Введение к работе
Актуальность темы. Эффективность работы транспорта на перевозке лесных грузов зависит от степени загрузки подвижного состава. Проведенные автором исследования по размещению цилиндрических пакетов круглых лесоматериалов в стропах СК-5 на открытом подвижном составе МПС [5, 6] и транспортных судах МРФ [7] показали, что грузовместимость транспортных судов возрастает на 15%, а открытого подвижного состава МПС до 11% в зависимости от вида погрузки и качества сформированных пакетов. Одной из основных операций при транспортировке лесных грузов является операция выравнивания торцов круглых лесоматериалов, при которой изменяется форма продольного сечения пучка или пачки бревен. По данным КарНИ-ИЛП и ЦНИИМЭ в формируемых пачках подвергаются выравниваю торцоз от 30 до 63% длинномерных круглых лесоматериалов и до 80% - коротко-мерных. Для выравнивания торцов пачек круглых лесоматериалов разработаны разнообразные торцевыравнивающие устройства. Существующие тор-цевыравниватели имеют ряд недостатков [4], которые не позволяют эффективно использовать их на предприятиях лесного комплекса.
Цель работы. Научное обоснование основных параметров гравитационных торцевыравнивателей с поворотными щитами для формирования пачек круглых лесоматериалов на предприятиях лесного комплекса.
Объекты исследований. Объектами исследований являлись: пучки и пачки круглых лесоматериалов, прибывающие сплавом или получаемые в результате первичной обработки хлыстов, изготовленные образцы гравитационных торцевыравнивателей с поворотными щитами (ТГПЩ), технологический процесс выгрузки древесины из воды целыми пучками, перевозочный процесс цилиндрических пакетов круглых лесоматериалов по железной дороге и водным путям.
Методы исследований. Для решения поставленной задачи использовались теоретические и патентные исследования, методы аналитической геометрии, математического анализа, теории вероятности и математической статистики, методики испытаний транспортных организаций МПС и МРФ. При проведении экспериментальных исследований в заводских и производственных условиях использовались методики и методы фотосъемки, хронометража, имитации, ударные и поездные испытания, опытные перевозки круглых лесоматериалов.
Научная новизна. Расширена и научно обоснована классификационная схема торцевыравнивающих устройств. Впервые получены аналитические зависимости усилия торцевания пучков круглых лесоматериалов в общем виде. Составлено математическое описание процесса выравнивания торцов пачки бревен ТГПЩ. Впервые научно обоснованы основные параметры ТГПЩ, которые защищены авторскими свидетельствами [1, 3] и об-
ладают патентной чистотой в ведущих странах мира. Разработаны теоретические основы методики расчета усилия торцевания пучков бревен и, как частный случай, пачек бревен разных форм поперечного сечения. Разработаны технологические схемы и система машин для выгрузки древесины из воды целыми пучками с использованием торцевыравнивателей.
Положения, выносимые на защиту: 1) классификационная схема торцевыравнивающих устройств; 2) математическая модель процесса выравнивания торцов пачек круглых лесоматериалов в ТГПЩ; 3) методические указания к расчету усилия торцевания пучков и пачек круглых лесоматериалов разных форм поперечного сечения; 4) теоретическое и экспериментальное обоснование основных параметров ТГПЩ для формирования пачек круглых лесоматериалов; 5) технологические схемы и комплекты оборудования и сооружений для выгрузки древесины из воды целым пучками.
Научная и практическая ценность. Разработанные методы расчета усилия торцевания пучков круглых лесоматериалов позволяют осуществить разработку и конструирование торцевыравнивающих устройств. Испытанные и внедренные в производство образцы ТГПЩ служат основой для их серийного производства. Их конструкция защищена двумя авторскими свидетельствами [1, 3]. Составлена перспективная технологическая схема выгрузки древесины из воды целыми пучками, позволяющая производить выгрузку пучков из воды при низких горизонтах [2]. Предложены схемы размещения пакетов цилиндрической формы в стропах СК-5 на открытом подвижном составе МПС и судах МРФ, на основе которых разработаны и утверждены в установленном порядке местные и временные технические условия размещения и крепления лесных грузов. На лесопромышленных предприятиях внедрено 7 выгрузочных устройств К-125, конструкция которых защищена тремя авторскими свидетельствами и 7 гравитационных торцевыравнивателей К-127, К-142 и К-153.
Достоверность выполненных исследований. Подтверждается положительными результатами заводских и производственных испытаний, выполненных с применением современных методов научных исследований, серийно изготовляемых измерительных приборов и регистрирующей аппаратуры, а также опытными перевозками круглых лесоматериалов в цилиндрических пакетах в прямом и смешанном сообщениях.
Апробация. Основные положения диссертации были доложены и получили одобрение на: V Всесоюзной научно-технической конференции ЦНИИМЭ (Химки, 1975г.), научно-технических конференщіях МарГТУ (Йошкар-Ола, 1976....1999гг.), заседаниях Ученого Совета ВКНИИВОЛТ (Казань, 1983....2000гг.), международной научно-практической конференции (Йошкар-Ола, 1999г.).
Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы при проектировании, изготовлении и внедрении 7 гравитационных торцевыравнивателей с поворотными щитами К-127, К-142, К-153 и 4
выгрузочных устройств К-125 в технологическом процессе лесоперевалочных работ Болтинской ЛГШ Котласской СК, Човской и Жешартской ЛПБ, а также на прирельсовом лесопромышленном складе Сыктывдинского ЛПХ В/О «Комилеспром». Организованы постоянно действующие линии Мари-инск - Амурск, рейды Волго-Балт-Балахна, Томск - шахты Кузбасса, Комсомольск-на-Амуре - порт Ванино, а также опытные перевозки круглых лесоматериалов в цилиндрических пакетах в прямом и смешанном железнодо-рожно-водном сообщениях по маршрутам: Унжа - Усть-Донецк - шахты Донбасса, Киров - Горький - Волгоград - шахты Донбасса. Разработаны и утверждены «Временное технологическое руководство по формировке, штабелевке и погрузке цилиндрических пакетов круглых лесоматериалов в вагоны МПС» и «Временное технологическое руководство по формировке цилиндрических пакетов, их штабелевке, погрузке в суда, размещению и выгрузке из судов».
Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 16 статьях и получено 11 авторских свидетельств.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, списка литература из 161 наименований и приложений. Основная часть работы содержит 191 страницу машинописного текста, в том числе 30 рисунков и 20 таблиц.