Лесотехнический журнал, 2013, №1 (9)
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Лесная и лесохимическая промышленность
Издательство:
Воронежский государственный лесотехнический университет
Наименование: Лесотехнический журнал
Год издания: 2013
Кол-во страниц: 231
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ Научный журнал 2013 г. № 1 (9) Учредитель – Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия» (ВГЛТА) Главный редактор В.М. Бугаков Заместитель главного редактора И.М. Бартенев Члены редакционной коллегии Д.Н. Афоничев Т.Л. Безрукова М.В. Драпалюк В.К. Зольников Н.Н. Матвеев С.М. Матвеев В.С. Петровский А.Д. Платонов А.И. Сиволапов А.В. Скрыпников С.И. Сушков О.В. Трегубов Н.А. Харченко М.П. Чернышов Ответственный секретарь С.В. Пономарёв Редактор С.Ю. Крохотина Компьютерная верстка С.В. Пономарёв Журнал зарегистрирован Феде ральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-44148 от 09.03.2011 г. Материалы настоящего журнала могут быть воспроизведены только с письменного разрешения редакционной коллегии РИО ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, телефон (473) 253-72-51, факс (473) 253-76-51, e-mail: lesteh@vglta.vrn.ru © ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», 2013
FORESTRY ENGINEERING JOURNAL Scientific Journal 2013, № 1 (9) Founder – Federal State Budget Educational Institution of High Professional Education «Voronezh State Academy of Forestry and Technologies» (VSAFT) Editor-in-Chief V.M. Bugakov Vice-editor-in-chief I.M. Bartenev Members of editorial board D.N. Afonichev T.L. Bezrukova M.V. Drapalyuk V.K. Zolnikov N.N. Matveev S.M. Matveev V.S. Petrovskiy A.D. Platonov A.I. Sivolapov A.V. Skrypnikov S.I. Sushkov O.V. Tregubov N.A. Kharchenko M.P. Chernyshov Executive secretary S.V. Ponomarev Editor S.Yu. Krokhotina Typesetting S.V. Ponomarev The journal is registered by the Fed eral Service for Supervision of Communications, Information Technology and Communications Registration certificate PI № FS77-44148 of 09.03.2011 Materials of this journal may be re produced only with written permission of the editorial board PS FSBEI HPE «VSAFT» 394087, Voronezh, Timiryazeva str, 8, telephone (473) 253-72-51, fax (473) 253-76-51, e-mail: lesteh@vglta.vrn.ru © FSBEI HPE «VSAFT», 2013
Лесотехнический журнал 1/2013 3 СОДЕРЖАНИЕ ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКА Ивановский В.П., Ивановский А.В., Ковешникова Н.С., Гончарова О.Ю. К вопросу совершенствования процессов пиления древесины мягких лиственных пород круглыми пилами……………………………………………………………………... 7 Ивановский В.П., Ивановский А.В., Ковешникова Н.С., Гончарова О.Ю. К вопросу совершенствования процесса пиления древесины мягких лиственных пород ленточными пилами………………………………………………………………………….. 15 Щекалёва А.А. Алгоритмизация процедуры экспресс-анализа экологичности изделий корпусной мебели…………………………………………………………………………….. 24 ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО И ЗАЩИТНОЕ ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЕ Казаков В.И., Проказин Н.Е., Лобанова Е.Н. Особенности создания и роста культур ели на вырубках с влажными и временно переувлажненными почвами………………… 32 Курьянова Т.К., Платонов А.Д., Снегирева С.Н. Изменение структуры и качества древесины сосны, повреждённой пожаром………………………………………………. 42 Петровский В.С., Гузь Н.М., Малышев В.В., Мурзинов Ю.В. Исследование и оптимизация возрастной площади питания деревьев при лесовыращивании сосны…… 47 Попова В.Т., Дорофеева В.Д. Оценка интродукции некоторых видов рода Spiraea L. в дендрарии ВГЛТА и перспективы их использования в озеленении……………………… 59 Славский В.А., Николаев Е.А, Славская Е.А. Зависимость зимостойкости от фенологических особенностей местных форм и гибридов ореха грецкого в Воронежской области……………………………………………………………………… 68 Фазилова Н.Ф., Чернодубов А.И. Полиморфизм соцветий каштана конского в Узбекистане…………………………………………………………………………………… 74 ЛЕСОЭКСПЛУАТАЦИЯ Васильев В.В. Изменение осадки плоской сплоточной единицы………………………... 78 Макеев В.Н., Плешков Д.Д., Солопанов М.С. Повышение эффективности применения одноковшовых гидравлических экскаваторов при строительстве лесных дорог…………………………………………………………………………………………... 86 Макеев В.Н., Сушков С.И., Солопанов М.С., Шевцова И.Е., Сушков А.С. Влияние продолжительности простоя на производительность подвижного состава……………… 92 МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Бартенев И.М. Ударное разрушение и активный оборот почвенного пласта при вспашке……………………………………………………………………………………….. 98 Бухтояров Л.Д., Сергиенко Д.С. Исследование разгона и удара цепи ротора о ствол тонкомерной древесно-кустарниковой растительности…………………………………... 110
Лесотехнический журнал 1/2013 Гончаров П.Э., Попиков П.И., Пономарёв С.В., Шабанов М.Л., Меняйлов К.А. Совершенствование технологического комплекса технических средств для лесовосстановления на горельниках в Центрально-Черноземном регионе……………… 116 Долженко С.В. Разработка методики экспериментальных исследований гидропривода механизма поворота лесного манипулятора сортиментовоза…………………………….. 127 Драпалюк М.В., Попиков В.П., Меняйлов К.А., Попиков С.К. Повышение эффективности механизированных уходов за зелеными насаждениями в придорожных зонах городов и населенных пунктов ……………………………………………………… 138 Попиков П.И., Журавлев И.Н., Пономарев С.В. Совершенствование систем приводов лесных фрезерных машин за счет упругодемпфирующих элементов………... 146 Попов В.С. Моделирование процесса высева крупных лесных семян лесопитомниковой сеялкой………………………………………………………………….. 155 Пошарников Ф.В., Кречко Л.М., Попов В.С. Теоретические исследования процесса высева крупных лесных семян новым высевающим аппаратом………………………….. 164 УПРАВЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАТИКА Сушков С.И., Бурмистрова О.Н. Разработка оптимизационных методов принятия решений на предприятиях лесного комплекса……………………………………………... 172 ЭКОЛОГИЯ В ЛЕСНОМ КОМПЛЕКСЕ Новиков В.А., Царалунга В.В. Охотпользование и мелководные искусственные водоёмы. Проблемы, связанные с их эвтрофикацией……………………………………... 178 Сушков А.С. Разработка методов оценки воздействия лесопромышленных предприятий на окружающую среду……………………………………………………….. 182 ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА Безрукова Т.Л., Шанин И.И. Обеспечение инвестиций в инновационную деятельность мебельных предприятий……………………………………………………... 188 Сибиряткина И.В., Лысенко М.В. Государственно-частное партнёрство: сущность и факторы его обуславливающие…………………………………………………………… 196 Рефераты…………………………………………………………………………………… 199
Лесотехнический журнал 1/2013 5 CONTENTS WOOD PROCESSING Ivanovsky V.P., Ivanovsky A.V., Koveshnikova N.S., Goncharova O.Yu. On the question of process improvement of sawing of deciduous softwood species with circular saws…………………………………………………………………………………………. 7 Ivanovsky V.P., Ivanovsky A.V., Koveshnikova N.S., Goncharova O.Yu. On the question of process improvement of sawing of deciduous softwood species with log band saws…………………………………………………………………………………………. 15 Shchekaleva A.A. Algorithmization of rapid analysis procedure of environmental friendliness of furniture products…………………………………………………………… 24 FORESTRY AND PROTECTIVE AFFORESTATION Kazakov V.I., Prokazin N.E., Lobanova E.N. Features of creation and growth of spruce species in clearings with wet and temporarily waterlogged soils…………………………... 32 Kuryanova T.K., Platonov A.D., Snegireva S.N. Increasing viability of seedlings of tree species (foreign experience)………………………………………………………………… 42 Petrovskiy V.S., Guz N.M., Malyshev V.V., Murzinov Yu.V. Research and optimization of the age area of trees nutrition in pine trees forest growing………………... 47 Popova V.T., Dorofeeva V.D. Rating introduction of certain species of the genus Spiraea L. in VSAFT arboretum and the prospects for their use in landscaping……………………. 59 Slavsky V.A., Nikolaev E.A., Slavskaya E.A. Dependence of winter hardiness from phenological characteristics of local forms and hybrids of European walnut in the Voronezh region…………………………………………………………………………….. 68 Fazilova N.F., Chernodubov A.I. Polymorphism of horse chestnut blossom clusters in Uzbekistan…………………………………………………………………………………... 74 FOREST EXPLOITATION Vasilyev V.V. Flat raft draft changing……………………………………………………… 78 Makeev V.N., Pleshkov D.D., Solopanov M.S. The improvement of the effectiveness of hydraulic shover during forest rods building……………………………………………….. 86 Makeev V.N., Sushkov S.I., Solopanov M.S., Shevtsova I.E., Sushkhov A.S. Influence of the downtime on the hauling rig productivity……………………………………………. 92 MACHINERY AND EQUIPMENT Bartenev I.M. Impact fracture and active overturning furrow slice while plowing……….. 98 Bukhtoyarov L.D., Shevchenko D.S. Researching of the speed-up and rotor circuit stroke of the small-diameter trees and shrubs trunks……………………………………. 110 Goncharov P.E., Popikov P.I, Ponomaryov S.V., Shabanov M.L., Menyaylov K.A. Improvement of the technological complex of the technique for forest recreation in firedamaged forests in Black Soil Region……………………………………………………… 116
Лесотехнический журнал 1/2013 Dolzhenko S.V. Development of methods for the experimental research of slewing gear hydraulic drive of the short log truck manipulator………………………………………….. 127 Drapalyuk M.V., Popikov V.P., K.A. Menyaylov, Popikhov S.K. Improvement of mechanized treatment efficiency for plantations road reserve of cities and agglomerations. 138 Popikov P.I., Zhuravlyov I.N., Ponomaryov S.V. The imperfection of the drive systems of the forestry milling machine with the elastic damping elements………………………… 146 Popov V.S. Modeling of the process of the large seed dropping by the forest nursery seeding machine…………………………………………………………………………….. 155 Posharnikhov F.V., Krechko L.M., Popov V.S. Theoretical research of the large seed dropping process by the new seeding apparatus……………………………………………. 164 MANAGEMENT, COMPUTER ENGINEERING AND COMPUTER SCIENCE Sushkov S.I., Burmistrova O.N. Development of optimization methods of decisionmaking in enterprises of forest complex……………………………………………………. 172 ECOLOGY IN FOREST COMPLEX Novikov V.A., Tsaralunga V.V. Gamekeeping management and shallow water artificial reservoirs. Problems related to their eutrophication………………………………………... 178 Sushkov A.S. Development of methods for assessing the impact of timber industry enterprises on the environment……………………………………………………………... 182 ECONOMICS AND PRODUCTION ORGANIZATION Bezrukova T.L., Shanin I.I. Providing investment in innovative activity of furniture enterprises…………………………………………………………………………………... 188 Sibiryatkina I.V., Lysenko M.V. Public-private partnership: the nature and the factors causing it……………………………………………………………………………………. 196 Abstracts………………………………………………………………………………… 199
Деревопереработка –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Лесотехнический журнал 1/2013 7 УДК 674.023 К ВОПРОСУ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПИЛЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ МЯГКИХ ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД КРУГЛЫМИ ПИЛАМИ кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры древесиноведения В. П. Ивановский аспирант А. В. Ивановский студент Н. С. Ковешникова студент О. Ю. Гончарова ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» ivanovky@bk.ru Обзор литературных источников по данному вопросу выявил следующее [1, 2, 3, 4, 5]. Традиционно свойства древесины низкосортных, малоценных лиственных пород в области модификации древесины изучались П.Н. Хухрянским, В.А. Шамаевым, Л.Т. Свиридовым и др. Однако значения известных физико-механических и, особенно, деформативно-прочностных свойств древесины осины, тополя, липы, ольхи и др. отличаются в пределах 20-30 %, а свойства такой древесины при динамических нагрузках не исследованы. Изучены особенности процесса продольного пиления древесины мягких лиственных пород круглыми пилами. Опытами А.Л. Бершадского установлено, что сила резания на зубе Рз достигает значения, достаточного для сдвига древесины от дна пропила лишь при углублении резца до 0,8 мм. Чем глубже вдавливание зуба, тем больше работа трения и, следовательно, тем больше расход мощности на пиление. Поэтому целесообразно осуществлять распиловку пилами с комбинированными зубьями [5]. Также установлено, что пилы с твер досплавными пластинками почти полностью вытеснили на производственном рынке стальные, так как имеют в несколько раз выше точность изготовления и подготовки к работе, стойкость, а, следовательно, и более высокое качество пропила при правильно подобранном режиме эксплуатации. Обзор конструкций круглых пил для пиления древесины мягких лиственных пород показал отсутствие таковых, т.е. конструкций круглых пил, предназначенных для пиления мягколиственной древесины с пониженной энергоемкостью и высоким качеством. Известные технические решения, повышающие работоспособность круглых пил, не оказывают практического влияния на качество пиленой поверхности и энергоемкость процесса пиления. В ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» разработа на математическая модель механизма стружкообразования при пилении древесины мягких лиственных пород круглыми пилами (формулы (1-3)) [5]. Установлено, что контактные процессы и процессы в зоне стружкообразования тесно связаны. Сложная взаимосвязь факторов отражает условия статического равновесия в зоне пиления. При пилении постоянно балансируются через силу S и момент M два одновременно протекающих процесса дефор
Деревопереработка –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 8 Лесотехнический журнал 1/2013 мирования древесины – в зоне стружкообразования I и в зоне его контакта с передней поверхностью II. Наиболее изменчивыми параметрами, реагирующими на изменения любого внешнего фактора, являются угол стружкообразования, длина контактной зоны и форма эпюры нормальных давлений на переднюю грань. На рис. 1 приведена расчетная схема процесса пиле ния древесины мягких лиственных пород. Величины контактных давлений и длина контактной зоны стружки и резца, характер распределения напряжений в зоне контакта впервые были установлены Г.А. Зотовым и В.П. Ивановским для элементарных резцов и режущих дисков. Для круглых пил таких уравнений стружкообразования нет [6]. Рис. 1. Схема процесса пиления древесины мягких лиственных пород: Р – касательная сила пиления; P0 – нормальное давление на резце; Н – высота пропила; δ − угол пиления пилы; а – половина длины плоскости стружкообразования; L – длина контакта передней грани зуба пилы с древесиной; ε − угол расположения плоскости стружкообразования; α – задний угол пилы; n – показатель степени неравномерности распределения нагрузок по передней поверхности резца; c1 и c2 – постоянные Лангранжа; Р0 – нормальное давление на главной режущей кромке пилы; σm – предел текучести для древесины мягких лиственных пород; γ − передний угол резца 0 1 ) 2 ( 2 ln 2 0 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 2 n L Р c c c a c c a c с x т , (1) где σm – зона текучести для мягколиственной древесины, 4…6 МПа; sin / 2 h a – длина плоскости стружкообразования; n – показатель степени неравномерности распределения нагрузок по передней поверхности резца.
Деревопереработка –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Лесотехнический журнал 1/2013 9 0 1 ) 2 ( 0 2 1 2 2 2 1 2 2 n L Р c c а c c y m , (2) ;0 ) 2 )( 1 ( ) 2 ( 2 ln ) 2 ( ) 2 ( 2 2 0 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 n n L К K p c c c a c c a c c c c c a c c c a M пласт упр Т (3) где Купр – коэффициент упругости древесины; Кпласт – коэффициент пластичности древесины; 6 4 T ; 120 0 ; 120 0 ; 40 0 ; 120 0 . Длина контактной зоны резца и древесины: , 1 ) sin( 1 t c t a L (4) где t – усадка стружки, sin ) cos( t . (5) Тогда величина контактного давле ния P0 составит tg tg c c c tg c P T ) ( ) ( 2 2 2 2 1 2 1 0 , (6) где μ=arctg f – угол трения; f – коэффициент трения стружки по резцу. Формулы (1–3) образуют систему, являющуюся математической моделью взаимосвязей контактных характеристик (Р0, L, n) и параметров зоны стружкообразования (ε, с1, с2) c условиями пиления (Н, γ, μ, σm, Kупр, Kпласт). Численная реализация созданной математической модели (10) на ЭВМ позволяет получить количественную оценку зависимости контактных характеристик процесса пиления древесины мягких лиственных пород от условий пиле ния: Р0, L, n. Задав условия пиления (Н, γ, μ, σm, Kупр, Kпласт) определяем эти контактные характеристики процесса пиления. Зная эти контактные характеристики для древесины мягких лиственных пород, решаем задачу минимизации сил взаимодействия резца со стружкой Р и Q (рис. 1). Разработана программа для расчета режимов резания древесины. Рассчитана зависимость удельной работы пиления от подачи на зуб пилы: Пила с разводом 6811 3 ... 1 max Rm Uz ; (7) Пила с плющением 2960 243 .1 max Rm Uz ; (8) Скорости подачи на допускаемой высоте неровностей: Пила с разводом 3 3 .. 1 max 10 6811 z n Rm U Rm ; (9) Пила с плющением . 10 2960 3 243 .1 max z n Rm U Rm (10) Для исследования свойств древесины была создана экспериментальная установка по определению упруго-пластических свойств древесины мягких лиственных пород при динамических нагрузках [6]. В проводимых опытах для замера упругих,
Деревопереработка –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 10 Лесотехнический журнал 1/2013 остаточных и суммарных упругопластических деформаций использовался крешерный метод, где в качестве крешера вместо мягких металлов применялся пластилин. Кроме этого применялся метод механической регистрации деформаций. Экспериментально, методом оптимизации были выявлены оптимальные углы радиального и тангенциального поднутрения инструментов для резания древесины мягких лиственных пород. Управляемые факторы: Ψ – угол поднутрения радиальный (по радиусу инструмента); φ – угол бокового поднутрения (тангенциальный); ρ – плотность древесины. В качестве критерия оптимизации приняты значения боковой силы зажима Fб. Взаимосвязь отмеченных параметров в указанных пределах была установлена статистическим путем, экспериментально, в виде следующего уравне ния регрессии: , 4, 45 513 ,0 16 , 0 26 ,0 б F (11) где 1′<φ<60΄; 1′<ψ<60΄; 300<ρ<500; Повышенные значения углов под нутрения приводят к положительному снижению абсолютного значения целевой функции Fб, но это может снизить устойчивость и жесткость инструмента. Излишне высокое значение Fб вызывает на лезвиях инструмента действие теплоисточников повышенной интенсивности, что в конечном итоге приводит к неравномерному нагреву, повышенному тепловому износу и затуплению режущих кромок. В исследованиях процесса пиления использовался экспериментальный образец круглой пилы (Пат. на изобретение №2378104) с пластинками твердого сплава. На рис. 2 представлены зубчатый венец разработанной конструкции пилы, а также форма ее косозаточенного и сглаживающего зубьев. Пила состоит из корпуса 1, чередующихся сглаживающих 2 и косозаточенных 3 зубьев, выполненных из твердосплавных пластин. Величины переднего угла γ и заднего α обеспечиваются наличием косозаточенных зубьев с острыми режущими кромками, скалывающими волокна мягколиственной древесины, а также уменьшением угла косой заточки φ=8° со значительным (до 30 %) увеличением периода стойкости пилы. Снижение уровня шероховатости разделяемых поверхностей мягколиственной древесины достигается наличием сглаживающих зубьев с меньшими углами боковых поднутрений пластин, равных 40′. Сглаживающие зубья пилы создают эффект шлифования на разделяемых поверхностях древесины. Для исследования энергоемкости процесса пиления использован круглопильный станок с подключенным промышленным ваттметром (рис. 3). Шероховатость пиленой поверхности измерялась профилометром. Активный эксперимент проводился для четырех факторов двух выходных величин с использованием центрального униформ-ротатабельного планирования.
Деревопереработка –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Лесотехнический журнал 1/2013 11 Рис. 2. Конструкция круглой пилы Рис. 3. Круглопильный станок ДМ-19240 «Энергомаш» с подключенным ваттметром На основе определения упруго пластических свойств древесины при динамических нагрузках впервые получены реологические коэффициенты упругости и пластичности (табл. 1). Степень участия упругих и остаточных деформаций при деформировании древесины характеризуется реологическими коэффициентами. Установлено, что даже при небольшой удельной нагрузке стенки сосудов древесины мягких лиственных пород сильно деформируются (рис. 4), что указывает на появление остаточных деформаций. При увеличении ударной нагрузки стенки сосудов лопаются и возможно разрушение образцов, уже при А = 80 Дж/см2 [6].
Деревопереработка –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 12 Лесотехнический журнал 1/2013 Таблица 1 Реологические коэффициенты упругости и пластичности мягколиственной древесины Рис. 4. Микроструктуры образцов осины до и после деформирования В соответствии с планом экспери мента были определены влияющие факто ры и интервалы их варьирования (табл. 2) [7, 8]. Таблица 2 Управляемые факторы и интервалы варьирования Пределы варьирования Обозначение факторов Наименование Единица из мерения Нижний уровень -1 Верхний уровень +1 х1 Влажность древесины % 15 60 х2 Угол наклона волокон градус 0 20 х3 Ширина пропила* мм 3,4 4,1 х4 Подача на зуб мм 0,04 0,3 * - Ширина пропила выбиралась для пил с ТСП по ГОСТ 9769-79 Уравнения регрессии шероховатости поверхности Rm, мкм и мощности на пиле ние N, Вт от переменных факторов в натуральных значениях имеют вид Влажность древесины, % Коэффициенты Порода 10 20 30 Ольха 0,48 0,47 0,44 Осина 0,45 0,40 0,35 Kу (упругости) Липа 0,42 0,39 0,33 Ольха 0,72 0,74 0,79 Осина 0,61 0,64 0,68 K0 (пластичности) Липа 0,55 0,58 0,60