Совершенствование технологий удаления древесно-кустарниковой растительности при освоении земель

• Автор: Маммаев, Загиди Маммаевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 82 с.; 20х15 см

Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Федеральной программой стабилизации и развития инженерно-технической сферы АПК на 1996...2005 г.г. с целью повышения продуктивности мелиорируемых земель намечено провести культуртехнические работы на 350 тыс.га. На более отдаленную перспективу (2010 г.) предстоит провести работы по освоению закустаренных и вторично заросших земель общей площадью 2235 тыс.га.
Однако, выполнение указанных объемов работ по освоению новых и восстановлению проектных контуров вторично заросших земель сдерживается недостаточным финансированием с одной стороны и отсутствием высокоэффективных технологий и комплексов машин, позволяющих вести культуртехнические работы в соответствии с современными требованиями природо- и ресурсосбережения, с другой. В практике производства культуртехнических работ наиболее трудоемкими являются работы по удалению древесно-кустарниковой растительности (ДКР). Многооперационность технологических процессов, многомароч-ность технических средств, применяемых при выполнении этих работ, приводит к неизбежным техническим перерывам и простоям и, как следствие, к растягиванию сроков освоения площадей на 6-12 месяцев, а в ряде случаев до года. Современным культуртехническим машинам для освоения закустаренных земель, базирующимся, в основном, на тяжелых и энергонасыщенных тракторах, мощности которых не всегда максимально используются, характерна, как правило, высокая энергоемкость рабочего процесса удаления ДКР. Указанные факторы зачастую усугубляются многообразием грунтовых условий, обусловливаемых их механическим составом, влажностью и плотностью. С другой стороны, процессы удаления ДКР сопровождаются массированным воздействием рабочих органов разного назначения различных конструкций на почву, нарушающим естественное состояние ее среды и выносом большого количества природного гумуса с полей вместе с кустарниковой массой в теста складирования или сжигания.
»Процесс удаления ДКР при освоении земель в гумидной зоне свя-| применением специальных корчующих, срезающих, сгребающих, фгивающих средств, образующих значительные неровности на по
Гаким образом, можно констатировать, что существующие техно-не являются оптимальными, их технико-экономические показа-не высоки. Это обусловило необходимость постановки и решения
проблемы разработки перспективных научных основ технологических процессов удаления древесно-кустарниковой растительности на осваиваемых землях и создания на этой основе новых, более эффективных, отвечающих требованиям экологии, ресурсе- и почвосбережения, технологических комплексов по удалению, переработке и утилизации ДКР.
Решению указанной крупной народнохозяйственной проблемы посвящена диссертационная работа в форме обобщенного научного доклада, выполненная автором во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им.АН.Костякова в 1977... 1996 г.г.
Цель и задачи исследований. Целью работы является создание научных, технологических и организационных основ процессов удаления и переработки ДКР машинами с активными рабочими органами при освоении и восстановлении закустаренных земель в гумидной зоне земледелия. Достижение указанной цели связано с решением целого ряда новых задач, включающих :
анализ существующих технологических процессов, их эксплуатационно-технологических и качественных показателей;
разработка перспективных технологических процессов производства культуртехнических работ при строительстве мелиоративных систем на закустаренных землях;
- исследование природных, организационно-технологических и технических факторов, влияющих на качественное удаление ДКР и максимальное сохранение почвенного покрова на месте;
- научное обоснование новых рабочих органов и технологических комплексов для удаления и переработки ДКР и теоретические методы расчета их кинематических, динамических и энергетических параметров;
разработку научно-практических и организационнотехнологических предпосылок для утилизации мелиоративной древесины на топливные брикеты;
- разработку методов организации работ и методов оптимизации технологических комплексов машин для удаления и переработки ДКР.
Методика исследований. Исследования базировались на методах системного анализа. В качестве изучаемой системы рассматривались мелиоративные, культуртехнические объекты, применяемые технологические процессы и комплексы машин с одной стороны и природная среда - с другой. При теоретических исследованиях использованы фундаментальные положения теории разрушения материалов и теоретической механики. Лабораторнополевые эксперименты и испытания проводились согласно отраслевого стандарта (ОСТ) и методов планирования экспериментов. Широко применены методы производственной проверки машин в процессе предварительных и приемочных испытаний. Регистрация исследуемых
кустореза зависит от высоты срезания, прочностных характеристик ствола и самой древесины. Древесный ствол при резании его цилиндрической фрезой испытывает колебательные движения двух видов. Первое представляет собой собственное колебательное движение и возникает от первого импульса воздействия внешней силы, т. е. цилиндрической фрезы. Эти колебания длятся в течение весьма короткого периода времени и быстро затухают.
Второе колебательное движение происходит синхронно с частотой воздействия возмущающей силы, определяемой воздействием ножей фрезы в процессе резания ствола. Окружная скорость (скорость резания) цилиндрической фрезы с учетом влияния круговой частоты собственных колебаний без затухания, круговой частоты возмущающей силы Р ножей фрезы и коэффициента затухания собственных колебаний может быть выражена в следующем виде:
где 1с - длина ствола;
р - плотность древесины;
Р- площадь сечения ствола на высоте срезания;
А - коэффициент, характеризующий соотношение амплитуды вынужденных колебаний и статического перемещения, вызванного возмущающей силой.
8 процессе резания очень важно, чтобы частоты собственных колебаний и вынужденых колебаний О не совпадали, в противном случае могут возникать резонансные явления в колебаниях ствола. Этого явления можно избежать при увеличения частоты вынужденых калебаний относительно собственых колебаний сос не менее, чем в
раза, т. е.—>2. *
Коэффициент А в этом случае определяется из выражения:
Величины частоты собственых колебаний сос определяются из дифферециального уравнения колебаний ствола дерева (Рис.3.2):
После математических преообразований и решения уравнения (10) частоту собственных колебаний древесного ствола можно выразить следующей формулой.