Рассылка

Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.



2 номер за 2021 год

Содержание 2 номера
за 2021 год

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОКРЫТИЙ ЛЕСНЫХ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ ЗА СЧЕТ ДОБАВКИ ИЗ ВСПУЧЕННОГО ВЕРМИКУЛИТА

Рассмотрены основные проблемы по совершенствованию щебеночно-мастичных покрытий лесных лесовозных автомобильных дорог путем использования современных дорожно-строительных материалов. Для этих дорог, характерно использование материалов, способных обеспечивать нормативные значения транспортно-эксплуатационного состояния в сложных природно- климатических условиях. Традиционные дорожные материалы отличаются нестабильностью своих физико-механических характеристик. Это вызывает значительные осложнения при проектировании и при эксплуатации лесных дорог из подобных материалов. Несмотря на ряд проведенных экспериментальных исследований, задача создании дорожных покрытий с приемлемыми эксплуатационными свойствами остается нерешенной. Таким образом, решить проблему позволит соответствующая методика проектирования составов щебеночно-мастичных асфальтобетонных покрытий, с новыми транспортно-эксплуатационными характеристиками, с учетом природно- климатических условий эксплуатации, что и определило цель настоящей работы. Целью исследований была разработка методов проектирования щебеночно-мастичных асфальтобетонных покрытий лесных лесовозных дорог, с применением стабилизирующей добавки из вспученного вермикулита. В работе были решены следующие задачи: разработка требований к стабилизирующей добавке из вспученного вермикулита для покрытий лесных лесовозных дорог; 2) оценка степени влияния добавки вспученного вермикулита на качественные показатели щебеночно-мастичных асфальтобетонов; 3)проведение испытаний физико-механических характеристик щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА 16 по ГОСТ 58406.1 со стабилизирующей добавкой на основе вспученного вермикулита для покрытий лесных лесовозных дорог. Результатами работы было создание рецептуры щебеночно-мастичного асфальтобетона с теплостабилизирующей добавкой из вспученного вермукулита фракции 0,5-1,0 мм. Учитывая достаточную адекватность опытно- экспериментальных исследований, результаты подбора смеси могут быть рекомендованы для использования в практике строительства лесных лесовозных дорог для сложных природно- климатических условий.

Авторы: Э.Р. Ахтямов, И. Н. Кручинин, В. В. Побединский, Е.И. Кручинина

АНАЛИЗ СПОСОБОВ УКРЕПЛЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ ПУТЕЙ ДЛЯ ТРЕЛЕВКИ И ВЫВОЗКИ ДРЕВЕСИНЫ

Вывозка заготовленной древесины всегда была одной из основных проблем лесозаготовительного производства в России. Не случившаяся зима 2019-2020 гг. в очередной раз остро поставила эту проблему. По данным Гидрометцентра России зима 2019/20 гг. стала самой теплой в России и в мире за всю историю регулярных метеонаблюдений. Прежний рекорд, установленный зимой 2015/16 гг. превышен сразу на 1,3°С. Нормы среднесезонной температуры воздуха превышены почти повсюду. На большей части территории Российской Федерации аномалии составили 6-8°С и более. Лишь на северо-востоке страны средняя температура воздуха за зиму примерно соответствовала норме. В целом, среднегодовая температура повышается, это объективный процесс, отчасти он связан (в меньшей степени) с антропогенной деятельностью, в большей степени это связано с солнечной активностью. По оценкам ученых процесс потепления продолжится до 2060 г. Возможны отдельные пики, но средняя температура растет. Необходимо учитывать, что потепление это не значит- жаркое лето и теплая зима. Вполне может быть холодное лето с максимум осадков и маломорозная малоснежная зима (например, лето-зима 2019-2020 г). В результате многие лесозаготовительные предприятия, традиционно ориентирующиеся на зимнюю вывозку заготовленной древесины, столкнулись с поистине непреодолимыми трудностями. Некоторые лесозаготовители Северо-Запад России, поняв, что зимы уже не будет, стали искать различные альтернативные виды транспорта, включая дирижабли и аэростаты, но до практического их использования дело не дошло. В статье рассмотрены известные конструкции дорожных одежд: колейные из железобетонных плит; колейные из деревянных щитов на шпальном или грунтовом основании; колейные лежневые на шпальном основании; гравийные; грунтовые, улучшенные добавками дренирующих и гравийных материалов; деревогрунтовые; с покрытием из порубочных остатков (хворостяные); грунтовые; зимние ледяные и снежные, а также инновационные – пластиковые маты.

Авторы: И.В. Григорьев, М.В. Зорин, Г.В. Григорьев, С.Е. Рудов, В.В. Швецова, Г.А.Калита

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРКА ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Работа посвящена проблеме совершенствования технической эксплуатации парка лесозаготовительных машин. Идея заключается в оптимизации режимов ТО и Р, которые рассматриваются с учетом наработки в процессе производственной эксплуатации. Такая проблема решается, если установлена функциональная зависимость потери производственных и экономических ресурсов от простоев машин по причине внезапных отказов, и одновременно получена зависимость интенсивности отказов парка техники от нормативной наработки. Задачи чрезвычайно сложные, но наиболее доступно решить их можно на основе современных методов имитационного моделирования. Подобная модель будет перспективной особенно в том, что позволит решить еще одну проблему - она позволит выполнить оптимизацию режимов ТО. Таким образом определилась цель настоящих исследований, которая заключалась в разработке имитационной модели процесса технической эксплуатации парка лесозаготовительных машин с учетом производственной эксплуатации лесопромышленного предприятия и выполнении постановки задачи оптимизации режимов ТО лесозаготовительных машин. Задачи исследований включали: 1) разработку имитационной модели процессов ТО и Р парка техники и работы лесопромышленного предприятия; 2) постановку задачи оптимизации режимов ТО и Р. Результатами работы являются созданная имитационная модель процессов ТО и Р с учетом процессов лесозаготовительного производства и постановка задачи оптимизации режимов ТО и Р.

Авторы: В.В. Побединский, С.В. Ляхов, М.Н. Салихова, Г.А. Иовлев, А.А. Побединский

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЛЕСНЫХ ТЕРМИНАЛОВ

Постоянно увеличивающееся расстояние вывозки заготовленной древесины в Сибири и на Дальнем Востоке делает практику создания и эксплуатации лесных терминалов (непостоянных нижних складов) все более актуальной. Первичная обработка заготовленной древесины у мест ее заготовки позволяет существенно повысить коэффициент полезной полнодревесности лесовозного транспорта. На лесных терминалах из круглых лесоматериалов можно получать как готовую продукцию, так и полуфабрикаты. При помощи мобильных лесопильных станков – доски и брус, при помощи мобильных пеллетных линий – топливные гранулы. Кроновую часть и кусковые отходы деревообработки можно перерабатывать в топливную щепу, при помощи мобильных рубительных машин. Возможно также перерабатывать хвою – при помощи мобильных варочных установок, с получением востребованных биологически активных веществ и кормовых добавок для скота. Лесные терминалы, являясь временными лесопромышленными складами, обычно не имеют централизованного подключения к электроэнергии. Использование в качестве энергетических установок двигателей внутреннего сгорания существенно удорожает процесс деревообработки, поскольку стоимость горючего достаточно существенно, а коэффициент полезного действия у двигателей внутреннего сгорания намного меньше, чем у электродвигателей. В этой связи поиск наиболее оптимальных мобильных энергетических установок для энергообеспечения лесных терминалов является достаточно актуальной задачей. В статье рассмотрен энергогенерирующий комплекс на базе газогенератора обращенного типа, термоэмиссионных, термоэлектрических и электрохимических преобразователей для энергоснабжения лесных терминалов.

Авторы: О.А. Куницкая, А.В. Помигуев, Д.Д. Бурмистрова, Д.В. Отмахов, Е.А. Тихонов, И.Н. Дмитриева

АНАЛИЗ РЕЖИМОВ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ТВЕРДОЛИСТВЕННЫХ ПОРОД (ОБЗОР)

Твердолиственные породы древесины представляют для отечественной деревообработки весьма ценный материал. Однако только высококачественная сушка способна сделать его пригодным для механической обработки, склеивания, отделки и т.п. Весьма специфическое строение древесины данных пород приводит к тому, что одна из важнейших с точки зрения сушки характеристик древесины, а именно коэффициент влагопроводности принимает экстремально низкие значения. Если добавить к этому легко достигаемый коллапс поверхности сохнущего сортимента, то становится ясно, что процесс сушки подобного материала становится крайне длительным и достаточно сложным в реализации. В статье приведен обзор литературных источников по вопросу выбора и практического применения режимов сушки пиломатериалов твердолиственных пород. Дана ретроспектива развития данного направления по материалам отечественных и зарубежных источников.

Авторы: А.Г. Гороховский, Е.Е. Шишкина, В.В. Савина, А.С. Агафонов

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ТВЕРДОЛИСТВЕННЫХ ПОРОД

Существующая в России со времен СССР система нормативных трехступенчатых режимов сушки древесины существенно устарела и мало соответствует современным представлениям о качестве сушки, хотя сушка с применением подобных режимов дает в ряде случаев неплохие результаты. К сожалению, высококачественную сушку древесины твердолиственных пород с применением режимов данной структуры получить крайне затруднительно. При этом перспективным является, на наш взгляд, применение, так называемых, бесступенчатых энергоэффективных режимов сушки. Однако их практическая реализация требует применения процедуры оптимизации параметров в зависимости как от вида высушиваемого материала, так и требуемого качества сушки. В настоящей работе приведены результаты аналитической и экспериментальной оптимизации процесса сушки древесины дуба бесступенчатыми энергосберегающими режимами.

Авторы: А.Г. Гороховский, Е.Е. Шишкина, В.В. Савина, А.С. Агафонов

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ ДРЕВЕСИНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

В статье представлены результаты исследований по применению ультразвука в технологии отделки древесины. Предложена новая технология, которая позволяет не только сократить расход лакокрасочного материала, но и улучшить качество покрытий, повысить физико-механические свойства покрытий. Доказана обоснованность и применение нового технологического решения по повышению качества защитно-декоративной отделки путем модификации древесины методом ультразвуковой обработки. Приведены методика и результаты экспериментов и моделирования по нескольким факторам и по показателю «водостойкость» лакокрасочных покрытий. Подобную методику можно обобщить для любого количества показателей и факторов. Предлагаемая методика оптимизации использует линейные модели, зависимости между показателями лакокрасочных покрытий и факторами, которые влияют на эти показатели, т.к. основной задачей исследований являлось не определение точной зависимости, а оптимальный выбор наиболее значимых факторов, что это может быть сделано только с использованием линейных моделей. Даны практические рекомендации по осуществлению процесса защитно-декоративной отделки древесины с применением ультразвуковой обработки. Теоретические и практические рекомендации по осуществлению процесса отделки древесины с применением предварительной ультразвуковой обработки были использованы для разработки алгоритма и программного обеспечения по оптимизации технологических параметров и апробацией результатов в промышленных условиях. Была проведена графическая проверка адекватности модели экспериментальным данным на примере показателя «водостойкость».

Авторы: В.А. Соколова, С.А. Угрюмов

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ КРАФТ-БУМАГИ С ПОМОЩЬЮ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ

В работе показано влияние модификации крафт-бумаги с помощью полимерного покрытия и воздействия электрического поля коронного разряда на структурные параметры и физико- механические свойства крафт-бумаги. Установлено, что физическая модификация целлюлозно- бумажного материала позволяет улучшить комплекс его свойств. Приведены объяснения наблюдаемых закономерностей.

Авторы: С.И. Басырова, М.Ф. Галиханов, К.А. Мишагин, Г.Г. Исламова, А.В. Скворцов

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛАСТИКОВ БЕЗ СВЯЗУЮЩИХ НА ОСНОВЕ ЛИСТВЕННИЦЫ

Для получения пластика без добавления связующего (ПБС) интерес представляет использование в качестве исходного пресс-сырья опилки лиственницы – древесины одной из наиболее распространенных хвойных пород сибирского региона. Древесина лиственницы обладает компонентным составом со специфичностью физико-химических качеств. Стойкость древесины лиственницы к воздействию дереворазрушающих грибов значительно превышает стойкость сосны – традиционного сырья для получения ПБС. В работе поставлена цель – исследование возможности использования опилок лиственницы для получения ПБС с удовлетворительными физико-механическими свойствами. Высказано предположение, что полученные данные материалы могут обладать повышенными показателями биостойкости. Результаты выполненного химического анализа исходных опилок лиственницы показали, что возможно получение ПБС с приемлемыми физико-механическими свойствами, так как содержание лигнина составляет 38 %, а целлюлозы – 36 %. ПБС на основе опилок лиственницы обладают более высокими показателями физико-механических свойств, чем ПБС на основе опилок сосны. Оценка биостойкости пластика осуществлялась по потере массы образцов при экспозиции их в почвогрунте. Снижение массы у образов ПБС на основе опилок из лиственницы за 90 суток выдержки составило порядком 14 % (у образцов пластика на основе сосновых опилок данный показатель около 49 %). Результаты микроскопирования показали, что образцы ПБС после выдержки в почвогрунте были подвержены сильным изменениям, а именно изменению цвета, оттенка и наличию пигментных пятен, наблюдалось изменениям по толщине – появления средних или крупных трещин.

Авторы: А.В. Артёмов, В.Г. Бурындин, А.В. Савиновских, О.В. Быкова, М.Е. Сафонова, А.Д. Герасимова

ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ЭКСТРАКЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

В статье рассмотрены нетрадиционные способы извлечения ценных компонентов (сверхвысокоча- стотный, ультразвуковой и электрофизические методы экстрагирования, инфракрасная, сверхкритическая и вакуумно-импульсная экстракция), проведен обзор научных исследований в области интенсификации экстракции растительного сырья и перспективы развития данных направлений. Основными факторами интенсификации экстракции являются скоростные изменения температуры и давления, вариация которых достигается с помощью различных физических и электрофизических приемов. Изменение механизма и кинетики процессов тепломассообмена в определенных условиях способствует ускорению процессов экстракции растительного сырья, повышению качества и количества выхода ценных компонентов. Каждый из рассмотренных методов имеет свои преимущества, поэтому представляется перспективным изучение возможности комбинации этих методов для более результативной интенсификации процесса экстракции растительного сырья.

Авторы: А.В. Сафина, Л.Ю. Исмаилов

АНАЛИЗ КОРРЕЛЯЦИИ МЕЖДУ КРИСТАЛЛИЧНОСТЬЮ И СОРБЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ЯМР

Предложена модель надмолекулярной организации целлюлозы, которая учитывает наличие щелевидных пор между ее структурными элементами. Анализ изотермы сорбции паров воды на волокнах нативной целлюлозы методами 1Н ЯМР-релаксации и спектроскопии показал, что формирование монослоя Ленгмюра осуществляется в два этапа: из паровой фазы водного адсорбтива до p/ps = 11%, а затем из квазижидкой фазы полислоев адсорбата вплоть до максимального гигроскопического влагосодержания. На основе данных модифицированного метода CPMG с коротким временным интервалом между радиочастотными импульсами обнаружены три адсорбционных слоя воды на образцах целлюлозы. Для каждого из этих слоев определены влагосодержания и соответствующие им времена спин-спиновой релаксации. Представлены два новых подхода для расчета константы адсорбционного равновесия адсорбированной воды. Установлена корреляция между константой адсорбционного равновесия и степенью кристалличности целлюлозы. Дан термодинамический расчет величины расклинивающего давления со стороны адсорбированной воды, которое приводит к уменьшению степени кристалличности целлюлозы в ходе равновесного увлажнения.

Авторы: Ю.Б. Грунин, Л.Ю. Грунин, М.С. Иванова, В.Ю. Щирая

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ БИОРАЗЛОЖЕНИЯ ДРЕВЕСНОНАПОЛНЕННОГО ПОЛИЛАКТИДА В АКТИВНОМ ГРУНТЕ

Изучена динамика биоразложения в активном грунте и физико-механические свойства древеснонаполненного полилактида. В качестве наполнителя использовалась древесная мука марки 300. Степень наполнения варьировалась от 0 до 50 мас. %. Образцы древеснонаполненного полилактида были получены методом вальцевания. Определение биостойкости материала производилось методом оценки потери массы после выдержки в активном грунте, полученном по следующей рецептуре: грунт садовый – 89 об. %, вода дистиллированная – 10 об. %, микробиологический препарат «Тамир» – 1 об. %. Количественно описаны зависимости потери массы образцов древеснонаполненного полилактида от времени экспонирования в активном грунте. Ожидаемое время разложения образцов полилактида, наполненного 40 и 50 мас. % древесной муки в активном грунте составляет 375,7 и 355,6 суток соответственно. Установлены зависимости между показателями основных физико-механических свойств образцов древеснонаполненного полилактида и содержанием в их составе древесной муки марки 300. Большинство показателей определенных в работе физико-механических свойств увеличиваются с ростом содержания наполнителя в составе композита выше 30 мас. %. Показатели водопоглощения за 24 часа и за 30 суток выдержки также возрастают с увеличением содержания древесного наполнителя, что способствует увеличению скорости биодеструкции высоконаполненных образцов композита по сравнению с ненаполненным полилактидом.

Авторы: А.Е. Дерябина, А.Е. Шкуро, В.В. Глухих, О.Ф. Шишлов, В.Г. Бурындин