авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< 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 |   ...   | 3 | 4 ||

Совершенствование технологии роторной окорки лесоматериалов путем оптимизации основных параметров процесса

-- [ Страница 5 ] --

Как видно из данных табл. 3 удельные затраты на разрушение корки по сравнению с расчетными значениями для коры возрастают практически в 2 раза для сосны, достигая 5-кратного увеличения для березы.

Исследуем влияние толщины слоев корки и луба на трансформацию и распределение удельных сил окорки. На рис. 14 представлены результаты выполненных исследований, где по оси абсцисс отложена толщина корки (в % к толщине коры), а на оси ординат – безразмерная величина, равная отношению полученной средневзвешенной удельной силы окорки =hкр+hкл к . Как следует из анализа полученных данных эффективность селективного метода особенно явно проявляется при окорке такого трудоемкого лесоматериала как береза. Лишь при значении hкр=0,05hк имеет место равенство = .

 Влияние толщины корки на-123

Рис. 14. Влияние толщины корки на соотношение удельных сил при окорке:

1 – сосны; 2 –ели; 3 – березы

При больших значениях толщины корки березы наблюдается существенный рост удельных затрат на ее разрушение, что вызывает необходимость увеличения нормальной силы прижима Fс. Это, в свою очередь, при взаимодействии короснимателя с сучком, обусловливает возникновение растягивающей силы Fp, определяемой с помощью соотношения (15) с учетом коэффициента усиления Ку.

На рис. 15 представлена зависимость коэффициента Ку от диаметра сучка dс=0,005-0,025м и диаметра бревна dб =0,25-0,55м. Данные соответствуют значениям угла кр=0,251,0 рад. (1457 град.), L=0,25м, hc= dс/2. Как видно, при снижении dб с ростом характерного размера dс коэффициент усиления возрастает и при критических величинах может достичь значений 45, что негативно сказывается на физическом состоянии короснимателя и условиях окорки в целом.

На рис. 16 представлено влияние критического угла кр на величину Ку при L=0,25, dс=0,02, hc=0,01 и dб =0,25м.

Полученный результат с учетом данных табл. 3 о кратном увеличении значений при разрушении корки, свидетельствует о целесообразности применения параметров окорки с тенденцией роста угловых значений кр при соблюдении условия: кр>arcctg б. Следует также отметить, основываясь на результатах выполненных исследований, что с ростом параметра L коэффициент усиления Ку снижается до 1, а при малых диаметрах бревна – до 0,5 и менее. Интенсивность и величина этого снижения в зависимости от dб представлены на рис. 17.

Рис. 15. Влияние диаметров бревна и сучка на величину коэффициента усиления Ку

 Зависимость коэффициента Ку от-126

Рис. 16.Зависимость коэффициента Ку от критического угла кр

Отмеченные обстоятельства при реализации метода селективной окорки вызывают необходимость выбора рациональных параметров окорки, обеспечивающих минимизацию отрицательного действия сил, приводящих к заклиниванию короснимателя, либо к его поломке. Наиболее целесообразным следует считать такой выбор угловых, геометрических и силовых параметров селективной окорки, когда реальная необходимость увеличения удельных сил на разрушение корки короснимателями первого ротора компенсируется адекватным снижением величины коэффициента усиления Ку при их возможном взаимодействии с пеньками сучков. Таким образом, выполненные исследования, установленные на их основе закономерности и полученные расчетные соотношения позволяют надежно прогнозировать результаты селективной роторной окорки и повысить показатели эффективности технологических процессов.

 Зависимость величины Ку от длины L: 1-128

Рис. 17. Зависимость величины Ку от длины L: 1 dб=0,25 м; 2 dб=0,35 м; 3 dб=0,55 м

Разработанные математические модели реализованы в виде макроса в программе Microsoft Excel, созданного в виде автоматизированного рабочего места «Расчет параметров процесса роторной окорки».

4. Объект, аппаратура, методика и условия проведения

экспериментальных исследований

В данном разделе описаны задачи экспериментальных исследований, выполнен выбор и обоснование места проведения экспериментальных исследований, измеряемых показателей и характеристик, описан стенд и электроизмерительная аппаратура экспериментальных исследований, дано обоснование точности измерения и достоверности эксперимента, длительности опыта или числа измерений.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных и производственных условиях. Оригинальный лабораторный стенд, конструкция которого защищена патентом, позволил с большой точностью получить экспериментальные данные о параметрах процесса окорки, в том числе селективной, а также влиянии основных параметров предмета труда и настроек окорочного станка на достижение качественных показателей окорки.

Экспериментальные исследования в производственных условиях проводились на базе ЗАО «Ломоносовский ДПЗ». В программу этого этапа экспериментальных исследований входило определение параметров предмета труда – пиловочных бревен, подлежащих окорке, а также производственная проверка теоретических рекомендаций по выполнению селективной окорки на роторном окорочном станке. Последняя фаза экспериментальных исследований проводилась на автоматизированной линии окорки-сортировки.

5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований

В результате исследования математических моделей, которая производилась при помощи прикладных программ «MatСad 2005. Professional» и «Excel 2005», входящей в пакет прикладных программ «Office XP Professional» для операционной системы Windows ХР, установлено, что значение толщин массива коры в целом, отдельных ее слоев пробки и луба, в зависимости от диаметра бревна, наиболее точно описываются полиномиальной зависимостью с коэффициентом аппроксимации от 0,737 до 0,937. Результаты экспериментальных исследований отличаются от теоретических не более чем на 8%. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований, значение коэффициента неравномерности с определением доверительного интервала, позволяет утверждать, что разработанные математические модели адекватны объекту исследования. Автоматизированное рабочее место «Расчет параметров процесса роторной окорки», разработанное на основании математических моделей, позволяет автоматизировать и существенно сократить трудоемкость расчета основных параметров роторной окорки круглых лесоматериалов в различных условиях.

6. Оценка технико-экономической эффективности внедрения селективной окорки круглых лесоматериалов на предприятиях лесопромышленного комплекса

В данном разделе приведено содержание экономических исследований утилизации отходов окорки на предприятиях ЛПК, рассмотрены экономические вопросы использования отходов окорки в условиях рыночных отношений на предприятиях ЛПК. Дана общая оценка необходимых предпосылок рациональной утилизации отходов окорки, приведена экономическая классификация отходов окорки, рассмотрены принципы экономической оценки эффективности утилизации отходов окорки, обосновано формирование цены и прибыли на продукцию из отходов окорки, дана оценка экономической эффективности внедрения селективной окорки на предприятиях ЛПК.

Общие выводы.

  1. Повышение качества окорки круглых лесоматериалов является одним из основных направлений научно-технического прогресса лесной промышленности. Данное направление научных исследований входит в створ Перечня Приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации, утвержденного Президентом РФ 21 мая 2006 г. Пр-843 (пункт «Рациональное природопользование»).
  2. Отделенные друг от друга в процессе окорки пробковый и лубяной слои коры основных лесообразующих пород являются ценными полуфабрикатами для производства различных товаров для народного хозяйства. Особенно важно иметь возможность селективной окорки хвойных пород древесины, поскольку до настоящего времени не разработано технологий эффективной утилизации отходов окорки хвойных деревьев, включающих пробку и луб.
  3. Разработанная математическая модель роторной окорки с использованием тупых короснимателей, основанная на механизмах деформаций элементарного объема сплошной среды и построении обобщенных диаграмм Мора, позволяет оценить нормальные и касательные компоненты приведенного давления в толще массива коры и условия его разрушения на границе с древесиной различных пород деревьев.
  4. Установленные на основе реализации математической модели количественные соотношения зависимости величины приведенного давления от угловых, силовых и кинематических параметров управления процессом окорки позволяют произвести сравнительный анализ степени их влияния на достижение заданного качества отделения коры от древесины в конкретных технологических условиях.
  5. Рассматривая массив коры как трехкомпонентную среду, содержащую твердую, жидкую и газообразную компоненты, обоснован детерминированный метод оценки влияния влажности, температуры, диаметра бревна, величины сбега на достижение необходимой и достаточной удельной силы окорки.
  6. Учитывая, что в реальных производственных условиях факторы влияния и параметры управления процессом окорки являются переменными величинами и варьируются в широких пределах, разработанный вариационный метод на основе имитационного моделирования устанавливает допустимые диапазоны их вариаций, которые обеспечивают стабилизацию качественных показателей окорки.
  7. Разработанный метод расчета параметров селективной роторной окорки лесоматериалов при использовании типоразмерного ряда двухроторных окорочных станков, учитывающий отличительные особенности разрушения слоев корки и луба различной толщины, позволяет обосновать такой выбор угловых и геометрических характеристик короснимателя в сочетании с силовыми параметрами, обеспечивающих выполнение процесса селективной окорки.
  8. Установлен линейный характер возрастания относительной прочности коры с увеличением относительного диаметра, т.е. масштабный эффект среды разрушения является существенным. Проявление масштабного эффекта в зимнее время существенно выше, чем при окорке летних бревен.
  9. Запатентованный стенд для измерения и регистрации процессов роторной окорки круглых лесоматериалов показал надежную и точную работу в процессе проведения экспериментальных исследований, что позволяет рекомендовать его для дальнейших исследований.
  10. Значение толщин массива коры в целом, отдельных ее слоев пробки и луба, в зависимости от диаметра бревна, наиболее точно описываются полиномиальной зависимостью с коэффициентом аппроксимации от 0,737 до 0,937.
  11. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований, значение коэффициента неравномерности с определением доверительного интервала, позволяет утверждать, что разработанные математические модели адекватны объекту исследования.
  12. Автоматизированное рабочее место «Расчет параметров окорки», разработанное на основании математических моделей, позволяет автоматизировать и существенно сократить трудоемкость расчета основных параметров роторной окорки, что позволяет рекомендовать его для включения практику предприятий лесопромышленного комплекса, отраслевых НИИ и КБ, и в учебный процесс вузов, для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело», и направления 250300 «Технология и оборудование лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств».
  13. Согласно петле качества, возможность эффективной утилизации отходов окорки является неотъемлемой составляющей общей оценки качества работы окорочного оборудования, наряду с площадью и шероховатостью поверхности лесоматериала очищенного от коры.
  14. Решение экономических аспектов, связанных с эффективной утилизацией отходов окорки имеет важные специфические особенности: формирование затрат при комплексном использовании древесной массы и коры, формирование стоимости и потребительской стоимости при оценке различных видов коры, обоснование цен на продукцию, получаемую при утилизации отходов окорки, организация маркетинга, и т.д.
  15. В зависимости от того, какой потенциал отходов окорки используется (материальный, энергетический и др.), отходы окорки целесообразно подразделять на материальные (сырье для дальнейшей переработки по видам продукции) и энергетические.
  16. Финансовый успех предприятий ЛПК, внедряющих селективный метод окорки круглых лесоматериалов, будет определяться спросом отходов окорки, как технологического сырья, так и энергетической составляющей в топливном балансе самого предприятия. При этом рекомендуется предусматривать методический учет нормативных параметров отходов окорки по видам.
  17. Расчеты показывают, что на среднем лесопромышленном складе (бирже сырья потребителя), при минимальных отпускных ценах на луб, и утилизацию пробковой части коры в собственной котельной, при удаленности потребителей лубяного слоя на расстояние 5075 км, срок окупаемости инвестиций в мероприятия, связанных с внедрением селективной окорки, составит около 3,5 лет.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

  1. Газизов А.М., Бойко В.В. Ваньков A.M. Опыт эксплуатации окорочных станков // Лесная промышленность, 1988, № 9, С. 19.
  2. Газизов А.М. К вопросу обоснования параметров станка для окорки хлыстов // Лесная промышленность, 1997, № 4, С. 2324.
  3. Газизов А.М., Шапиро В.Я., Григорьев И.В. Моделирование процесса разрушения коры при роторной окорке древесины // Вестник Красноярского государственного аграрного университета, № 5. 2008 г. С. 271-279.
  4. Газизов А.М., Шапиро В.Я., Григорьев И.В. Влияние влажности на развитие процесса разрушения коры при роторной окорке // Вестник Московского государственного университета леса Лесной вестник. Вып. № 6 (63). Издательство МГУЛ. 2008. С. 129133.
  5. Газизов А.М., Шапиро В.Я., Григорьев И.В. Исследование процесса разрушения коры при роторной окорке бревен различного диаметра // Справочник. Инженерный журнал. № 2. 2009. С. 4550.
  6. Газизов А.М., Шапиро В.Я., Григорьев И.В. Вариационный метод расчета и стабилизации параметров роторной окорки // Справочник. Инженерный журнал. № 7. 2009. С. 4751.
  7. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Газизов А.М. Анализ теории расчета параметров процесса окорки древесины в роторных окорочных станках //Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2009. № 186, С. 110-120.
  8. Газизов А.М., Григорьев И.В., Гумерова О.М. Повышение качества окорки лесоматериалов // Вестник Красноярского государственного аграрного университета, № 10. 2009 г. С. 132-141.
  9. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Газизов А.М. Обоснование и расчет параметров селективной роторной окорки лесоматериалов//Известия СПбГЛТА. 2010. № 190, С. 104-117.
  10. Газизов А.М., Григорьев И.В., Гумерова О.М. Моделирование процесса разрушения коры при окорке резанием//Известия СПбГЛТА. 2010. № 193, С. 18-24.
  11. Газизов А.М., Григорьев И.В., Кацадзе В.А., и др. Повышение эффективности механической окорки лесоматериалов. Монография. СПб.: ЛТА, 2009. – 240 с.
  12. Газизов А.М., Дмитренков Г.Л. Определение нагрузок, действующих на механизм подачи роторных окорочных станков типа ОК 100-2 и ОК 80-2 / Переработка и энергоиспользование низкокачественной древесины. Труды ЦНИИМЭ. - Химки, 1989, С. 60 – 64.
  13. Симонов М.Н., Минакова Т.В., Газизов А.М. Режимы круглогодовой окорки лесоматериалов с отбором коры на технологическое сырье / Переработка и энергоиспользование низкокачественной древесины. Труды ЦНИИМЭ. - Химки, 1989, С. 10-17.
  14. Газизов А.М. Экспериментальное исследование нагрузок действующих на механизм подачи роторного станка / ВНИПИЭИ и Леспром 15.06.1990 №2670. Химки, 1990.
  15. Газизов А.М. Определение внешних нагрузок, действующих на механизм подачи в момент захода хлыста в ротор окорочного станка / Материалы научной конференции профессорско-преподавательского состава БГАУ. Уфа, БГАУ, 1993, С. 53-54.
  16. Газизов А.М., Посняк В.К. Обоснование параметров окорочного станка / Материалы научной конференции профессорско-преподавательского состава БГАУ Уфа, БГАУ, 1993, С. 54-55.
  17. Газизов А.М. Обоснование параметров оборудования для окорки хлыстов и полухлыстов. Уфа: БГАУ, 1995. 16 с.
  18. Газизов А.М. Эффективность перехода на окорку древесины в хлыстах // Лесной экономический вестник, Москва, 1997, № 2 С. 18-20.
  19. Газизов А.М. Окорка древесины в хлыстах // Сельские узоры. Республиканский аграрный журнал, Уфа, 1997, № 3, С. 2627.
  20. Газизов А.М. Состояние и перспективы механизации процессов лесоэсплуатации в Республике Башкортостан // Актуальные проблемы лесного комплекса: Сборник информационных материалов международной научной конференции «Лес - 2000». Вып.2. - Брянск: РИО БГИТА, 2000, С. 2930.
  21. Газизов А.М. Состояние и тенденции развития лесопромышленного комплекса Республики Башкортостан / Принципы формирования высокопродуктивных липняков, Уфа, 2000. С. 3538.
  22. Газизов А.М. Основные направления комплексного использования древесины / Материалы научно-практической конференции «Интеграция науки, образования и производства для развития лесного хозяйства и лесопромышленного комплекса», Воронеж, 2001. С. 1922.
  23. Газизов А.М. Пути использования древесины без потерь / Материалы всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности и устойчивости развития АПК», Уфа, 2005. С. 3649.
  24. Газизов А.М., Шапиро В.Я., Григорьев И.В. Анализ современных методик расчета основных параметров окорки режущим инструментом и пути их уточнения / Сборник трудов международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса» под общей редакцией А.Я. Панфилова. Вып. № 21. Брянск 2008 г. С. 231235.
  25. Газизов А.М., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Гумерова О.М. Пути совершенствования методик расчета технологических параметров механической окорки круглых лесоматериалов / Деп. рукописи: библиогр. указ. ВИНИТИ, 30.09.08. № 547 – В 2008. 25 с.
  26. Газизов А.М., Григорьев И.В., Гумерова О.М. Анализ технических решений по повышению качества поштучной механической окорки круглых лесометриалов / Деп. рукописи: библиогр. указ. ВИНИТИ, 30.09.08. № 546 – В 2008. – 23 с.
  27. Газизов А.М., Григорьев И.В., Гумерова О.М., Ильюшенко Д.А. Аппаратное обеспечение экспериментальных исследований селективной роторной окорки круглых лесоматериалов / «Технология и оборудование лесопромышленного комплекса» Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск 2. СПб.: ЛТА 2008 г. С. 4249.
  28. Газизов А.М., Григорьев И.В., Гумерова О.М., Илью

    Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||
     





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.