Разработка методики оценки об ъемов лесосечных отходов, образующихся после работы многоперационых машин Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Здесь 5j - диаметр капли.

Очевидно, что выражение R5 = f (-ф^ будет равно Rs = - f (ф^, так как отскочившая частица не пересекает оси у. При расчете принимаем 5 = 0,004 м [8, 9]. Решение уравнения (6) представлено в виде графика (рис. 5), который показывает, что с увеличением |ф1| резко растет радиус барабана.

Принимая во внимание дисбаланс и отклонение от цилиндричности барабана, радиальное расстояние между капельницами и рабочей поверхностью контактора h1 считаем равным 0,01 м. С учетом условий сплошности смачивания рабочей поверхности барабана и обеспечения минимальных габаритов машины, принимаем угол расположения капельниц в диапазоне ф1 = - 30°...- 60°. Здесь учтено, что Y + ф1 = п/2, где у - угол качания поводка барабана [3]. При этом минимальный радиус барабана находится в пределах 0,102... 1,112 м.

Таким образом, в первом приближении получены некоторые параметры рабочего органа с учетом исключения потерь препарата при питании контактора. Для их уточнения и обоснования других параметров машины необходимо провести дальнейшие исследования.

Библиографический список

1. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. - М.: Наука, 1986. - 544 с.

2. Добронравов, В.В. Курс теоретической механики / В.В. Добронравов, Н.Н. Никитин. - М.: Высшая школа, 1983. - Изд. 4-е. - 575 с.

3. Котов, А.А. Обоснование параметров рабочего органа машины для внесения гербицидов контактным способом / А.А. Котов // В сб. докл. всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов: Охрана и рациональное использование лесных ресурсов. - Тез. докл. - М.: МЛТИ, I991.

- С. 24-25.

4. Котов, А.А. Обоснование типа рабочего органа машины для химического ухода за лесными культурами контактным способом / А.А. Котов. // В сб. докл. конференции молодых ученых западного отделения ВАСХНИЛ: Интенсификация лесного хозяйства в Западном регионе СССР. - Тез. докл.

- Гомель: БелНИИЛХ, 1990. - С. 142-144.

5. Лавендел, Э.Э. Синтез оптимальных вибромашин / Э.Э. Лавендел. - Рига: Зинатне, 1970. - 252 с.

6. Львов, С.И. Контактный способ нанесения гербицидов и арборицидов / С.И. Львов, Ю.П. Путятин, М.В. Шашова // Лесное хозяйство. - 1990. - № 12.

- С. 43-45.

7. Пановко, Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара / Я.Г. Пановко. - Л.: Машиностроение, 1976. - 320 с.

8. Ронкин, В.С. Исследование способов уменьшения потерь пестицидов при опрыскивании полей Белоруссии: Автореф. дис. ...канд. техн. наук /

В.С. Ронкин. - Минск: ЦНИИМЭСХ, 1977. - 19 с.

9. Харебов Л.И. Разработка технологической схемы ультрамалообъемного способа опрыскивания виноградников и обоснование параметров рабочего органа: Автореф. дис. канд. техн. наук. / Л.И. Харебов. - Ереван: НПО «Армсельхозмеханизация», 1987. - 21 с.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ОБЪЕМОВ

лесосечных отходов, образующихся ПОСЛЕ

РАБОТЫ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ МАШИН

А.Н. СЛИНЧЕНКОВ, ст. преп. каф. технологии и оборудования лесопромышленного производства МГУЛ,

А.К. РЕДЬКИН, проф. каф. технологии и оборудования лесопромышленного производства МГУЛ, д-р техн. наук

Чаще всего при планировании работ по освоению лесосечных отходов используют количественные данные, определенные по таксационным характеристикам отведенного в рубку лесного фонда. Они представляют собой некоторый процент от объема заготавливаемой древесины, значение которого за-

висит от породного состава лесонасаждений, среднего объема хлыста, бонитета и других факторов. Однако данные, полученные расчетным путем, не могут в полной мере удовлетворить требования предприятий, для которых освоение лесосечных отходов является основной деятельностью.

40

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2008

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Распределение отходов в линию Распределение отходов в кучах

Рис. 1. Расположение пачек сортиментов и скоплений отходов на лесосеке после работы харвестеров

Особенностью работ на лесосеке многооперационных машин является формирование получаемых отходов в основном в скопления или кучи, расположенные рядом с трелевочным волоком (рис. 1). Помимо получаемых скоплений часть сучьев и вершинок может оказаться непосредственно на волоке и будет непригодна к дальнейшей переработке. Кроме того некоторый объем лесосечных отходов будет распределен на общей площади лесосеки, не находясь при этом в скоплениях. Исследования экономических параметров работы систем машин по сбору полученных отходов показало, что сбор сучьев и вершинок, расположенных не в скоплениях, приведет к резкому увеличению себестоимости производства. Поэтому целесообразно собирать и перерабатывать только те отходы, которые расположены в скоплениях рядом с трелевочными волоками. Достоверно оценить количество подобных отходов можно, лишь используя статистические методы.

Среди способов количественной оценки древесных отходов на лесосеке нашли применение статистические методы. Суть их в том, что на лесосеке учитывают не все отходы, а только некоторую часть, которая называется выборкой. По этой выборке делают оценку всего скопления. Эти методы наименее трудоемки и обладают достаточной точностью. Наиболее известны методы пробных

площадок и метод линейных пересечений. В работах, опубликованных ранее [2], предлагаются формулы, позволяющие воспользоваться методом линейных пересечений для оценки объемов экономически доступных лесосечных отходов, полученных после работы многооперационных машин. Для решения этой задачи необходимо проведение как полевых работ, так и дальнейший аналитический расчет полученных данных.

Цель полевых работ - учет ряда параметров лесосечных отходов непосредственно на лесосеке для оперативного получения фактических данных об их объеме.

Цель аналитических работ - оценка объема лесосечных отходов по фактическим данным полевого учета и, затем, на основе этой оценки, разработка и определение экономических показателей технологических процессов и систем машин для освоения лесосечных отходов.

Очевидно, что аналитические работы могут быть автоматизированы. Для этого предполагается создать единый комплекс компьютерных программ. Эти программы будут ориентированы на практических работников, но могут быть использованы и для исследовательских целей. Основное требование к программному комплексу - удобный и интуитивно понятный интерфейс, ориентированный на работу в операционной среде Windows.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2008

41

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Скопления

лесосечных Линии отбора

Рис. 2. Размещение линий отбора при учете лесосечных отходов

На ряде предприятий центрального района РФ скопления лесосечных отходов при сортиментной заготовке концентрируются между волоками [2]. Поэтому наиболее удобно оценку числа скоплений проводить по линиям одинаковой длины, равной расстоянию между соседними волоками.

На каждой рабочей ленте разбивают линии отбора. Их проводят нормально к осевой линии волока. Расстояние между линиями по длине лесосеки может быть произвольным, однако при практических замерах удобнее размещать линии равномерно по длине лесосеки в зависимости от ее размера и необходимого количества линий отбора (рис. 2).

Общее число линий отбора предполагается установить в зависимости от предварительной оценки количества скоплений отходов и показателя точности оценки Р равной 20 %, при доверительной вероятности 95 %. Обычно минимальное число линий отбора, соответствующее подобным требованиям, равно 60.

Все скопления, пересекшие линию отбора, учитываются, при этом измеряются их геометрические характеристики (диаметр и высота).

Данные учета лесосечных отходов обрабатывают по следующей методике:

1. Определяется средний диаметр скоплений лесосечных отходов

ID

D =

j=i

m

(1)

где m - общее число скоплений по всем линиям отбора;

D. - диаметр j-го скопления.

2. Определяется число скоплений для линий отбора одинаковой длины

1 F б n

n * n=—общ- im,

nDcp г’

где Fo6t4 - общая площадь лесосеки; n - число линий отбора, шт.

Для линий отбора разной длины

N * N=-• ^общ• .

П D г= I. '

3. Уточняется число линий отбора

n=

Vt

P

2

(2)

(3)

(4)

где V - коэффициент вариации, %;

P - показатели точности, %; t - показатель достоверности, для 95 % равен 1,96.

4. Объем лесосечных отходов

V?=N vcp, м3, (5)

где vcp - средний объем одного скопления, по формуле

D2 m /

vCp = n-f •(! Ц jmy Kp, (6)

где h. - высота j-го скопления;

Кр - коэффициент полнодревесности скопления, для сучьев и вершинок - 0,3.

5. Объем лесосечных отходов на единицу площади лесосеки

Vf =V, м3/м2, (7)

F

общ

Полученные в результате расчетов данные позволяют более точно оценить объем экономически доступных лесосечных отходов и могут быть взяты за основу разработки эффективных технологий и систем машин для сбора и переработки подобной древесины в энергетических целях.

Библиографический список

1. Карпачев, С.П. Оценка объемов лесосечных отходов / С.П. Карпачев, Е.Н. Щербаков, А.Н. Слин-ченков // Лесопромышленник. - 2007. - № 42. -

С. 4-6.

2. Слинченков, А.Н. Влияние изменчивости радиуса скопления лесосечных отходов на точность их оценки методом линейных пересечений / А.Н. Слинченков, С.П. Карпачев, Е.Н. Щербаков // Материалы международной научно-технической конференции. - Вологда: ВГТУ, 2007. -С. 157-159.

42

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2008