Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время основной задачей в решении проблемы повышения конкурентоспособности лесной промышленности России является разработка и освоение технологических процессов на базе полной механизации основных и подготовительно-вспомогательных производств На лесных складах лесопромышленных предприятий выравнивание торцов пачек бревен является вспомогательной операцией, которая позволяет максимально использовать грузоподъемность транспортных средств, что приводит к снижению расходов на содержание подвижного состава железнодорожного транспорта и судов Механизация этой операции, выполнение которой вручную связано со значительными физическими и материальными затратами, способствует сокращению времени под погрузку вагонов и судов, а также росту производительности труда на лесном складе в целом Разработанные ранее конструкции механизмов, предназначенные для выполнения торцевыравни-вания пачек бревен, имеют ряд существенных недостатков и в настоящее время практически не выпускаются В связи с этим необходимость создания простого и надежного устройства для выравнивания торцов пачек круглых лесоматериалов является актуальной задачей, представляющей научный и практический интерес Одним из перспективных направлений работы в данном аспекте является совершенствование торцевыравнивате-лей пачек круглых лесоматериалов, в которых используются гравитационные силы, на основе обоснования новых конструктивных элементов и параметров устройств
Цель работы состоит в обосновании конструкции и параметров гравитационных торцевыравнивателей пачек бревен для лесопромышленных предприятий
Объект и предмет исследований. Объектом исследования является процесс выравнивания торцов пачек круглых лесоматериалов Предметом исследования является конструкция гравитационного торцевыравнивателя пачек круглых лесоматериалов и его параметры
Методы исследования. В процессе исследований были использованы теоретические и экспериментальные методы Теоретические исследования основывались на использовании уравнений динамики, методов математического и физического моделирования, математической статистики
Экспериментальные исследования с применением критерия подобия Фруда проводились на модели торцевыравнивателя в масштабе 110 Для численной реализации математической модели и обработки экспериментальных данных использованы методы математической статистики, теории планирования эксперимента, пакеты Mathcad и Excel
Научная новизна работы заключается
-в получении математической модели процесса торцевыравнивания пачек круглых лесоматериалов в гравитационных торцевыравнивателях, отличающейся возможностью учета всех участвующих в процессе сил в динамике,
разработке методики расчета среднего усилия сопротивления продольному перемещению бревен в процессе торцевыравнивания поворотными щитами, отличающейся учетом динамичности данного усилия,
разработке методики расчета времени цикла обработки пачки бревен гравитационными торцевыравнивателями, отличающейся учетом количества опусканий в торцевыравниватель пачек с различными усилиями сопротивления продольному перемещению бревен,
разработке новой конструкции гравитационного торцевыравнивате-ля пачек круглых лесоматериалов, отличающейся шарнирным соединением Г-образных торцующих щитов, обуславливающим увеличение усилий торцевыравнивания на щитах
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Математическая модель процесса торцевыравнивания пачек круглых лесоматериалов в гравитационных торцевыравнивателях, позволяющая на основе одновременного учета всех участвующих в процессе сил и с использованием разработанной методики расчета среднего необходимого усилия торцевыравнивания определять соотношения данных сил в динамике
-
Результаты экспериментальных исследований процесса торцевыравнивания пачек бревен в гравитационных торцевыравнивателях в виде регрессионного уравнения, характеризующего зависимость изменения усилия торцевыравнивания на щите от массы пачки, угловой скорости вращения щита, коэффициента трения скольжения между модельными бревнами
-
Технические решения по совершенствованию процесса выравнивания торцов пачек бревен в гравитационных торцевыравнивателях, защищенные патентами
Научная и практическая значимость. Разработанная математическая модель дополняет теоретические исследования процессов торцевыравнивания, и является действенным инструментом при проектировании и изготовлении гравитационных торцевыравнивателей в производственных условиях
Применение методики расчета времени цикла обработки пачки круглых лесоматериалов гравитационными торцевыравнивателями способствует повышению качества расчета экономической эффективности торцевыравнивателей
Разработанное торцевыравнивающее устройство гравитационного типа позволяет с большей эффективностью реализовывать принцип выравнивания пачек бревен за счет собственного веса пачки по сравнению с существующими устройствами такого же типа
Достоверность результатов исследований основывается на достаточном объеме теоретических и экспериментальных исследований, применении методов математического моделирования и статистической обработки с использованием ПЭВМ. Выводы, изложенные в работе, обоснованы теоретически и отражают физическую сущность рассматриваемых процессов. Расчетные величины исследуемого параметра совпадают с опытными с точьостью, допустимой отраслевыми нормами
Личное участие автора в получении результатов. Диссертация является результатом исследований, выполненных лично автором, который обосновал тему, определил цели и задачи исследований, разработал методики определения средней величины усилия сопротивления продольному перемещению бревен, которое необходимо преодолеть при торцевырав-нивании пачек бревен, и расчета производительности торцевыравнивате-ля, активно участвовал в разработке математической модели процесса торцевыравнивания в гравитационных торцевыравнивателях
Все работы по физическому моделированию, изготовлению экспериментального комплекса, проведению экспериментов, обработке материалов, анализу и обобщению результатов исследований произведены автором лично
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в ЗАО "Совместное предприятие "Бива" Красноярского края Кроме того их запланировано использовать в МУП "Кирский лесокомбинат" Чувашской республики при дальнейшей реконструкции нижнего лесопромышленного склада
Апробация работы. Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и сотрудников МарГТУ (Йошкар-Ола, 2005-2007 гг), на ежегодной научной конференции Санкт-Петербургской лесотехнической академии в 2006 г
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 7 работах объемом 2 4 п л, из них 5 в соавторстве, авторский вклад соста-, вил более 50 %, в том числе, в центральной печати, рекомендуемой ВАК -2 статьи (0,8 п л ), авторский вклад - 80 %, получены 4 патента РФ на изобретения (1 п л ), авторский вклад - 65 %, в печатных изданиях МарГТУ -1 статья (0,6 п л), авторский вклад - 80 %
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка исполь-
