Обоснование технологических решений, повышающих эффективность заготовки сортиментов и лесосечных отходов, на основе функционально-технологического анализа

• Автор: Будник, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 243 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Анализ технологических процессов заготовки древесины
1.2. Тенденции механизации лесосечных работ для заготовки деревьев, хлыстов и сортиментов
1.3. Тенденции механизации лесосечных работ для производства топливной щепы
1.4. Выводы по разделу
2. АНАЛИЗ БАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЗАГОТОВКИ СОРТИМЕНТОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ ДЕЛОВОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ДРЕВЕСИНЫ
2.1. Выбор методов анализа базовых технологических процессов заготовки сортиментов
с получением деловой и энергетической древесины
2.2. Применение вероятностно-статистического анализа в лесопромышленном комплексе
2.3. Вероятностно-статистический анализ процесса заготовки сортиментов с использованием комплекса машин харвестер + форвардер
2.4. Практическое приложение модели
2.5. Выводы по разделу
3. ФОРМИРОВАНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЗАГОТОВКИ ДЕЛОВОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ДРЕВЕСИНЫ
3.1. Формулирование главной функции системы заготовки сортиментов и топливной
щепы на лесосеке
3.2. Формирование технологических процессов заготовки сортиментов и топливной

щепы
3.3. Выводы по разделу
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Цель экспериментальных исследований
4.2. Методика проведения экспериментов
4.3. Обработка результатов наблюдений
4.4. Проверка адекватности модели

4.5 Выводы по разделу
5 ОБОСНОВАНИЕ ОБЩЕЙ КОМПАНОВКИ ВАЛОЧНО-ТРЕЛЕВОЧНО-ПРОЦЕССОРНОЙ МАШИНЫ И ТЕХНОЛОГИЯ РАБОТЫ
5.1. Общая компоновка валочно-трелевочно-процессорной машины
5.2. Технология работы валочно-трелевочно-процессорной машины

5.3. Выводы по разделу
6. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО ВЫЛЕТА МАНИПУЛЯТОРА
6.1. Технологическое оборудование валочно-трелевочно-процессорной машины
6.2. Исследование оптимального значения максимального вылета манипулятора валочно-трелевочно-процессорной машины
6.3. Выводы по разделу
7. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ВАЛОЧНО-ТРЕЛЕВОЧНО-ПРОЦЕССОРНОЙ МАШИНЫ
7.1. Скорости движения лесозаготовительных тракторов на лесосеке
7.2. Обоснование массы трелюемой пачки для расчета мощности двигателя
7.3. Расчет необходимой мощности двигателя для валочно-трелевочно-процессорной машины
7.4. Выводы по разделу
8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОЦЕССА ЗАГОТОВКИ ДРЕВЕСИНЫ ВАЛОЧНО-ТРЕЛЕВОЧНО-ПРОЦЕССОРНОЙ МАШИНОЙ
8.1. Экономическая оценка технологического процесса с применением валочно-трелевочно-процессорной машины
8.2. Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Важнейшую роль в лесопромышленном комплексе играют лесозаготовки, эффективность которых в настоящее время низка. Одна из важнейших причин этой ситуации заключается в том, что задача экономически эффективного комплексного освоения не только деловой древесины, но и отходов лесозаготовок окончательно не решены.
В настоящее время на лесозаготовках используют два принципиально отличающихся друг от друга технологических процесса:
а) заготовка древесины в хлыстах с последующей переработкой на нижних складах на сортименты;
б) заготовка сортиментов на лесосеке.
К сожалению, ни один из этих процессов не обеспечивает комплексного использования древесины, так как в обоих технологических процессах большая часть биомассы древесины (сучья, ветви и вершины) остаются на лесосеке в рассредоточенном виде, что осложняет её дальнейшее использование. В связи с этим древесина остающаяся на лесосеке после лесосечных работ не вовлекается в промышленный оборот. Например, в Республики Карелия процент дров, используемых для энергетических целей, в общем топливно-энергетическом балансе не превышает 4 %, а лесосечные отходы практически не используются. Сбор отходов после сортиментной заготовки преобладающей на СЗФО требует значительных трудовых и финансовых ресурсов, что делает их освоение не рентабельным.
Сегодня на рынке лесозаготовительной техники преобладает предложения иностранных производителей. В частности фирмы Финляндии, Швеции активно продвигают свои машины, и это происходит достаточно успешно ввиду отсутствия конкурентоспособной техники отечественного производства. Учитывая экономический потенциал лесопромышленного комплекса, такая страна как РФ должна иметь свое лесное машиностроение, но для его конкурентоспособности нужны и свои конкретные технические решения.
2. АНАЛИЗ БАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЗАГОТОВКИ СОРТИМЕНТОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ ДЕЛОВОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ДРЕВЕСИНЫ
2.1. Выбор методов анализа базовых технологических процессов заготовки сортиментов с получением деловой и энергетической древесины
Несмотря на работы [6], [12], [58], [131], [180] и др. потенциал эффективности заготовки сортиментов на лесосеке, с получением деловой и энергетической древесины, недостаточно использован, что обуславливает необходимость выполнения работ по выбору методов формирования технологических и технических решений и использовании при этом современных приложений математического моделирования.
Более подробно анализ поисковых методов анализа и синтеза новых технических и технологических решений заготовки сортиментов приведен в Приложении А.
2.2. Применение вероятностно-статистического анализа в лесопромышленном комплексе
Лесозаготовительная промышленность в настоящее время является механизированной отраслью, которая оснащена дорогостоящим оборудованием. Ввиду этого современный этап развития лесозаготовительной техники и технологии немыслим без предварительного моделирования.
Моделированием лесосечных работ в ПетрГУ занимались Воронин А.
В. [48], Кузнецов В. С., Шегельман И. Р. [241], [271], [266], Щеголева И. Р