Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время перед лесным сектором экономики РФ остро стоит ряд проблем, одной из которых, является повышение эффективности лесоэксплуатации и деревопереработки. Известно, что окорка древесины является одной из наиболее энерго- и трудоемкой операцией первичной лесопереработки, которая осуществляется на всех типах лесопромышленных складов.
Несмотря на многообразие различных расчетных схем по определению оптимальных технологических параметров окорки, следует признать, что теоретически, в рамках единой математической модели, взаимное влияние основных природно-производственных факторов и параметров управления на достижение качественных результатов окорки до настоящего времени изучено явно не достаточно. Наряду с этим, существующие методы расчета являются детерминированными и исходят из условия постоянства значений факторов влияния и параметров управления процессом окорки, тогда как эти величины в общем случае являются переменными и варьируются в широких пределах.
В результате выполнения окорки образуются значительные объемы отходов, которые в настоящее время не находят эффективного применения. Можно утверждать, что без возможности эффективной утилизации отходов, особенно при обработке хвойных пород, процесс окорки не может быть признан эффективным, иначе говоря, качественным. Данное утверждение наглядно подтверждается рядом составляющих известной петли качества. Учеными – лесохимиками разработаны технологические процессы утилизации отходов окорки хвойных пород, но для них требуется отдельно пробковый слой коры, и отдельно лубяной.
Эффективность выполнения окорки существенно сказывается на эффективности всей технологической цепочки лесопромышленного склада, имеющего такую операцию.
Развитие отраслевой науки должно быть направлены на создание «эффективной системы использования природных ресурсов». Именно это требование содержалось в одном из посланий Президента РФ Федеральному Собранию. Оно конкретизировано и развито в Концепциях развития лесного хозяйства и лесопромышленного комплекса, одобренных Правительством России. В Перечень Приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в РФ, утвержденного Президентом РФ 21 мая 2006 г. Пр-843 включен пункт «Рациональное природопользование». Вышесказанное позволяет утверждать, что повышение эффективности окорки лесоматериалов является весьма актуальной проблемой.
Цель работы. Совершенствование технологии механической окорки лесоматериалов за счет обоснования основных параметров работы роторных окорочных станков для конкретных производственных условий.
Объект исследований. Кора и древесина основных лесорастительных пород.
Предмет исследования. Процесс механической окорки лесоматериалов в роторных окорочных станках.
Научная новизна работы. Разработанные и исследованные математические модели роторной окорки, отличающиеся оценкой параметров деформаций элементарного объема сплошной среды и обобщенных диаграмм Мора, позволяют оценить нормальные и касательные компоненты приведенного давления в толще массива коры и условия его разрушения на границе с древесиной различных пород.
Значимость для теории и практики. Математические модели роторной окорки и результаты их исследования углубляют теорию механической окорки круглых лесоматериалов и технологии лесозаготовительного и деревообрабатывающего производств. Предложенная методика расчета и управления основными параметрами процесса позволяет разрабатывать организационные, технологические и технические мероприятия, обеспечивающие стабильность качественных показателей окорки круглых лесоматериалов на роторных окорочных станках.
Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена: применением методов математической статистики; проведением экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях и подтвержденной адекватностью полученных моделей за счет удовлетворительной сходимости экспериментальных и теоретических данных.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на Научной конференции профессорско-преподавательского состава БГАУ (Уфа, 1993 г.); Международной научной конференции «Лес - 2000» (Брянск, 2000 г.); Научно-практической конференции «Интеграция науки, образования и производства для развития лесного хозяйства и лесопромышленного комплекса» (Воронеж, 2001 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности и устойчивости развития АПК» (Уфа, 2005 г.); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Брянск, 2008 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Интеграция аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути решения» (Уфа, 2008 г.); Первой и второй международных научно-практических Интернет конференциях «Леса России в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2009 г.); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2009 г.); Межвузовской научной конференции «Молодая мысль: Наука. Технологии. Инновации» (Братск, 2009 г.); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы лесозаготовительных производств, производства материалов и изделий из древесины: пиломатериалы, фанера, деревянные дома, заводского изготовления, столярно-строительные изделия» (Санкт-Петербург, 2009 г.); Всероссийской научно-практической конференции аспирантов, соискателей и докторантов (МГТУ, г. Майкоп, 2008 г.); и ежегодных научно-технической конференции Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии имени С.М. Кирова в 2007-2009 гг. Часть материалов работы вошла в проект «Селективная окорка лесоматериалов», который по итогам конкурса на лучшие инновационные проекты в сфере науки и высшего образования в 2009 году, проводимого Комитетом по науке и высшей школе Санкт-Петербурга, признан победителем в номинации «Лучшая научно-инновационная идея». Часть материалов работы получена при выполнении НИР по государственному контракту П1209 по ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы», по направлению «Переработка и утилизация техногенных образований и отходов» в рамках мероприятия 1.3.1.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в сорока печатных работах, включая одну монографию. Десять статей опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов докторских диссертаций. Результаты исследований отражены в научно-технических отчетах по НИР.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы. Общий объем работы 350 страниц. Диссертационная работа содержит 93 рисунка, 26 таблиц. Список литературы содержит 319 наименований.
