CC BY
45
Литература
1. Горяев А.С., Жук А.Ю. Обоснование способов освоения аварийной древесины в береговой зоне водохранилищ // Вестн. КрасГАУ. - 2009. - № 11(38). - С. 175-181.
2. Пат. 83737 Российская Федерация, МПК7 В 60 Р 1/00. Устройство для сбора и доставки обсохшей аварийной древесины / Горяев А.С., Жук А.Ю., Угрюмов Б.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Братский государственный университет». - № 2009107548/22; заявл. 02.03.2009; опубл.
20.06.2009, Бюл. №17. - 1с.
3. Пат. 83759 Российская Федерация, МПК7 В 63 В 35/28. Устройство для сбора и транспортировки древесины с береговой зоны / Жук А.Ю., Горяев А.С., Угрюмов Б.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Братский государственный университет». - № 2009107546/22; заявл. 02.03.2009; опубл.
20.06.2009, Бюл. №17. - 1с.
4. Пат. 83767 Российская Федерация, МПК7 В 65 G 69/20, В 60 Р 3/41. Агрегат для сбора и транспортировки аварийной «бесхозной» древесины с берегов / Жук А.Ю., Горяев А.С., Угрюмов Б.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Братский государственный университет». - № 2009107547/22; заявл. 02.03.2009; опубл. 20.06.2009, Бюл. №17. - 1с.
5. Занегин Л.А., Воскобойников И.В., Еремеев Н.С. Машины и механизмы для канатной трелевки: учеб. пособие. - М.: МГУЛ, 2004. - Ч. 1. - 446 с.
6. Лебедев Н.И. Лесосплавной флот: учеб. - М.: МГУЛ, 2003. - 205 с.
7. Иванов В.А. Обоснование технологии заготовки и направлений использования древесины, затопленной в ложах водохранилищ: дис. ... канд. техн. наук. - СПб., 2001.
УДК 630.3; 630.32 Е.М. Рунова, А.Н. Сухих
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ НА ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
Создание современных эффективных лесозаготовительных предприятий требует технической модернизации ЛПК Иркутской области. Предлагаемые авторами статьи методы, машины и оборудование позволят увеличить эффективность лесосечных работ с использованием машинной заготовки леса, а также улучшат лесорастительные условия.
Ключевые слова: лесозаготовительное предприятие, отходы, низкокачественная древесина, переработка.
Ye.M. Runova, A.N. Sukhikh SUBSTANTIATION OF THE TECHNOLODY FOR THE PROCESSING COMPLEX APPLICATION IN THE LUMBERING ENTERPRISES IN THE IRKUTSK REGION
Creation of modern effective lumbering enterprises needs FPC technical modernization in the Irkutsk region. Techniques, machines and equipment offered by the authors of the article will allow to increase the logging work efficiency by means of machine lumbering application, and perfect the forest growing conditions.
Key words: lumbering enterprise, waste, bad quality wood, processing.
В настоящее время насущной остается проблема использования лесосечных отходов на предприятиях лесопромышленного комплекса (ЛПК) Иркутской области. На отдельных стадиях производства лесопродукции часть древесного сырья из-за низкой товарной ценности не используется или теряется в виде отходов. Дополнительным сырьем для переработки в лесозаготовительном производстве могут служить отходы лесозаготовок и лесообрабатывающих производств, а также древесина, образующаяся на лесных складах при переработке хлыстов. Это сырье может быть использовано для переработки в технологическую
щепу и другую ценную продукцию. В то же время на лесосеках предприятий по переработке древесины скапливается огромное количество отходов невостребованной короткомерной балансовой и дровяной древесины, доля которых доходит до 50% и более процентов от объема заготовки. Внедрение технологий использования возобновляемых источников энергии (биомассы низкотоварной древесины и древесных отходов) в практику энергосбережения актуально на ближайшую перспективу, но требует дополнительных инвестиций для реализации подобных технологий.
На кафедре лесоинженерного дела Братского государственного университета в результате проведенных исследований разработано оборудование, методы, способы и технологии, направленные на комплексную переработку древесных отходов в ЛПК Иркутской области. Для решения проблемы утилизации отходов на лесосеке предложена самоходная установка для переработки древесных отходов и получения топливного газа. Предлагаемое оборудование обеспечит очистку лесосек и облегчит проблему обеспечения удаленных территорий энергоресурсами. Полезная модель (рис. 1) самоходной установки для переработки древесных отходов и получения топливного газа позволяет осуществлять сбор древесных отходов и переработку их в топливный газ, может применяться в условии лесосеки и лесного склада [1].
/ 2 З і 9
Рис. 1. Самоходная установка для переработки древесных отходов и получения топливного газа
Самоходная установка состоит из шасси 1, на котором крепится съемная дополнительная рама 5. На раме установлены газогенератор 6, конвейер 7 подачи щепы из контейнера в газогенератор, гидравлический манипулятор 2, рубительная машина 3, компрессорная станция 8 и емкость для хранения топливного газа 9, контейнер для хранения щепы 4. Самоходная установка работает следующим образом: двигаясь по пасекам лесосеки, собирает тонкомерные деревья и порубочные остатки с помощью манипулятора 2, подает их в ру-бительную машину 3, получаемая щепа поступает контейнер для хранения щепы 4. Из контейнера 4 полученная щепа подается конвейером 7 в газогенератор 6, где она сжигается и образуется топливный газ. Полученный газ по трубопроводам проходит через компрессорную станцию 8 и попадает в емкость для хранения топливного газа 9. Полезная модель может применяться для очистки лесосек от порубочных остатков их сбора и переработки в топливный газ для работы комплекса и обеспечения топливом лесозаготовительных машин, а также для использования на собственные нужды. Из 1 кг древесной щепы получают около 2,5 м3, мощность малого газогенератора Woodbio WB в20 по выработке газа максимальна - 50 м3 /ч. Получаемую золу можно использовать в качестве удобрения для повышения эффективности посадок леса при проведении лесохозяйственных работ. Зола традиционно используется в виде удобрений, раскисляет почву и используется в качестве фунгицида на приусадебных участках, дачах и может реализовываться в магазинах.
Дополнительно предлагается способ решения вопроса переработки лиственной, тонкомерной, низкотоварной и дровяной древесины. Используется технология получения технологической и топливной щепы непосредственно из хлыстов и деревьев, минуя стадию производства сортиментов, она базируется на совершенствовании доминирующей в России технологии хлыстовой заготовки древесины. Заведомо дровяные деревья (примерно 20% общего объема заготавливаемой древесины) направляются на установку для переработки на топливную щепу. Ее целесообразно располагать на лесосеке или в непосредственной близости от котельной или тепловой электростанции. Технологическая установка способна перерабатывать на щепу низкокачественные деревья диаметром ствола в комле до 80 см. Предлагаемая технология позволяет повысить эффективность лесозаготовительного производства. Высокая трудоемкость заготовки и первичной обработки тонкомерных деревьев снижает эффективность лесозаготовок.
Разработанная полезная модель экономичного мобильного комплекса для производства щепы и газа для топлива [2] может применяться в лесной промышленности для производства щепы различного назначения и получения топливного газа с одновременной утилизацией отходов в условиях лесосеки и предприятия. Технический результат достигается тем, что на входе устанавливается пильная шина и приемный поворотный лоток, что позволяет отделять низкокачественную древесину для последующей ее переработки на менее качественную щепу. Для переработки отходов предлагается дополнительная установка газогенератора топливного газа, используемого в силовых установках комплекса, что повысит эффективность предлагаемого комплекса и позволит утилизировать отходы. На рис. 2 изображен вид сверху, на рис. 3 - общий вид мобильного комплекса. Установка состоит из трейлера 1, на котором установлено все технологическое оборудование, состоящее из манипулятора 2 с захватом, приемного поворотного лотка 3 на входе с пильной шиной 4, кабины оператора 5, окорочного станка 6, рубительной машины 7, конвейера подачи щепы на сортировку 8, сортировочной установки 9, конвейера для отгрузки щепы 10 и газогенератора 11 топливного газа и утилизации отходов, силовая установка 12.
Рис. 2. Модель экономичного мобильного комплекса для производства щепы и газа для топлива Полезная модель поясняется рис. 3 и может быть укомплектована нижеследующим оборудованием.
Рис. 3. Модель экономичного мобильного комплекса для производства щепы и газа для топлива (общий вид): 1 - трейлер (полуприцеп тяжеловоз (САВ 931826-000080-03);
2 - гидроманипулятор (ОМТЛ-97 - 04К); 3 - приемный лоток; 4 - пильная шина; 5 - кабина; 6 - окорочный станок; 7 - рубительная машина (дисковая резцовая МРР-500А); 8 - конвейер скребковый;
9 - сортировочная установка (СЩ-100-1); 10 - конвейер скребковый; 11 - газогенератор;
12 - силовая установка
Установка работает следующим образом: деревья из штабеля поштучно подаются манипулятором 2 на приемный лоток 3, где при необходимости может отпиливаться пильной шиной 4 и отбрасываться для последующей переработки низкокачественная древесина; качественная стволовая часть проходит окорочный на станок 6, измельчение в рубительной машине 7 и поступает на сортировочную установку 9, полученная кондиционная щепа конвейером 10 отгружается в щеповоз, древесные отходы поступают в газогенератор 11 топливного газа, полученный газ используется в качестве топлива для работы силовой установки 12 комплекса. При эффективном использовании комплекса и возможности получать до 10-15 м3 щепы в час месячная производительность составит 4000-6000 м3. На рис. 4 представлена схема работы предлагаемых
машин и оборудования при переработке низкокачественной древесины и отходов с применением мобильного комплекса для производства щепы и газа и самоходной установки для переработки древесных отходов и получения топливного газа в условиях лесосеки.
Рис. 4. Схема работы предлагаемых машин и оборудования при переработке низкокачественной древесины и отходов с применением мобильного комплекса и самоходной установки в условиях лесосеки:
1 - лесовозный ус; 2 - экономичный мобильный комплекс для производства щепы и газа; 3 - штабель хлыстов; 4 - самоходная установка для переработки древесных отходов и получения топливного газа;
5 - вырубка; 6 - траектория движения по пасечным волокам самоходной установки для переработки
древесных отходов и получения топливного газа
Экономичный мобильный комплекс способен обеспечивать технологической щепой ЦБК и гидролизные заводы, котельные предприятий, а получение топливного газа обеспечит его экономичность. Все остатки лесозаготовок, такие, как сучья, кустарники, поврежденный подлесок, могут быть измельчены прямо на делянке. Кроме того, такой способ утилизации древесных отходов не нанесет вреда экологии леса, снизит возможность распространения пожаров. В дополнение вышеперечисленному дана экономическая оценку предлагаемого комплекса. Расчет эффективности производства щепы с применением мобильного комплекса на лесосеке свидетельствует о его преимуществах в сравнении с традиционной технологией получения щепы (табл. ).
Расчет эффективности производства щепы с применением мобильного комплекса на лесосеке
Наименование оборудования, входящего в систему Цена единицы оборудования Месячный коэффициент отчислений Месячный расчетный ресурс времени, ч _0 т с о н _0 л е ите ма 21 | £ ио х ро хе п м я а в о с а 3" Часовая тарифная ставка Коэффициент сдельных доплат Нормы расхода топлива на заготовку 1 м3 Цена 1 кг Нормы расхода масла Цена 1 кг о г о к с е ч и л в а р да £ 5 а а дм о х с а р а м р о Н Цена гидравлического масла Стоимость производства 1 м3
Экономичный 3 302 501 0,02 150-300 10 13 30000 0,39 19 0012 18 0,007 34 311-159
комплекс
Безусловно, важно учитывать вышеперечисленное при организации оптимального лесозаготовительного процесса применительно к местным климатическим условиям, рельефу, почвенно-грунтовым условиям. Но в реальных условиях определяющими становятся экономические рычаги управления и выбора технологии лесозаготовок.
Разработанное оборудование позволит решить проблему утилизации лесосечных отходов и энергообеспечения на удаленных территориях Иркутской области и смежных регионов, что даст возможность совершенствования технологического процесса лесозаготовок и позволит повысить эффективность работы лесозаготовительных предприятий.
Литература
1. Пат. №83826 Российская Федерация, ПМК F23G 5/00. Самоходная установка для переработки древесных отходов и получения топливного газа / А.Н. Сухих, Г.Д. Гаспарян, А.С. Толстиков, А.Л. Гребе-нюк, Е.Ф. Осипова, А.Н. Самсонов, Н.В. Водовозова; заявитель и патентообладатель БрГУ. -№ 2009107544/22; заявл. 02.03.2009; опубл. 20.06.2009, Бюл. № 17.
2. Пат. № 82621 Российская Федерация, ПМК B27L 11/00. Экономичный мобильный комплекс для производства щепы и газа / А.Н. Сухих, Д.А. Сорокин Д.В. Горюнов, Е.Н. Бушуева, ЮЛ. Исаева, Т.А. Лазорева, А.Е. Музуркина; заявитель и патентообладатель БрГУ. - № 2008152958/22; заявл. 31.12.2008; опубл. 10.05.2009, Бюл. № 13.
УДК 629.114.2 Н.И. Селиванов
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАКТОРОВ ДЛЯ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
В статье обоснована модель и разработан алгоритм оптимизации массоэнергетических параметров тракторов для операций основной обработки почвы. Установлены также рациональные скоростные режимы тяговых МТА при изменении в широком диапазоне коэффициента приращения удельного сопротивления рабочих машин и агрегатов.
Ключевые слова: энергетический баланс, трактор, скорость, энергонасыщенность, тяговый режим, эквивалента, энергозатраты.
N.I. Selivanov WORKING PARAMETERS OF THE TRACTORS FOR BASIC SOIL CULTIVATION
The model is substantiated and the algorithm for mass and energetic parameter optimization of the tractors for the basic soil cultivation operations is developed in the article. Rational high-speed modes of the traction МТА at change in a wide range of the specific resistance increase index of the working machines and units are determined.
Key words: power balance, tractor, speed, power saturation, traction mode, equivalent, power inputs.
Тенденция повышения производительности при снижении удельных энергозатрат, улучшении эргономичности и экологической безопасности тракторов обостряет проблему выбора рациональных параметров и режимов рабочего хода МТА разного технологического назначения. Поэтому вопросы обеспечения рационального соотношения массоэнергетических параметров и показателей тягово-динамических свойств трактора при одновременной минимизации потерь на его буксование и перекатывание, а также скоростной составляющей сопротивления рабочих машин-орудий в процессе реализации тяговых технологий, чрезвычайно актуальны.
Решение этой научной задачи предусматривает обоснование общего функционала качества МТА и формирующих его критериев эффективности, установления взаимосвязи между основными технико-экономическими показателями (ТЭП) и эксплуатационными параметрами энергетического и технологического модулей тягового агрегата. В основу следует положить системный подход, позволяющий поэтапно, с использованием установленных критериев, обосновать результативные признаки адаптации трактора к технологическому процессу. Один из
этапов этой системы связан с оптимизацией рабочей скорости V и энергонасыщенности Э трактора при выполнении конкретной или отдельной группы родственных технологических операций [1].
