельчения древесного сырья

1.1. Ресурсы древесного сырья и его характеристика

1.2. Основные направления использования древесного сырья

1.3. Оценка качества щепы и основные требования к ней

1.4. Машины для измельчения древесины на щепу

1.5. Технологические процессы переработки древесного сырья на щепу

1.6. Анализ режимов резания древесины на щепу

1.7. Выводы и задачи исследований

Глава II Теоретические исследования процесса резания древесины на щепу с применением коротколезвийных резцов

2.1. Исследование процесса формирования частиц щепы при резании древесины резцами. Виды резания и их сравнительные характеристики

2.1.1. Основные предпосылки механики образования частиц щепы при резании древесины коротколезвийными резцами

2.1.2. Механическая модель процесса элементообразования щепы

2.1.3. Определение толщины щепы в зависимости от вида и условий резания

2.1.4. Определение силы резания в дисковых многорезцовых рубильных машинах

2.1.5. Анализ влияния конструкции резца на механику образования щепы и силу резания

2.1.6. Влияние длины режущей кромки резца на толщину щепы

2.2. Обоснование технологических параметров механизмов резания рубильных машин нового класса

2.3. Вопросы теории и расчета конструкции режущих элементов для многорезцовых рабочих органов дисковых рубильных машин

2.3.1. Выбор и обоснование конструкции резца

2.3.2. Определение характера износа резцов. Методика расчета потребности в резцах и режимы их эксплуатации

2.4. Методика расчета дисковых многорезцовых рубильных машин

Глава III Исследование условий подачи древесины и анализ причин образования потерь щепы в дисковых рубильных машинах

3.1. Анализ процесса подачи древесины в зону резания рубильной машины

3.2. Причины образования потерь древесного сырья при его измельчении в рубильной машине

Глава IV Экспериментальные исследования процесса резания древесины на щепу коротколезвийными резцами и промышленные испытания разработанного оборудования

4.1. Методы и средства исследований

4.2. Результаты экспериментальных исследований

4.3. Результаты промышленных испытаний новых рубильных машин

Глава V Разработка перспективных моделей рубильных машин для измельчения древесного сырья

5.1. Многорезцовые машрщы с расширенными технологическими параметрами

5.2. Малоэнергоемкие ножевые рубильные машины

5.3. Рубильные машины для измельчения древесины и очистки щепы

Глава

VI. Разработка ресурсосберегающих технологических процессов производства щепы на базе нового оборудования

6.1. Технологические линии для производства щепы из низкокачественной древесины

6.2. Технология переработки кусковых древесных отходов на щепу

6.3. Режимы работы вспомогательного оборудования

Глава

VII. Создание агрегатного оборудования для переработки древесины на щепу и пилопродукцию в едином технологическом процессе

7.1. Передвижная система машин для комплексной переработки древесины

7.2. Стационарное оборудование для комплексной переработки древесины

7.3. Малогабаритная техника для предприятий лесопаркового хозяйства

Глава VIII Технико-экономическая оценка результатов исследований Основные выводы и рекомендации Литература

Приложения:

Приложение

1. Методики экспериментальных исследований

Приложение

2. Результаты 1-ого этапа экспериментальных исследований..334

Приложение

3. Результаты 2-ого этапа экспериментальных исследований..337

Приложение

4. Программы и методики промышленных испытаний разработанного оборудования

Приложение

5. Акты приемки оборудования на серийное производство

Приложение

6. Материалы об использовании результатов исследований в НИИ, СКБ, машиностроительных заводах, на предприятиях лесного комплекса и в других организациях народного хозяйства

Общая характеристика работы Введение.В диссертационной работе рассмотрена актуальная проблема, состоящая в совершенствовании процесса переработки низкокачественной и мягколиственной древесины и в особенности крупномерной, а также древесных отходов на технологическую щепу на базе ресурсосберегающих технологий, в основе которых состоит процесс измельчения древесины в рубильных машинах с многорезцовыми и ножевыми рабочими органами, позволяющие существенно повысить эффективность производства. Разработанная передвижная система мащин позволяет вовлекать в производство и древесину зараженную радионуклидами, пораженную жуком-короедом, а также сухостой, горельник, бурелом. Ресурсосберегающие технологии измельчения древесины на щепу включают операции по подаче и резанию древесины, подготовке и эксплуатации режущего инструмента и предполагают: 1) экономию древесного сырья, 2) снижение металло- и энергоемкости процесса, 3) сокращение расхода режущего инструмента, 4) снижение численности обслуживающего персонала, 5) уменьшение количества оборудования. Актуальность проблемы. Потенциальные лесные ресурсы нашей страны огромны и составляют около 82 млрд.м, в т.ч. спелых и перестойных лесонасаждений 44 млрд.м, при этом расчетная лесосека составляет 500 млн.м. В настоящее время используется 24 лесосеки, а доля использования ее годичного прироста не превышает 18 Лесонасаждения видоизменились по качественному составу. Кроме сухостоя, ветровалов, горельника и пр. появились лесные делянки зараженные радионуклидами 3 5 млн.га), а в промышленно развитых регионах уже преобладают низкокачественные и мягколиственные насаждения. Указанное сырье требует незамедлительного использования с целью обеспечения экологической безопасности в регионах. Дополнительно к этому в лесозаготовительной промышленности образуется около 40 отходов, а в деревообрабатывающей отрасли объем отходов колеблются в пределах 10...65 Древесные отходы имеются и на других предприятиях, используемых древесину. Приоритетным направлением в использовании вышеуказанного сырья является его химическая и химико-механическая переработка. Для этих процессов, а также для древесноплитного производства, в качестве сырья применяется древесина в измельченном виде, в основном, это технологическая щепа. Кроме этого, измельченная древесина используется в строительстве (наполнитель различных строительных блоков), как топливо в виде брикетов и для выработки древесного газа. Измельченная древесина производится на лесосеке, на лесных складах, биржах сырья, в цехах лесопиления и деревообработки. Существующие технологические процессы и оборудования по производству измельченной древесины малоэффективны и включают ряд вспомогательных трудоемких операций (сбор и складирование сырья,

Основные выводы и рекомендации

1. Низкая эффективность процесса измельчения древесины на предприятиях лесного комплекса обусловлена, в основном, отсутствием системного подхода при оценке технологических операций по ее переработке и создании оборудования для комплексной переработки всей биомассы древесины, вследствие чего на всех этапах производства наблюдаются потери древесного сырья, процесс металло- энерго- и трудоемкий, а используемые в технологиях, например, ножевые рубильные машины требуют выполнения ряда подготовительных операций (продольное и поперечное деление древесины перед ее измельчением и др.) и характеризуются большими силовыми нагрузками (мощность их приводов достигает 1600 кВт.).

2. Разработанная концепция совершенствования процесса резания древесины на щепу и конструкций рубильных машин, базируется на принципе ресурсосбережения. Развитие концепции позволило расширить представление теории резания древесины на щепу и разработать новое направление в создании рубильных машин на основе полузакрытого вида резания. Применение этого вида резания позволяет: формировать частицы щепы с наперед заданными параметрами, в 3 - 10 раз снизить силовые характеристики процесса, на 10-25 дБа уменьшить уровни звукового давления, на 8 - 15 % сократить потери древесины, увеличить выход щепы на 5 - 8 % и уменьшить расход инструментальной стали на 30 - 45 %, значительно упростить технологический процесс, в особенности, при переработке крупномерной древесины.

3. Теоретически и экспериментально определены качественные и количественные показатели процесса взаимодействия резца с древесиной разных пород, с учетом кинематики резания, которые являются основой при выборе и обосновании рациональной конструкции резца для полузакрытого вида резания древесины на щепу. Доказано, что резец в поперечном сечении должен иметь форму равнобедренной трапеции с углом наклона боковых граней 78 - 82°, длина его режущей кромки находится пределах 22 - 100 мм, а толщина резца должна быть не менее 12 мм. Угол встречи вектора скорости резания с направлением волокон древесины следует принимать в пределах 7г/5.27г/9 рад., удельное усилие резания при этом находится в диапазоне 37.48 Н/мм при влажности древесины W > 30 %.

4. Разработана методика построения многорезцовых рабочих органов, учитывающая особенности формы и размеров сечения древесины, условия получения щепы и позволяющая прогнозировать и обосновывать перспективные конструкции рубильных машин. С целью практического пользования получены формулы и построены номограммы для определения основных конструктивно-кинематических и эксплуатационных параметров рубильных машин нового класса.

5. Экспериментально (в промышленных условиях) установлена закономерность процесса износа резцов дисковых рубильных машин, величина которого уменьшается в обе стороны от оси загрузки бревна. На основании полученных данных определены режимы подготовки и эксплуатации резцов в различных производственных условиях и разработаны нормативно-справочные материалы, регламентирующие расход резцов и устанавливающие условия их эксплуатации и включающие методику расчета потребности в резцах.

6. На основе теоретико-экспериментальных исследований выявлены основные технологические причины потерь древесины, связанные с физикой формирования частиц щепы для разных видов резания в дисковых рубильных машинах, а именно: разнотолщинность частиц по их ширине, вызванная влиянием скорости резания и изменяющейся по длине режущей кромки (для ножа в пределах 1,75 - 2,75 раза, для резца в 1,1 раза); образования некондиционной фракции при измельчении торцовых частей бревна, (объем этой фракции составляет 2,0 - 3,0 % на однометровом бревне и находится в гиперболической зависимости от длины бревна). Установлено, что для открытого вида резания разнотолщинность частиц щепы составляет 9,8 - 14,4 %; для полузакрытого вида - 1,03 - 3,49 %. Для снижения потерь рекомендуется вовлекать в переработку длинномерную древесину с использованием многорезцовых рубильных машин.

7. Определено, что доминирующее влияние на показатели работы многорезцовых рубильных машин имеет размер сечения древесины и технология ее загрузки, причем с увеличением диаметра повышается качество и выход щепы, а также производительность машины. Установлены значения коэффициентов: загрузки - (0,32 - 0,56) и использования машины по времени - (0,62 - 0,85). С целью повышения степени использования машин при переработке разноразмерного сырья рекомендуется: 'гонкомерную древесину загружать пачками, при этом выход щепы повышается на 6 - 8 %. Если пачки в обжатом состоянии, то выход повышается еще на 1 - 3 %.

7.1. Доказана возможность измельчения древесины негабаритных размеров путем скалывания с бревен выступающей части (закомелистости) за пределы загрузочного патрона и подачи в зону резания рубильной машины целых деревьев с одновременным изгибом сучьев до размера сечения загрузочного патрона. Полученные расчетные формулы для определения силовых нагрузок при скалывании и подаче целых деревьев на измельчение являются основой для выбора и обоснования конструкций загрузочных устройств рубильных машин. Разработаны новые загрузочные устройства с повышенным коэффициентом сцепления, которые могут быть использованы при подаче древесины и в других деревообрабатывающих машинах и станках.

8. Разработан и экспериментально обоснован ряд перспективных моделей рубильных машин:

- многорезцовые машины с регулируемой производительностью, позволяющие повысить коэффициент загрузки при поштучной подаче бревен до 0,4.0,7, увеличить производительность с 9,5. 12,8 до 14,3. 19,0 пл.м3/ч при диаметре измельчаемой древесины больше 35 см, а при диаметре до 35 см - она увеличивается вдвое при постоянной мощности приводного двигателя. Результатом этих исследований явилась модель машины МРГМ-20;

- универсальная малоэнергоемкая двухпатронная ножевая рубильная машина типа МРГМ-5. Кинематика процесса резания древесины в ней организована по принципу достижения минимальных силовых параметров с подачей кусковых отходов в разные загрузочные патроны с одновременной их сортировкой по длине, причем короткие (длина менее 400 мм) направляются в наклонный патрон, а длинные в горизонтальный. Такая кинематика процесса резания (движение ножа в плоскости толщины измельчаемого материала) позволяет снизить мощность привода в 2 - 5 раз, уменьшить массу машин в 1,5.2,0 раз, улучшить эргономические условия работы (уровень звукового давления снизился на 8 - 12 дБа), а предложенные условия подачи значительно упрощают технологию процесса измельчения разноразмерных кусковых древесных отходов;

- машины для улучшения качества измельченной древесной массы в процессе ее производства (камерные машины и машины с сепарирующими щепо-проводами). Качество древесной массы в камерных машинах повышается на 12 % за счет отделения от нее вредных включений (сколы, отщепы, гниль, кора, зелень), а эффективность работы двухсекционного щепопровода составила 73,7 % при измельчении еловых тонкомерных деревьев и 41,9% для сосновых деревьев.

9. Установлено, что разработанный вид резание можно эффективно использовать и в лесопильной технологии (базирование бревна с целью получения качественного пиломатериала и щепы, а также улучшения условий работы лесорамы). Разработано оборудование с режимами работы для разных типоразмеров лесопильных рам. Внедрение разработки подтвердило практическую значимость результатов теоретических исследований.

10. Для комплексной переработки древесного сырья на лесных складах разработаны малоотходные технологические процессы на базе мобильного и стационарного оборудования.

При сортиментной заготовке древесины рекомендуется процесс, позволяющий вырабатывать на лесосеке пилопродукцию и щепу (базовые машины: КАНТ-2М, УПФП-1М, МРПГ-3, НТО-1). При этом транспортные расходы сокращаются на 30-35 %, исключается необходимость в строительстве лесопильных цехов с инженерными сетями. Этот процесс незаменим при переработке древесины загрязненной радионуклидами, сухостоя и горельника на местах их концентрации, с выработкой из нее здоровых пиломатериалов. Кроме этого оборудование может использоваться в местах стихийных бедствий для восстановления и строительства инженерных коммуникаций и сооружений.

На нижних складах, биржах сырья для переработки низкокачественной древесины рекомендуется исцользовать научно-обоснованные малоотходные технологические процессы (ТППЩ - одно- и двухпоточные), учитывающие объемы и назначение вырабатываемой щепы. Разработанные процессы прошли производственную проверку и внедрены на различных предприятиях: ЦБП, ДОКах, ЛПХ, ДСП, ДВП, ГЗ, БХЗ и др.

11. Массовое изготовление разработанного оборудования (более 11 наименований) и широкомасштабное внедрение его на предприятиях России, стран СНГ, Латвии, подтвердили теоретические предпосылки и инженерные разработки по организации комплексной переработки древесного сырья, доказало практическую значимость и экономическую эффективность результатов исследований. Расхождения между теоретическими и экспериментальными данными составляют не более 14 %. Новизна разработок подтверждена 43 патентами и авторскими свидетельствами на изобретения.

1. Анучин Н.П. Сортиментные и товарные таблицы. - М: Лесная промышленность, 1981.-536 с.

2. Коробов В.В., Брик М.И., Рушнов Н.П. Комплексная переработка низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок. М: Лесная промышленность, 1978. - 272 с.

3. Аттиков М.А. Экономика использования лиственной древесины в целлюлозно-бумажной промышленности. М: Лесная промышленность, 1976. - 95 с.

4. Товбин Б.М. Целлюлоза из лиственной древесины // Лесная промышленность.-1978.-№2.- С.17-18.

5. Размещение лесохозяйственного производства/ В.А. Николаюк, С.Г. Синицин,

6. A.С. Кузьмичев, A.M. Правдин. М: Лесная промышленность, 1982. - 208 с.

7. Воевода Д.К., Назаров В.В. Оборудование лесных складов. М: Лесная промышленность, 1984. - 224 с.

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

9. Вторичные материальные ресурсы лесной и деревообрабатывающей промышленности. Справочник. М: Экология, 1983. - 224 с.

10. Методические указания по определению объемов вторичных древесных ресурсов. М: ВНИПИЭИлеспром. 1988. - 40 с.

11. Матюнин В.Я. Повышение эффективности производства щепы из низкокачественной древесины и древесных отходов. М: ВНИПИЭИлеспром, (обзорная информация), 1985, вып.10.-40с.

12. Веселов А.А. Использование древесных отходов фанерного и спичечного произ-водств.-М: Лесная промышленность, 1987.- 160 с.

13. Кевиньш Ю.Ю. Механизация заготовки древесной зелени и щепы из лесосечных отходов. Рига: ЛатНИИНТИ.-1980.-35с.

14. Науменко З.М., Ладинская 'С.И. Кормовые ресурсы леса. М: Агропромиздат, 1990.- 192 с.

15. Разработка технологии и средств механизации для комплексной переработки кроны деревьев: Отчет о НИР /ЦНИИМЭ; рук. М.В. Гомонай. 69/15.3; № ГР 01870038084. -Химки, 1984 .-54с.

16. Томчук Р.И., Логинов В.М., Зоров Б.В. Технология заготовки кроны деревьев на Урале. М: ВНИПИЭИлеспром, 1981, вып. 2. - 40 с.

17. Крона дерева: промышленное и рекреационное использование. /А.В. Грищенко,

18. B.А. Кучерявый, Р.И. Томчук, В.В. Задорожный. Львов: Вища школа, 1985. - 168 с.

19. Гомонай М.В., Смирнов Н.С. Производство зеленой щепы. М: ВНИПИЭИлеспром, 1983. - 36 с.

20. Быков Е.Н. Технология и оборудование для переработки крон деревьев. М: ВНИПИЭИлеспром, вып. 17, 1980.- 12 с.

21. Баранов А.Н., Свирин Л.В. Выделение технологической щепы из измельченной зелени //Тр. академии/ ЛТА. 1982. - С. 112-115.

22. Пастух Б.М., Липинский С.К. К вопросу оптимизации процесса разделения лесосечных отходов на щепу и древесную зелень //Тез. докл. Республиканской конф. Мин-леспрома УССР (Ивано-Франковск-,-1982. -Ч.2. С. 194-195.

23. Торговников ГЛ., Дубинин В.З., Минакова Т.В. Отделение древесной зелени в СВЧ поле // Тез. докл. 5-й всесоюзной конференции (МД985).- С.54.

24. Быков Е.Н. и др. Способы и устройства для отделения древесной зелени от ветвей и сучьев /Е.Н. Быков, Л.И. Занькина, А.П. Александров. М.: ВНИПИЭИлеспром, вып. 17, 1979.-24 с.

25. Скляр В.И. Механизация заготовки древесной зелени. М: ЦБНТИлесхоз, 1979. -32 с.

26. Подыниглазов А.А. Исследование процесса измельчения пихтовой технической зелени при комплексной ее переработке: Автореф . канд. техн. наук. Свердловск., 1975. - 24 с.

27. Кочергин ЕЛ., Пучков Б.В. Очистка щепы от коры, гнили и зелени. М: ВНИПИЭИлеспром, вып. 9,1989. 28 с.

28. Коротаев ЭЛ., Клименко МЛ. Использование мягкой лиственной древесины. -М: Лесная промышленность, 1983. 128 с.

29. Вальщиков Н.М., Лицман Э.П. Рубительные машины. М: Лесная промышленность, 1980.-96 с.

30. Гомонай М.В. Технология переработки древесины. Учеб. пособие. М: МГУЛ, 2002. - 232 с.

31. Баранов Н.А. Технология древесной массы и целлюлозы. М: Лесная промышленность, 1965. - 350 с.

32. Бирюков М.В. Исследование и разработка технологии приготовления технологической щепы из древесины лиственницы: Автореф.канд. тех. наук. Свердловск, 1969. -21 с.

33. Вальщиков Н.М. Рубительные машины. Л: Машиностроение, 1970. 328 с.

34. Дроздов И.Я., Кунин В.М. Производство твердых древесно-волкнистых плит. М: Высшая школа, 1970. - 336 с.

35. Житков А.В. Подготовка древесины для производства целлюлозы и древесной массы. М: Гослесбумиздат , 1962. - 130 с.

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

37. Крупин В.А., ЯковенкоТ.А. О некоторых критериях оценки качества технологической щепы. //Деревообрабатывающая промышленность. 1971.-N8.-C5-6.

38. Готлиб Ц.А., Лаутнер Э.М. К вопросу об исследовании напряженно-деформированного состояния древесины при резании.//Тр. ин-та/ ЛТА.- 1978.-Вып.5.-С 106-109.

39. Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы, т. 2. М: Лесная промышленность, 1963, -986 с.

40. Материалы симпозиума по приготовлению технологической щепы. Гарри, 1961 (перевод N 559, Химки-ЦНИИМЭ, 1963.- 98 с).

41. Рушнов Н.П. Исследование процесса резания древесины в дисковых рубильных машинах. Дис. канд. тех. наук. Химки., 1967. - 261 с.

42. Шварщан Г.М. Производство древесностружечных плит. М: Лесная промышленность, 1977. 312 с.

43. Отлев И.А. Интенсификация производства древесностружечных плит.М: Лесная промышленность, 1989.- 192 с.

44. Бейгельман А.В., Непенин Ю.М. Диффузия щелочи в древесину при щелочной варке //Бумажная промышленность. 1969.-№ 8.-С.8-10.

45. Завойских Г.И. Исследование процесса резания древесины в дисковой рубильной машине в большом диапазоне толщины стружки: Автореф. канд. техн. наук. Минск., 1967.-22 с.

46. Егоров В.А. исследование процесса рубки древесины лиственницы на технологическую щепу в дисковых рубительных машинах: Автореф. канд. техн. наук. Л., 1977. -17 с.

47. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. Т. 1 / под редакцией Чичаева В.А./, М: Лесная промышленность, 1981. 368 с.

48. Руководящие технические материалы по производству технологической щепы из отходов лесопиления. Архангельск: ЦНИИМОД, 1984. 88 с.

49. Веселов А.А. Барабанные рубительные машины для переработки кусковых отходов. М: ВНИПИЭИлеспром, вьш.3,1987.- 56 с.

50. Старых A.M. и др. Оборудование для производства древесно-стружечных плит./А.М. Старых, А.П. Калинин, С.И. Зеликман. М: Лесная промышленность, 1984. -72 с.

51. Руководство по производству технологической щепы в леспромхозах, справочник под руковод. Рушнова Н.П. Химки, 1988. - 274 с.

52. Гомонай М.В. Многорезцовые рубильные машины. М: Лесная промышленность, 1990.-144 с.

53. Никишов В.Д., Гомонай М.В. О качестве технологической щепы или оценка технологической щепы, или к вопросу оценки качества щепы по стандарту .//Лесной вест-ник.-2001.-№ 5.-С130-132.

54. Гомонай М.В. Предложения по совершенствованию действующих нормативных документов на щепу .//Деревообрабатывающая промышленность.-2001.-№3.- С. 18-20.

55. Горячкин В.В. Собрание сочинений т.З, 2-е издание. М:Колос, 1968. - 384 с.

56. Рушнов Н.П. и др. Рубительные машины / Н.П. Рушнов, Э.П. Лицман, Е.А. Пря-хин.- М: Лесная промышленность, 1985. 208 с.

57. Алексин М.В. Электроснабжение лесозаготовительных предприятий. М: Лесная промышленность, 1989. - 136 с.

58. Шустов А.В. Энергетические испытания 4-х ножевой рубительной машины и сравнение ее характеристик с 10-и ножевой//Бумагоделательное машиностроение 1958. -вып.4. -С.5-19.

59. Патент США № 3732906,Рубильная машина, кл.144-176.-Заявлено 24.08.70.-Опубл. 15.05.73.

60. А.с. 400645 СССР, МПК В 27L/00/ Конический ножевой диск спиральной рубительной машины /Лахтанов А.Г,Микулинский В.И.,Бурносов Н.В,Клубков А.П. (СССР) -1763934/29; Заявлено 27.03.72; Опубл. Бюл. № 40, 1974.-1с.

61. А.с. 514699 СССР, МПК В 27L/00,Рабочий орган спиральной рубительной машины /Лахтанов А.Г и др., (СССР).-2080704/15;Заявлено 08.12.74; 0публ.25.05.76, Бюл. № 19,-2 с.

62. Овчинников В.В. Исследование процесса бесстружечного резания при раскряжевке древесины спирально-ступенчатыми дисковыми ножами: Автореф.канд. техн. наук. -М., 1978.-21 с.

63. Пучков Б.В. Подготовка и измельчение сырья в производстве древесных плит. М: обзорн. инфор. ВНИПИЭИлеспром, вып.4, 1990. 44 с.

64. Брик М.И., Васильев Б.А. Технологическая щепа. М: Лесная промышленность, 1975.-208 с.

65. Суханов B.C. Малоотходные технологические процессы производства щепы при рубках главного пользования: Автореф. .д-ра техн. наук. М., 1994. - 39 с.

66. Временная инструкция по организации производства технологической щепы в условиях лесосеки с использованием системы машин ЛЩ-1., Химки: ОНТИ ЦНИИМЭ, 1979.-20 с.

67. Коробов В.В., Рушнов Н.П. Переработка низкокачественного древесного сырья. -М: Экология, 1991.-288 с.

68. Матюнин В.Я., Ласица В.Н. Машины и оборудование для производства щепы. -М: ВНИПИЭИлеспром, экспресс-информация, вып.29-30,1992. 48 с.

69. Гордон JT.B. Технология и оборудование лесохимических производств. М: Лесная промышленность, 1979. - 288 с.

70. Шкиря Т.М. Совершенствование и динамика дровокольных станков. Львов: Ви-ща школа, 1977. - 160 с.

71. Симонов М.Н. Механизация окорки лесоматериалов. М: Лесная прромышлен-ность, 1984.-216 с.

72. Использование отходов лесозаготовок /Л.И.Качелкин,Н.П.Рушнов,В.В.Коробов, Г.М.Михайлов, В.М.Черезова.-М.: Лесная промышленность, 1965.-316 с.

73. Лаутнер Э.М. Основы теории получения технологической щепы и разработка нового поколения дисковых рубильных машин: Научн. доклад дис.д-ра техн. наук. -Санкт Петербург., 1995. 52 с.

74. Гороховский К.Ф. Исследование процесса измельчения сучьев: Автореф . канд. техн. наук. Свердловск., 1971. - 19 с.

75. Лицман Э.П. Исследование процесса резания древесины с толстой стружкой элементарным резцом // Лесной журнал. -1963.-№ 3.- С.122-133.

76. Лицман Э.П. Производство технологической щепы. М: ВНИПИЭИлеспром, 1976.-51 с.

77. Гусаров JI.A., Лицман Э.П. Анализ видов резания на дисковых рубительных машинах //Тр. ин-та/ ВНИИБ. -1972. вып. 60. - С. 35-40.

78. Лаутнер Э.М., Егоров В.А., Каменев Б.Б. Влияние условий рубки древесины лиственницы в дисковой рубительной машине на скорость движения щепы //Тр. ин-та/ ЛТА.-1978. -вып.7. С. 115-119.

79. Калашников Ю.А. Исследование процесса затягивания древесины режущими ножами в дисковых рубильных машинах: Автореф. канд. техн. наук. М., 1972. - 28 с.

80. Назаренко Е.С. Исследование процесса производства технологической щепы из низкокачественной древесины на дисковых рубильных машинах с гравитационной загрузкой сырья: Автореф . канд. техн. наук. М., 1979. - 19 с.

81. Шелгунов Ю.В., Назаренко Е.С. Совершенствование производственных показателей рубильных машин //Лесоэксплуатация и лесосплав. 1974. -№ 16. - С. 15-16.

82. Пряхин Е.А., Рушнов Н.П. Исследование усилий резания древесины в рубильных машинах со стружколамателем // Тр. ин-та/ ЦНИИМЭ. 1978. -С. 65-74.

83. Пряхин Е.А. Исследование процесса получения технологической щепы в рубительных машинах при переработке древесины различного температурно-влажностного состояния: Автореф . канд. техн. наук. М., 1979. - 17 с.

84. Беленький Ю.И. Обоснование параметров рубительных машин, обеспечивающих повышение качества технологической щепы: Автореф . канд. техн. наук. Л., 1989. -18 с.

85. Волков А.А. Обоснование параметров вальцев механизмов подачи барабанных рубительных машин: Автореф . канд. техн. наук. Химки., 1984. - 22 с.

86. Ивановский Е.Г. и др. Причины образования мелочи при рубке древесины лиственницы на дисковых рубильных машинах // Тр. ин-та/ JTTA.-1976.- вып.З.- С. 93-95.

87. Курицын В.Н. Особенности резания мерзлой древесины. М: Лесная промышленность, 1981. - 105 с.

88. Тимофеев Н.И. Исследование инструмента дискового типа для получения технологической щепы при окантовке бревен фрезерованием: Автореф . канд. техн. наук. -Львов, 1972.-20 с.

89. Тарасов С.П. Исследование процесса цилиндрического фрезерования с получением технологической щепы при агрегатном методе переработки: Дис . канд. техн. наук. -Л, 1978.-334 с

90. Лицман Э.П. Теоретические исследования динамики измельчения древесины в дисковых рубительных машинах // Тр. ин-та/ ВНИИБю 1973. - Вып. 6. -С. 23-26.

91. Блюмин Г.Д., Стукова Т.Г. Колебания динамически неуравновешенного ножевого диска рубительной машины //Лесной журнал.-1976.-№ 2.- С.62-68.

92. Стукова Т.П., Невзорова Л.Г. Исследование крутильных колебаний вала дисковой рубительной машины МРН-25 //Лесной журнал. 1974.-№ 6.-С.69-74.

93. Волъман НС. Динамика агрегата рубительная машина-электродвигатель и ее влияние на параметры агрегата: Автореф . д-ра техн. наук. Л., 1970,- 30 с.

94. Трубе А.Э., Санее В.И. Основы теории и расчета деревообрабатывающих станков, машин и автоматических линий. М: Лесная промышленность, 1973.- 384 с.

95. Шустов АД. Изучение работы отечественной многоножевой рубильной машины и методика выбора привода электродвигателя // Бумагоделательное машиностроение., 1956.- вып.5.- С.5-43.

96. Чурилин А.А. Новое в резании древесины. М: Лесная промышленность, 1967.-121с.

97. Бершадский А.Л., Цветкова Н.И Резание древесины. Минск: Вышейшая школа, 1975.-304 с.

98. Ивановский Е.Г. Резание древесины. М: Лесная промышленность, 1975. - 200 с.

99. Воскресенский С.А. Резание древесины. М: Гослесбумиздат, 1955. - 194 с.

100. Любченко В.И. Резание древесины и древесных материалов. М: Лесная промышленность, 1986. -296 с.

101. Петер Кох. Процессы механической обработки древесины (перевод с англ.). М: Лесная промышленность, 1969. - 328 с.

102. Хухрянский П.Н. Прочность древесины. М: Гослесбумиздат, 1955. - 148 с.

103. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов. М: Лесная промышленность, 1978. - 224 с.

104. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М: Наука, 1975. - 608 с.

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

106. Ласица М.Д. Исследование гидравлического способа измельчения древесины струями высоких и сверхвысоких давлений: Автореф . канд. техн. наук. Минск., 1965.- 18 с.

107. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. М: Наука, 1977.

108. Курош А.Г. Курс высшей алгебры: Учеб. пособие для студентов вузов. М: Гос-техиздат, 1946 . - 310 с.

109. Окунев Л.Я. Высшая алгебра: Учеб. пособие для студентов вузов. М-Л: ГИТТИ, 1940. -325 с.

110. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики.-М; Наука,1989.- 608 с.

111. Блох Л.С. Практическая номография. М: Высшая школа, 1971. - 328 с.

112. Хованский Г.С. Основы номографии. М: Высшая школа, 1976. - 351 с.

113. Калиткин П.Н. Численные методы. М: Наука, 1978. - 512 с.

114. Грубе А.Э. Станки и инструменты по деревообработке, т. 2. М: Гослесбумиздат, 1949. -697 с.

115. Амалщкий В.В., Любченко В.И. Станки и инструменты деревообрабатывающих предприятий. М: Лесная промышленность, 1978. - 240 с.

116. Методика оценки показателей надежности и технического уровня дереворежущих инструментов. Балабаново: ВНИИдрев, 1987. 36 с.

117. Морозов В.Г. Дереворежущий инструмент (справочник), М: Лесная промышленность, 1988.-344 с.

118. Пат. 1308482 РФ А1 В 27 L/00. Нож для многорезцовых дисковых рубительных машин /М.В. Гомонай, Б.В. Арефьев, Л.Г. Любимцев (РФ).- 391134829-15; Заявлено 10.06.85; Опубл. 07.05.87, Бюл. № 17. 4 с, ил.

119. Гомонай М.В. Выбор конструкции резца дисковых рубильных машин.//Деревообрабатывающая промышленность. -1984. №4. - С. 5-6.

120. Демяновский К.И. Износостойкость инструмента для фрезерования древесины. -М: Лесная промышленность, 1968. 1128 с.

121. Зотов Г.А., Швырев Ф.А. Подготовка и эксплуатация дереворежущего инструмента. М: Лесная промышленность, 1986.- 301 с.

122. Зотов Г.А., Памфилов Е.А. Повышение стойкости дереворежущего инструмента. -М: Экология, 1991.-304 с.

123. Башков В.М., Кацев П.Г. Испытания режущего инструмента на стойкость. М: Машиностроение, 1985. - 136 с.

124. Моисеев А. В. Износостойкость дереворежущего инструмента. М: Лесная промышленность, 1981.-112 с.

125. Панфилов Е.А. Современные методы повышения износостойкости дереворежущего инструмента. М: ВНИПИЭИлеспром, 1989. - 60 с.

126. Лапин П.И. Подготовка и эксплуатация режущего инструмента лесопильных предприятий, М: Лесная промышленность, 1978. 160 с.

127. Лашманов В.И. Повышение износостойкости инструмента//Лесной эксперт. -2002.-№2.-С. 10-11.

128. Рушнов Н.П., Пряхин Е.А. Подготовка и эксплуатация режущего инструмента рубильных машин. М: ВНИПИЭИлеспром, 1974.- 47 с.

129. Гомонай М.В. Нормы расхода быстроизнашивающихся деталей и методика расчета потребности резцов для дисковых многорезцовых рубильных машин МРР8-50ГН. -Химки, 2000. 24 с.

130. Гомонай М.В., Коперина М.В. Особенности процесса переработки крупномерной древесины на щепу //Тр. ин-та/ ЦНИИМЭ. 1987. - С. 17-21.

131. Гомонай М.В., Гомонай В.В. Повышение эффективности использования рубитель-ной техники в лесозаготовительной промышленности. М: ВНИПИЭИлеспром, 1987. -25 с.

132. Пат. 1192991 РФ, А В 27L/00. Загрузочное устройство рубительной машины/ М.В. Гомонай, Н.П. Рушнов, В.М. Петров (РФ). -№ 375879629-15; Заявлено 26.06.84; Опубл. 23.11.85, Бюл. № 43. 2с.: ил.

133. Кривопляс А.П. и др. Пакетоформирующие машины. М: Машиностроение, 1982. - 237 с.

134. Гомонай М.В, Трубецкой П.А. К вопросу определения силовых параметров механизма подачи рубильной машины//Тр. ин-та/ ЦНИИМЭ. 1987.- С.64-71.

135. Гомонай М.В., Сопотун А.И. Сокращение потерь древесного сырья // Бумажная промышленность. 1984. - № 4. - С. 27-28.

136. Рушнов ПЛ., Балдин Н.Т., Гомонай М.В. Анализ механизма образования потерь древесины при измельчении на щепу //Тр. ин-та/ ЦНИИМЭ. 1980. - С. 35-39.

137. Рубцов Ю.В. Образование отщепов при резании древесины в дисковой рубитель-ной машине //Механическая обработка древесины.-1981, № 3.- С.14-15.

138. Моисеец Б.В., Гомонай М.В. О качестве щепы при резцовом измельчении древесины //Тр. ин-та /ЦНИИМЭ.-1985.-.С.93- 98.

139. А.с. 1687433 СССР, А1 В 27L 11/ОО.Способ переработки лесоматериала на щепу /И.Н. Якунин, М.В. Гомонай (СССР). 4674605/15; Заявлено 06.04.89; Опубл. 30.10.91, Бюл. № 40. -3 с,: ил.

140. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М: Высшая школа, 1977.-479 с.

141. Леонтьев H.JI. Техника статистических вычислений. М: Гослесбумиздат, 1961. -230 с.

142. Пижурин А. А. Современные методы исследования технологических процессов в деревообработке. М: Лесная промышленность, 1972. - 230 с.

143. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментальных исследований и обработка опытных данных. М: Колос, 1973 - 194 с.

144. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. Л: Наука, 1974. - 107 с.

145. Соловьев В.А., Яхонтова В.Е. Элементарные методы обработки результатов измерений. Учеб.пособие. -Л: Ленинградский университет, 1977.- 72 с.

146. Рубцов Ю.В. Влияние отрицательной температуры на фракционный состав щепы // Механическая обработка древесины.-1981, №3.-С.11-12.

147. Рушнов Н.П., Пряхин Е.А. Барабанные рубительные машины и измельчители М: ВНИПИЭИлеспром, 1987.-40 е.

148. Пат. 1256963 РФ, А1. В 27L 11/00. Дисковая рубительная машина/ М.В. Гомонай (РФ). 3912325; Заявлено 29.04.85; Опубл. 15.09.86, Бюл. № 34. -3 е.: ил.

149. Гомонай М.В. Рубильные машины с регулируемой производительностью. //Деревообрабатывающая промышленность. 1993. - № 3. -С. 10-11.

150. Петровский B.C., Харитонов В.В. Автоматика и автоматизация производственных процессов лесопромышленных предприятий. Учеб.пособие.М: Лесная промышленность, 1984.-210 с.

151. Матвейко А.П. Технология и машины лесосечных работ. Минск: Вышайшая школа, 1984.-334 с.

152. Технология и проектирование лесных складов: Учеб. пособие / А.К. Редькин, В.Д. Никишов, А.К. Суханов, А.А. Шадрин М.: Экология, 1991. - 288 с.

153. Гороховский К.Ф., Лившиц Н.В. Машины и оборудование лесосечных и лесо-складских работ: Учеб. пособие. М.: Экология, 1991. - 528 с.

154. Залегаллер Б.Г., Ласточкин П.В. Механизация и автоматизация работ на лесных складах. 2-е изд. М: Лесная промышленность, 1973. 408 с.

155. Батин И.В., Дудюк Д.Л. Основы теории и расчета автоматических линий лесопромышленных предприятий. М: Лесная промышленность, 1975. - 176 с.

156. Шелгунов Ю.В., Кутуков Г.М., Лебедев Н.И. Технология и оборудование лесопромышленных предприятий. М: МГУЛ, 2001. - 518 с.

157. Перевозка щепы: /А.П. Ливанов, М.М. Солодухин, Э.Н. Мордвинцев, В.И. Жаров. М: Лесная промышленность, 1980. - 208 с.

158. Коперин И. Ф. и др. Линия для производства технологической щепы //Лесная промышленность. № 2.- С. 9-15.

159. Феоктистов А.Е., Щепотъев О.А. Первичная обработка древесины. М: Лесная промышленность, 1969. - 176 с.

160. Гомонай М.В. Многорезцовые рубильные машины и опыт их внедрения, М: ВНИПИЭИлеспром, 1988. 40 с.

161. Гомонай М.В. Переработка' низкокачественной крупномерной древесины мягко-лиственных пород на щепу. М: ВНИПИЭИлеспром, вып. 15, 1985. -33 с.

162. Гомонай М.В. Переработка древесного сырья на лесосеке // Лесная промышленность. -1998. -№ 4. -С. 15-17.

163. Боровиков Е.Н. и др. Лесопиление на агрегатном оборудовании /Е.Н.Боровиков, Л.А.Фефилов, В.В.Шестаков М: Лесная промышленность, 1985. - 216 с.

164. Руководящие технические материалы области применения агрегатных линий для переработки пиловочника на пиломатериалы и технологическую щепу. Архангельск. -ЦНИМОД, 1977. 15 с.

165. Межов И.С. Основы повышения объемного и спецификационного выхода пиломатериалов и заготовок при раскрое бревен брусово-сегментным способом на специализированном оборудовании: Автореф. докт.техн.наук.- СбП., 1994.- 33 с.

166. Пат. 2009885 РФ, CI В27 В 5/02.Установка для переработки древесины на пило-продукцию / B.C. Кутко, М.В. Гомонай, Н.М. Шишков, A.M. Бибиков, В.Е. Крыльцов (РФ). -4947499; Заявлено 19.06.91; Опубл. 30.03.94, Бюл. № 6. -4с.: ил.

167. Пат. 2090357 РФ,С1 В 27В 25/00. Фрезерно-пильная машина для обработки древесины / М.В. Гомонай, В.И. Лемешко, В.И. Вилюха, С.И. Матвеев, В.В. Гомонай (РФ).-94027133; Заявлено 19.07.94; Опубл. 20.09.97, Бюл. № 26. -5с.: ил.

168. Пат. 2015875 РФ,С1 В27В5/00. Деревообрабатывающий станок для переработки древесины на пилопродукцию / М.В. Гомонай, Н.М. Шишков, A.M. Бибиков, В.М. Петров, А.А. Симонов (РФ). 5051455; Заявлено 13.08.92; Опубл. 15.07.94, Бюл. №13. -5с

169. Ширнин Ю.А. Технология и машины лесосечных работ при вывозке сортиментов: Учеб.пособие.- Йокар-Ола.: МарГТУ, 1996.- 148 с.

170. Бурдин Н.А. Оценка экономической эффективности новой лесозаготовительной техники- М: Лесная промышленность, 1977.- 136 с.

171. Buchanan G, Dychnuku S. Экспериментальные исследования процесса рубки древесины при малых скоростях резания //Pulp and Paper Magazine of Ganada. -1963.-№ 5, v 64, C.234-245.

172. Papvort R, Jonson К. Энергозатраты при производстве древесной щепы в рубилке с параллельными ножами // Prod. Journal, окт.1968.

173. Wencel Е. Trends in Wood preparation for sulfit pulhing// Paptr Trade Journal, 1965, № 9,v 149, p.36-40.

174. Hemyk I, Kawka PF.Wplyw mechanizmu sk4awania drewna w rebaku tarczowyn na Ja-kosc produkowanyck zrebkow // Przeglad Papierniczy, 1978, R 34, № 10, C.363-366.

175. Hartler N. The Effekt of spout Angle as studied in an Experimentel chipper.// Svensk papper tidning, 1962, № 9, vol 65.-C 351-361.

176. Hartler N. Studies on the Suction. // Feeding of Gippers. -1962, № 12.

177. Hartler N. Дробление щепы в параллельном волокну направлении. Stockholm //Svensk Papperstidning, 1961, № 4. S. 104-108 (перевод №578, ЦНИИМЭ-1962).

178. Hartler N, Schtide R. Влияние параметров рубки щепы на ее качество// Svensk Pfpperstidning, 1977, v 88, № 14. -S. 447-455 (перевод A-44545. M.).

179. Murto J, Kivimaa E. Investigation on fachtors affechting chipping of pulp wood.// Sellu-loasapuun Lastutus 11 (2), Helsinki, 1951, v 67, p. 1-32.

180. Br Cine H. Untersuchengen iiber den Einfliise der Fasserrichtung auf zur Holzbearbeitung erforderiche Zerspannungsarbeit.- Dissertation, Dresden, 1932.

181. Stone J, Nickerson. Influence of the extend of mechanically treated wood.//Pulp und Paper Magazine of Ganada. 1961, № 6, v 62.

182. Hakkla P. Utnyttjande av hyggesafall med forende nordiska austrangningar. Svensk Pfpperstidning. 1972, № 2, 31/1. S. 49-55.

183. Wayne R. Hayes. International Marketing Manager Morbark Industries International. Inc. Winn, Michigan, USA, 1978. 19 s.

184. Hartler N, Cmage U. Chipper operation for improved chip guality.-Svensk Paper-stidning, 1977, vol. 80, No. 14.

185. Kawka W. Метод расчета двухдисковых спиральных рубительных машин //Przeglad Papierniczy, 1972, № 4. -С. 115-120 (перевод Ф-428, г. Петрозаводск, НИИЦ-маш).

186. Kawka W, Kikiewicz Z. Новый метод расчета сопротивляемости при измельчении древесины в дисковой рубительной машине //Zellstoff und Papier, 1973, № 1. -С. 15-21 (перевод Ф-421, г. Петрозаводск, НИИЦмаш).