CC BY
23
УДК 622.331: 622.271.9: 625.768.1
А.В.МИХАЙЛОВ
Всероссийский научно-исследовательский институт торфяной промышленности, Санкт-Петербург
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЩЕТОЧНЫЕ ТОРФЯНЫЕ
МАШИНЫ
Дан краткий обзор текущего состояния торфяной отрасли РФ применительно к технологиям добычи фрезерного торфа и анализ тенденций, обусловливающих совершенствование оборудования торфяного производства. Сформулированы проблемы, стоящие перед торфяным машиностроением, и предложено направление интенсификации добычи фрезерного торфа путем перевооружения и модернизации основного технологического оборудования.
There is the brief review of the current condition of peat industry of Russian Federation with reference to technology of the production of milling peat and analysis of trends, resulting in improvements of the peat production equipment. The problems, standing before peat machine industry are stated, and a stimulation direction of milling peat production by rearmament and modernization of the main technological equipment is offered.
Торф является уникальным горючим природным образованием растительного происхождения. Российская Федерация располагает богатейшими торфяными ресурсами и по оценкам специалистов [3] здесь сосредоточено более 50 % мировых запасов торфа (234,9 млрд т). По данным государственного земельного учета [1] по состоянию на 01.01.2000 г. болотами в России занято 140,8 млн га, что составляет более 8 % территории страны. Торфяные месторождения занимают огромные площади в Северном, Северо-Западном, Западно-Сибирском, Восточно-Сибирском экономическом районах и на Дальнем Востоке. Торф в отличие от других полезных ископаемых накапливается в реальном времени. Ежегодный прирост запасов торфа на болотах страны составляет 252 млн т [2] и превышает его добычу в десятки раз.
Увеличение добычи торфа, повышение эффективности действующих торфопред-приятий и освоение новых месторождений неразрывно связано с совершенствованием и созданием принципиально новых технологий и средств добычи торфа. Существующий парк торфяных машин для операций ворошения, валкования и уборки фрезерно-48 -
го торфа в основном оборудован пассивными жесткими рабочими органами с предельными параметрами, которые не обеспечивают надежности выполнения технологических операций. Продолжающийся кризис в торфяной промышленности привел к практической остановке разработки и производства торфодобывающей техники.
Среди перспективных технологий добычи фрезерного торфа можно выделить следующие:
• с раздельной уборкой торфа из укрупненных валков;
• с использованием пневматических уборочных машин;
• упрощенные для агропромышленного использования.
В настоящее время в России фрезерный торф в основном добывается морально устаревшим скреперно-бункерным комплексом машин. Операции, выполняемые подобными комплексами машин, далеко не совершенны: не всегда выполнимы требования к проведению операций, имеет место значительный недобор сухого торфа и его увлажнение в результате подфрезеровывания сырых частиц, часты поломки рабочих органов при
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.157
встрече с инородными включениями (пень, камень и т.п.).
Проблема торфодобывающего оборудования может быть реализована по трем направлениям.
• Ремонт и модернизация существующего оборудования скреперно-бункерного комплекса МТФ-43А позволит при минимальных затратах проработать торфопред-приятиям в течение нескольких лет переходного периода до появления новой отечественной торфодобывающей техники.
• Закупка за рубежом торфодобывающей техники может происходить достаточно быстро, требует значительных финансовых затрат и последующей зависимости от производителя (комплектация, запасные части).
• Организация производства нового оборудования требует его доработок и модернизации с учетом современных требований научно-технического прогресса, опыта торфодобывающих стран, применения новых комплектующих материалов, агрегатирования с колесными тракторами. Это неизбежный путь развития торфяной отрасли России, требующий существенных финансовых вложений и времени.
Используя многолетний опыт эксплуатации торфяных машин с учетом технологических требований, физико-механических свойств залежи, качества выполнения подготовительных работ на полях, можно установить следующие общие требования к машинам на операциях ворошения, валкования и уборки торфа:
• возможность эксплуатации на залежах различного типа;
• полное ворошение расстила и полная уборка торфа из расстила при минимальном увлажнении;
• достаточная ширина захвата оборудования;
• маневренность и вписываемость оборудования в рельеф поверхности поля;
• компактность и минимальная масса оборудования;
• минимальные энергозатраты на выполнение операций;
• предохранение рабочего оборудования от поломок при встрече с инородными включениями;
• снижение пожароопасности при ударном контакте рабочих органов с каменистыми включениями в торфяной залежи.
Анализ выполненных исследований позволяет предложить ряд интенсивных принципов совершенствования торфяных машин:
• унификация и многофункциональность;
• адаптация к изменяющимся внешним условиям;
• выбор параметров торфяных машин, исходя из физико-механических свойств и характеристик торфа и торфяной залежи;
• учет функционирования машин в допускаемых областях и поэтапного достижения требуемого качества продукции;
• гармоничность конструкции по параметрам и оптимизации компоновочных решений.
Возникает необходимость в использовании принципиально новых эффективных рабочих органов, отвечающих современным технологическим требованиям с учетом задач повышения качества продукции. Во многом этим требованиям удовлетворяет комплекс машин со щеточным рабочим органом.
В соответствии с требованиями к машинам для каждой операции разработаны унифицированные многофункциональные щеточные рабочие органы с адаптацией к изменяющимся внешним условиям.
На основе совместных исследований российских и финских специалистов разработана конструкция активной щеточной ворошилки ВЩ-1 для выполнения операции ворошения расстила фрезерного торфа при сушке. Ворошилка представляет собой полунавесное оборудование на колесный трактор с приводом рабочего органа от вала отбора мощностей (ВОМ) трактора и состоит из цилиндрических щеток с полипропиленовым ворсом, рамы с опорными катками и трансмиссии. Над щетками расположен эластичный кожух, снижающий пыление торфа и направляющий отбрасываемый поток торфа. При движении ворошилки, щетки,
вращаясь по ходу движения, сметают торф из расстила назад, формируя новый расстил. При этом происходит полное нарушение капиллярных связей крошки с подстилом, разрыхление, перемешивание с частичным переворачиванием слоя, аэрация торфа и равномерная укладка на поверхность поля, что обеспечивает благоприятные условия для сушки [4]. Производительность ворошилки с трактором МТЗ-82 - 12 га/ч. В соответствии с принципом многофункциональности ворошилка проводит также подъем (активацию) поверхностного слоя торфяных полей в начале сезона добычи и после выпадения осадков свыше 10 кг/м2 взамен энергоемкого фрезерного барабана.
Щеточный валкователь ВПР-4 предназначен для сбора торфа из расстила в наращиваемые валки в комплекте машин с раздельной уборкой. Валкователь состоит из трех секций, рабочего органа, механизма привода рабочего органа, гидросистемы и опорных катков. Рабочий орган представляет собой сочетание цилиндрических ротационных щеток, расположенных в ряд, и поперечного ленточного конвейера с формирующим козырьком.
Агрегатируется валкователь с гусеничными тракторами ДТ-75БН, ДТ-175Т и колесными тракторами Т-150К со сдвоенными колесами. Производительность валкователя с трактором ДТ-75БН составляет 4,55,2 га/ч. Коэффициент сбора торфа 0,8-0,9. Опыт производственной эксплуатации щеточных валкователей в объединениях Лен-торф, Калининторф, Новгородторф и Эстонии подтвердил надежность выполнения операции.
Многофункциональное уборочно-транспортное оборудование МУЩ-2 выполнено полуприцепным к трактору Т-150К с приводом рабочего аппарата от ВОМ трактора и включает раму с движителем, кузов с механизмом разгрузки, рабочий аппарат, гидромеханическую трансмиссию и систему управления. Рабочий аппарат представляет собой двухщеточный подборщик-метатель в сочетании с направляющим желобом. Разгрузка торфа из кузова производится опро-
кидыванием кузова назад с помощью гидроцилиндров.
Производительность рабочего органа машины около 700 м3/ч, в зависимости от способа уборки. Применение машины МУЩ-2 наиболее целесообразно на уборке торфа из валков сечением 0,10-0,15 м2, а также из расстила. Универсальность машины позволяет использовать ее при добыче и вывозке торфа на мелкоконтурных участках. Машина экспортируется в Финляндию по заказу фирмы <^АРО OY».
Одним из направлений, обеспечивающих снижение себестоимости фрезерного торфа и повышение надежности работы торфяного оборудования, является увеличение использования торфяных полей нестандартной конфигурации с картами различной длины или осушенными методом закрытого дренажа. В этих условиях нецелесообразно применение многомашинных комплексов при добыче торфа для сельского хозяйства, таких как комплекс для раздельной уборки и скреперно-бункерный комплекс [5].
Технологическая схема добычи торфа для сельского хозяйства с применением машины УШР отличается малым количеством единиц технологического оборудования, простотой многофункционального оборудования и универсальностью применения.
Рыхление торфяной залежи и ворошение расстила торфа производится пассивными рыхлителями торфа РТП-1, а также дисковым лущильником ЛДГ-10. Уборка торфа производится шнекороторной щеточной машиной УШР из расстила в штабель или в наращиваемый валок, с последующей погрузкой из валка в прицеп для вывозки в штабель на суходол. Производительность машины 1,5 га/ч. Коэффициент сбора торфа 0,8. Технологическая схема с применением машин УШР внедрена в шести регионах России (Кировская, Ленинградская, Московская, Пермская, Псковская и Ярославская обл.).
Щеточные торфяные машины могут применяться в любой схеме добычи фрезерного торфа как по отдельности, так и в виде единого комплекса, что способствует повы-
50 -
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.157
шению надежности выполнения технологических операций и росту сборов торфа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель Российской Федерации за 1999 год. М.: РУССЛИТ, 2000. 88 с.
2. Кузьмин Г. Ф. Торфяные ресурсы России и возможности их использования / Г.Ф.Кузьмин,
B.Г.Селеннов // Труды ВНИИТП. Вып.73. СПб, 2002.
C.108-114.
3. Марков В.Д. К оценке прогнозных запасов торфа в СССР / В.Д.Марков, П.И.Хорошев // Торфяная промышленность. 1975. № 6. С.20-24.
4. Михайлов А.В. Щеточные торфяные машины // Труды ВНИИТП. Вып.71. СПб, 1994. 170 с.
5. Селеннов В.Г. Анализ состояния и перспектив развития оборудования для добычи фрезерного торфа / В.Г.Селеннов, А.В.Михайлов // Мат. научно-практ. конференции «Рациональное использование торфа и других ресурсов торфяных болот». Кострома, 2003. С.106-117.
