Совершенствование технологического оборудования для заготовки энергетической древесины при расчистке вырубок

• Автор: Фокин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 341 с. : ил. + Прил. (183 с.: ил.)

Оглавление
Введение
1. Методологические основы исследований и состояние вопроса
механизации производства энергетической древесины в условиях вырубок степной и лесостепной климатических зон Поволжья
1.1 Методологические принципы научных исследований
1.2 Особенности климата и структуры почвенного покрова лесостепной
и степной климатических зон Поволжья
1.3 Особенности состава естественных лесов лесостепной и степной
климатических зон Поволжья
1.4 Виды вырубок в лесах лесостепной и степной климатических зон
Поволжья
1.5 Современное состояние рынка биоэнергетических технологий
1.6 Анализ технологий и средств для производства биотоплива
1.7 Особенности заготовки биотоплива в лесах степной и лесостепной
зонах Поволжья
1.8 Анализ способов и средств для получения биотоплива
1.8.1 Анализ способов и средств для измельчения порубочных остатков
на топливную щепу
1.8.2 Анализ способов и средств получения биотоплива из.пней, при
расчистке вырубок
1.9 Анализ технологий и средств по конструкции механизма подачи
средств для измельчения древесины
1.10 Анализ технологий и конструкций устройств для сбора щепы в
процессе измельчения древесины
1.11 Анализ теоретических исследований процесса резания древесины
средствами для измельчения порубочных остатков и пней

1.11.1 Анализ теоретических исследований процесса резания древесины
фрезерными рубителъными машинами
1.11.2 Анализ теоретических исследований процесса фрезерования
древесины машинами для измельчения пней
1.11.3 Анализ теоретических исследований динамики и снижения вибрации
процесса фрезерования древесины
1.12 Выводы. Цель и задачи исследований
2. Конструктивно-технологическое обоснование рубительных
машин фрезерного типа для получения биотоплива в условиях лесов степной и лесостепной зон Поволжья
2.1 Основные экологические и лесоводственные требования,
предъявляемые к рубителъным машинам фрезерного типа для измельчения древесины
2.2 Обоснование конструкции рубительных машин фрезерного типа для
получения биотоплива в условиях лесов степной и лесостепной зон Поволжья
2.2.1 Обоснование конструкции рубительной машины для измельчения
порубочных остатков
2.2.2 Обоснование конструкции рубительной машины для измельчения
пней
2.3 Характеристика основных биометрических параметров отходов
лесосечных работ на вырубках в лесах степной и лесостепной зон Поволжья
2.3.1 Характеристика основных биометрических параметров
порубочных остатков
2.3.2 Характеристика основных биометрических параметров пней
2.4 Обоснование конструктивных схем рубительных машин фрезерного
типа для получения биотоплива в условиях лесов степной и лесостепной зон Поволжья

2.4.1 Конструктивная схема рубительной машины для измельчения
порубочных остатков
2.4.2 Конструктивная схема рубительной машины для измельчения
пней
2.5 Выводы
3. Математические модели процесса фрезерования пней и сбора
щепы рубительной машиной фрезерного типа
3.1 Теоретическое исследование влияния конструктивно-
технологических параметров рабочего органа рубительной машины для измельчения пней в виде конической фрезы с жидкостным наполнителем на динамику процесса измельчения пня
3.1.1 Кинематика и динамика движения конической фрезы с
жидкостным наполнителем
3.1.2 Основные предположения и допущения для построения
математической модели работы конической фрезы с жидкостным наполнителем
3.1.3 Основные уравнения работы конической фрезы с жидкостным
наполнителем для измельчения пней
3.1.4 Параметры математической модели работы конической фрезы с
жидкостным наполнителем для измельчения пней
3.1.5 Выбор начала системы координат и определение высоты
центрирующего элемента КФЖН
3.1.6 Вычисление смещений центра тяжести жидкости при неполном
заполнении рабочего органа и отклонении фрезы от вертикали
3.1.7 Вычисление центробежных и осевых моментов инерции жидкости
при неполном заполнении рабочего органа и его отклонении от вертикали
3.1.8 Изменение формы свободной поверхности жидкости, вращающейся
внутри корпуса рабочего органа при неполном его заполнении
3.1.9 Вычисление положения центра тяжести и осевого момента
инерции рабочего органа

Производство топливной щепы с использованием схемы 4 производится при помощи стационарных рубительных машин.
Анализ показал, что наиболее приемлемой в лесах лесостепной и степной климатических зон Поволжья является технология получения биотоплива из отходов лесосечных работ в условиях лесосеки при помощи мобильных измельчающих машин.
1.7 Особенности заготовки биотоплива в лесах степной и лесостепной зонах Поволжья
При заготовке биотоплива в лесах степной и лесостепной зонах Поволжья необходимо учитывать некоторые особенности проведения работ. В данных лесорастительных зонах преобладают рубки ухода. Площадь делянок при этом незначительна (2-2,5 га). Они разбросаны по территории лесных хозяйств. В лесах преобладают твердолиственные породы (дуб черешчатый). Транспортная доступность к лесосекам удовлетворительная, так как место проведения работ относится к малолесным районам и строительство лесных дорог является необязательным условием. Помимо этого леса расположены в густонаселенных районах, что снижает стоимость доставки готовой продукции потребителю [277,317,318].
В данных лесорастительных зонах установлено восемь форм поверхностей среза, которые можно разделить на одно-, двух- и трёхплоскостные (рисунок 1.4) [259].
Горизонтальная одноплоскостная торцевая поверхность пня
образуются при срезании дерева валочно-пакетирующими машинами типа ЛП-2 («Дятел-2»), ЛП-19, созданными на базе тракторов ТДТ-55 и экскаватора ЭО-4121. В малолесных областях Поволжья- Волгоградской и Саратовской вырубки такими машинами не проводятся и соответственно, такой формы торцевого среза не наблюдается.