авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

«ТЕХНОЛОГИЯ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВКИ И ДЕРЕВООБРАБОТКИ УДК 630*383 В.И. Посметьев ...»

-- [ Страница 3 ] --

- хлыст располагается на двух опорах;

- исключены вертикальные перемещения хлыста относительно опор, возможны угловые перемещения.

Рисунок 1 – Расчетная схема к определению жесткости хлыста На схеме: L – длина дерева;

lK, lB – длина соответственно комлевой и вершинной части;

l – ширина захвата;

dK, dB – диаметр комлевой и вершинной части соответственно;

dOK, dOB – диаметр ствола соответственно на комлевой и вершиной опоре;

lС – расстояние до центра тяжести дерева со стороны комля;

Х – величина смещения центра тяжести относительно продольной оси лесопогрузчика.

Оценку жесткости вершинной (СВ) и комлевой (СК) частей деревьев выполним по формулам [2]:

lK 2 1 d OB d OB + l 3d OB 3(t K l + d OB )3 (t K l + d OB )2 t K l + d OB 3 С К = E (t K ) (1) dK dK 1 3d + 3(d t l )3 3(d t l )2 + d t l K K K K K K K K K K l В 2 t B l + d OB (t B l + d OB )2 1 2 + + l d OB d OB 3(t B l + d OB ) 2 3 С B = E (t B ) 3d OB, (2) 1 (d OB t B l В ) d OB t B l В + + d OB t B l В 2 d OB 3d OB d OB где E – модуль упругости древесины при растяжении;

tK, tB – средний сбег комлевой и вершинной частей соответственно;

Остальные обозначения соответствуют рисунку 1. Модуль упругости древесины принимаем Е = 9,81·109 Н/м2.

Примем, что при смещении дерева в сторону комлевой части X имеет положительный знак, а в сторону вершинной – отрицательный (рисунок 1). Тогда длина комлевой части будет увеличиваться на величину Х l KX = l K + X (3) соответственно длина вершиной части уменьшается на величину Х l ВX = l В X (4) Тогда диаметр ствола на вершинной опоре при смещении уменьшится на величину X·tB d OBX = d OВ X t B (5) Используя формулы (3), (4), (5) преобразуем формулы (1) и (2) с учетом смещения Х, получим l KX 2 1 d OBX d OBX 2 + 3d l OBX 3(t K l + d OBX ) (t K l + d OBX ) t K l + d OBX 3 3 (6) С К = E (t K ) 1 dK dK + + 3d 3(d K t K l KX ) 3(d K t K l KX ) d K t K l KX 3 K l ВX 2 t B l + d OBX (t B l + d OBX )2 1 2 + + l d OBX 2 d OBX 3(t B l + d OBX ) 3 С B = E (t B ) 3d OBX (7) 1 (d OBX t B l ВX ) d OBX t B l ВX + + d OBX t B l ВX 2 d OB 3d OBX d OBX Вычисления по формулам (6) и (7) позволили получить значения жесткостей вершинной и комлевой частей деревьев II …IV разрядов сосны и ели [3], а также зависимости этих параметров от положения дерева в захвате лесопогрузчика (рисунки 2, 3).

Анализ полученных данных и рисунков 2 и 3 позволяет сделать следующие выводы:

1. При смещении на величину 1,67 м в сторону комля жесткость комлевой части уменьшается в 2…2,5 раза, при смещении в сторону вершины – возрастает в 3…3,5 раза. Изменение жесткости вершинной части колеблется в пределах 10…20% в обоих направлениях.

Рисунок 2 – Графики зависимостей жесткостей вершинной и комлевой частей дерева от его положения в захвате для Сосны II, III и IV разрядов Рисунок 3 – Графики зависимостей жесткостей вершинной и комлевой частей дерева от его положения в захвате для Ели II, III и IV разрядов 2. Изменение жесткости зависит от породы дерева, что связано с различием их высот в пределах одного разряда при равных диаметрах на высоте груди. Так для II разряда при d1,3 = 0,44 м уменьшение жесткости комлевой части при смещении дерева к комлю составляет: для сосны – в 2,25 раза, для ели – в 2,08. Увеличение жесткости при смещении дерева в сторону вершины составит: для сосны – в 2,62 раза, для ели – в 2,34.

3. С увеличением разрядности древостоев наблюдается снижение их высот, и вследствие этого, увеличение кратности изменения жесткости при одной и той же величине смещения.

Графики зависимости жесткости частей дерева от смещения центра тяжести относительно продольной оси погрузчика показаны на рисунках (для сосны) и 3 (для ели).

Библиографический список 1. Полетайкин, В. Ф. Проектирование лесных машин. Моделирование рабочих режимов тракторных лесопогрузчиков [Текст] / В. Ф. Полетайкин.

– Красноярск : КГТА, 1996. – 248 с.

2. Лозовой В.А. Расчеты лесозаготовительного оборудования с учетом колебаний : учебное пособие дл студентов специальностей 26.01.00, 17.04.00 и слушателей ФПК / Лозовой В.А. – Красноярск: СибГТУ, 1999. – 140 с.

3. Тюрин А.В. Лесная вспомогательная книжка / Тюрин А.В., Науменко И.М., Воропанов П.В. – М. : Гослесбумиздат, 1956. – 532 с.

УДК 676.1.054.1 В.И. Ковалев Ю.Д. Алашкевич ПРЕДПОСЫЛКИ К ОБОСНОВАНИЮ ПОСТРОЕНИЯ РИСУНКА ГАРНИТУРЫ НОЖЕВЫХ РАЗМАЛЫВАЮЩИХ МАШИН ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск Давно существует серьёзная проблема, с которой исследователю и проектировщику приходится сталкиваться, каждый раз, в ходе разработки новых образцов гарнитур. Суть этой проблемы заключается в отсутствии регламентирующего документа, системно классифицирующего разноликую палитру всего многообразия рисунков рабочей поверхности гарнитур по их наиболее значимым конструктивным, геометрическим и технологическим признакам. В мировой практике разработано большое количество различных типов гарнитур, отличающихся конфигурацией рисунка рабочей поверхности. Однако, несмотря на накопленный опыт, до настоящего времени выбор рисунка, оптимального для данного вида размола, как правило, определяется эмпирическим путём [1,2,4].

В последние годы, в связи с всё более усложняющимися технологическими особенностями использования ножевых размалывающих машин, создалась острая необходимость в быстрейшем решении данной проблемы, позволяющем успешно разрабатывать новые типы перспективных образцов фибриллирующего и измельчающего действия [1,2,4].

Известно, что характер исполнения рисунка ножевой поверхности диска зависит от его геометрии в двух и трёхмерном изображении [1,2, 3, 4]. Определяющими её параметрами являются: толщина ножей, ширина и глубина межножевых канавок, наличие перегородок, угол наклона режущих кромок к радиусу диска [1,2.3], вектор их наклона относительно направления вращения гарнитуры, характер расположения относительно центра вращения, угол скрещивания [1,2,3] и т. д. Кроме того, значительное влияние на характер рисунка оказывает ряд конструктивных и технологических требований, регламентирующих особенности построения рисунка размалывающей поверхности гарнитур и связанные с характером работы ножевых машин.

Структурное оформление такой классификации может быть осуществлено по множеству различных конструктивных, геометрических и технологических признаков, в частности:

по форме осевого сечения размалывающей поверхности гарнитуры;

по пропускной способности;

по распределению ножей на рабочей поверхности;

по расположению пересекающихся режущих кромок ножей ротора и статора, относительно общего центра их дисков;

по направлению движения точки скрещивания подвижной и неподвижной режущих кромок ножей гарнитур ротора и статора;

по характеру режима работы гарнитуры;

по углу скрещивания режущих кромок ножей ротора и статора;

по профилю поперечного сечения межножевых канавок;

по форме режущих кромок ножей;

и т.д.

Очевидно, что требования, регламентирующие объём данной статьи не позволяют представить такую классификацию по всем выше названным признакам. Поэтому, представляет большой интерес рассмотрение двух примеров классификации рисунков рабочей поверхности гарнитур: один по хорошо известному признаку;

второй по мало изученному признаку.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО УГЛУ СКРЕЩИВАНИЯ РЕЖУЩИХ КРОМОК НОЖЕЙ РОТОРА И СТАТОРА Конструктивные особенности. Согласно результатов известных работ, по данному признаку рисунки сопряжения рабочих поверхностей подвижной и неподвижной гарнитур делятся на три типа исполнений с углами скрещивания: 0, 3…7 и 30...60 [1,2,6].

Технологические особенности. Известно, что угол скрещивания режущих кромок ножей гарнитуры ротора и статора является параметром, с помощью которого можно варьировать соотношение гидратирующего и укорачивающего воздействия на волокнистый материал, а также удельный расход электроэнергии на размол [1,2,5].

Гарнитура с углом скрещивания 0 Для данного типа гарнитур характерно более сильное режущее воздействие на волокно, при минимальной энергоёмкости размола [1,2,5]. По результатам аналитической проработки авторами установлено, что данное исполнение возможно при радиальном и не радиальном типах рисунков совмещённой размалывающей поверхности гарнитур ротора и статора.

Гарнитура с углом скрещивания 3...7. Практически средний угол скрещивания режущих кромок ножей ротора и статора колеблется между этими двумя крайними положениями при оптимальных усилиях воздействия на волокно и энергоёмкости размола [1,2,6]. По результатам аналитической проработки авторами установлено, что данное исполнение возможно при двухстороннем и одностороннем типах рисунков совмещённой размалывающей поверхности гарнитур ротора и статора.

Представляет интерес замечание Дж. Кларка, суть которого состоит в том, что, на практике механическое силовое воздействие со стороны режущих кромок ножей ротора и статора, при малых значениях угла скрещивания, из за его несопоставимости с размерами волокон, оказывается, как правило, не на каждое из них, в отдельности, а на образовавшиеся волокнистые сгустки, пучки и комки [1,2,8]. В то же время, причина удержания, зажатия, заклинивания последних в растворе угла скрещивания, Дж Кларком не раскрывается.

Гарнитура с углом скрещивания 30...60. Испытания гарнитур с данным диапазоном углов скрещивания показали, что, с увеличением последних повышается сопротивление раздиранию, разрывная длина, сопротивление излому и уменьшается удельный расход энергии. [1,2,6]. По результатам аналитической проработки авторами установлено, что данное исполнение возможно при двухстороннем и одностороннем исполнениях рисунков совмещённой размалывающей поверхности гарнитур ротора и статора.

Наибольший интерес представляет мнение Дж. Кларка, заключающееся в том, что слишком большие значения углов скрещивания режущих кромок ножей ротора и статора приводят к скольжению сгустков, пучков и комков волокон вдоль кромок и в пространстве между ними, что не способствует размолу [1.2,8]. В то же время, причина возникновения данного явления Дж Кларком не раскрывается. В процессе работы гарнитуры в результате проскальзывания сгустков, пучков и комков волокон, масса может сбиваться на периферии, образуя уплотнённую кольцевую зону и подвергаться там интенсивному продольному сжатию. Если же принять во внимание, что периферийная часть ножей гарнитуры ещё и вращается с максимально высокой окружной скоростью, то не подлежит никакому сомнению, что в этой зоне на волокно будет оказываться также и мощное тангенциальное силовое воздействие. Испытывая такую сложную деформацию, превышающую все регламентированные допускаемые напряжения и даже пределы прочности, большая часть массы, локализированная в узкой кольцевой периферийной части размалывающей полости, подвергается разрушению в виде рубки, резки и смятия, что несомненно приводит к существенному снижению качества размола.

Таким образом, значения углов скрещивания режущих кромок ножей ротора и статора, принятые в данной классификации по результатам известных работ [1,2,6,8] требуют детального аналитического обоснования.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИЗНАКУ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ТОЧКИ СКРЕЩИВАНИЯ ПОДВИЖНОЙ И НЕПОДВИЖНОЙ РЕЖУЩИХ КРОМОК НОЖЕЙ В ПРОЦЕССЕ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА По данному признаку рисунки сопряжения рабочих поверхностей подвижной и неподвижной гарнитур делятся на два типа исполнения:

периферийное и центральное [1,2].

ГАРНИТУРА С ПЕРИФЕРИЙНЫМ ИСПОЛНЕНИЕМ Конструктивные особенности. В динамике, т. е., при вращении ротора, точка скрещивания подвижной и неподвижной режущих кромок, соответственно, ножей ротора и статора движется в направлении от центра к периферии диска гарнитуры. По результатам аналитической проработки авторами установлено, что, при двухстороннем исполнении, это возможно только в случае, если подвижная режущая кромка ножа ротора наклонена против направления его вращения, а статора – против направления его относительного вращения, условно допускаемом при гипотетически диска ротора. При одностороннем принимаемой неподвижности исполнении это возможно только в случае, если входной угол наклона подвижной режущей кромки ножа ротора больше входного угла неподвижной режущей кромки ножа статора. Обсуждений конструктивных особенностей данного исполнения в известных литературных источниках, в процессе поисковой работы, не обнаружено.

Технологические особенности данного исполнения общеизвестны, поскольку, оно наиболее широко распространено в целлюлозно – бумажной промышленности, при использовании присущего ему рисунка рабочей поверхности подавляющего большинства из всех известных гарнитур с двухсторонним исполнением. Как было отмечено ранее, при значительном увеличении угла скрещивания режущих кромок ножей, отмечается выталкивание массы последними, непопадание её в межножевой зазор, а также скольжение по ним от центра к периферии, с вышеописанными последствиями.

ГАРНИТУРА С ЦЕНТРАЛЬНЫМ ИСПОЛНЕНИЕМ Конструктивные особенности. В динамике, т. е., при вращении ротора, точка скрещивания подвижной и неподвижной режущих кромок, соответственно, ножей ротора и статора движется в направлении от периферии к центру диска гарнитуры. По результатам аналитической проработки авторами установлено, что, при двухстороннем исполнении, это возможно только в случае, если подвижная режущая кромка ножа ротора наклонена в направлении его вращения, а статора – по направлению его относительного вращения, условно допускаемом при гипотетически принимаемой неподвижности диска ротора. При одностороннем исполнении это возможно только в случае, если входной угол наклона подвижной режущей кромки ножа ротора меньше входного угла неподвижной режущей кромки ножа статора. Обсуждений конструктивных особенностей данного исполнения в известных литературных источниках, в процессе поисковой работы, не обнаружено.

Технологические особенности данного исполнения малоизучены.

Можно предположить, причиной этого является то, что оно практически не применяется в целлюлозно – бумажном производстве при размоле волокнистых материалов в ножевых машинах, даже на широко известных гарнитурах с двухсторонним исполнением рисунка рабочей поверхности.

При значительном увеличении угла скрещивания режущих кромок ножей, отмечается выталкивание ими массы и скольжение по ним от периферии к центру. Однако, с учётом одновременно действующей в силовом поле центробежной силы, отбрасывающей массу на периферию, можно предположить, что, при оптимальном соотношении указанных сил, существуют серьёзные предпосылки к перемещению её в направлении периферии и гарантированным попаданием её в межножевой зазор. При этом силовое воздействие на волокнистую массу со стороны режущих кромок и рабочих поверхностей ротора и статора существенно повысится, процесс размола интенсифицируется.

Характер и закономерности данных особенностей представляют значительный интерес для возможных теоретических исследований и глубокой экспериментальной проверки.

Детальный анализ особенностей данной классификации в известных работах практически не обсуждался.

Построение классификации рисунков размалывающей поверхности ножевых гарнитур по наиболее важным конструктивным, геометрическим и технологическим признакам позволит успешно разрабатывать новые типы перспективных образцов фибриллирующего и измельчающего действия с учётом присущих им особенностей [7]. В настоящее время разработка такой классификации осуществляется в лаборатории кафедры МАПТ.

Библиографический список 1 Ковалев В. И. Размол волокнистых полуфабрикатов при различном характере построения рисунка ножевой гарнитуры: дис. на соиск. учен. степ. кандт. техн. наук: 05.21.03 / Алашкевич, Ю.Д.

Красноярск. – 2007г.. –209 с.

2 Алашкевич, Ю.Д. Основы теории гидродинамической обработки волокнистых материалов в размольных машинах : дис. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук: 05.21.03 / Алашкевич, Ю.Д.

Красноярск. - 1986. –170 с.

3 Легоцкий, С. С. Размол бумажной массы / С.С. Легоцкий, Л.Н. Лаптев. – М.: Лесная промышленность, 1981. – 93 с.

4 Оборудование целлюлозно – бумажного производства: под ред.

В. А. Чичаева. – М.: Лесная промышленность, 1981. – т. 1. –365 с.

5 Легоцкий, С. С. Размалывающее оборудование и подготовка бумажной массы / С. С. Легоцкий, В. Н. Гончаров. Лесная М.:

промышленность, 222 с.

6 Киселев, C. С. Эксплуатация и ремонт дисковых и конических мельниц/ С. С. Киселев, В. Ф. Пашинский – М.: Лесная промышленность, 1979. – С.208.

7 Пашинский, В. Ф. Машины для размола волокнистой массы / В.Ф. Пашинский. – М.: Лесная промышленность, 1972. – С.160.

Кларк, Д. Технология целлюлозы / Д. М.: Лесная Кларк.

промышленность, 1983. 456 с.

УДК 631.361.74 Н.И. Куриленко В.Н. Невзоров ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ СКОРЛУПЫ КЕДРОВОГО ОРЕХА ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск В данной статье рассматривается проблема переработки кедрового ореха и описание изобретения, которое позволяет повысить эффективность переработки в стадии «обрушивания».

Разрушение скорлупы кедрового ореха является сложным технологическим процессом, требующим применения большого количества оборудования и приспособлений.

При промышленной переработке кедрового ореха путем отделения ядра от скорлупы, возникает технологическая проблема сохранения его без повреждения и разрушения. Существующие устройства для разрушения кедровых орехов за один проход осуществляют разрушение на 60-70 %, причем около 30 % очищенных ядер выходят после машинного разрушения скорлупы поврежденными.

Выполненные нами патентные исследования и анализ существующих машин и оборудования, позволили сформулировать новые требования к разрабатываемому оборудованию. На основе произведенных исследований было разработано оборудование. На данное оборудование была подана заявка в РОСПАТЕНТ на изобретение и получено решение на выдачу патента РФ.

Наше изобретение решает задачу процесса механизации разрушения скорлупы с сохранением ядер орехов, повышение производительности выхода и качества ядер кедровых орехов.

Технический эффект заключается в ослаблении целостности скорлупы орехов путем разрушения верхней части скорлупы за счет многократного прохождения через режущие ножи установленных в корпусе, а с другой стороны нижней части скорлупы ореха режущими ножами шнека которые для смягчения удара во время процесса резания закреплены на гребне шнека на упругих пластинах.

Указанный технический результат изобретения достигается тем, что в устройстве для разрушения скорлупы кедровых орехов, содержащем корпус с загрузочным устройством, барабан цилиндрической формы с посадочными отверстиями для орехов и шнек с режущими ножами, закрепленных на гребнях шнека на упругих пластинах. Причем барабан и шнек вращаются в разных направлениях.

Рисунок 1 - Кинематическая схема устройства для разрушения скорлупы кедрового ореха.

Движение орехов осуществляется в посадочных отверстиях барабана, размещенных в несколько рядов, но по всей окружности барабана.

Глубина посадочных гнезд составляет среднестатистическую ширину и длину ореха, далее через выходное отверстие, расположенное в нижней части корпуса, орех с уже поврежденной скорлупой под действием собственной силы тяжести попадает в центрифугу, где орехи разгоняются, и после ударяются о поверхность металлической плиты и скорлупа полностью разрушается.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства влияют на повышение качества разрушения орехов и повышения производительности установки.

УДК 630.794:658.56 А.О.Данилова МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ КАЧЕСТВА ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ ПО ПОДТВЕРЖДЕНИЮ ЛЕГАЛЬНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Статья рассматривает систему качества лесопромышленного предприятия с учетом требований по подтверждению легальности древесины как инструмент повышения конкурентоспособности Лесной сектор играет важную роль в экономике России – продукция ЛПК России экспортируется более чем в 100 стран мира и традиционно является одной из значительных составляющих экспорта России. При благоприятных условиях лесной сектор экономики может стать наряду с отраслями топливно-энергетического комплекса одним из бюджетообразующих секторов экономики.

В лесном секторе России работает около 40 тыс. предприятий, на которых занято порядка 1 млн. человек (свыше 3 % трудоспособного населения страны и 10 % всех занятых в промышленности). Жизнь сотен тысяч людей, проживающих в северных областях России, а особенно коренных народов практически полностью зависят от лесных ресурсов.

Почти в половине субъектов Российской Федерации предприятия ЛПК играют особую – градообразующую роль. В этой связи лесной сектор имеет не только важнейшее экономическое, но и социальное значение [1].

Однако, несмотря на мощный потенциал и социальную значимость ЛПК России входит в тройку наиболее отсталых отраслей отечественной промышленности по темпам развития, что обусловлено рядом причин экономического, правового, социального и экологического характера. В настоящее время низкая цена на российскую лесопродукцию является тем основным фактором, который позволяет занимать небольшой, но устойчивый сегмент рынка отечественным экспортерам. Но после ожидаемого в ближайшее время вступления России в ВТО и это преимущество будет потеряно. В связи с этим особую значимость – не только для бизнеса, но и для всей страны – имеют поиски путей повышения конкурентоспособности ЛПК. Первоочередной задачей становится выявление ключевых требований мирового рынка, предъявляемых к продукции ЛПК.

Не вызывает сомнения, что в основе любого спроса лежит соотношение цены и качества, эти два фактора определяют конкурентоспособность любой продукции, в том числе и лесной. До недавнего времени для демонстрации качества своей продукции российские производители считали достаточным подтвердить соответствие партии продукции государственным стандартам на нее.

Однако современный рынок требует большего – сейчас производитель должен представить доказательства своей способности стабильно производить качественную продукцию, другими словами сама система управления предприятием должна быть построена так, чтобы обеспечивать уверенность в качестве продукции. Это требование обусловило появление и развитие целого ряда систем управления качеством продукции – российских и зарубежных. В конце ХХ в.

общепризнанным образцом такой системы стала система менеджмента качества (СМК), соответствующая требованиям международного стандарта ISO 9001.

Внедрение СМК позволяет предприятиям добиться достижения и поддержания соответствия качества продукции и услуг предприятия установленным или ожидаемым требованиям потребителей;

повышения эффективности и производительности, более четкой координации в работе;

удовлетворенности потребителей;

открытия новых рыночных возможностей и сохранение завоеванных рынков сбыта.

Однако ИСО 9001, как и любая универсальная система, имеет тот недостаток, что не учитывает особенности конкретных отраслей и те специфические требования, которые к ним предъявляются, поэтому следующим шагом должно стать выявление факторов конкурентоспособности, существенных именно для лесопромышленного комплекса.

Исследования современных тенденций мирового рынка в этой области указывают, в первую очередь, на такие факторы как легальность древесины, экологичность продукции и устойчивое лесоуправление, причем первый является определяющим для двух других: легальность есть первый шаг на пути к экологизации промышленности и устойчивому лесоуправлению, поэтому именно он на данном этапе должен быть исследован наиболее тщательно.

Проблема незаконного оборота древесины крайне остро стоит во всем мире, в том числе и в России. По данным Фонда дикой природы, до 35 % всей древесины, заготовленной в европейской части России, и более 50 % древесины, заготовленной на Дальнем Востоке и Кавказе, имеют незаконное происхождение. Самый большой объем нелегальной вырубки древесины осуществляется в районах Восточной Сибири и Дальнего Востока. Исследования проблемы нелегальных заготовок, проведенные Всемирным фондом дикой природы за последние годы, свидетельствует о том, что это массовое явление характерно для всех лесозаготовительных регионов России, а объемы нелегально заготовленной древесины из года в год увеличиваются [2].

Необходимо особо отметить важность решения проблемы для экономической и политической безопасности России. Тенденции экономического и социального развития мирового сообщества, увеличение численности населения Земли в геометрической прогрессии, сопряженное с ростом потребления природных ресурсов, свидетельствуют о том, что в ближайшие десятилетия проблема обеспечения природным сырьем и неистощительного пользования природными ресурсами станет для человечества основной [3]. Кроме того, нелегальные лесозаготовки отрицательно сказываются на зависимом от леса жизнеобеспечении местного населения и общин коренных народов. Таким образом, легальность древесины затрагивает также вопросы, связанные с лесовосстановлением, нарушением биоразнообразия, утилизацией отходов, а также социальными аспектами [4].

Нелегальные лесозаготовки приводят к ощутимым потерям государств за счет снижения налоговых поступлений и нарушений таможенного законодательства, а также наносят серьезный вред состоянию лесных экосистем. Нелегитимные рубки усиливают потери биоразнообразия, могут привести к обезлесению и лесным пожарам.

Помимо этого, нелегальный оборот древесины нарушает и конкурентные механизмы лесного рынка, так как законопослушные лесные предприятия не могут конкурировать с дешевой нелегальной древесиной, что ослабляет стабильность работы предприятий и затрудняет устойчивое развитие отрасли. И, наконец, не поддаются учету убытки бизнеса из-за испорченной репутации и падения имиджа лесной отрасли в целом. Лесопромышленные предприятия, действующие на законных основаниях, оказавшись бессильными в борьбе с нечестной конкуренцией, теряют заинтересованность в ведении социально и экологически ответственной деятельности. Нелегальные производители благодаря более низким затратам на производство ослабляют позиции законных производителей и снижают рыночные цены [3, 4].

Таким образом, нелегальные лесозаготовки (а также торговля и приобретение незаконной древесины) представляют серьезную угрозу устойчивому лесопользованию во всем мире, особенно в странах с низким уровнем развития законодательства в лесном секторе.

Борьба с нелегальными рубками со стороны органов государственной власти ведется давно и включает в себя целый ряд мероприятий, таких как:

патрулирование участков леса межведомственными оперативными группами;

ограничение числа погрузочных площадок (терминалов) и открытая погрузка древесины система дистанционного мониторинга лесов с использованием новейших спутниковых систем;

материальное вознаграждение работникам лесной службы за сохраненный лес;

разработка единой методики выполнения измерений объемных показателей древесины;

введение таможенных кодов для особых групп экспортируемых пород;

введение дополнительного контроля документов на дорогах, ведущих к местам сбыта;

предоставление участков лесного фонда крупным компаниям-переработчикам с длительными сроками аренды;

система маркировки вырубаемых деревьев штрих-кодами и другие [5, 6].

Очевидно, что вышеперечисленные мероприятия, в основном, нацелены на усиление оперативного контроля за отраслью и не являются частью единой экономической стратегии по развитию лесопромышленного комплекса, поэтому и приносимые ими результаты оказались не столь масштабны, как предполагалось.

К настоящему моменту мировое сообщество пришло к другому методу воздействия, опирающемуся на экономические законы, – сейчас легальность древесины становится одним из основных критериев при выборе поставщиков, законность происхождения лесной продукции становится козырем в конкурентной борьбе и, следовательно, стимулом к легализации лесозаготовительной деятельности.

Таким образом, в настоящее время российский ЛПК стоит перед необходимостью создания такой системы управления предприятием, которая бы одновременно обеспечивала уверенность в качестве и легальности происхождения своей продукции.

В области качества продукции, несомненно, лучшей стратегией для предприятия является подтверждение соответствия СМК предприятия требованиям стандарта ИСО 9001, который применяется и пользуется доверием во всем мире и, по сути, не имеет аналогов.

Необходимость создания и сертификации СМК уже давно осознана зарубежом и по большей части в России. Опыт создания и внедрения СМК в странах с устоявшейся рыночной экономикой подтверждает высокую эффективность функционирования этих систем. Выпуск дефектной продукции сокращается в среднем на 50-60 %, на 40 % снижаются расходы на контроль и испытания готовой продукции, примерно в два раза снижаются затраты на качество, рентабельность предприятий увеличивается на 15-20 %. Освоение ISO 9001 мировой экономикой происходит быстрыми темпами – количество компаний, прошедших сертификацию, увеличивается примерно на 30 % в год. В Европе количество сертифицируемых предприятий в настоящее время достигает 75-80 %, а в отдельных отраслях, таких как автомобилестроение, 95 %. В России на сегодняшний день по стандартам серии ISO 9000 сертификацию прошло уже порядка 5 тыс. предприятий, в том числе ряд крупных предприятий ЛПК, всего же в мире выдано более 770 тыс. сертификатов ISO 9001.

Что же касается легальности древесины, то здесь вопрос о способах ее подтверждения остается открытым. В мире существует целый ряд систем лесной сертификации, позволяющих подтвердить легальность древесины путем сертификации цепочки прослеживаемости материалов: система Лесного попечительского совета FSC, Пан-европейская система лесной сертификации PEFC, инициатива устойчивого лесопользования SFI, канадская система CSA, американская система ATFS. В ряде стран лесопромышленные компании предпочитают сертификацию лесопользования на базе стандартов ИСО. Системы SFI, CSA, ATFS почти неизвестны в Европе, а PEFC и FSC – в Америке, [7, 8].

Анализ существующих систем сертификации показывает, что в России наиболее распространена сертификация по системе Лесного попечительского совета. Национальные системы находятся пока лишь в стадии становления и не имеют практического опыта применения, соответственно, не получила широкого распространения, представляемая ими система PEFC. Таким образом, наиболее вероятно, что в ближайшие несколько лет единственной реально действующей системой добровольной лесной сертификации в России останется сертификация по системе FSC. Она также является более предпочтительной для отечественного лесного комплекса, так как имеет обширный опыт применения на российских предприятиях и признана во всех основных странах-импортерах российской лесной продукции.

Таким образом, исходя из сложившейся российской и мировой практики в области менеджмента качества и лесной сертификации, наиболее оптимальными составляющими для формирования системы качества с учетом требований к легальности древесины являются требования ИСО 9001 и FSC соответственно для менеджмента качества и обеспечения легальности продукции.

Библиографический список 1. Бурдин Н.А., Соловьева Г.А. Лесопромышленный комплекс Российской Федерации в 2004 году // Лесной экономический вестник № 1 (43) с.3- 2. Котлобай А. Нелегальные рубки и проблема контроля в лесном секторе России // Лесная сертификация 2001 № 4, с. 21 – 3. Карпачевский М.Л. Хозяева российского леса. – М.: Изд-во Центра охраны дикой природы, 2001. – 115 с.

4. Ефремов Д. Нелегальные рубки в системе заготовок древесины в лесах российского Дальнего Востока // Лесная сертификация 2001 № 4, с.

21 – 5. Чупров В.А. Сертификация управления лесными ресурсами на соответствие требованиям ЛПС (FSC) // Лесная сертификация 2000 № 1, с.

13.- 6. Красногорская И. Преступления без наказаний // Российская лесная газета 2005 № 5 (82) 7. Птичников А.В. Добровольная лесная сертификация про принципам FSC, и ее значение для экспорта российской лесобумажной продукции на экологически чувствительные рынки // Лесная сертификация 2000 № 1, с. 6.- 8. Бурдин Н.А., Саханов В.В. Исходные предпосылки и методические основы стратегии перспективного развития лесного комплекса России // Лесной экономический вестник 2005 № 4 (46) с.3- УДК 630.377.4 В.Ф. Полетайкин О РАСШИРЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЛЕСНЫХ МАШИН ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск Рассмотрен вопрос о возможности расширения технологических возможностей гусеничных лесопогрузчиков В изменившихся социально-экономических условиях в лесной промышленности в настоящее время образовалось большое количество предприятий с относительно небольшими годовыми объемами заготовки древесного сырья. Такие предприятия не имеют достаточных средств на приобретение полного набора машин для механизации или машинизации всех операций технологических процессов лесосечных и лесотранспортных работ. Так при заготовке и вывозке древесного сырья в виде хлыстов или деревьев с кроной необходимо выполнить комплекс технологических операций, включающий в себя следующие основные операции: валка, трелевка, обрубка или обрезка сучьев, погрузка хлыстов или деревьев с кроной на лесовозный транспорт, вывозка древесного сырья на склад или потребителям. Из приведенных выше операций такие операции как валка, обрубка или обрезка сучьев могут быть выполнены вручную с применением бензомоторных пил. Операции трелевки, погрузки и вывозки могут быть выполнены только с помощью специальных лесных машин: трелевочный трактор ТТ-4М, машина для бесчокерной трелевки ЛП18К, лесопогрузчик ЛТ-188, лесовозный автопоезд. Учитывая высокую стоимость современных лесных машин, заготовка древесного сырья при относительно малых объемах может оказаться не рентабельной. Повысить эффективность производства в данном случае можно путем сокращения количества машин при одновременном расширении их функциональных возможностей. Для этого необходимо разрабатывать и осваивать производство новых, более универсальных лесных машин, обеспечивающих выполнение нескольких смежных операций. При этом их стоимость не должна существенно возрастать по сравнению с существующими аналогами. В рассматриваемом случае можно рассмотреть несколько вариантов расширения технологических возможностей лесных машин. Так представляется целесообразным изменением конструкции рабочего оборудования добиться выполнения операций трелевки и погрузки хлыстов и деревьев с кроной машиной для бесчокерной трелевки.

Возможно оснащение лесовозных автопоездов гидроманипуляторами для осуществления погрузки любого древесного сырья.

Учитывая актуальность данной проблемы, на кафедре Технологий и машин природообустройства СибГТУ проводятся работы по созданию трелевочно-погрузочной машины на базе лесопогрузчика перекидного типа. Для расширения технологических возможностей лесопогрузчика разработана новая конструкция грейферного захвата, оснащенного ротатором, что позволяет выполнять операции погрузки деревьев и осуществлять их трелевку. Кроме этого, доработана гидросистема лесопогрузчика. Грейферный захват с ротатором представляют собой сменное навесное устройство, устанавливаемое вместо нижней челюсти захвата лесопогрузчика. Все остальное технологическое оборудование (стрела, поворотное основание, механизм поворота захвата, гидроцилиндры привода стрелы и поворотного основания) остается без изменений. На рисунке 1 показана конструктивная схема трелевочно погрузочной машины на базе лесопогрузчика перекидного типа при выполнении операции погрузки деревьев на лесовозный транспорт.

Трелевочно-погрузочная машина включает в себя базовый трактор 1 и технологическое оборудование лесопогрузчика перекидного типа (например,лесопогрузчик ЛТ-188 по авторскому свидетельству 288663), состоящее из поворотного основания 2, шарнирно закрепленного на корпусе базового трактора, стрелы 3, шарнирно установленной на поворотном основании, гидроцилиндров поворота стрелы 6, гидроцилиндров поворота основания 7. На стреле смонтированы захват и механизм поворота захвата в продольно-вертикальной плоскости 4 с гидроцилиндрами привода 8. Захват выполнен в виде клещевого грейфера, включающего в себя корпус 9, жестко закрепленный на поперечной балке 10, шарнирно установленной на конце стрелы 3 и соединенной с механизмом поворота 4. С корпусом захвата 9 посредством вертикальной оси 10 шарнирно соединена поворотная рама 11 с установленными на ней шарнирно двумя клещевыми челюстями 12 с приводом от гидроцилиндров 14. Вертикальная ось 10 поворотной рамы соединена с механизм «шестерня-рейка» с приводом от гидроцилиндров 13, обеспечивающим поворот рамы 11 относительно корпуса 9.

Положение I – Набор груза из штабеля.

Положение II – Положение захвата после отделения груза от штабеля.

Положение III – Укладка груза на лесовозный транспорт.

Рисунок 1 – Трелевочно-погрузочная машина Машина работает следующим образом. Для осуществления операции погрузки деревьев стрела 3 с захватом 5 устанавливается в Положение I.

Грейферным захватом осуществляется набор и зажим груза. С помощью механизма поворота 4 захват с грузом устанавливается в Положение II, далее с помощью гидроцилиндров поворота стрелы 6 и основания 7 стрела с грузом устанавливается в Положение III и осуществляется укладка груза на лесотранспортную машину или в штабель деревьев. Для повторения операции погрузки стрела с захватом снова устанавливаются в Положение I.

Для выполнения операции трелевки деревьев стрела с захватом устанавливается в Положение III. С помощью механизма «шестерня рейка» поворотная рама 11устанавливается параллельно продольной оси машины – Положение IV (Рисунок 2).

Рисунок 2 – Положение стрелы и захвата при трелевке деревьев С помощью захвата 5 деревья зажимаются и движением машины осуществляется их трелевка на погрузочную площадку. При движении машины во время трелевки деревьев гидроцилиндры механизма поворота захвата 8 и механизма вращения рамы захвата 13 устанавливаются в «плавающее» положение, чем обеспечивается необходимое число степеней свободы захвата и трелюемых деревьев.

УДК 630.377.4 Черник Д.В.

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПАКЕТА ДЕРЕВЬЕВ В ЗАХВАТЕ ЛЕСОПОГРУЗЧИКА НА УРОВЕНЬ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск В статье приведены результаты исследования влияния положения пакета деревьев в захвате лесопогрузчика на уровень динамических нагрузок. Критерием оценки динамической нагруженности служат коэффициенты динамичности на рабочее оборудование и корпус.

Динамические нагрузки на технологическое оборудование в боковом направлении в режиме грузового хода лесопогрузчика возникают при наезде на препятствие одним бортом машины, при смещении центра тяжести груза относительно продольной оси, при движении машины поперек уклона погрузочной площадки. Кроме того, при колебаниях пакета хлыстов вследствие разности жесткости и массы вершинной и комлевой частей деревьев в поперечной плоскости возникает дополнительный момент. Совпадение указанных факторов во времени обуславливает экстремальные режимы работы, которые необходимо учитывать при проектировании лесопогрузчиков. Для анализа нагрузок на технологическое оборудование в поперечно-вертикальной плоскости, разработаны эквивалентные динамические модели системы «лесопогрузчик-груз» и их математические модели, учитывающие влияние на уровень нагрузок ряда эксплуатационных факторов: скорости движения, высоты преодолеваемых препятствий, упругих характеристик деревьев, смещения центра тяжести груза от продольной оси машины, угла уклона погрузочной площадки.

Анализ влияния положения пакета деревьев в захвате лесопогрузчика на уровень динамических нагрузок проводился на имитационной модели, разработанной на ЭВМ в среде Mathcad. Высота препятствия принята равной 0,2 метра, скорость движения лесопогрузчика равна скорости движения лесопогрузчика задним ходом на первой передачи (1м/с).

Эффект воздействия внешней нагрузки на элементы конструкции оцениваются коэффициентом динамичности, который определяется по формуле yД K Д = 1+, (1) y СТ где y Д - деформация при динамическом воздействии, y СТ - деформация упругого элемента под действием статически приложенной нагрузки.

2, 1, 0, -1,67 -1,336 -1,002 -0,668 -0,334 0 0,334 0,668 1,002 1,336 1, Х, м Кд1 Кд Рисунок 1 – зависимости коэффициентов динамичности от смещения центра тяжести пакета деревьев от продольной оси лесопогрузчика:

КД1 – коэффициент динамичности на рабочее оборудование, КД3 – коэффициент динамичности на корпус.

Анализ влияния положения пакета деревьев в захвате лесопогрузчика на уровень динамических нагрузок показал:

1. При смещении дерева в сторону вершинной части на максимальную величину динамические нагрузки убывают на 14%.

2. При смещении дерева в сторону комлевой части на максимальную величину динамические нагрузки возрастают на 36%.

Библиографический список 1. Полетайкин, В. Ф. Проектирование лесных машин. Моделирование рабочих режимов тракторных лесопогрузчиков [Текст] / В. Ф. Полетайкин.

– Красноярск : КГТА, 1996. – 248 с.

2. Макаров, Е. Г. Инженерные расчеты в Mathcad : учебный курс / Макаров, Е. Г - СПб: Питер, 2005. – 448 с.

3. Александров, В. А. Моделирование взаимодействия лесных машин с предметом труда и внешней средой : учебное пособие для студентов лесомеханического факультета / Александров, В. А. – Ленинград: ЛТА, 1978. – 84 с.

4. Лозовой, В.А. Расчеты лесозаготовительного оборудования с учетом колебаний : учебное пособие для студентов специальностей 26.01.00, 17.04.00 и слушателей ФПК / Лозовой, В.А. – Красноярск:

СибГТУ, 1999. – 140 с.

УДК 630.377.4 Черник Д.В.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ ЛЕСОПОГРУЗЧИКА ЧЕРЕЗ ПРЕПЯТСТВИЕ В СРЕДЕ MATCHCAD ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск В статье приводится математическая модель режима движения лесопогрузчика через препятствие, включающая в себя систему дифференциальных уравнений второго порядка. Продемонстрирован один из способов реализации математической модели в среде Mathcad с помощью вычислительного блока Given…Odesolve. Показаны рисунки с примерами записи модели и её приложения в программе.

Режим движения лесопогрузчика через препятствие одним бортом описывается системой дифференциальных уравнений ( ) m2 l32 2 + C ' 2 ( 2 с )l32 + K ' 2 2 с l32 = M 2 (t ) ( ) m2l 4 4 + C 2( 4 с )l 4 + K 2 4 с l 4 = M 4 (t ) 2 (m1 + m2 )l c2 c + C x ( c k )l c2 C ' 2 ( 2 с )l32 C 2( 4 с )l 4 = M 1 (t ) m 2 + C k C ( )l 2 C ' ( )l 2 C ' ( )l 2 = M (t ) с с 3 z k k k x c k c 2 2 3 2 2 3 (1) Расчетные схемы изображены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 – Эквивалентная динамическая модель лесопогрузчика с полужесткой подвеской корпуса с упругим грузом На рисунке 1: m1 – масса подвижных частей рабочего оборудования, динамически приведенная к концу стрелы;

m2, m2 - массы вершинной и комлевой частей расчетных деревьев, приведенные в их центры тяжести;

m3 – подрессоренная масса трактора и неподвижных частей рабочего оборудования;

C 2, C 2 – изгибная жесткость вершинной и комлевой частей расчетных деревьев, приведенные в их центры масс;

K 2, K 2 - демпфирующие сопротивления вершинной и комлевой частей расчетных деревьев;

l3, l4 - расстояния от продольной оси машины, соответственно, до центров масс вершинной и комлевой частей расчетных деревьев;

CX изгибная жесткость стрелы в поперечном направлении (в направлении оси X);

C K - жесткость корпуса трактора при кручении;

CP - жесткость K упругого элемента подвески корпуса трактора;

KP - демпфирующие сопротивления в подвеске корпуса трактора;

LP - расстояние между вертикальными осями рессор;

PЛ, PП - реакции поверхности пути, передающиеся на рессоры (левую и правую, соответственно).

Рисунок 2 – Схема определения возмущений в поперечно вертикальной плоскости Правые части уравнений будут выглядеть следующим образом K ПV 2 2hmax 2Vt M 1 (t ) = [ J C1 + (m1 + m2 )r ] COS C L LK L K ПV 2 2hmax 2Vt M 2 (t ) = ( J в + m2 r22 ) COS L LK L K ПV 2 2hmax 2Vt M 3 (t ) = [ J C 3 + m3 rK )] COS L LK L (2) K V 2 2hmax 2Vt M 4 (t ) = ( J K + m2r42 ) П COS L LK L Левые части уравнений (1) отображают состояние рассматриваемой системы и включают ее основные динамические характеристики – Ci, mi, а так же геометрические параметры. Правые части указанных уравнений представляют собой внешние возмущающие воздействия на систему. Они включают в себя эксплуатационные факторы – hmax (высота препятствия), V (скорость движения лесопогрузчика), от которых зависит уровень внешних возмущений на систему и величина динамических нагрузок на элементы системы. Таким образом, разработанные модели позволяют выполнять исследования влияния на величину динамических нагрузок, действующих на рабочее оборудование в поперечно-вертикальной плоскости, конструктивных (параметров системы) и эксплуатационных факторов. Кроме этого, варьированием размеров l3, l4 они позволяют исследовать влияние смещения центра тяжести груза от продольной оси машины на уровень боковых динамических нагрузок.

При моделировании режима движения лесопогрузчика через препятствие в среде Mathcad будут варьироваться величины следующих эксплуатационных факторов: высоты препятствия (hmax), скорости движения лесопогрузчика (V), смещения центра тяжести расчетного дерева относительно захвата лесопогрузчика (X). Эксплуатационные факторы как hmax и V влияют лишь на уровень внешних возмущений на систему, поэтому их можно внести в программу непосредственно числовыми значениями. С варьированием величины X изменяются геометрические параметры системы (l3, l4), её упругие свойства ( C 2, C 2 ), а так же массы вершинной и комлевой частей ( m2, m2 ), в связи с этим необходимо построить зависимость данных параметров от величины Х.

Моделирование в среде Mathcad проводим в следующей последовательности:

Внесение числовых значений постоянных коэффициентов, не 1.

зависящих от величины смещения Х.

Ввод формул зависимых постоянных коэффициентов от величины 2.

смещения Х.

Ввод системы дифференциальных уравнений с начальными 3.

условиями.

Вывод графика зависимости переменных от времени.

4.

Для нахождения центра тяжести расчетного дерева XC, м, воспользуемся формулой ( ) Lh dV + 2 dV d K + 3 dV 2 XC = ( ), (3) dV + dV d K + dV 2 где Lh - длина хлыста, м;

dV и d K - диаметры соответственно вершинной и комлевой частей дерева, м;

Длину вершинной части, lV, м, находим по формуле l lV = X C +X, (4) где l - длина захвата, м;

X - смещение центра тяжести дерева, м.

В случае Х = 0 – центр тяжести дерева совпадает с продольной осью лесопогрузчика, когда Х 0 – центр тяжести хлыста смещен в сторону комлевой части, при Х 0 – в сторону вершинной.

Длина комлевой части, l K, м l K = Lh lV l, (5) Формулы (4) и (5) позволяют программе рассчитывать длины вершинной и комлевой частей в зависимости от смещения центра тяжести Х.

Во все последующие формулы зависимых постоянных коэффициентов от величины Х включаем lV и l K, что позволит определять их значение в зависимости от величины Х (рисунок 3). Массы вершинной и комлевой частей определяется исходя из их объёма.

Поскольку дифференциальные уравнения системы являются обыкновенными, решаем их с помощью блока Given…Odesolve.

Применение функции Odesolve требует записи вычислительного блока в который входят три части: ключевое слово Given;

дифференциальные уравнения и начальные условия к ним;

Функция Odesolve ([vf], x, b, [step]), где [vf] – матрица искомых переменных, x – имя переменной, относительно которой решается уравнение, b – конец интервала интегрирования;

[step] – необязательный внутренний параметр, определяющий число шагов интегрирования, на которых вычисляется решение дифференциального уравнения (Рисунок 4).

Рисунок 3 – Вычислительный блок постоянных коэффициентов, зависимых от смещения центра тяжести Х реализованные в среде Mathcad Рисунок 4 – Решение дифференциальных уравнений в вычислительном блоке Given…Odesolve.

Библиографический список 1. Полетайкин, В. Ф. Проектирование лесных машин. Моделирование рабочих режимов тракторных лесопогрузчиков [Текст] / В. Ф. Полетайкин.

– Красноярск : КГТА, 1996. – 248 с.

2. Макаров, Е. Г. Инженерные расчеты в Mathcad : учебный курс / Макаров, Е. Г - СПб: Питер, 2005. – 448 с.

3. Александров, В. А. Моделирование взаимодействия лесных машин с предметом труда и внешней средой : учебное пособие для студентов лесомеханического факультета / Александров, В. А. – Ленинград: ЛТА, 1978. – 84 с.

4. Лозовой, В.А. Расчеты лесозаготовительного оборудования с учетом колебаний : учебное пособие для студентов специальностей 26.01.00, 17.04.00 и слушателей ФПК / Лозовой, В.А. – Красноярск:

СибГТУ, 1999. – 140 с.

УДК 630.377.4 С.Ю. Гуськов ВЛИЯНИЕ КОРИОЛИСОВОЙ СИЛЫ ИНЕРЦИИ НА УРОВЕНЬ НАГРУЗОК НА ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ ЛЕСОПОГРУЗЧИКА С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ЦЕНТРОМ ВРАЩЕНИЯ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск При наборе груза и перемещении его в транспортное положение в связи с недостаточной продольной устойчивостью, лесопогрузчик наклоняется вперед до соприкосновения специальных упоров, установленных на корпусе машины, с опорной поверхностью. Угол наклона корпуса базовых машин ТТ – 4М и ТЛТ – 100 при этом составляет, соответственно, 9° и 11°. При этом задние балансирные каретки полностью отрываются от опорной поверхности.


В таком положении происходит подъем груза до того момента, когда опрокидывающий момент от груза будет равен удерживающему моменту лесопогрузчика. При дальнейшем подъеме происходит одновременное перемещение груза вокруг оси вращения стрелы и вращение лесопогрузчика с грузом относительно оси передней балансирной каретки, до тех пор, пока задние балансирные каретки лесопогрузчика не встанут на грунт. В момент соударения задней части гусениц с опорной поверхностью, лесопогрузчик резко перестает вращаться относительно оси переднего балансира, а груз продолжает вращение относительно оси поворота стрелы. Это обуславливает возникновение дополнительных нагрузок, как на технологическое оборудование, так и на ходовую систему базового трактора. Величина этих нагрузок зависит от массы груза, скорости его перемещения и свойств опорной поверхности погрузочной площадки, а также параметров кинематики и гидросистемы технологического оборудования. Так как вращение лесопогрузчика при одновременном подъёме груза является переносным, возникает кориолисово ускорение и кориолисова сила инерции.

Возникновение кориолисовой силы инерции объясняется тем, что переносное движение в рассматриваемом режиме является вращательным (вращение лесопогрузчика относительно оси передней балансирной каретки), а при вращательном относительном движении стрелы с грузом возникает поступательное движение центра масс груза и подвижных частей технологического оборудования приведенного к оси вращения захвата относительно оси передней балансирной каретки базовой машины.

В соответствии с правилом Жуковского кориолисово ускорение направлено в сторону переносного вращения, а кориолисова сила инерции по касательной в противоположную сторону. Таким образом, кориолисова сила инерции масс элементов конструкции повышает нагруженность системы и при определении обобщенных сил, соответствующих обобщенным координатам её необходимо учитывать.

Основное влияние на величину кориолисовой силы инерции будут оказывать угловая скорость движения стрелы, массы элементов конструкции стрелы, масса груза и угловая скорость вращения лесопогрузчика относительно оси передней балансирной каретки.

Исследование проводилось по известным зависимостям для определения угловой скорости стрелы и кориолисовой силы инерции с использованием разработанной автором математической модели совместного вращения лесопогрузчика с грузом [1] при варьировании следующих факторов:

- число оборотов вала гидронасоса: 1300 n 1600 мин-1;

n = мин-1;

- сила тяжести подвижных частей технологического оборудования и груза, приведенная к оси вращения захвата:

48680 G 66910 Н;

G = 6000 Н;

- угол наклона лесопогрузчика в продольно – вертикальной плоскости:

0° 11 9° ;

11 = 0,9°.

Рк, Н 1300 1400 1500 n, 1/мин Рисунок 1 - Зависимость кориолисовой силы инерции от числа оборотов вала насоса На рисунке 1 приведена зависимость кориолисовой силы инерции от числа оборотов вала насоса, при этом угол наклона лесопогрузчика в продольно – вертикальной плоскости 11 = 9°, сила тяжести подвижных частей технологического оборудования и груза, приведенная к оси вращения захвата, G = 66910 Н.

Анализ полученных результатов показывает, что величина кориолисовой силы инерции при увеличении числа оборотов вала насоса с 1300 мин-1 до 1600 мин-1 увеличивается в 1,51 раза.

Рк, Н G = 66910 Н G = 60910 Н G = 59410 Н G = 48680 Н 0,0 0,9 2,5 3,3 4,1 4,9 5,7 6,6 7,4 8,2 9, 11, ° Рисунок 2 - Зависимость кориолисовой силы инерции от силы тяжести груза и подвижных частей технологического оборудования, приведенной к оси вращения захвата и угла наклона погрузчика в продольно – вертикальной плоскости На рисунке 2 показаны результаты исследований влияния силы тяжести груза, подвижных частей технологического оборудования, приведенной к оси вращения захвата и угла наклона погрузчика в продольно – вертикальной плоскости на величину кориолисовой силы инерции при частоте вращения вала насоса n = 1600 мин-1.

Кориолисова сила инерции возникает при минимально возможном угле наклона лесопогрузчика в продольно – вертикальной плоскости, который допускает его вращение относительно оси передней балансирной каретки, поэтому принимаем его величину за точку отсчета.

Для определения степени влияния кориолисовой силы инерции на нагруженность элементов конструкции лесопогрузчика был принят коэффициент дополнительных нагрузок от кориолисовой силы инерции, равный отношению величины кориолисовой силы инерции к силе тяжести груза, подвижных частей рабочего оборудования, приведенных к оси вращения захвата лесопогрузчика и определяемый по выражению:

РК K Дк = ;

(4) G где РК – кориолисова сила инерции;

G – сила тяжести номинального груза и подвижных частей технологического оборудования, приведенных к оси вращения захвата лесопогрузчика.

На основании проведенных исследований кориолисовой силы инерции максимальный коэффициент дополнительных нагрузок составил 0,037. Следовательно, максимальная кориолисова сила инерции составляет не более 3,7% от силы тяжести номинального груза и подвижных частей технологического оборудования, приведенных к оси вращения захвата лесопогрузчика.

Библиографический список.

1. Гуськов, С. Ю. Совершенствование технологического 1.

оборудования лесопогрузчика перекидного типа машинами : автореферат дис. … на соискание ученой степени канд.техн.наук :05.21.01 / С. Ю.

Гуськов – Красноярск, 2007. –25 с.

УДК 630* 432.3 С.Н. Орловский А.И. Карнаухов ПУТИ ЗАЩИТЫ ТАЁЖНЫХ ПОСЕЛКОВ ОТ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Периодически в разных регионах России возникает высокая и чрезвычайная горимость лесов. При этом лесные пожары являются угрозой не только лесу, но и человеку. В периоды высокой горимости лесов пожары, распространяясь на населенные пункты, приводят к гибели посёлков. Так, от лесных пожаров под Минусинском сгорел посёлок и погибли люди. В припоселковых лесах пожары возникают достаточно часто. До 90 % пожаров возникает по вине людей, работающих в лесу, и посетителей леса. Большое значение для предупреждения пожаров вокруг поселков имеет проведение разъяснительной работы среди населения, ограничение доступа людей в периоды, когда сильно возрастает пожарная опасность.

Одна противопожарная пропаганда не решает проблемы. Для предупреждения загораний населенных пунктов от лесных пожаров нужно ограничить их распространение. С этой целью разработана система противопожарных мероприятий в лесах, прилегающих к таежным поселкам. Загорание поселков происходит как от верховых пожаров, в результате которых происходит перенос горящих или тлеющих частиц на расстояние до 300 м и более, так и от низовых. Следовательно, чтобы защитить поселки и другие объекты от лесных пожаров необходимо провести противопожарное устройство лесов припоселковой зоны, установить виды лесных пожаров, участки, на которых они могут возникнуть, разработать и осуществить комплекс мероприятий по предупреждению возникновения, распространения, развития лесных пожаров.

В России «Указаниями по противопожарной профилактике в лесах и регламентации работы лесопожарных служб» [1] в целом определен подход к устройству припоселковых лесов. В настоящее время согласно [1], вокруг поселков, расположенных вблизи хвойных лесов, должны быть созданы в порядке рубок ухода за лесом или искусственным путем пожароустойчивые опушки шириной не менее 150 м из лиственных древостоев или с преобладанием лиственных пород. По границам таких опушек с внешней и внутренней к лесу стороны должны быть проложены минерализованные полосы шириной не менее 2,5 м.

Если создать опушки с преобладанием лиственных пород не представляется возможным, то на полосе хвойного леса шириной 250 – 300 м, прилегающей к поселку, необходимо:

- полностью убрать валеж, подрост хвойных пород и пожароопасный подлесок;

- обрубить у хвойных деревьев сучья на высоту до 2-х м;

- проложить по этой полосе в продольном направлении минерализованные полосы через каждые 50 м.

Кроме этого, «Правила пожарной безопасности в лесах Российской Федерации» [2] предусматривают прокладку минерализованных полос шириной 1,4 м в хвойных насаждениях на сухих почвах, а также вокруг расположенных вблизи дорог штабелей шпал, снегозащитных щитов, вокруг деревянных мостов, стационарных платформ, жилых домов и содержание их в течение пожароопасного сезона в очищенном состоянии.

Практическими рекомендациями [3] определяется противопожарное устройство лесных территорий вокруг площадок с буровыми вышками.

Для защиты объектов экономики от верховых и низовых пожаров дополнительно к минерализованным полосам рекомендуется создавать противопожарные заслоны, т.е. широкие полосы леса, с помощью специальных мероприятий приведенных в негоримое состояние [4].

Таежные поселки, в условиях многолесных регионов, расположены в различных природных и лесорастительных условиях. Различные противопожарные профилактические мероприятия имеют следующий эффективный срок действия:

- минерализованные полосы - один год;

- профилактические выжигания в травяной группе типов леса - года;

- профилактические выжигания в мшистой группе типов леса - лет.

В соответствии с Законом «О пожарной безопасности Красноярского края» от 10 февраля 2000 г. № 9-63 и распоряжением Администрации Красноярского края от 14.06.2000 г. № 678-р необходимо организовать защиту посёлков от лесных пожаров. Лесопожарные работы сдерживаются из-за отсутствия совершенных технологий, в том числе при создании противопожарных барьеров и заслонов в различных лесорастительных условиях.


Схема защитного припоселкового противопожарного заслона представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Противопожарный припоселковый заслон Прокладку минерализованных полос в настоящее время выполняют плугами типа ПКЛ – 70 на тракторах ЛХТ – 100. Возобновление полос требует их расширения. Плужные рабочие органы, применяемые для прокладки минерализованных полос и подготовке почвы под лесные культуры, не всегда эффективны при работе на лесных почвах, насыщенных корневыми включениями, приводящими к заякориванию агрегата на непреодолимых препятствиях, завалам пластов в борозды и перекрытию их проводниками горения. Трактора с плугами при работе в лесу имеют низкую производительность в виду трудности проходов между стоящими деревьями, что требует применения специальной техники и орудий для расчистки трасс минерализованных полос.

Такая технология связана с большими затратами энергоресурсов, нарушением лесных биогеоценозов и экологии лесов, ограничено трудностями движения техники по лесу при высокой полноте древостоев.

Необходим поиск путей выполнения тех -же работ на основе применения высокопроизводительных, энергосберегающих, экономически выгодных технологий.

Как следует из представленных в работах [5, 6] данных, энергоёмкость рабочего процесса создания минерализованной полосы (Вт ч/м2) с учётом укрытия лесных горючих материалов грунтом у фрезерных рабочих органов существенно (в 2 – 3 раза) ниже, чем у плужных.

Для прокладки опорных полос перспективно использование лесопожарных тракторных агрегатов с рабочими органами в виде торцовых фрез с осью вращения, параллельной продольной оси трактора, вырезающих в лесных почвах сегментную канавку и минерализующих прилегающую к ней полосу экскавированным грунтом [7]. Торцовые фрезы конструктивно просты, надёжны и долговечны, работоспособны в грунтах с древесными включениями. Они могут агрегатироваться с распространённым самоходными шасси ВТЗ – 30 СШ класса 6 кН, что позволяет скомпоновать многофункциональный агрегат для тушения лесных пожаров. Технология прокладки опорных минерализованных полос с последующим отжигом является эффективной и наименее энергоёмкой при выполнении работ по лесопожарному устройству лесов.

На кафедре «Технологии и машины природообустройства и защиты окружающей среды» Сибирского государственного технологического университета был разработан, изготовлен и испытан макетный образец лесопожарного агрегата на базе самоходного шасси. На рисунке представлен чертёж общего вида агрегата на базе перспективного самоходного шасси ВТЗ – 30 СШ. Лесопожарный агрегат предназначен для профилактики и тушения лесных пожаров посредством:

- прокладки минерализованных опорных полос в лесных почвах для выполнения от них отжига при профилактике и тушении лесных пожаров;

- подачи воды в зону горения по гибкому шлангу с шланговой катушки;

- расчистки трасс минерализованных опорных полос клиновым толкателем;

- доставки ручного инструмента и оборудования лесных пожарных, запаса воды;

- заправки ранцевых лесных опрыскивателей (РЛО).

2 3 4 5 8 10 2500 4720 Рисунок 2 - Чертёж лесопожарного агрегата на базе самоходного шасси ВТЗ-30 СШ 1 - базовый трактор, 2 - толкатель клиновой, 3 - контейнер для оборудования, 4 - ёмкость для воды 800 дм3, 5 - шланговая катушка 70 м, - фреза, 7 - вал привода фрезы, 8 - гидроцилиндр подъёма фрезы, 9 – редуктор, 10 - насос НШН – 600 для подачи воды в катушку и наполнения ёмкости Орудие для прокладки минерализованных опорных полос состоит из рамы, редуктора, карданных передач, фрезерного рабочего органа, защитного кожуха и гидроцилиндра управления. Фреза диаметром 600 мм оснащена шестью ножами и обеспечивает ширину вырезаемой сегментной канавки 0,47 – 0,52 м при её глубине 0,12 – 0,15 м, отбрасываемый грунт ударяется об эластичный козырёк и падает рядом с полосой, увеличивая её ширину до 1,2 – 1,3 м. Скорости резания выбираются в зависимости от почвенно-грунтовых условий.

Затраты мощности на привод фрезы по данным испытаний составляют до 8 кВт, энергоёмкость прокладки опорной полосы 100 Вт · ч/м3 или 4 Вт·ч/м2. Для трактора ЛХТ-55 с плугом ПКЛ-70 на той - же операции энергоёмкость составляет соответственно 166 Вт · ч/м3 или 12,45 Вт · ч/м2.

.Производительность агрегата 0,42 м/с, диаметр прорезаемых корней до 0,1 м.

На рисунке 3 представлены результаты работы агрегата.

Рисунок 3 – Минерализованная опорная полоса, проложенная лесопожарным агрегатом на базе самоходного шасси Применение проектного агрегата для прокладки минерализованных опорных полос по сравнению с их прокладкой трактором ЛХТ-55 с плугом позволяет сократить сроки и стоимость работ, снизить размеры выгоревших лесных площадей, уменьшить экологические нарушения территорий.

Проложенные агрегатом опорные минерализованные полосы должны использоваться для выжиганий межполосных пространств, что обеспечит надёжную защиту лесных посёлков от пожаров. Предлагаемая технология может использоваться администрациями районов, лесхозами, арендаторами земель лесного фонда при организации и проведении работ по защите лесов таёжных посёлков и других объектов в лесу. Реализация предлагаемой технологии позволит не только предупредить гибель и повреждение таёжных посёлков, но и сохранить припоселковые леса, имеющие большое рекреационное, хозяйственное, экологическое и воспитательное значение.

Библиографический список 1 Указания по противопожарной профилактике в лесах и регламентации работы лесопожарных служб. Утверждены приказом Федеральной службы лесного хозяйства России приказ от 29 октября г. (с изменениями от 18.10.2006) - № 289.

2 Правила пожарной безопасности в лесах Российской Федерации.

Утверждены Постановление Правительства Российской федерации от июня 2007 г. - № 3 Практические рекомендации по предупреждению и тушению лесных пожаров, прилегающих к производственным объектам нефтегазгеологии, Красноярск, ИЛиД, 1992 г. - 23 с.

4 Курбатский, Н.П., Заслоны взамен противопожарных разрывов [Текст] / Н.П. Курбатский, Э.Н. Валендик, П.М. Матвеев //Лесное хозяйство, 1973, № 6. - С.46-48.

5 Орловский, С.Н. Теоретическое и экспериментальное исследование резания лесных почв фрезерными рабочими органами [Текст] /С.Н. Орловский, С.В. Комиссаров, А.И. Карнаухов //Вестник КрасГАУ. № 16 Красноярск. КрасГАУ, 2007 С. 215 - 222.

6. Орловский, С.Н. Теоретическое и экспериментальное исследование резания лесных почв фрезерными рабочими органами [Текст] / С.Н. Орловский, А.И. Карнаухов // Проблемы ускоренного воспроизводства и комплексного использования лесных ресурсов. Материалы международной научно-практической конференции 23-25 октября 2006 г. / Под ред. авторов;

Фед. Агентство по науке и инновациям, администрация Воронеж. обл., Воронеж. гос. лесотехн. акад. – Воронеж, - 2006. - С. 156 163.

7. Орловский, С.Н. Агрегат для прокладки минерализованных полос [Текст] / С.Н. Орловский, А.И. Карнаухов // Строительные и дорожные машины, Торфяная промышленность, 2007. № 10. - С. 23 – 24.

УДК 630*378 Г.Я. Суров В.А. Барабанов Н.С. Главатских ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЛАВАЮЩЕЙ СПЛОТОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ ГОУ ВПО «Архангельский государственный технический университет»

г. Архангельск Рассматривается сплоточная единица, содержащая лесоматериалы ограниченной плавучести. Полученные решения позволяют определить геометрические параметры сплоточной единицы, необходимые при формировании, определении размеров обвязочного такелажа и организации лесосплава.

Согласно [1], лесоматериалы с недостаточным запасом плавучести, например лиственные, сплачиваются с подплавом. При использовании в качестве подплава хвойных сортиментов у потребителей необходима сортировка лесоматериалов по породам. Сортировка лесоматериалов на воде сопровождается утопом части лиственных сортиментов. Для отделения хвойных лесоматериалов от лиственных и обеспечения выгрузки последних без размолевки разработана конструкция сплоточной единицы [2].

Сплоточная единица (рис. 1а) содержит лесоматериалы ограниченной плавучести, которые соединены между собой обвязочным комплектом, включающим несущий канат 2, на каждом конце которого образованы грузовые петли 3, цепную вставку 4 с рычажным замком 5, а также лесоматериалы повышенной плавучести 6 - неоднородный естественный подплав. Подплав размещен в замкнутых контурах, образованных дополнительными боковыми обвязками 7, одни концы которых соединены с несущим канатом обвязочного комплекта на расстоянии от каждой грузовой петли, равном высоте сплоточной единицы, а другие при помощи замков 8 соединяются с цепной наставкой.

Формирование сплоточной единицы осуществляют в лесонакопителях 9 (рис. 1б) при помощи манипулятора, который входит 7 в поточную линию лр-167. Оператор манипулятора укладывает в лесонакопитель определенное количество бревен подплава.

Рис. 1 – сплоточная единица: а – на поверхности воды;

б – в лесонакопителе;

1 – лесоматериалы ограниченной плавучести;

2 – несущий канат;

3 - грузовые петли;

4 - цепная вставка;

5 – рычажный замок;

6 – лесоматериалы повышенной плавучести;

7 – дополнительные боковые обвязки;

8 – замок;

9 - лесонакопитель;

10 – стойка лесонакопителя;

11 – шарнир Затем сверху на подплав укладывают несущий канат 2 так, чтобы одна грузовая петля 3 находилась возле стойки 10 лесонакопителя 9, противоположной от его шарнира 11. После этого в лесонакопитель укладывается определенное количество бревен 1 ограниченной плавучести. Эти бревна охватываются несущим канатом с цепной вставкой 4, которая закрывается рычажным замком 5. Затем в лесонакопитель вновь укладываются бревна подплава в том количестве, что и в первый раз.

После этого подплав охватывается дополнительными боковыми обвязками 7, одни концы которых соединены с несущим канатом обвязочного комплекта, а другие при помощи замков 8 соединяются с цепной наставкой комплекта. После завершения формирования сплоточная единица извлекается из лесонакопителя сплоточно транспортным агрегатом. При этом лесонакопитель поворачивается относительно шарнира 11.

На рейдах приплава у потребителей раскрывают замки дополнительных боковых обвязок 7, освобождая хвойные лесоматериалы.

Лиственные сортименты в обвязочных комплектах выгружают краном, используя стропы с крюками.

При формировании предложенной сплоточной единицы и организации сплава необходимо знать ее геометрические параметры.

Ниже рассмотрено определение параметров сплоточной единицы при следующих допущениях. Сплоточная единица по форме представляет эллиптический цилиндр. Полнодревесность постоянная по всему объему сплоточной единицы.

Для определения площади поперечного сечения сплоточной единицы, занятой хвойным подплавом, выделена на расстоянии х от оси z элементарная площадка dfx (рис. 2). Параметрические уравнения поперечного сечения сплоточной единицы B cos ;

= x 2 (1) B sin.

= z Рис. 2- расчетная схема определения площади поперечного сечения, занятой хвойным подплавом Отсюда dFx = H sin dx Или HB sin 2 d, dFx = (2) Где н, в – соответственно высота и ширина сплоточной единицы.

Площадь поперечного сечения сплоточной единицы, занятая половиной хвойного подплава, при ‹ ( sin cos ).

HB Fx = (3) Полная площадь поперечного сечения сплоточной единицы при = Fx = BH. (4) Тогда относительная площадь поперечного сечения сплоточной единицы, занятая хвойным подплавом 2 Fx = ( sin cos ).

Fox = (5) F Полученная зависимость (5) приведена на рис. 3. Она позволяет при известной величине fox определить и следовательно из выражения (1) х и z.

1, 1, 0, Fox 0, 0, 0, 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 угол, рад угол, рад Рис. 3 – зависимость Fox = f ( ) При организации сплава необходимо также знать осадку и высоту надводной части сплоточной единицы. Для их определения выделена на расстоянии z от оси х элементарная площадка dfz (рис. 4).

( sin cos ).

BH dFz = (6) Рис. 4 – расчетная схема определения осадки т, Высоты надводной части нн и площади поперечного Сечения сплоточной единицы погруженной в воду Площадь поперечного сечения сплоточной единицы, погруженной в воду, ( sin cos ).

HB Fz = (7) Относительная площадь поперечного сечения сплоточной единицы, погруженная в воду, ( sin cos ).

Foz = (8) Полученная зависимость (8) приведена на рис. 5.

Величина foz из закона равновесия плавающего на поверхности жидкости тела равна относительной плотности древесины сплоточной единицы, т.е. Foz = o.

Величина о др o = в, (9) Где др, в – соответственно средняя плотность древесины и плотность воды.

Величина др = х Fox + л (1 Fox ), (10) Где х, л – плотность соответственно хвойных и лиственных сортиментов.

1, 0, 0, Foz 0, 0, 0, 0, 0, 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3, угол, рад.

угол, рад Рис. 5 – зависимость Foz = f ( ) Таким образом известная величина foz позволяет определить (рис.5) и следовательно осадку и высоту надводной части сплоточной единицы 1 cos T = H, (11) H H = (1 + cos ).

H (12) Относительная осадка сплоточной единицы Т o = Т Н может быть определена по зависимости To = f ( ) (рис.6) или по зависимости To = f (Foz ) (рис.7).

1, 0, 0, То 0, 0, 0, 0, 0, 1,4 1,9 2,4 2,9 3, угол, рад угол, рад.

Рис. 6 – зависимость To = f ( ) 1, 0, 0, To 0, 0, 0, 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Foz Рис. 7 – зависимость To = f (Foz ) В литературе [3] приводится формула для определения высоты пучка T H=, (13) o Где – опытный коэффициент, равный 0,93…0,95.

Используя эту формулу имеем при о = 0,8 то = 0,74…0,76, а при о = то = 0,84…0,86. Теоретические значения, полученные в данной 0, работе соответственно равны то = 0,75 и то = 0,84.

Полученные решения позволяют определить геометрические параметры сплоточной единицы, необходимые при формировании, определении размеров обвязочного такелажа и организации лесосплава.

Библиографический список 1. Правила подготовки и приемки древесины для лесосплава. М.

Внипиэи леспром. 1986. – 37 с.

2. Суров Г.Я., Барабанов В.А. Сплоточная единица. А.с. 1643385. Би № 15. 1991. – 3 с.

3. Патякин В.И., Дмитриев Ю.Я., Зайцев А.А. Водный транспорт леса: учебник для вузов – м.: лесн. Пром-сть, 1985. – 336 с.

УДК 674.812.02 И.Н. Медведев ТЕХНИКО–ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РЕГЛАМЕНТЫ ОПЫТНО–ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ШПАЛ ИЗ УПЛОТНЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ БЕРЕЗЫ ПОВЫШЕННОЙ ФОРМОУСТОЙЧИВОСТИ ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

г. Воронеж Рассматриваются регламенты целесообразности производства шпал из древесины березы повышенной формоустойчивости.

В настоящее время в производстве деревянных железнодорожных шпал обозначились две проблемы:

1. Истощены запасы исходного сырья для производства деревянных шпал – древесины хвойных пород с требуемым размером поперечного сечения в центральных регионах РФ, где сосредоточена основная часть железных дорог и соответственно шпалопропиточных заводов изготовителей данных шпал.

Следствием данной проблемы является необходимость завоза сырых непропитанных шпал из отдаленных районов Урала, Севера и Сибири, что ведет в конечном итоге к их удорожанию.

2. Применяемые в РФ в настоящее время деревянные шпалы изготавливаются в основном из древесины сосны, срок службы которых из-за невысокой плотности и большой грузонапряженности путей составляет в среднем 12-15 лет. Следствием этого является необходимость их частой замены с соответствующими издержками по ее осуществлению.

Для сравнения: в развитых странах Европы и Америки 90 % шпал изготавливают из древесины твердых лиственных пород (дуба, бука, тропических пород, и срок их службы составляет 50 лет).

В настоящее время в РФ 40 % шпал изготавливают из железобетона, которые служат 50 лет, но скрепления (пружины) меняют каждые 7-8 лет.

Решение обеих проблем – приближение источников сырья к местам его наибольшего использования и повышения качества и долговечности производимых шпал. Данная технология предлагает для производства шпал из уплотненной древесины, повышенной формоустойчивости малоценных лиственных пород (березы, осины) [1], а также сосны с меньшим по сравнению с используемым в настоящее время поперечным сечением. Запасы указанных пород имеются в настоящее время в центральных районах РФ в значительных количествах, а плотность древесины этих пород после ее стабилизации и уплотнения превышает плотность и прочность древесины твердых лиственных пород.

Аналогом предлагаемой в качестве материала для производства шпал повышенной формоустойчивости уплотненной древесины является модифицированная древесина, используемая в течение 20 лет для изготовления втулок, подшипников скольжения в нефтедобывающей отрасли.

В 1999 году по усовершенствованной и запатентованной специально для производства шпал технологии [2] модификации древесины на экспериментальной установке были изготовлены 50 полушпал соответствующих ГОСТу 78-89, а характеристики регламентируются ТУ 5883-001-34017041-99 «Шпалы из модифицированной древесины».

Двадцать, полушпал были уложены на III пути Экспериментального кольца ГУП ВНИИЖТ МПС РФ г. Щербинка. В 2001 году после пропуска 466,3 млн. т брутто груза произведено выборочное обследование полушпал. Обследование показало, что механический износ древесины под металлическими прокладками составил в среднем 1,7 мм, что дает возможность в дальнейшем эксплуатировать полушпалки.

Опираясь, на ранее разработанную технологию [3] и результаты испытаний полушпалок для метрополитена разработана технология производства шпал из уплотненной древесины повышенной формоустойчивости. Данная технология соответствует требованиям, регламентирующимся в ТУ 5883-001-34017041-04 «Шпалы из модифицированной древесины».

Таким образом, при открытии в центральном регионе РФ производства шпал повышенной формоустойчивости его организаторы будут иметь значительные запасы близко расположенного к производству сырья и обширный рынок сбыта более качественных по сравнению с производимыми в настоящее время шпалами.

Годовой выпуск шпал на опытно-промышленной установке СПК- планируется в количестве 20 000 штук. Себестоимость 1 шпалы – 481, рубль. Отпускная цена для внутреннего рынка – 900 рублей.

ОАО ВОМЗ г. Воронеж планирует серийное производство сушильно прессового комплекса типа СПК-5 для производства шпал на собственной производственной базе по кооперации с другими машиностроительными предприятиями города.

Организация производства шпал планируется в лесосырьевых районах центральной России или Урала.

В настоящее время в мире укладывается 50 млн. штук деревянных шпал, в том числе в России 2 млн. штук. Всего же в России укладывается млн. штук шпал всех типов. Предлагаемое производство в дальнейшем планирует увеличение объемов до 1 млн. штук шпал, в том числе 0,75 млн.

штук на внутреннем рынке (75 % годового объема потребления).

Технология производства шпал не имеет мировых аналогов и, вобрала в себя все лучшие достижения в области модифицирования древесины. В ее основе лежит использование высокопроизводительного сушильно прессового комплекса, позволяющего в 20 раз сократить сроки изготовления шпалы по сравнению с серийно применяемыми.

Библиографический список Медведев, И.Н. Основные направления повышения 1.

формоустойчивости прессованной древесины [Текст] / И.Н. Медведев, С.С. Глазков, В.А. Шамаев // Технология и оборудование деревообработки в XXI веке : межвуз. сб. науч. тр. / ВГЛТА.- Воронеж, 2005. – Вып. 3. – С.

142-146.

Пат. 2185958 Российская Федерация, МПК7 Е 01 В 3/00.

2.

Способ изготовления деревянной шпалы [Текст] / В.А. Шамаев, А.И.

Сидельников, А.А. Томин ;

заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 2000131727/13 ;

заявл. 18.09.01 ;

опубл. 16.07.02, Бюл. № 21. – 5 с.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.