автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Учет древесины при машинном способе заготовок

Всероссийской раутно-произзодсгвзняое объединение Л8СЯ0Й ПрОМЫЕЛеННОСГ!! - ВНПОлеспром-(ЦЮЗШ - головная органа зэцяя)

Зэ правах пукопасл .МСПЬШОВ В'.зюр Пегроляч

7ЛК 630* 36-791

НЯГ ДРЕВЕСИНЫ ПРИ МАЕИИОМ СПОСОБЕ ЗАГОТОВОК

Спацдальяосгь 05.21.01: Технологая я аедлны лесного хозяйства и лесогагстовау.

Атггорефвра.

дяссзргвциг на соаокааав ученой с?епен. кандидата гвхяичвеках тук

хаки 1993

Работа виполввна во.Во врос с I 4 о к о >1 научно-прсизводотвеавоа объединений лесной прошвгаенаосгд (ВНПОяеспрои'

Научный руководитель - каадвдат технические наук', огароий

научный сотрудник А.¿.Цветков

Ойедиальпив оппоненты - доктор технических наук, профессор

Воевода Д.К.

кандидат технических наук, доцан? Захарлхов В.М.

Вадуьая организация - Цеатралыый научно-асслвдовагальокий

институт дееосшгава

/9 "V

Защита ляссертацм состоится " ' ^ " 1993 г,

в часов на заседании спецаалазарованного совета

KC93.0I.0I Всероссийского научао-дроазводствзяного объедкяоаля лесной лрмаплепЕости (БШОлеспром) по адресу: 141400, г.Хишсг Московском обл., ул.Московская, 21.

Бросш Балл отзыве; еа автореферат в двух экзаь'ляярах с заверенными п0дп7.0яш1 направлять по адресу: 141400, г.Хилев, Московской обл., ул.Московская, 21, ВНПОлзсироы, снецсовет.

С диссертацией похео оглакоызгься в ДиСлго?«»« ВНПОявсв**»*"»

__ —^

¿вторгфзраг разослан " г 5 * /X 1993 г.

УчзяыЙ секретарь спзцкализироваано'го совета, яапхадат гехнгчеевде аауас

С.Е.Дкаграев

ОЕШАЯ 1АРАКТНРЖГИКА РАБОТЫ

Акгуальяосгь гены. Операции по ой/еру и учету адтлнх лесоматериалов в России при маилкяом способе заголовок осуцесгз-ляюгся пряманеняем малопрестижного, грудоэлжэго ручного груда, что сдзрхиваег повышение прскзводателъяосга ыашия, не позволяв:-обьекгивяо оценивать объем ьызолнеяяых работ я принимать опгл-иалькиа управлоячаскпз решения.

Генеральным направлением технического развития лзсозагого-вагельной отрасли Россия явдязтся мапиназэцяя лесозагоговагельних рабог на база созд&щшх е разрабагиваемвс холгаяекгннх прародозд-дяищг систем машан.

Дальнейшее совзршзнсгвоваядз .тесозаготовитальнш: маияя предусматривает лшсвйдацвд трудоемких ручных операций по учету дре-зссани применением авгомагизяроваяяих систем упразлэядя машапачи л мзхаядзироваяяого вла автоматизированного учега заготавливаемоЗ црзвесшш. Поэтому обеспеченна авгоыагизироваякого алд мехаядза-розаягаго непрерывного учета заготовленной лесосечитая лгалляачя цревесаян является актуальной для янаенеряой практики проблемой. Разработка я внедрение современна* средств учета древесляы в производство будет способсгвовзтъ сялхэяязо трудозатрат я себесго-шосгп продукция, совершзясгзоваядю управления производственной 1еятельносш> лесозаготовительного предприятия, а также улучзмявз гоциалгяшс условий груда работников, занятых учетом лесокагериа-:ов.

Даль работа. Ксследоваякэ л разрабокса яаучяо обоснованных :егодов л технических срздсгв для «ахолязярозавного а автомага-прованяого учета объема заготавливаемой древасаяы ласозагэтова-сльннмв нзияяамя.

Патгчяяя повязка. В результате проведению: аналятпчесхих я яадзрямеятаяьяых исследований: -—

- научно обоснована, разработана а аредяоаена практике на-зда ¡¡гхааазгрозанного и автоматизированного учега древесгяя, агогавлгваамой яла обрабагаваемой машинным способом в условиях эсосеки;

- разработана методика имягациояного люделятоваяия на ЭВМ зависимости диаметра на "висога грудя" от размеров верхнего л нагзого захвагов валочно-пакегиругацей машин ЛП-19А, на основана:» которой получена аналитическая зависимость диаметра дерева на "высоте грудл" ог количества импульсов электрического сигнала в устройстве для учета объема лесоматериалов;

- разрабогаяы и технически реализованы три модели устройств для учета заготовленных лесоматериалов, новизна а оригинальность инженерных репеяип, заложенных з конструкцию устройств, задкцены гремя авторскими свидетельствами;

- разработана программа для ЭВЫ по анализу эффективности применения предложенных методов автоматизированного уча га лесоматериалов.

Практическая ценность. На основании результатов георегдчес-ких и окспери.'^Егальнцх исследований разработаны устройства поштучного учета заготавливаемой древосины ыашшяим способом. Внедрение разработанных средств учета древесины ври машинной заготовке обеспечивает достаточную точность, объективность учета, резкое снлкенкэ трудозатрат я является основой для создавая АСУ Т1

Кроме того, внедрение в практику механизированного и автоматизированного учета древесины позволит обеспечить:

- периодический контроль за ходом выполнения объема лесозаготовок и использования лесосечного фонда;

- объективное отражение данных о двакении а остатках древесины на лесосеке к верхнем складе.

Реализация работы. На основания результатов исследований:

- разработано и рекомендовано к серийному производству устройство для учета заготовленных деревьев типа ВО-82. На ЗМЗ ВНПОлеспром вылущена установочная серия - 50 шт.;

- спроектировано, изготовлено и апробировало в производственных условиях на мадшяах ЛП-19А и ЛП-ЗЗ устройство автоматизированного учета числа заготовленных лесоматериалов гяпа БО-Г76;

- разработано и испытано устройство типа ВО-136 для учета обьеыа лесоматериалов. Подготовлена и согласована заявка на освоение его серийного производства.

Экологическая г социальная эффективность применения новых инженерных разработок для учета древесины проявляется на только в денежном вырахешк, но в в обеспечении более полного съема

древасияв (s площади лесосеки, ус гранении ручного груда при уче?а лесоматериалов..

Результата проведенных исследований ислользултся ВКНСйоспроы ара разработке я внедрения автоматизированных систем уцразлендя а учета лесоматериалов в технологическом процессе валки п обрэзкя сучьев машинным способом.

Аптобздяя работа. Основные положения я результаты диссертации налита отраженна в науадах отчетах ЦЩИМЭ за I97C-I98? гг. Докладывалась я обсуждалась яа УН Всесоизаай нсучао--гехничаской конференции аспирантов, соискателей л молодых спецеаластов, m Второй Всесоюзной научно-технической конференция аспирантов, соискателей а молодых специалистов я учеяих Иидлесбумлрома СССР, на секциях Ученого Совета ЩШМЭ.

Устройство ЭО-82 демонстрировалось в IOSG г. на Международной выставке. "Лесдревмаи-ЙО". Б 19Я2 г. на ВД!Гл СССР в павильоне "Лесное хозяйство и лесная цромыюекяосгь" на выставка ''Зйек-тивяне научные разработки еястагутов отрясла".

На Всесоюзной конкурсе ЦП ОТО лесной промчплеаяостя и лесного хозяйства по охране груда я культуре производства на предприятиях лесной, деревообрабатывающей промашлзншстяа лесного хозяйства у о тройство ВО-82 отмечено П премией.

Публикация. По материалам дссзертацик опубликовано 10 печатных работ, ■ включая 3 авторских свидетельства аа изобретения.

. Струкгтза и объем работы. Диссертация состоит яз введения, пята глав с ванодаыа, закдяченая, списка литературы и приложений с актами лабораторных к дроьзводствзшшх испытаний и введрения устройств. ; .

Работа изложена на 232 странвдах машинописного текста, иллюстрирована ЯО таблицами, 41 рисунком. Саясод использовеянах Латвратурннх источников содержат 155 биолаогра^кчесних наименований, приложения -.44 с.

С0ДВЕ2АКИВ РАБОТЫ

- Ш дако обоснование выбора теш научянх исследо-

ваний, показана ее актуальность, аадохевы цель, новизна и аргументированность основных пояокеяай работы.

- б -

В первой гладе излоявяы разу ль гаги анализа основных машинизированных технологических процессов при заготовке древесина, а также методы и места ее учета.

Эффективность перспективных технологических процессов значительно возрастет при автоматизации оястем управления этими процессами. С игрокам внедрением в лесозаготовительную промышлен-носгь машшюй заготовки автоматизация учета заготовленной древе-оккы и райогы лесных ыаааа приобретает больпув практическую значимость. В яасюяаее время учет лесоматериалов, заготовленных лесосечными машинами^реализуется требованиями отраслевых стандартов ССТ 13-232-87 а ОСТ 13-75-88 и осуществляется двумя способами

Первый способ - определение объем заготовленных лесоматериалов вручную мерной вилкой яа погрузочной площадке яля у дня. Способ не обеспечивает достаточную точность, объективность.я оперативность учета, трудоемок.

Второй способ - учет "аготовденной древесина происходит на раздиючной площадке ила на сортировочном транспортере низшего склада. В этом случае дополнительных затрат на учет загоговленноа ь ласу древесины нот, но совершенно не обеспечивается требуемая оперативность учета. •.••■■■

Низкая оперативность в учете лесоматериалов отрицательно влияет на организация производственного процесса. Кроме того, учет заготовленной в ласу древесины, произведенный на нижнем складе, не способствует заготовка а вывозке из лесосеки всей древесины. Недостатки применения зги способов учета повышают себестоимость заготовленной древесины, снижают производительность труда на лесосечных работах а способствуют оставлении на лесосз-ке мелкотоварной древзсана.

Анализ существующих методов учета лесоматериалов похазкэааг, что она характеризуются большой трудоемкостью в низкой точностью учета, обусловлен!; субъективностью и характером учетчика.

Снижению трудозатрат на проведение учетных операций тесно связано о вопросами точности учета, автоматизацией сбора и обработки учетных данных.

Следовательно, исследование, доиск, разработка а внедрение методов а средств автоматизированного учета результатов труда на первых фазах технологического процесса имеют большое значение дм практики.

В главе отмечено, что вопросам автоматизированного измерения а учета круглых лесоматериалов посвящеан работы российских ученых Г. А. Вельд®, Д.Я.Воззода, Д.Д.Мзцкевэта, Г.А.Жсдзяшского, B.C. Петровского, А.Э.Спрогяса, С.В.Влпоградова, I.H.HecrepoF.a, В.И. Беседпна, П.А.Неркурова, II. А. Попова, В.П.Обрлжяа, С. Ф. Бород едко го. О.В.Коябаско, А.В.Яевпга, О.Б-Драобрахваского, D.M.Воеводина, С.З.Михля, 3. А. Дорошенко а др.

Анализ известных методов я средств учета лесоматериалов в Россия в за рубе&оы позволял сформулировать требования к устройствам учета древесина, затогааяазаеиой лесосечной калиной, что »првдалдао целБ, задача и иегод исследований.

Дгя достижения поставленной целя следовало решить следующие задай:

- ваполдагь анализ современных ташаизвроваяншс техпологя-ческях процессов а методов учета объема древесина, заготовленной иааяяаыи з усдовдях лесосека;

- дать теоретическое обоснование способов реализация разработавши методов учета заготавляваеиой древесина валящим способен;

- разработать пршшшальаке охеш устройств и технические требования к ним;

. . . - провес га технико-экономический анализ различных средств Пета;

- разработать и изготовить образцв устройств;

- провести эксперпмеаталшза исследования точностных характеристик устройств;

- дрэвэсгл производственные гспитвдлл устройств;

- разработать система механизированного аи автоматизирован-иого.учета древесины да лесосечных работах;

- разработать рекомендация во внедрена» иетодов а средств механизированно« п автоматизированного учета выработки лесоза-готовятельных маяяа.

- Во второй главе нмогенн теоретические кеследовааиялэгодст в оредога учета лесоматериалов при ышшшяоЛ заготовке.

Анализ я обосяовшш способов зт:сга лесоматериалов и условия их вришвЕеняя показивавт, что оператор лесосечной малшдн является начальная звеном в «епи лесозаготовительного производства, ог которого в пврвуи очередь зависит ваход товарной продукция. Поэтому учет объема выполненной ии работа долган осуществляться не только по количеству спаленных деревьев, но и объемов древесина

в кубометрах. Зго относится также х процессам трелевки, г.огруз-ки и транспортировки лесоттераалов. В главе даются рекомендация по использованию методов к средств учега в.кагдоы технологическом звено проязводегва.

Разработка первичных измерительных преобразователей (датчиков) размеров лесоматериалов - диаметра я длина, связана с исследованием объекта груда - дерева. В связи о зтлм бил проведен анализ эксплуатационных показателей деревьев лесосечного.фонда страны по главным ее лесозаготовительным регионам. Лаяние анализа были использованы для: расчетов парат.! с г ров измерительных устройств.

В лесном хозяйстве объем растущих деревьев определяют по массовым ала объемным габлицшг.

Исследование точностиих характеристик методов учета лесоматериалов при таксация леса позволило дать рекомендации для выбора методов автоматизированного у че та л е сома тераалов ва лесосечных работах.

В связи с этим для механизированного или автоматизированного учега могут быть использованы следующие методы учета лесоматериалов на лесосечных работах:

1) метод определения объема лесоматериалов по суше площадей поперечного сечения всех заготовленных деревьев по формуле акад.Анучина К.П.", гак как из аналитических методов он является наиболее точным, с последующим введением поправки на методическую логредшосгь, связанную с различием в составе и разряде высогн насаждения; ■

2) метод определения объема древесины по результатам автомат гического гочкованая. При этом методе автоматически измеряется диаметр дерева, например на высоте ^ ^ 3,что позволяет обосновать параметры захватного устройства валочно-пакетирувдих машин типа ЛП-19А. По. данным устройства с помощью - таблиц определяют объем лесоматериалов;

3) непосредственный счет числа заготовленных деревьев с' последующим определением их общего, объема по среднему объему хлыста дяя данной лесосека; .

4) метод учега.•числа деревьев, заготовленных машинами;

5метод' определения объема древесины по площади лесооеки. В этом случав необходимо знать средние запас древесины на гектара.

На основания выбранных автором методов разработаны конкретные структурные схемы измерительных устройств для лесосечных машин с учетом сущёстэувдах и перспективных технологий.

Вабор осдобянх срэдстз учета при машинном способа заготовки ^васины позволил обосновать подход к характеристикам средств измерения диаметров деревьев - той первячной ялформоцш, которая является основой для определения как поигучного учета по ступеням толвдпн, так а объемов (з кубометрах) лесоматериалов.

показывает, тго наиболее точян.'.* является первый л'.в -год учета. Однако он является слогнш с точки зрения технической реализации.

Из исследований следует, что технические средства автомата-злрегсглого учета лесоматериалов, предназначенные дал использо-заппл лесосечных машинах, долина удовлетворять едедуиде; спе-;аальЕ!Ш требования.',;:

- не срабатнвзтв яра холосто ¿г работа технологического обо-зудования лесосачяой»мая:йяы;

- работать в течение всего срока службы без капитального >еиоята я слоеного технического обслуживания;

- обладать весозоЗ надег-ноствэ рабом з условиях отрицатель-

.температур, здбрецив я аоввшеаяоа влаглоога;

- работать от йоргозых источников энергия., быть унпзерезль-

т.е. обеспечивать дх прпмеяяекость на лгзйкх лесосечных

Диализ показывает, что предпочтение следует отдать методу предсленля объема древесины да основе данных автоматического очковаягя, та:: кек технические средства, рзалязувде этот катод, зелоаяы конструктивно, надежны в работе, универсальны в применена, обесаечгвЕог гргбуевув гочаооть учета древесная. К надоетагам метода слздуэт отпасти большое зрзмя, затрачиваемое на под-чет объема дрезеезя!! ио данном технического средства.

Таким образом, при достаточно високоЗ точности рассматриваний метод учета лассгдатерзаяяэ прост, налегая, позволяет меха-пзяровать коллчестзелянй учет древесины и сократить численность ерсояала яа эти:: работа;:, легко применяется в технологии вергякх кладов леспромхозов.

• Часгн5ил случаем метода является менее гочанй а более простой, точки зреяяя практической реялигацва, грегпЗ метод - глетод ве-зсродствеияого счета числа деревьев с восладупгям определением т. общзго объеме по среднему объему хлисга.

К разработке принят третий мз год учета, обеспечиваний г.с-:лвзозс.~дз устройства а дгя поштучного учета лесоматериалов.

Дальнейшим развитием технического устройства является оснащение его датчиком диаметра дерева с классификатором деревьев ш ступеням толоанн. Таким образец, разработана база для создания устройства, реаллзунцего перспективный метод учета объема заготовленной древесины - метод автоматического толкования. Данные устройства позволят быстро и. точно с помощью таблиц объема хлыстов определить объем заготовленаой древесины.

Е третьей глазе исследованы я разработаны средства для поштучного учета производительности лесозаготовительных маиш.

Прлведена общая методика исследований. На основе общего кощзпшыяного методического положения к решению доставленной задачи разрабатывались и рвализовызались на практике частные методики выполнения отдельных разделов научной работы по наследования различных методов и средств поштучного и геометрического учета лесоматериалов, заготовленных: ыаааннаи способом.

Проведен анализ условий применения поштучного учета древесин;. Показано, что использование технических средств учета древесины возможно в двух вариантах: I) оценка работы машины по количеству заготовленных деревьев и 2) по объему древесины, полученной после перевода количества деревьев в объем (кубоиагры). Первый зарианг потребует установления норк выработки по колачест-з.? заготовленных деревьев,-- погрешность при втором варианте зависит от точности определения среднего объеа& хлыста. В зависимости от организационно-технических условий производства,его специфики может бкгз применен тог или иной вариант. Сяздуег учесть, что в отрасли уже имеется опыт применения поштучно-хлыстового метода з его ручном варианте. Автором извлечзн ото? полезный опт при его использовании в автоматизированном варианте.

При обосновании параметров таких устройств необходимо ассле-дсва!ь информативность той ели иной операции при машинной'валке. Проведя такой анализ, получен вывод, что для построения функциональной логической схемы устройства для по с тучно го учета наиболее информативными являются три операции: захват, срезаний (обработка и укладка дерева. Предложена структурная схема реализации измерительного устройства.

В соответствии с требованиям государственного и отраслевого стандартов разработаны технические требования к устройствам автоматизированного определения объема лесоматериалов.

- и -

3 соответствии с кэгоддпэЛ мследоваяиЗ проведено теоретическое сбэспозйялз параметров устройства для объемного учета древесины, яэ основания которого разработана функциональная схема, ясяользусдая иранцы: классификации деревьев во ступеням толщины.

Проведан анализ источников погрешностей определения объема этим катодом, как для одного дерева, хаз и грузны деревьев ерзд-незззепяяг.ой погрешности. Статистический подход к учету лееока-тернагез, заготовленных за cr.-зяу работа ДП-19, показал уровень зогрзг::оста - 1,5 % (расчетная - - 2,5 %).

Проведенное исследования до обоснованию параметров датчика диаметра дерева, загибаемого ЗЗУ, позволили вкЗтя на опгимальяув Dxcrsy на база серийного датчика расхода мдаоегд гидроцилиядра поворота рычагов захвата ТДЗ-ЕЗ. При этом зкспврил;энгатьное ис-пздованлэ выходного сигнала датчика ТДР-13 проводилось во спе-зг.альпо разработанной мзтодекз.

Опрздалялась возможность ясгатьзозгния датчика ТДЗ-1Э в устройстве для измерения диег.:згрз дерзза,зап;к.-~,з:.'.ого ЭСУ ВПМ ЛП-19.

Реталясь атедугэдз задача:

- определение форма выходного енгиаяа;

- разработка слсктричаскоЛ схс?:а ярзоСрдговаяяя я измерения выходного сигнала;

- определение заззсимоста кеиу диаметров занимаемого дерева и вшгодяпм сигналом ври различных пояснениях дерева в ЗГУ.

На рис.1 предотэзлена результат экспериментальных исследо-заапп в заде грг^ьда завпсЕлосгя чдела импульсов датчика расхода ГДР-13 от диметра дерева - я - £ ( d. j 3). Анализ результатов доследований показывает, что в рабочей зоне захватного устройства [яря диаметре d > 12) имеет место практически линейная зависимость числа импульсов ТДР-13 ог диаметра занимаемого дерева, что зоогветстзует результатам теоретических исследований. Средни! разброс результатов измерений по сравнении со средяеари^матичес-1ЕМД величинами. составляет + 4,2 % и - 4,6 '

Разработана структурная схема измерительного устройства щамэтра дерева (рис.2).

Согласно схема преобразование диа'.'.етрэ дерева tí j о з чисто импульсов - п з налам примере выполняется по системе уравнений

Число иппыльсоЬ

ti ШЛ7.

ízx

нас meo 900 seo тт ш

sdo <5 СО 30U

гсо <со

г.*№

Ю 20 30 40 б0 60 Лиахетр дерева.

d, с«

Рло.1. Зависимость выходного сигнала турбинного датчика

расхода ТДР (чис. о импульсов -я) о г диаметра дерева -а

I - экспериментальная кривая, 2 - теоретическая кршхз"

¿ = 2,01 - 2,26 d . а! = 0,094 + 0,162 Ып Ы - 0,71 V к 0,0104 -ai fi = 2,04-I05-V П = 0,9G-jS

Гзшая эту систему уравнений, получи.: уразлеаие преобразования - d в - п.

П = 384,24 317,5-[sin (1,31 - 2,26 —+

1,0778

+ Sin (1,31 - 2,2fr-*LS-=JL¿QIi) 1 ;

0,8431 J

d - диаметр занимаемого дерева, а; c¿ - угол поворота рычага захвата, рад; ¿i ^ - приращение вылета г.тоха гидроыанипулятора, м V - GtíbeA! вытесненной порияем рабочей жидкости, м3; fi - угол поворота турбины датчика ТДР-13-2-3, рад; п. - количество импульсов на выходе датчика, шт.

где

гЧ П28

I

| I-

теяьиыи

элемент I

йС$

пз6

V*

о «о

пиндры

Датчик ТДР-13

Г"

& I

/74

-в

П5

1

п. I £ классификатор

—сигналов '

I а

I '

—^ П2„ &£хг_ пз„

1

Шмритмь напичестВа ра 5очсм жидкости

Рйо.2. Структурная схема измерительного устройства диаметра дерева

Ш-преобразователь диаметра дерева в угловое перемещение ричагов захватов; Пй-прессразоваг&ль углового перемещения рачагов захватов в лгнейноз перемещение штоков П'лраг.лг.ндров; ПЗ-пргобразовагаль линейного перемете кия штоков гидроцкландров в объем жидкости, вытесненной из полостей г?.дроц/лиздров; П4-преоб-разоваталь объема ичпсостп, вытесненной из полостей гидроцлландров в количество оборотов гурбкниого датчика; ПБ-преобразсватель чясла оборотов турбинного датчика в электрический сигнал в вдде лоследова-тельяоо ги элакгрощ.шульсов.

Решая уравяашю, саяучев график завасдкостд п в / (с') (ряс.1).

Графика зависимости выходного сигнала датчика расхода ог диаметра дерева показывает достаточно хорошую сходимость теоретической и экспериментальной кривых.

Результаты аналитического расчета согревностей взмсриталх кого устройства вредсгавлены в таблице.

Таблица

Погрешности учета объема дргвеоаны с помощью классификатора деревьев по толщине

Вид погрешнос!

Величина пограсносгв,

намерения диаметра:определения объеиа

единичные:совокуи-:единичные:совокуп-аз;.:звеш1я:иыа яз- :измзрэяия:ные измерения : :иораавя

-2,5 ±п f

1. Погрешность метода

- абсолвтяыг границы -50

- средневзвешенные границы - 12,2

2. Границы инструментальной погрешности:

- чувствительного элемента -4,0

- датчика расхода ±6,7

3. Граница методической погрешности:

- объективная

- субъективная .

4. Суммарная средне-квадрагическая

5. Доля погрешности, допустимая в классификаторе сигналов

.....Анализ, результатов-расчета погрешностей измерений объема дозволил сделать следующие вызода:

I. Погресшоси учета осьема древесины с помощью классификатора деревьев по талине ва лревЕшвг +7,3 что ника довус-гшэй согрешости'ври определения объема катодом таксация, разной ±10,^.''

¿0,5

•¡-0,69 +3,2

+3,3

+4,9 +6,2

+7,9

±6,1

2. В основу разработка конструкция учетчика объема древесины следует принять функциональную схему классификатора деревьев по ступеням толщины.

В работе проведено обоснование основных параметров автоматизированного устройства, в осяозу разработки которого положена функциональная схема классификатора деревьев по ступеням толпины и датчик дяамогра деревьев, структурная схема которого показана на рис.2.

Разработана функциональная схема классификатора входных сигналов.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований технических средств учога выработки лесозаготовительных машин. Все исследования проводились в производственных условиях без нарушения технологического процесса.

Определение числа наблюдений и обработай результатов производились по методам вариационной статастяка.

.Для поэтапной отработка технического средства для учета объема выработки лесосечных малин в ЩПКМЭ с участием автора разработано я изготовлено устройство ВО-82 для счета числа дерезьеа. заготавливаемых валочно-пакегируюаеЗ машиной Ш1-1Э. Проведаны заводские а производственные испытания, которые показам, что устройство для счета деревьев ВО-82 обеспечивает получение оперативной информация о выработке малая ЛП-19. Величина погрешности рабом устройства допустима для практических целей.

По результатам приемо-сдаточных испытаний ВО-82 комиссия рекомендовала устройство для счета деревьев ВО-82 поставить на серийное производство.

Внедрение поштучно-хлыстового метода учета с использованием разработанного устройства вызвало необходимоеть исследования я разработки соогзетогзуэздй системы нормирования а оплаты труда оператора лесосечной машины. По результатам исследования разработаны конкретные рекомендации для практического внедрения этого метода. Приведены результаты метрологической аттестации и внедрения устройства в Кресгецком леспромхоза. ■

С целью расширения функциональных возможностей устройства для счета деревьев с участием автора было разработано, изгогоаче-по а испытано устройство авгааатагйроваааогс аоатучного учета деревьев, затогавливаеггых валочяо-паяатярущей маояной ЛП-19 за смену и с нараставши итогом, и хлыстов, обрабатываемых сучкорез-

ной йашюЗЗ 2П-33 га сиену (с разделением до грек группа»,? пород) к с яарастаящим итогом (без разделения по группа,; пород) пугач счега чнсла заготовленных деревьев с последуздм определением ех объема по среднему объему хлыста и с учетом разряда высот по породам.

Испытания выявили, что оба варианта устройства В0-17& обеспечивают поштучный учет деревьев, обрабатываемых машинами ЛП-19Й. и ЛГ1-33.

Для отработки некоторых узлов учетчика объема древесины, исходя кз ?борега-1ескйх предпосылок, бил разработан и изготовлен макетный образец классификатора сигналов К0-1- Была лроседаяы его экспериментальные ясследоваяяя.

Цельо исследований являлось получение необходимых данных для принятая решения о создании устройства учета объема древесины, заготавливаемой валочпо-пакатирующей кавияой типа ЛП-19А, а также разработка технического задания на проектирование экспериментального образца учетчика обьема древесины для машаш ЛП-12Д.

При эгом рапалась следующие задача:

- определение погрешности гмассифжациа деревьев по ступени.; гслгцкны;

- выявление погретоста определения объема хлыстов по даянии усгрогсгва;

- отработка коксгругсцли классификатора сигналов.

На основании анализа экспериментальных данных сделаны следующие выводы:

1. Погрешность классификации деревьев по ступеням толщины

ае преЕылает - 2 ступени голщана, причем такая погрешность встречается не более, чем в 15 % случаев я только при классификаций деревьев толщиной не более 48 ск.

2. Имеется принципиальная возможность создания устройства учета объема заготовленной древесины дая магпни ЛП-19 ла базе конструкции макета класссЗ?ккахора деревьев по ступенял." толщины КС-1. При эгом; пограяносгь определения объема древесины, заго-товлатоИ за смену (около 300-500 хлыстов) не превысят ~ 3 %.

3. Бравдплпвлькая схе:.а классификатора сигналов кокет быть исполькшааа яри проектароваасп устройства учета объема древесины для валочно-сзкегяруюцпх мшаг :ала Ш1-19А. Это позволило' разработать техническое задание на экспериментальный образец устройства для машины 5Е-19А.

. Проведены псследоваяия млг.ега устройства учета объема дрз-

в6сшш.

В задач? исследования входило:

- исследование стабильности классификации сигналов, лосту-издях на вход классификатора;

- определение зависимости мевду количеством импульсов, по-'уоиышх на вход классификатора, и номером счетчика, харачтери-гияим определенную огупвнь толщшы;

- выявление принципиальные и кояструктаввнх дефектов усг-^сгва о целью устранения ах при проектирования экспзримолгаль-го образца.

Исследование макета устройства учета объема древаспни пока-ло перспективность создания аа его базе устройств для учета ъема древесияв, заготавливаемой ваточзо-паквткруквдма машинами, грешность классификация деревьев по ступеням толщины не превы-ла * I ступень галщяяв, которая наблюдалась не более, чем в % слзчаез. * 4

В ЦНИИМЭ о участием автора разработано и изготовлено усгрой-во для учета объема древесины типа B0-I36, функциональная схема торого показана на ряс.З.

Г

и

1 9 ю

1 1 _Í.

1

1

с.З. Функциональная схема устройства для учета объема древесины

I- захватно-срезающза устройство; 2-гидроцилиндр (2 шт.); 3-трубопроводы; 4-турблнный датчик расхода; 5-гидрораспре-делитель;6-формирователь импульсов; 7-у с тройство с чата деревьев ВО-82: 8-классификатор сигнзлов ^-электронный блок; 10-блок индикация; П-классафккатор деревьев по толщине

Были провбденн его лабораторный и производственные исследования. В задачу исследований входило:

- проверка соответствия устройства требованиям технического задания и технической документации;

- оперативная доработка устройства и технической документации в процессе испнгаягй;

- установление предварительных метрологических и эксплуатационных показателей;

- оценка обдай работоспособности и надежности устройства. Обобщенные экспериментальные дашшз исследуемых факторов

устройства БО-136 представлены в виде функциональных графиков зависимостей мзвду сессвяшл Еэргадгмми устройства ш рпс.4.

Число , итульсоб, 1 п, шт..

Ш го 30 № 50 ЬО Ю Лиаметр^рейц

уро$не

Ру с. 4. Зависимость числа импульсов датчика диаметра дерева ог диаметра бревна на уровне А ( Л в г V

1 — в заводских условиях; '/•

2 - б произволетвенннх условиях.

Зкспершзятагшша доследования устройства, проведенные в

прои зводс гв о щах условиях, доказала эффективность использования ' авгошгизироваяаого средства определения количества заготовленных ' лесоматериалов.:"

Для удобства эксплуатации устройства систематические ошибки должны быть минимизирована регулировочными приспособлениями при градуировке устройства на лесозаготовительной машине.

В пятой главе приведен социальный а экономический анализ эффективности автоматизация учета древесины на лесосечных работах. Экономическая эффективность складывается из ряда компонентов. Сюда входят сокращение трудозатрат на ручную работу при маркировке а точковке, a raime эффективность, связанная с получением операгив-пой, достоверной информация о результатах труда, необходимой для оптимального планирования производственноЗ деятельное та предприятия.

Приведены результаты внедрения научных разработок в лесозаготовительную промышленность.

OCIlQBffiJB РЕЗУЛЬТАТУ И ВЫВОДИ

В процессе выполнения диссертационной работа получены следующие научные и практические результаты:

1. В условиях лесозаготовительных предприятий Г-оссии при мшанннок способе производства применила автоматизированные поштучный, и объемный способы учета заготовленной древесины.

2. В основу создания технических средств учета выработки лесозаготовительных капан принят метод «таксации растущего леса, основанный на счета числа, деревьев с градацией лх по ступеням.толщины (метод автоматического точкозания), с последующим определением объема древесины с понощье таблиц.

3. Для поэтапной отработки технического средства учета объема 'проведены теоретические исследования я на их основе разработаны устройства.для поштучного учета количества заготовленных (обработанных) деревьев типа ВСК82 я B0-I76. Устройства обеспечивают необходимую точность, являшзя универс&чьяымя, надежными а могут бить использованы яа любой лесозаготовительной маямяе. Применение технических средств ддя счета дерезьев обосновано в двух вариантах:

- для перевода количества деревьев в объем;

- для оценки выработка машин при начисления заработной платы издание там за количество деревьев.

4. Устройство учета лесоматериалов типа ВО-82 прмкешой комиссией оценено по пнепей категорий качества а рекомендовано к Серийному лроязводстзу. На К'З ВНПОлеснрсм выпущена установочная т^рпя - 50 иг.

5. Функциональнаа я производственные испытания устройств ВО-176 показали, что она обеспечивав! поштучный учет выработки вдЕочно-пакегарущих машин типа ЛП-1ЭА и сучкорезных нчаия типа

лп-зз\.

6. Разрабс талы рекомендации по созданию оиствин учета круглого ласа на различных фазах лесосечных работ аа базе устройств ВО-82 а ВО-176, выполнена проверка з производственных условиях системы оплаты труда маяшасга Ш1-19 с регистрацией результатов работы по количеству заготовленных деревьев.

7. Создано устройство ВО-136 для учета обьеыл древесина, которое базируется на применении ара измерения диаметра дереза датчика расхода едкости. Погрешность классификаций деревьев но ступеням голвдян не превышает - I ступень толщины. Разработана и . согласовала заявка на освоение серийного производства БО-136.

8. Показана экономическая и социальная эффективность новых инженерных разработок для учета древесины, которая проявляется не только в денежной выражении, но и обеспечивает- Солее полный съем древесины с пловдда лесосеки, позволяет устранить ручной груд на учете лесоматериалов. ^

Сановное содзрхаяке работы отражено в следущих . пуоликацаях: .

1. Исследование методов е. разработка средств учета круглого леса на лесосечных работах - В об.: Основные направления раззитая технического прогресса в лесозаготовительной промышленности.

Тезяск докладов на 3® Всесоюзной научно-технической конференции аспирантов, соискателей и далодох специалистов ДШШ, Химки, 1379 г., с.22-23. '

2. Устройство ВО-8? для счета числа деревьев. Лесозксплуа-тация и лесосплав. Реферативный сборник ЕНШЙЭЙлесаром Я 15, 1979 г., с.8-9. '

3. Производственные испытания устройства ВО-82. Лесоэксплуатация в лесосплав. Реферативный сборник БНШГОИлеспром * 15, 1979 г., с.9. '

4. Учет выработка лососечнкх машш с применением технических средств, -в сб.: Технология и комплексная механизация лесосечных работ. Труды ШИШЭ, 1980 г., с.88-92.

5- Устройство ВО-82 для учета выработка лесосечных катин. -В сб.: Механизация и автоматизация ласохоаяйсгвеяяого производства Экспресс-янфорлациа.ЦШИ Гослесхоза СССР, Ы. ,1981, де, с.25-28.

6. Устройство для учета штучной продукции. Изобретение по а.с. И 862155. Бшшегеяь 5 33 от 07.09.81.

7. Захвагний орган лесозаготовительной машины. Изобретение по а.о. № 971173. Бмлетень Л 41 от 07.11.62.

8. Устройство для учета штучной продукции, например, дерев]-ев, обработанных лесосечными малинами. Изобретение по а. с.

Л> 924732. Бкллетень Я 16 от 30.04.82.

9. Определение ооъема деревьев, заготовленных и обработанных машинным способом, с помощью классификатора со ступеням толщины. -В сб.: Одиннадцатой пятилетке - ударный груд, знания, инициативу

я творчество молодых. Материалы Второй Всесоюзной творческой конференции молодых специалистов а ученых Министерства лесной, цел-лшозао-буыажяой я деревообрабатывающей дромшиеняосга СССР. Хиккя, 1982, с.22-23.

10. Система автоматического учета заготовки лесоматериалов валочяо-панетирующей машины типа ЛП-19. Лесоэксплуатация и лесосплав. Экспресс-информация. ВНИГШЭИдеслром, 1993, с. 2-8.