Научная статья на тему 'Конструкции транспортных единиц для доставки измельченной древесины'

Конструкции транспортных единиц для доставки измельченной древесины Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
54
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГРУЗОВАЯ ТРАНСПОРТНАЯ ЕДИНИЦА / ПЛОСКАЯ СПЛОТОЧНАЯ ЕДИНИЦА / МЯГКИЙ КОНТЕЙНЕР / ЩЕПА

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Карпачев С.П., Евстратова К.А.

Рассмотрены актуальные проблемы ЛПК России на сегодняшний день: рациональное использование заготавливаемой древесной биомассы и доставка древесины до потребителя. Представлено решение, позволяющее вовлечь в производство древесные отходы и дровяную древесину, а также древесину зараженную вредными организмами. Предложены транспортные единицы для доставки круглой и измельченной древесины до потребителя, расширены возможности доставки измельченной древесины по малым рекам, используя в качестве нижнего яруса плоскую сплоточную единицу, а также в составе плотов из древесины с низким запасом плавучести.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Конструкции транспортных единиц для доставки измельченной древесины»

УДК 630.378

Карпачев С.П., Евстратова К.А,

ФГБОУ ВО «Московский Государственный университет леса», Мытищи, Россия

КОНСРУКЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ ЕДИНИЦ ДЛЯ ДОСТАВКИ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Рассмотрены актуальные проблемы ЛПК России на сегодняшний день: рациональное использование заготавливаемой древесной биомассы и доставка древесины до потребителя. Представлено решение, позволяющее вовлечь в производство древесные отходы и дровяную древесину, а также древесину зараженную вредными организмами. Предложены транспортные единицы для доставки круглой и измельченной древесины до потребителя, расширены возможности доставки измельченной древесины по малым рекам, используя в качестве нижнего яруса плоскую сплоточную единицу, а также в составе плотов из древесины с низким запасом плавучести.

Ключевые слова:

грузовая транспортная единица, плоская сплоточная единица, мягкий контейнер, щепа.

По данным глобальной оценки лесных ресурсов ФАО ООН (FRA, 2 010) Российская Федерация является мировым лидером по площади лесов, на ее территории расположено более 20 % всех лесов планеты. Земли, на которых расположены леса, составляют около 7 0 % территории суши Российской Федерации и являются важным стабилизирующим природным комплексом страны и планеты в целом. Леса России - самовозобновляемый природный ресурс, который удовлетворяет потребности общества, лесной промышленности и выполняет важнейшие средо-образующие и средозащитные функции [1].

По состоянию на 01.01.2014 г. расчетная лесосека составляла 693,37 млн. м3, а объем заготовки древесины составил 202,76 млн. м3, следовательно по всем видам рубок в целом на землях лесного фонда Российской Федерации расчетная лесосека использована на 29,2 %.

При этом с 1993 г. наблюдается постепенное накопление запаса спелых и перестойных древо-стоев лиственных и хвойных пород. По информации Федерального агентства лесного хозяйства наибольшие площади спелых и перестойных насаждений расположены в Центральной и Восточной Сибири, где преобладает лиственница, и эти площади практически не эксплуатируются.

В соответствии с данными государственного лесного реестра на 2014 г., запас спелых и перестойных лесных насаждений составляет 44,2 млрд. м3, из них хвойных насаждений - 33,2 млрд. м3, при этом доля продуктивных (I - III класса бонитета) спелых и перестойных хвойных древостоев не превышает 16 %, в то время как хвойных древостоев V класса бонитета, характеризующийся низкой относительной полнотой, составляет 60 % [1], что свидетельствует о низкой экономической доступности.

Одна из причин неполного освоения расчетной лесосеки, а также накопление спелых и перестойных древостоев лиственных и хвойных пород является труднодоступность и удаленность, а также низко развитая транспортная сеть.

Перестойные насаждения характеризуются снижением качества древесины, увеличивается пора-женность их гнилями. Таким образом, получение из них сортиментов хорошего качества значительно снижается, при этом такую древесину можно использовать в качестве топливного сырья [2], в виде измельченной древесины, а также для производства топлива может также использоваться древесина, зараженная вредными организмами и скопления древесных отходов, образующихся в процессе лесозаготовок.

Следует учитывать, что вопрос переработки древесных отходов и низкокачественной древесины в частности зависит от технологии работы берегового склада, а также от способа транспортировки готовой продукции. При этом вопросы, связанные с доставкой измельченной древесины водным транспортом, в частности щепы, до сих пор остается полностью не изученным. На сегодняшний день существует множество методов доставки щепы водным транспортом, но все они имеют ряд недостатков, а значит, проведение исследований в данной области научного направления является весьма актуальным.

Проанализировав данные о способах доставки измельченной древесины (щепы) как транспортно-

технологическими машинами [3], так и водным транспортом, а также рассмотрев технологию работы берегового склада, приходим к выводу, что конструкция транспортной единицы должна быть простой и не нарушать технологию работы берегового склада. При этом для сокращения потери щепы при транспортировке мы предлагаем использовать мягкие контейнеры, кроме того они позволяют доставить щепу потребителям с минимальной загрязненностью минеральными примесями.

В условиях береговых складов с зимней сплоткой целесообразно для транспортировки щепы использовать сформированные плоты. Это решение позволяет сократить расходы на дополнительное техническое оборудование, а также осуществлять транспортировку щепы не только по судоходным рекам, но и в условиях малых и средних рек.

В данной статье предлагается метод доставки щепы в двухъярусном плоту, верхний ярус которого выполнен из отдельных единиц в виде контейнеров, содержащих измельченные древесные материалы (см. рис. 1).

Данная конструкция плота позволяет расширить эксплуатационные возможности обычных плотов из круглых лесоматериалов путем обеспечения возможности транспортирования измельченной древесины (щепы) в контейнерах верхнего яруса, что позволяет доставлять потребителям не только круглые лесоматериалы, но практически всю древесную биомассу, в том числе, измельченные древесные отходы. На данный способ получен патент на полезную модель (№ 139996 зарегистрированный в Государственном реестре полезных моделей РФ 27 марта 2 014 г.).

Рисунок 1 - Общий вид грузовой транспортной единицы 1 - нижний ярус; 2 - поперечные связи;

3 - продольные связи; 4 - верхний ярус; 5 -замкнутая сетчатая оболочка; 6 - грузовой захватный элемент

В дальнейшем возможности предложенного метода доставки измельченной древесины были расширены. В настоящее время разработаны конструкции двухъярусных плотов (рис. 2, 3), позволяющие использовать один контейнер и осуществлять доставку измельченной древесины по малым рекам, используя в качестве нижнего яруса плоскую сплоточную единицу (патент на полезную модель № 156845 зарегистрированный в Государственном

реестре полезных моделей РФ 04 июня 2015 г.), а также в составе плотов из древесины с низким запасом плавучести (патент на полезную модель № 156951 зарегистрированный в Государственном реестре полезных моделей РФ 04 июня 2015 г.).

Транспортная единица с использованием одного мягкого контейнера и плоской сплоточной единицей (рис. 2) формируется следующим образом. Формирование плота начинается с формирования нижнего яруса 1 из отдельных бревен с ограниченным запасом плавучести в виде плоской сплоточной единицы, далее на нижний ярус 1 формируется каркас верхнего яруса 2, который скрепляют с нижним ярусом 1 при помощи продольных и поперечных связей 3 и 4. Каркас верхнего яруса 2 выполняет функцию дополнительного барьера для контейнера 5 из водонепроницаемого материала, установленного на нижний ярус 1, что позволяет удерживать контейнер 5 из водонепроницаемого материала от сползания с нижнего яруса 1 во время транспортировки [3]. Контейнер 5 из водонепроницаемого материала снабжен элементом крепления 6. В сформированный каркас устанавливают контейнер 5 из водонепроницаемого материала, который скрепляют жесткой связью 7 с нижним ярусом 1. Жесткая связь 7 представляет собой такелаж, выполненный из прочного материала, оснащенный захватным крюком 8, который крепится к контейнеру 5 с использованием элемента для крепления 6. Водонепроницаемые контейнеры 5 выполняют функцию плавучего элемента, позволяющего создавать дополнительный запас плавучести нижнему ярусу 1, тем самым позволяя сплавлять круглые материалы с ограниченным запасом плавучести.

возможность транспортирования измельченных древесных материалов транспортной единицей с плавучим элементом в виде контейнеров с измельченными древесными материалами, что позволяет доставлять потребителям лесоматериалы в круглом и в измельченном виде.

Рисунок 2 - Транспортная единица с использованием одного мягкого контейнера и плоской сплоточной единицы

Таким образом, предложенное решение обеспечивает возможность транспортирования круглых лесоматериалов с ограниченным запасом плавучести и измельченного древесного материала в контейнерах из водонепроницаемого материала, выполняющих роль плавучего элемента.

Транспортная единица из древесины с ограниченным запасом плавучести (рис. 3) обеспечивает

Рисунок 3 - Транспортная единица из древесины с ограниченным запасом плавучести

При этом формирование транспортной единицы из древесины с ограниченным запасом плавучести начинается с формирования обвязки 2. Обвязка 2 лесосплавного пучка формируется следующим образом: на гибкий элемент обвязки 2 надевают через проушины 3 стержень 4 с резьбой. На стержень 4 с резьбой нанизывают два конусных элемента 5 и 6, имеющих на внешней поверхности покрытие из упругого материала. У основания конусов на стержне размешены шайбы 7 и 8 и регулировочная гайка 9. Обвязку 2 укладывают следующим образом: при помощи регулировочной гайки 9 регулируем расстояние между вершинами конусных элементов 5 и 6 тем самым задаем диаметр будущей ниши. Затем на гибкий элемент обвязки 2 укладываем бревна 1 плотно друг другу. При этом после каждого бревна 1 через проушины 3 одевают гибкий элемент обвязки 2 стержень 4 с конусными элементами 5 и 6. После набора количества бревен 1, достаточного для образования ниши, на бревна укладывают плавучие элементы 10 из водонепроницаемых контейнеров с измельченными древесными материалами, обвязку 2 после этого утягивают и закрепляют, образуя полый цилиндр. Для удержания бревен в нише достаточно двух комплектов обвязок.

Таким образом, предложенные способы доставки измельченной древесины (щепы) позволяют доставлять потребителям совместно круглую и измельченную древесину и при этом не требуют кардинальных изменений в технологии работы берегового склада.

ЛИТЕРАТУРА

1. Государственный доклад о состоянии и использовании лесов Российской Федерации «О состоянии и использовании лесов Российской Федерации за 2014 год»: государственный доклад. - М.: ФБУ ВНИИЛМ, 2014. - 161 с.

2. Акинин, Д.В. Биотопливо в лесных машинах / Д. В. Акинин, В.Ю. Прохоров // Вестник МГУЛ -Лесной вестник. - 2010. - № 5 (74). С. 95-99.

3. Антонюк, В.П. Эффективность применения наносмазочных материалов в канатно-чокерном оборудовании ЛПК / В.П. Антонюк, В. Ю. Прохоров // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. - 2012. - Т. 2. - С. 156-157.

4. Карпачев, С.П. Грузовая транспортная единица / С.П. Карпачёв, К.А. Евстратова, Е.Н. Щербаков // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - 2014. - № 2-S'. Т.18. - С. 130-132.

5. Карпачев, С.П Технология работы берегового склада с зимней сплоткой / С.П. Карпачёв, К.А. Евстратова // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. - 2014. - Т. 2. - С. 181-183.

6. Евстратова, К.А. Доставка щепы в составе многоярусного плота / Сборник научных статей докторантов и аспирантов МГУЛ // Науч. тр. -Вып. 376. - М.: ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2015. - С. .53-57.

7. Карпачев, С.П. Инновационный метод доставки щепы единица / С.П. Карпачёв, К.А. Евстратова // Специальное приложение «Современные научные исследования. Выпуск 2» к научно-методическому электронному журналу «Концепт», сайт www.e-koncept.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.