DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 01.02.2009

Материалы

загрузка...

Обоснование технических решений, повышающих эффективность срезания древесно-кустарниковой растительности машиной роторного типа

Ивашнев Михаил Валерьевич, 01.02.2009

 

Практическая значимость. Результаты исследований могут быть

использованы проектно-конструкторскими организациями и предприятиями, занимающимися разработкой, совершенствованием конструкций и эксплуатацией кусторезных машин. Результаты исследований позволяют рекомендовать кусторезную машину роторного типа с обоснованными параметрами к широкому внедрению в лесопромышленных районах Российской Федерации.

Апробация. Основные положения диссертации обсуждались на трех республиканских научно-практических конференциях (Петрозаводск, 2003, 2006 и 2008 гг.) и на Всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука – региону» (Вологда, 2006 г.), а также на заседаниях кафедры «Технологии и оборудования лесного комплекса» ПетрГУ.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 12 работ,

в т. ч. две в изданиях, включенных в перечень ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка литературы

и приложений. Общий объем работы 171 с., включая рисунки, таблицы и приложения. Список литературы содержит 110 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, показана научная новизна выполненных исследований, а также сформулированы цель и основные научные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе проведен анализ существующих машин для удаления древесно-кустарниковой растительности (ДКР). Наибольший интерес для данных исследований представляют перспективные кусторезные машины роторного типа моделей КР-2В, КР-2К. Эти машины, имея большую производительность в сравнении с остальными, обладают еще одним преимуществом. Они не только срезают, но также измельчают ДКР одним и тем же рабочим органом.

Основы механики взаимодействия рабочего органа с предметом труда были заложены академиком В. П. Горячкиным. Вопросы по обоснованию технологических параметров срезающих аппаратов и измельчителей изучены в работах Н. А. Гуцелюка, В. Н. Коршуна, М. Н. Летош-

нева, М. З. Цымермана и многих других. В методику расчетов рабочих органов внесли свой вклад Е. В. Даденко, И. А. Долгов, М. В. Драпалюк, В. Н. Куракин, А. И. Русанов, А. М. Цыпук, И. Р. Шегельман и многие

Рассмотрены материалы научных исследований в области резания древесины. Научные основы резания и разрушения древесных матери-

алов заложены в трудах А. Л. Бершадского, С. А. Воскресенского,

В. И. Любченко, Н. Е. Резника и многих других. Процессы реза-

ния древесины с толстой стружкой исследовали Н. М. Вальщиков, К. Ф. Горохов, Э. П. Лицман, Н. П. Рушнов и другие. Исследования

и практическое использование бесстружечного резания развивается

в нескольких направлениях.

Первое направление – исследование процесса срезания сучьев рассмотрено в работах В. П. Возного, Ф. Е. Захаренкова, Е. В.Кириллова, Ф. М. Манжоса, Р. М. Некрасова, В. Г. Нестеренко, И. Б. Нестерова,

Ю. В. Плотникова, Б. А. Преловского, Н. А. Шипилина и других.

Второе направление – исследование процесса резания стволовой древесины перпендикулярно и вдоль направления волокон отражено

в работах В. А. Азаренка, В. Л. Божака, В. В. Захарова, Е. Г. Ивановско-

го, А. Н. Коршунова, В. Д. Крыльцова, В. Г. Кочегарова, Н. Ф. Курап-

цева, Б. А. Леонова, П. М. Мазуркина, В. Н. Меньшикова, В. В. Овчин-

никова, Ю. М. Петрова и других.

Третье направление бесстружечного резания – разделка нетради-

ционных ресурсов древесины (пней, корней, отходов лесозаготовок) исследовались К. А. Беляевым, И. П. Квасовым, Ю. Д. Нагибиным,

И. Р. Шегельманом и другими.

Технология применения кусторезной машины роторного типа, именуемой в дальнейшем как роторный кусторез, предусматривает работу во все сезоны года и срезание различных пород ДКР. Отметим также, что механические свойства ДКР отличаются от свойств уже сформировавшейся древесины той же

В соответствии с целью работы и исходя из проведенного анализа состояния вопроса поставлены следующие основные задачи:

провести теоретические исследования технологического процесса взаимодействия ротора кустореза со срезаемой древесно-кустарниковой растительностью;

обосновать основные параметры ротора, обеспечивающие высокую эффективность работы при срезании древесно-кустарниковой растительности;

исследовать в полевых условиях таксационные показатели и изучить динамику роста возобновленной древесно-кустарниковой растительности в зависимости от способа расчистки участков;

исследовать в лабораторных условиях механические свойства древесно-кустарниковой растительности для определения эффективности применения обоснованных параметров ротора;

исследовать технологию работы роторного кустореза в летний

и зимний сезоны года, разработать рекомендации по совершенствованию конструкции кустореза и выполнить технико-экономическую оценку применения кустореза с обоснованными параметрами.

Во втором разделе рассмотрены режимы срезания древесно-кустарниковой растительности. Рассмотрена кинематика ротора. Разработана математическая модель процесса ударно-силового резания. Обоснованы основные параметры ротора.

В зависимости от диаметра срезаемой древесно-кустарниковой растительности процесс работы роторного кустореза включает следующие режимы срезания. Легкий режим – срезание мелкого кустарника (диаметром стволов до 3,0 см), средний режим – срезание крупного кустарника (диаметром стволов от 3,1 до 6,0 см) и тяжелый режим – срезание деревцев (диаметром стволов от 6,1 до 10,0 см).

Работа с мелким кустарником не вызывает значительных нагрузок на срезающий орган машины. Для полного срезания стволов мелкого кустарника определена угловая скорость вращения ротора, которая должна составлять не менее 120 с-1.

В зависимости от нагрузок ножи работают или в режиме «свободного вращения» на своих осях, или в режиме «упора», когда тыльная сторона ножа опирается на упорный вкладыш. При снижении нагрузки ножи сходят с упора и работают в режиме свободного вращения на осях.