автореферат диссертации по , 05.06.03, диссертация на тему:Снижение отходов древесины при производстве технологической щепы за счет совмещения операций окорки и рубки

Перечень условных обозначений

Введение

1. Анализ способов производства технологической щепы.

1.1. Производство щепы из целых деревьев.

1.2. Производство щепы по традиционному для отрасли способу.

1.3. Перспективы развития способов производства технологической щепы.

1.4. Гидротермическая обработка древесины.

1.5. Выводы и постановка задачи.

2. Теоретические исследования условий окорки щепы в руби-тельной машине.

2.1. Анализ процесса окорки щепы без учета конструктивных особенностей рубительных машин.

2.1.1. Условия элементообразования щепы.

2.1.2. Анализ усилий скалывания щепы с коры.

2.1.3. Анализ усилий отрыва коры от щепы.

2.1.4. Анализ напряжений, характеризующих окорку при ее элементообразовании.

2.2. Влияние конструктивных параметров рубительной машины на процесс окорки щепы.

2.2.1. Влияние углов рубительной машины на положение осей эллипса отруба.

2.2.2. Определение положения центра эллипса отруба

2.2.3. Влияние на процесс окорки щепы конструктивных параметров рубительной машины.

2.3. Методика определения результатов рубки неокоренной древесины.

2.4. Выводы. 72 •

3. Экспериментальные исследования способа производства технологической щепы.

3.1. Описание экспериментальных установок для исследования способа производства технологической щепы.

3.2. Методика проведения экспериментальных исследований.

4. Результаты экспериментов, их анализ и сопоставление с теорией.

4.1. Анализ экспериментальных данных по определению предпочтительного вида гидротермической обработки.

4.2. Анализ экспериментальных данных исследования влияния параметров пропарки на физико-механические свойства коры.

4.3. Анализ влияния параметров настройки ножевого аппарата на результаты рубки неокоренной древесины. Сопоставление теоретических и экспериментальных данных.

•г 4.4. Выводы. 109.

5. Практическая реализация результатов работы.

"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" [ I ] в лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности предусмотрено увеличить объем выпуска продукции на I7-i-I9 ^ , "...развивать опережающими темпами производство прогрессивных видов лесной и бумажной продукции, увеличить выпуск древесностружечных плит в 1,5 раза, древесноволокнистых плит и картона в 1,3-1,5 раза, целлюлозы в 1,3-1,4 раза и бумаги на 20-25 JS". Большое значение уделяется комплексной переработке древесного сырья, созданию и освоению новых технологических процессов, обеспечивающих повышение выхода целлюлозы и других полуфабрикатов. Это объясняется тем, что древесина является основным сырьем для производства целлюлозы, из которой получают различные виды бумаги, картона и другой продукции целлюлозно-бумажного производства. Ежегодно в нашей стране заготавливается около 355 млн.м древесины [81] . Основная часть этих заготовок используется для производства пиломатериалов, технологической щепы для ЦБП и плитных Ma's Выпуск продукции из 1000 м заготавливаемой древесины предтериалов, сырья для химического производства з ставлен в таблице [76] .Целлю- Бума- Кар- ДСП, ДВП, Пило- Фане- Стоимость лоза, га, тон, „3 3 мате- ра, всей продукт т т **" '^ риалы, .2> ции,получае„3 ^ мой из 1000 м"^ древесины/тыс.руб.Доля различных ви- 12,3 10,8 6,0 4,6 505 311 5,1 21,0 дов продукции Переработка балансовой древесины на технологическую щепу осуществляется сложным, трудоемким и специфичным для отрасли способом. При этом на обслуживании объектов приемки, хранения и переработки древесины, а также на ее межоперационных перемещениях занято до 15 % [24] производственного персонала.Существующие способы производства технологической щепы обуславливают значительную долю отходов полезной древесины, что существенно отражается на нормах ее расхода в производстве и на себестоимости вырабатываемой продукции. Например, в себестоимости бумаги и картона стоимость древесного сырья составляет 55-60^ [24] . Таким образом, расходы, связанные с сырьем, существенно влияют на экономику целлюлозно-бумажной промышленности, что обуславливает необходимость совершенствования технологии переработки древесины на щепу в направлении снижения доли трудовых затрат и норм отходов при переработке [ 2 ] .В настоящей работе рассмотрен способ производства технологической щепы непосредственно из неокоренной древесины, что позволяет исключить потери древесины и ряд трудоемких операций, связанных с окоркой, снизить требования, накладываемые на древесину операцией окорки, В работе рассмотрен процесс рубки в дисковой рубительной машине неокоренной древесины, подвергнутой предварительной гидротермической обработке. При этом теоретически выявлено и экспериментально подтверждено влияние конструктивно-технологических параметров на процесс рубки неокоренной древесины. Проведенные исследования позволили разработать методику аналитического определения результатов рубки неокоренной древесины, в частности, степени окорки щепы и размерных характеристик коры. Результаты работы могут быть использованы при отработке технологических режимов промышленных поточных линий по производству технологической щепы из предварительно обработанной неокоренной древесины и сорII тирования смеси щепа-кора.Автор защищает: результаты теоретического анализа процесса окорки щепы в рубительной машине; методику определения результатов рубки неокоренной древесины, подвергнутой предварительной гидротермической обработке и результаты экспериментальных исследований влияния гидротермической обработки на размерные характеристики и физико-механические свойства коры.Работа выполнена в соответствии с этапом 02.08 "Координационного плана НИР и мероприятий по комплексному использованию и воспроизводству лесных ресурсов Северного и Северо-Западного регионов" Междуведомственного координационного совета АН СССР в Ленинграде.Автор выражает благодарность коллективу работников отраслевой научно-исследовательской лаборатории комплексной механизации тяжелых и трудоемких процессов ЦБП за большую практическую помощь, оказанную при выполнении данной работы.

6. Результаты работы приняты к внедрению на Вологодском с/у Всесоюзного объединения "Союзоргбумпром" и Осиповичском кар-тоно-рубероидном заводе с экономической эффективностью

0,54 руб. на тонну древесины.

1. Основные направления экономического и социального развития СССР на 1.8I-I985 годы и на период до 1990 года. М.: Политиздат, 1981, с.95.

2. Американская техника и промышленность. Вып.У "Лесная и целлюлозно-бумажная промышленность США". СССР. В/о Внешторгре-клама, 1977, с.124.

3. Барулин В.И., Завражнов A.M. Исследование метода инерционно-пневматической сепарации древесных частиц в производстве древесно-стружечных плит. Тр.ВНИИдрева, М., 1973, №6, с. 46-51.

4. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. М.:Наука, 1980, с.975.

5. Большаков А.В. Физико-механические свойства основных компонентов еловой, сосновой и березовой древесины. Тр.СвердНИИП-древ, 1970, J&5, с.47-52.

6. Вальщиков Н.М. Рубительные машины. Ленинград. :Машинострое-ние, 1970, с.328.

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

8. Вальщиков Н.М. Дисковые рубительные машины. М. -.Лесная промышленность, 1964, с.291.

9. Вараксин Ф.Д., Ступенев Г.К. Основные направления технического прогресса лесной и деревообрабатывающей промышленности. М.:Лесная промышленность, 1974, с.36.

10. Воробьев И.В., Симонов М.Н., Захаров В.В. Руководство по эксплуатации окорочных станков ОК-35 и 0К-66. М.: Лесная промышленность, 1965, с.138.

11. Воробейчик М.Н. и др. Промышленное использование коры. Обзор. Бумага и целлюлоза. М. :ВНЖШЭИлеспром, 1976, с.42.

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

13. Гафиатуллин И.Г. Исследования процесса сухой окорки древесины методом трения в бункерных установках. Автореферат дисс. на соиск.уч.степ.канд.техн.наук. Ленинград.:ЛТИ ЦБП, 1981,с. 18.

14. Гафиатуллин И.Г., Сокольский Г.К. бункерный агрегат ЦЛ.С-П2 для групповой окорки сплавных лесоматериалов. Р.И.Лесоэксплуатация и лесосплав. М.:ВНИПИЭИлеспром, 1976, №33, с.9-10.

15. Гаврилов Ю.С., Крылов Г.А., Минаев В.Д. Круглогодовая окорка лесоматериалов. Лесная промышленность. М.: 1976, JH,с.13-14.

16. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.:Наука, 1971, с.78.

17. Грушевская Е.А. Влияние. высокотемпературных режимов. камерной сушки на физико-механические свойства древесины. Вопросы лесоведения и лесоэксплуатации, Минск.: Вышэйшая школа, 1967, с.198-204.

18. Гусаров А.А., Левин В.Л., Свирин Л.В. Исследование в условиях промышленного эксперимента эффекта отделения коры в рубительных машинах. Машины и аппараты целл.-бум. производств. Межвуз.сб.научн.тр. ЛТИ ЦБП, Л., 1981, вып.9, с.73--79.

19. Длин М.А. Математическая статистика в технике. М.: Советская наука, 1958, с.466.21