Введение к работе
Актуальность темы. Анализ существующих кусторезных машин показал, что наиболее перспективными из них являются кусторезные машины с активными рабочими органами. Среди них, следует выделить кусторезные машины роторного типа с шарнирно закрепленными ножами, у которых срезание осуществляется по принципу ударно-силового резания и достигается за счет энергии вращающегося ротора-маховика.
Существенное преимущество данных машин, в сравнении с другими – это способность одним рабочим органом не только срезать,
но и частично измельчать древесно-кустарниковую растительность.
До настоящего времени отсутствуют теоретическая база и методика расчета при проектировании указанных машин. Это сдерживает дальнейшее развитие и совершенствование конструкции этих машин. Поэтому необходимы специальные исследования технологического процесса ударно-силового резания с целью разработки методики расчета
и выбора основных параметров рабочего органа кусторезных машин роторного типа.
Учитывая, что проведение исследований с использованием экспериментальных установок требует больших материальных и финансовых затрат, целесообразно проведение теоретических исследований с использованием математического моделирования.
Цель исследований. Обоснование основных параметров срезающего устройства и технологических режимов работы, повышающих эффективность срезания древесно-кустарниковой растительности машиной роторного типа в условиях Северо-Западного Федерального округа.
Объекты исследований. Ротор кустореза, древесно-кустарниковая растительность и технологический процесс работы машины роторного типа.
Научная новизна. Разработана математическая модель процесса ударно-силового резания ротора кустореза, увязывающая угловую скорость ротора, свободные колебания ножа и учитывающая кинематические и динамические параметры ротора.
Обоснованы основные параметры ротора, отличающиеся рациональным использованием динамики ротора.
Проведены исследования таксационных показателей и выявлена динамика роста возобновленной древесно-кустарниковой растительности в зависимости от способа расчистки участков.
Обоснованы технологические режимы работы машины роторного типа, учитывающие сезонность работы и сложность рельефа местности.
Научные положения, выносимые на защиту. Математическая модель процесса ударно-силового резания ротора кустореза, позволяющая производить расчеты кинематических и динамических параметров ротора на стадии проектирования.
Кинематические и динамические параметры ротора, обеспечива-
ющие высокую эффективность срезания древесно-кустарниковой растительности.
Сравнительная оценка возобновленной древесно-кустарниковой растительности после расчистки ручным способом и машиной роторного типа.
Технологические режимы работы машины роторного типа, позволяющие эффективно работать в летний и зимний сезоны года.
Достоверность научных исследований подтверждается достаточным объемом статистического материала, полученного при работе кусторезных машин КР-2, КР-2В и КР-2К в реальных природно-производственных условиях республики Карелия и других регионах Российской Федерации. Результаты исследований внедрены в конструкцию машины.
Практическая значимость. Результаты исследований могут быть
использованы проектно-конструкторскими организациями и предприятиями, занимающимися разработкой, совершенствованием конструкций и эксплуатацией кусторезных машин. Результаты исследований позволяют рекомендовать кусторезную машину роторного типа с обоснованными параметрами к широкому внедрению в лесопромышленных районах Российской Федерации.
Апробация. Основные положения диссертации обсуждались на трех республиканских научно-практических конференциях (Петрозаводск, 2003, 2006 и 2008 гг.) и на Всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука – региону» (Вологда, 2006 г.), а также на заседаниях кафедры «Технологии и оборудования лесного комплекса» ПетрГУ.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 12 работ,
в т. ч. две в изданиях, включенных в перечень ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка литературы
и приложений. Общий объем работы 171 с., включая рисунки, таблицы и приложения. Список литературы содержит 110 наименований.
