CC BY
1
Гардин Ю.Е. доцент
Петрозаводский государственный университет Российская Федерация, г. Петрозаводск О ТЕХНОЛОГИЯХ ОКОРКИ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ В КОРООБДИРОЧНЫХ БАРАБАНАХ
Аннотация: Приведен краткий обзор публикаций, в которых представлены результаты исследований по совершенствованию технологий очистки круглых лесоматериалов от коры. Акцентируется внимание на работах авторов, выполнивших исследования новой технологии очистки от коры длинномерных сортиментов (более 6,5 м) в укороченных корообдирочных барабанах, поскольку при определенных условиях такая технология в большей мере соответствует современным требованиям ресурсосбережения и рационального природопользования.
Ключевые слова: корообдирочный барабан, математическое моделирование, ресурсосбережение, рациональное природопользование.
Gardin Y.E. docent
Petrozavodsk State University, Russia, Petrozavodsk ABOUT A TECHNOLOGY DEBARKING OF ROUNDWOOD IN
DRUM
Abstract: A brief review ofpublications that presented the results of studies on the improvement of technologies of clearing of round timber off bark. The attention is focused on the works of the authors, which carried out a study of the new treatment technology from the bark of long logs (more than 6.5 m) by use debarking drums shortened because under certain conditions, this technology is better fit to a modern requirements of resource saving and environmental management.
Keywords: debarking drum, mathematical modeling, resource saving, environmental management.
В данной работе используются следующие термины и их толкования согласно ГОСТ 17462-84 «Продукция лесозаготовительной промышленности. Термины и определения»:
Хлыст древесный - очищенный от сучьев ствол поваленного дерева без отделенных от него прикорневой части и вершины.
Лесоматериалы - материалы из древесины, сохранившие ее природную физическую структуру и химический состав, получаемые из поваленных деревьев, хлыстов и (или) из их частей путем поперечного и (или) продольного деления.
Поперечное и продольное деление включает пиление, раскалывание, строгание, лущение, фрезерование и измельчение.
Круглые лесоматериалы - лесоматериалы, получаемые путем поперечного деления.
Кора - наружная часть ствола, сучьев и ветвей, покрывающая древесину.
Сортимент - лесоматериал установленного назначения.
Круглый сортимент - сортимент, получаемый путем поперечного деления хлыста.
Тонкомерный сортимент - круглый сортимент, имеющий толщину в верхнем отрезе без коры от 2 до 13 см включительно при измерении с градацией 1 см.
Короткомерный сортимент - круглый или колотый сортимент длиной до 2 м включительно.
Длинномерный сортимент - круглый сортимент длиной более 6,5 м.
Балансы - круглые или колотые сортименты для производства целлюлозы и древесной массы.
Технологическая щепа - щепа для производства целлюлозы, древесных плит и продукции лесохимических и гидролизных производств.
В настоящее время крупнейшим потребителем круглых лесоматериалов является целлюлозно-бумажная промышленность. Например, только три целлюлозно-бумажных комбината (ЦБК) в Карелии рассчитаны на переработку трех миллионов кубометров еловой и сосновой древесины [http: //www.gov.karelia.ru/Leader/Document/Les/14 .html, дата обращения 15.05.2016]. Круглые лесоматериалы, как сырье для производства технологической щепы, подвергаются очистке от коры на стадии древесно-подготовительного цикла. Очистка от коры выполняется, как правило, с применением корообдирочных барабанов [1, 2, 3, 4].
Имеется ряд факторов, которые определяют существование и актуальность проблемы совершенствования оборудования и технологий очистки круглых лесоматериалов от коры: большие объемы прорабатываемой древесины; большое потребление ресурсов на стадии древесно-подготовительного цикла в виде электрической и тепловой энергии, воды; большая материалоемкость корообдирочных барабанов, рольгангов и других устройств; образование отходов древесины [5]. Решению данной проблемы посвящено большое число работ.
Заметим, что для обозначения технологического процесса очистки круглых лесоматериалов от коры в установках барабанного типа часто используется термин «групповая окорка» [3]. Обрабатываемые в барабане отрезки древесного ствола (обычно длиной 1,2 м) называют балансами.
Полученные до 1980 г. результаты, важные и в настоящее время для теории и практики очистки круглых лесоматериалов от коры, в систематизированном виде изложены в монографии Станислава Петровича Бойкова. Опираясь на результаты теоретических исследований и производственных экспериментов, С.П. Бойков обосновал ряд рекомендаций и выводов, один из которых определяет, что «совершенствование групповой
окорки лесоматериалов должно идти в направлении повышения возможности активного воздействия на процесс окорки. Это, прежде всего, <...> интенсификация процесса отделения коры» [3, с. 146]. При этом обоснованно (и дальновидно) утверждается, что «конструктивно новые установки могут значительно отличаться от существующих окорочных барабанов и бункерных машин, однако во всех случаях, когда отделение коры происходит в результате случайных взаимодействий бревен между собой, остаются справедливыми математические зависимости <...>», приведенные в главе 2 монографии [3, с. 15-46]. Для интенсификации процесса окорки на внутренней поверхности корообдирочных барабанов устанавливают продольные балки с подходящей формой поперечного сечения. Данное решение ускоряет окорку, однако при соударениях с балками может разрушаться не только кора, но и, частично, древесина, что в ряде случаев приводило к увеличению потерь древесины [5, 6]. Результаты расчетов с применением методик численного моделирования [6-11] согласуются с известными данными [3] о том, что силы соударения балансов друг с другом и с внутренней поверхностью корпуса барабана должны быть достаточными для разрушения коры, но не избыточно большими, чтобы не вызывать разрушений древесной части ствола [5]. Применение указанных выше методик [6-11] позволяет прогнозировать появление такой области в массиве загруженных в барабан балансов, в которой сила соударений может оказаться недостаточной для эффективной окорки. Такой прогноз является дополнительным к известным рекомендациям о допустимой степени заполнения барабана балансами [3, 4, 5].
Практика и теория показывают, что полностью избавиться отходов невозможно, поэтому задачами исследований может быть уменьшение отходов и рациональное их использование [5, 6]. В этой связи определенный интерес представляет выполненный в работе [12] теоретический анализ закономерностей соударений и качества очистки балансов неодинакового диаметра в корообдирочном барабане. Результаты анализа согласуются с эмпирически обоснованными до появления работы [12] рекомендациями о необходимости сортировки балансов по диаметру, с тем, чтобы в корообдирочный барабан балансы загружались группами и были бы примерно одного диаметра. В этом случае сокращаются затраты времени на очистку от коры и уменьшается количество потерь древесины.
Результаты работы [12] оказались полезными при анализе закономерностей очистки от коры длинномеров с учетом сбега в укороченных барабанах. Данная технология предложена авторами статьи [13], которые предложили при окорке длинномеров учитывать новую возможность интенсификации процесса отделения коры за счет ускоренного разрушения коры в сжатых зонах. Появление этих зон сопровождается изгибом длинномеров [14, 15], в отличие от коротких балансов, например, длиной 120 см, деформациями изгиба которых правомерно пренебрегают по причине их большой изгибной жесткости. Теория процессов очистки
длинномеров от коры отличается большей сложностью по сравнению с теорией окорки короткомеров и разработана в меньшей степени. Применение соответствующих программ (например, ANSYS) позволяет решить ряд задач в данной области [14, 15].
В новой технологии [13] окорки длинномерных сортиментов используются барабаны, длина которых меньше длины окариваемого сортимента, что является принципиальным отличием от широко распространенной в настоящее технологии окорки балансов длиной, например, 120 см. Это принципиальное отличие имеет своим следствием следующие технико-экономические преимущества: уменьшается масса барабана, а значит его стоимость; уменьшаются затраты времени на монтаж; для вращения барабана меньшей массы требуется меньше энергии и, как следствие, сокращаются расходы на эксплуатацию. Имеются другие преимущества, которые, однако, не устраняют всех недостатков новой технологии, что выражается, в частности, в образовании отходов в виде так называемых короткомеров [5]. Уменьшить количество таких отходов можно за счет совершенствования оборудования и технологий измельчения окоренной древесины на щепу [5, 16].
Комплекс других аспектов совершенствования технологий очистки от коры и рационального использования древесины связан с совершенствованием системы «барабан - фундамент» [17], а также рольгангов [18], загрузочного патрона рубительной машины [19, 20] и другого оборудования [21-24], необходимого для функционирования технологий древесно-подготовительного цикла с учетом характеристик круглых лесоматериалов, поступающих на переработку.
Работа выполнена в рамках Программы стратегического развития ПетрГУ на 2012-2016 гг.
Использованные источники:
1. Isokangas A., Leiviskä K. Optimization of wood losses in log debarking drum // Paperi ja puu. - 2005. - V. 87. №. 5. Pp. 324-328.
2. Öman M. Influence of log characteristics on drum debarking of pulpwood // Scandinavian Journal of Forest Research. - 2000. - V. 15. №. 4. Pp. 455-463.
3. Бойков С.П. Теория процессов очистки древесины от коры. - Л.: ЛГУ. -1980. - 152 с.
4. Васильев А.С. Проблемно-ориентированные исследования процессов групповой окорки древесины // Петрозаводск, 2012. 84 с.
5. Васильев С.Б., Девятникова Л.А., Колесников Г.Н., Симонова И.В. Технологические решения для реализации потенциала ресурсосбережения при переработке круглых лесоматериалов на щепу // Петрозаводск, 2013. -92 с.
6. Васильев С.Б., Колесников Г.Н., Никонова Ю.В., Раковская М.И. Влияние локальной жесткости корпуса корообдирочного барабана на изменение силы соударений и величину потерь древесины // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и
технические науки. 2008. № 96. С. 84-91.
7. Григорьев И.В., Шапиро В.Я., Гулько А.Е. Математическая модель групповой окорки лесоматериалов в окорочных барабанах // Научное обозрение. 2012. № 4. С. 154-171.
8. Васильев С.Б., Колесников Г.Н., Никонова Ю.В., Девятникова Л.А. Моделирование очистки круглых лесоматериалов от коры в установка барабанного типа // Краевые задачи и математическое моделирование: тематический сб. науч. ст.: в 3 т. Т. 2. / НФИ ГОУ ВПО «КемГУ»; под общ. ред. В.О. Каледина. - Новокузнецк, 2010. С. 222-233.
9. Никонова Ю.В., Раковская М.И., Доспехова Н.А., Зайцева М.И. Обзор исследований окорки древесины // Resources and Technology. 2014. Т. 11. № 1. С. 11-49.
10. Колесников Г.Н. Алгоритм декомпозиции линейной задачи дополнительности и его применение для моделирования соударений балансов в корообдирочном барабане // Resources and Technology. 2013. Т. 10. № 2. С. 111-138.
11. Колесников Г.Н., Раковская М.И. Применение экстремального принципа Лейбница в шаговом алгоритме решения линейной задачи дополнительности//Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2015. Т. 1. № - 4. С. 76-83.
12. Колесников Г.Н., Доспехова Н.А. Закономерности соударений и качество очистки балансов неодинакового диаметра в корообдирочном барабане // Фундаментальные исследования. 2013. № 10-15. С. 3328-3331.
13. Куницкая О.А., Лукин А.Е. Обоснование направления уточнения математической модели групповой окорки лесоматериалов для условий окорки длинномеров // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3. № 2-2 (13-2). С. 430-433
14. Куницкая О.А., Колесников Г.Н., Лукин А.Е., Куницкая Д.Е. Особенности окорки длинномерных сортиментов с учетом сбега в окорочных барабанах // Инженерный вестник Дона. 2015. Т. 37. № 3. С. 164.
15. Куницкая О.А., Лукин А.Е., Колесников Г.Н., Тихонов Е.А. Компьютерное моделирование процесса окорки длинномерных лесоматериалов в коротких барабанах // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3. № 9-3 (20-3). С. 263267.
16. Девятникова Л.А., Васильев С.Б., Колесников Г.Н. Влияние технологии раскроя балансов на фракционный состав щепы // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2012. № 3 (86). С. 120-124.
17. Шомин И.И., Побединский В.В., Василевский Д.А. Амплитудно-частотные характеристики колебаний фундаментов и конструкций корообдирочных барабанов // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 5. С. 40.
18. Васильев С.Б., Доспехова Н.А., Колесников Г.Н. Модуль рольганга с
технологической функцией интенсификации выделения короткомеров из потока балансов // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. 2013. № 9. С. 145-149.
19. Колесников Г.Н., Девятникова Л.А., Доспехова Н.А., Васильев С.Б. Уточненная модель влияния длины баланса, измельчаемого в дисковой рубительной машине, на размеры частиц древесной щепы // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 105. С. 413-425.
20. Васильев С.Б., Колесников Г.Н. О влиянии характеристик загрузочного устройства рубительной машины и измельчаемого баланса на качество щепы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 8-5. С. 973-974.
21. Колесников Г.Н., Васильев С.Б. Математическая модель технологического процесса фракционирования полидисперсного сыпучего материала методом рассева на установках с ярусной компоновкой сит // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2012. № 3. С. 42-49.
22. Васильев С.Б., Колесников Г.Н. Логистический подход к моделированию фракционирования сыпучих материалов // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. 2010. № 4. С. 61-65.
23. Колесников Г.Н., Андреев А.А., Чалкин А.А. Гранулометрический состав отходов переработки древесины зависит от характеристик пильных дисков и влияет на прочность материала, изготовленного из этих отходов и цемента с добавками // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3. № 9-2 (20-2). С. 36-39.
24. Гаврилов Т.А., Паталайнен Л.С., Колесников Г.Н. О ресурсосберегающих технологиях экологически безопасной утилизации древесной коры // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 7 (39). С. 59-64.
Гаркуша И. В. преподаватель кафедра Гражданского права и процесса
Егорова А.М. студент 1 курса факультет «Юриспруденция» Таганрогский институт управления и экономики
Россия, г. Таганрог НОВЫЙ ПРАВОВОЙ ИНСТИТУТ В СФЕРЕ НАСЛЕДОВАНИЯ В РОССИИ
Аннотация:
Данная статья посвящена попытке введения в российское законодательство нового правового института, а именного -наследственного договора. Проводится анализ как положительных, так и
