CC BY
29
К ВОПРОСУ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ НА ПЕРЕДВИЖНЫХ УСТАНОВКАХ
Рубцов Ю.В. (ГОУВПО Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет г. Комсомольск - на - Амуре, РФ)
The problem of remaking the timber on a mobile unit. Remaking of trees to splinters in a cutting orea is one of most important problem in Russia.
Переработка целых деревьев на щепу в лесосеках и лесоочищаемых территориях является одной из важнейших задач в нашей стране.
На долю России приходится четверть мирового лесного запаса, экономический потенциал лесного сектора страны оценивается свыше 100 млрд. долларов, она используется не более чем на 7...10%. Уровень дохода с 1 га. эксплуатируемых лесов России в 10.. .15 раз ниже, чем в ведущих странах мира.
Опыт развития лесного комплекса США указывает на положительные решения научных, организационных, технических, технологических и экономических проблем. Одним из них является переработка целых деревьев в щепу на лесосеке для изготовления древесноволокнистой массы, как основы выработки бумаги и гофрокартона. США потребовалось более 50 лет, чтобы перестроить технологический процесс малоотходного лесозаготовительного и целюлозно - бумажного производства. Это обуславливалось целым рядом причин, связанных как с разно-сортицей перерабатываемой древесины, так и с особенностями технологического процесса резания. В щепе присутствовало большое количество ненужных фрагментов (коры, длинных веточек, рогаток, сколов, отщепов, крупных фракций), что в конечном итоге снижало качество щепы. Целюлозно - бумажные заводы начали улучшать технологический процесс по облагораживанию щепы, ступенчатой (многократной) сортировкой щепы. Вопросам же улучшения механизма резания древесины на щепу, как в барабанных, так и дисковых рубительных машинах не уделялось достаточного внимания.
Основными факторами, сдерживающими использование щепы в химическом, технологическом процессе заводов являлась ее низкое качество: повышенное содержание коры, тонких длинных веточек, крупных фракций щепы, затруднявших процесс химической переработки, а также зависание щепы в пневмоси-стемах транспортирующих устройств с самовозгоранием и обугливанием щепы [1].
Рынок России пока не готов к переработки в щепу целых деревьев, на что требуется специализированное отечественное оборудование с эксплуатацией на лесосеке. Основная масса щепы на сегодняшний день вырабатывается из балансов на стационарных дисковых рубительных машинах.
Анализ щепы полученной на дисковых и барабанных рубительных машин до и после сортирования, позволил установить размеры отходов отрубки и сортирование щепы на типовых рубительных машинах. Отходы составляли 33,9% по причине отсутствия взаимодействия ножа с диском в подножевом сквозном отверстии. Кроме того, образующий крутящий момент и центробежные силы на боковых кромках лезвий ножа приводит к образованию сколов, отщепов и неудов-
летворительному перерезанию мелких длинных веточек, так как сквозное отверстие в теле диска превышает длину лезвия ножа. В силу этого короткие грани отщипывают часть перерабатываемой древесины, а веточки не перерезаются из-за отсутствия жесткой опоры контрножей. Все это снижает полезный выход щепы нормальной фракции и увеличивает брак на 10... 15%.
Для устранения выше отмеченных недостатков в промышленных рубитель-ных машинах в сквозные отверстия в диске к боковым кромкам лезвия ножа было предложено установить ограничители в виде пластин с выступами, частично закрывающими отверстиями со стороны, обращенной к грани лезвия ножа. Выступ в пластине, обращенной к грани режущего ножа затачивается с углом 30.. .40° для перерезания веточек и отщепов. Центробежные силы обеспечивают движение веточек, сход элементов стружки ни к ножевому диску, а к лезвию ограничителю. В этом случае износу подвергался сменный ограничитель, а не сквозное отверстие в ножевом диске. Оппозитно установленые в сквозном отверстии диска два ограничителя позволяют изменить геометрию подножевой щели и взаимодействие элементов механизма резания, за счет чего снижается вероятность образования сколов, отщепов и длинных веточек.
Анализ щепы после резания и сортирования щепы показал, что ножи и ограничители создали более благоприятную систему резания древесины на щепу, распределение краевых и меридианных крутящихся моментов. Они улучшили процесс среза толстой стружки в механизме резания, элементообразование щепы становится более равномерным, что уменьшило образование брака на 50.80% [2].
Другим фактором снижения качества щепы является удар слепков щепы о внутренний кожух диска машины. Резание толстой стружки сопровождается расслоением стружки по толщине, длине и ширине с интенсивным выделением жидких и газообразных фаз химически активных веществ, интенсифицирующих коррозионные явления поверхности кожуха.
При неполном срезе толстой стружки, сколы, отщепы, длинные веточки уплотняют измельченную массу в кожухе диска с налипанием частиц на поверхности трубопровода, что приводит к экстремальной, аварийной ситуации машины.
Для ослабления этого явления предлагается в рубительной машины для изготовления технологической щепы на обратной стороне у каждого подножевого отверстия установить, изогнутая пластина параболической формы, способствующей улучшению вентиляции щепы и обеспечению ее перемещения в трубопровод. Кроме того, она обеспечивает безударное перемещение щепы из зоны резания в кожух, щепопровод и щеповоз, пластина снижает разрушение, деформацию щепы и образование мелочи [3].
Неотъемлемым требованием современного лесопользования, а также наземного и безаварийного функционирования транспортных путей, особенно железнодорожных, является необходимость регулярной зачистки лесонасаждений в полосе отвода. Для этих целей целесообразно использовать передвижные руби-тельные установки предлагаемого типа, с целью отчистки лесных полос от возгораний, особенно при транспортировании нефтепродуктов.
Рисунок 1 - Передвижная рубительная установка
Один из возможных вариантов передвижной рубительной установки приведен на рис. 1. Она имеет дисковую рубительную машину и небольшое количество режущих ножей, с приводом от двигателя внутреннего сгорания, возможен вариант и от стационарного электрического источника, или от колесного трактора большой мощности, с обязательным погрузочным манипулятором.
Установка состоит: 1- платформа на колесном шасси; 2 - дисковая рубительная машина; 3 - приводной вал от энергоисточника или вала отбора мощности трактора; 4 - механизм резания рубительной машины; 5 - стреловой манипулятор или выдвижного типа; 6 - грестферный захват дерева; 7 - трубопровод перемещения щепы; 8 - прицепной щеповоз; 9 - место установки двигателя; 1° - кабина оператора, регулируемая по высоте.
Передвижная установка работает следующим образом.
Установка размещается в лесосеке у места лесозаготовителя на ветке лесовозной дороги.
Заготовка деревьев (валка, трелевка, штабелевка) деревьев производится бригадой лесозаготовителей. Она же создает необходимый межсменный запас деревьев. По звуковому сигналу рубительной машины включается подача деревьев в загрузочный патрон, с непосредственной подачей щепы в щеповоз.
Анализ предложенной конструкции передвижной рубительной установки показал преимущество перехода от переработки на щепу короткомерных балансов, к щепе из целых деревьев в составе лесозаготовительной бригады.
Литература
1. В/о Внешторгреклама (СССР), фирма Чилтон Ко (США). Американская техника и промышленность. Сб. пекл. матер вып. 5, 1977,-45 с.
2. Пат. 2172671 РФ. Станок стружкообразующий [Текст]/ Б.Я. Мокрицкий, Ю.В. Рубцов, В.А. Соловьев; //Заявитель и патентообладатель Комсомольский - на - Амуре гос. техн. унив -ет. №200011299/13 25.04.2000г. опубл. 27.08.2001г. Бюл. №24 - 6с.
3. Пат. 2179922 РФ. Рубительная машина для изготовления технологической щепы [Текст]/ Б.Я. Мокрицкий, Ю.В. Рубцов, В.А. Соловьев; //Заявитель и патентообладатель Комсомольский - на - Амуре гос. техн. унив - ет. №2000112992/13 24.05.2000г. опубл. 27.02.2002г. Бюл. №6 - 8с.
