Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В приоритетном направлении
развития науки и техники "Экология и рациональное
природопользование", утвержденном Правительственной комиссией Российской Федерации по научно-технической политике 21 июля 1996 г., к числу критических технологий федерального уровня отнесены технологии неистощительного природопользования. В связи с этим особую актуальность приобретают технологии, направленные на рациональное использование биомассы дерева и осуществляемые на основе прогрессивных технологических процессов.
В настоящее время процессы подготовки биомассы дерева к переработке на щепу, в особенности пнево-корневой древесины, отходов лесозаготовок и тонкомерной древесины (для таких видов биомассы дерева использован термин "нетрадиционные виды древесного сырья"), осуществляются, как правило, с использованием малопроизводительного и экономически не эффективного оборудования, не отвечающего эколого-лесоводешенным требованиям. Для создания перспективных процессов, машин и оборудования, соответствующих современным техническим и экологическим требованиям, не хватает научно обоснованных технологических и технических решений (ТР).
Это обуславливает значимость и необходимость решения научно-технической проблемы повышения эффективности подготовки биомассы дерева к переработке.
Выполнение комплекса НИОКР по проблеме осуществлено в КарНИИЛПе в рамках отраслевых и региональных координационных планов НИОКР, внедренческой тематики, с J 992 г. в рамках 1 направления Государственной научно-технической программы России "Комплексное использование и воспроизводство древесного сырья".
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: повышение эффективности подготовки биомассы дерева к переработке на щепу на основе прогрессивных процессов, машин и оборудования, созданных с использованием научно обоснованных технологических и технических решений и обеспечивающих освоение пнево-корневой древесины, отходов лесозаготовок и тонкомерного древесного сырья.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ: процессы подготовки биомассы дерева к переработке на щепу при заготовке пнево-корневой древесины, отходов лесозаготовок и тонкомерного древесного сырья от различных видов рубок; экспериментальные, опытные и серийные образцы техники: АКП-1, ЛП-52, КПК-1.Р-402, ДО-77, ЛО-60, КБ-3, КБ-6, ВЗ-2, ЛТ-189, ЗРУ, Р-418, Р-441.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Разработаны математические модели и определены показатели, характеризующие перспективные процессы подготовки биомассы дерева к переработке на щепу
сучкорезно-окорочными, режуще-раскалывающими, захватно-режущими и другими машинами и оборудованием, основанными на ранее не обоснованных новых технологических и технических решениях.
В их числе математические модели: биомассы пнево-корневой древесины, полученные с использованием ксилометрического и обьемно-весового методов; процесса корчевания, основанные на оценке его физической сущности и учитывающие направление корчующего усилия, параметры корневой системы и физико-механические свойства грунта; процессов групповой очистки пневого осмола в окорочных барабанах с ковшеобразными интенсификаторами, вибрационной очистки пней грейферными захватами; очистки тонкомерного сырья одновременно от сучьев и коры в барабанах и бункерных сучкорезно-окорочных машинах, разделки биомассы дерева режуще-раскалывающими устройствами, ее сбора и подвозки погрузочно-транспортными машинами с захватно-режущими устройствами.
Обоснованы новые процессы подготовки к переработке пнево-корневой древесины, отходов лесозаготовок и тонкомерной древесины. Для этих процессов разработан комплекс технологических и технических решений (из них 105 на уровне изобретений), проверенных ,на экспериментальных и опытных образцах корчевальных, режуще-раскапьтающих, погрузочно-транспортных машин и оборудования (АКП-1, ЛП-52, КПК-І, Р-402, ДО-77, ЛО-60, ВЗ-2, ЛТ-189, ЛТ-189М, захватно-режущие устройства, передвижные окорочные и сучкорезно-окорочные машины).
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы заслушаны на Международных конференциях: "Проблемы развития лесного комплекса Северо-Западного региона" (1996 г.), "Лес, окружающая среда и новые технологии в Северной Европе" (1993 г.); на секции Научного совета по первому направлению Государственной научно-технической программы "Комплексное использование и воспроизводство древесного сырья" (1992 г. и 1997 г.); на Всесоюзной конференции "Проблемы и перспективы развития народнохозяйственного комплекса Карелии (1989 г.); на республиканских научно-практических конференциях (1983-1996 гг.), на коллегии Министерства экономики Республики Карелия (1997 г.), на Ученом совете КарНИИЛПа (1973 - 1997 г*.).. Разработанное на основе ТР оборудование награждено двумя медалями ВДНХ, демонстрировалось на Всесоюзных и республиканских выставках, Международных выставках "Лесдревмаш -1994" и "Лесдревмаш - 1996".
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Реализация результатов работы будет способствовать созданию и освоению прогрессивных процессов, машин и оборудования для подготовки биомассы дерева к переработке на щепу, освоению
нетрадиционных видов древесного сырья. Установленные ресурсы этого сырья, нормативы его образования, таблицы обьемного выхода пнево-корневой древесины разработаны по отраслевому плану НИОКР и использованы при учете пневого осмола.
Обоснованные решения, математические модели, параметры машин и оборудования использованы КарНИИЛПом, ВПКИлесмашем, ОТЗ, Петрозаводскмашем, РМЗ при создании и совершенствовании машин и оборудования: АКП-1, ЛП-52, КПК-1, Р-402,ДО-77,ЛТ-189,ЛТ-189М, ЗРУ к ТБ-1 и ЛТ-І89, передвижных очистных установок и внедрены в Карелии при освоении технологических процессов заготовки пневого осмола, отходов лесозаготовок, тонкомерной древесины.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме исследований опубликовано 125 печатных работ и получено 105 авторских свидетельств и патентов на изобретения.
обоснованные технологические и технические решения на процессы, машины и оборудование для подготовки к переработке пнево-корневой древесины, отходов лесозаготовок и тонкомерного древесного сырья;
математические модели биомассы пнево-корневой древесины, установленные ресурсы нетрадиционных видов древесного сырья в Карелии;
математические модели и показатели процессов: корчевания пней, учитывающие направление корчующего усилия, параметры корневой системы и физико-механические свойства грунта; групповой очистки осмола в барабанах с ковшеобразными интенсификаторами, вибрационной очистки осмола грейферными захватами; очистки тонкомерного сырья одновременно от сучьев и коры в сучкорезно-окорочных машинах, разделки биомассы дерева режуще-раскалывающими устройствами, ее сбора и подвозки пргрузочно-транспортными машинами с захватно-режущими устройствами.
технологические процессы: заготовки пнево-корневой древесины машинами манипуляторного типа с комплектом оборудования: виброкорчевателями и режуще-раскалывающими устройствами; подготовки тонкомерной древесины к переработке с использованием сучкорезно-окорочных машин и барабанов; сбора и транспортировки древесного сырья машинами с захватно-режущими устройствами;
комплекс новых (на уровне изобретений) машин и оборудования (АКП-1, ЛП-52, КПК-!, Р-402, ДО-77,захватно-режущииеустройства к тракторам ТБ-1 и форвардерам ЛТ-І89М, передвижная очистная и сучкорезно-окорочная машины), рекомендации по их проектированию и применению, результаты исследований и испытаний этих машин и оборудования.