Разработка технических решений, повышающих эффективность получения кернов древесины с использованием возрастных и приростных буравов

• Автор: Клюев, Глеб Валентинович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ технологии получения кернов древесины
1.2 Существующие методы и модели расчета резания древесины
1.3 Силы, возникающие в корпусе бурава в процессе работы
1.4 Выводы по разделу
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВНЕДРЕНИЯ СТРУЖЕЧНОГО БУРАВА В СТВОЛ ДЕРЕВА
2.1 Основные положения процесса стружечного бурения древесины
2.2 Механизм подачи бурава в ствол дерева
2.3 Воздействие режущей части на древесину
2.4 Методика математического описания процесса внедрения стружечного бурава в ствол дерева
2.5 Параметры режущей головки бурава с образованием стружки
2.6 Площадь контакта бурава с образованием стружки с древесиной
2.7 Сила воздействия режущей части бурава с образованием стружки на древесину.
2.8 Выводы по разделу
3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВНЕДРЕНИЯ БЕССТРУЖЕЧНОГО БУРАВА В СТВОЛ ДЕРЕВА
3.1 Основные положения процесса бесстружсчного бурения древесины
3.2 Конструктивные изменения бесстружечного возрастного бурава
3.3 Сила воздействия бесстружечного возрастного бурава на дерево
3.4 Анализ математической модели внедрения безвинтового бесстружечного возрастного бурава в ствол дерева
3.5 Выводы по разделу
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Программа экспериментатьных исследований в лабораторных условиях
4.2 Оборудование, применяемое в экспериментальных исследованиях
4.3 Методика проведения эксперимента в лабораторных условиях
4.4 Результаты экспериментальных исследований в лабораторных условиях
4.5 Натурные экспериментальные исследования

4.6 Выводы по разделу
5 АПРОБАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ НА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
5.1 Проверка адекватности математических моделей
5.2 Выводы по разделу
6 ФОРМИРОВАНИЕ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ НА КОНСТРУКЦИИ ВОЗРАСТНЫХ И ПРИРОСТНЫХ БУРАВОВ, И ПРИРОСТНЫХ МОЛОТКОВ.
6.1 Формулирование главной функции системы получения кернов древесины.
6.2 Формирование технологических процессов получения кернов древесины и изучения процесса бурения древесины
6.3 Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение 1 Патенты буравов для получения кернов древесины
Приложение 2 Конечно-элементный анализ конструкции возрастного стружечного бурава

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Оценка количественных и качественных показателей древостоев проводится на всех этапах лесоустроительной и лесозаготовительной деятельности: при проведении государственной инвентаризации лесов, при отводе площадей под лесозаготовку, а также при проведении научных исследований.
Из существующих методов определения возраста и прироста наиболее простым, дешёвым и точным является изучение керна древесины, извлеченного из исследуемого дерева посредством возрастных и приростных буравов.
Актуальность темы определяется тем, что существующие модели бурава, используемые на практике в настоящее время, наносят повреждения деловой части исследуемого дерева на корню, снижают качества получаемого керна в результате смятия коры и периферийных годичных слоев и требуют приложения значительных механических осевых и вращающих усилий в процессе работы из-за конструктивных особенностей, таких как: винтовая нарезка на режущей головке, кольцевой нож, как инструмент деления волокон древесины, относительно большой диаметр отверстия, формируемый в исследуемом дереве. Нахождение решений по уменьшению воздействия на дерево связано с рациональным природопользованием, что включено в число приоритетных направлений развития РФ указом президента РФ № 89 от 07.07.2011. Это направление предусматривает эффективное совершенствование и функционирование лесопромышленного комплекса.
Работа соответствует п. 2 - Теория и методы воздействия техники и технологий на лесную среду в процессе заготовки древесного сырья и лесовыращива-ния, п. 4 - Исследование условий функционирования машин и оборудования, агрегатов, рабочих органов, средств управления и п. 14 — Разработка инженерных методов и технических средств обеспечения экологической безопасности в лесопромышленном и лесохозяйственном производствах паспорта специальности
05.21.01.

(У-Гг-,
:Гг:п:
сосна

Оп "2-а-,

90 75 60 45 30 15 0 15 33 45 60 75
(р, град
Рисунок 2.7 - График зависимости удельного давления упруго-восстановленной древесины на заднюю поверхность торцевой режущей кромки от угла поворота возрастного бурава с образованием стружки
У55 —

3 а 65 *5 V Г5 Сх*з £>*
Рисунок 2.8 — График зависимости удельного давления древесины на переднюю поверхность боковой режущей кромки от угла поворота возрастного бурава с образованием стружки.