CC BY
18
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
