| Обратная связьРассылка
Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.
_page-000186_120.jpg "3 номер за 2023 год")
Содержание 3 номера
за 2023 год
ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ УПЛОТНЕННОГО СНЕЖНОГО ПОКРОВА ЗИМНИХ ЛЕСНЫХ ДОРОГ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
Рассмотрена проблема совершенствования оценки транспортно-эксплуатационного состояния снежных покрытийзимних лесных автомобильных дорог, эксплуатирующихся в уплотненном снежном покрове. Зимние лесные дороги не только обеспечивают освоение лесосырьевых баз в зимний период года, но и позволяют проводит мероприятия по обеспечению устойчивого управления лесами. Как показывает практика освоения лесов, в качестве дорожного покрытия для зимних дорог, чаще всего используются уплотненный снежный покров. Использование снега в качестве дорожно-строительного материала вызывает значительные сложности, как в строительстве, так и в эксплуатации зимних лесных дорог.Таким образом, решить проблему позволит соответствующая методика оценкитранспортно-эксплуатационного состояния снежных покрытий зимних лесных дорог, что и определило цель настоящей работы. Целью исследований была разработка метода оценки транспортно-эксплуатационного состояния снежных покрытий зимних лесных дорог на основе интеллектуальной системы в виде нейронечеткой сети.В задачи исследований входили:оценка физико-механических свойств снежных покрытий зимних лесных дорог; обоснование перечня исходных и выходных параметров дорожных покрытий из уплотненного снежного покрова;формирование обучающих выборок для настройки нейронной сети при оценке транспортно-эксплуатационного состояния снежных покрытий зимних лесных дорог; разработка нейронечеткой сети в среде MATLAB; обучение нейронечеткой сети по тестовым примерам.Динамический упругий прогиб снежного покрытия измерялся с помощью динамического плотномера. Было определено, что для обеспечения нормативных значенийтранспортно-эксплуатационных показателей, динамический модуль упругости не должен превышать значения в 182-189 МПа. При этом, наименьшие значения его не должны быть ниже 80 до 90 МПа. Учитывая достаточную адекватность полученных данных, они могут быть рекомендована для использования в практике строительства и эксплуатации зимних лесных дорог.
Ключевые слова: зимние лесные дороги, уплотненный снежный покров, динамический модуль упругости, нейронечеткая сеть.
КОНСТРУКЦИИ ЦЕМЕНТОГРУНТОВЫХ И ИЗВЕСТКОВОГРУНТОВЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ
Рассмотрены вопросы использования для строительства лесовозных автомобильных дорог материалов местного происхождения, которые главным образом являются наиболее доступными и имеющие разное конструктивное исполнение, в свою очередь способствующие снижению себестоимости строительных работ. Проведён всеобъемлющий анализ имеющихся материалов, применяемых в составе усовершенствованных типов стабилизированного грунта на основе цементогрунтовых и известковогрунтовых типов для создания покрытий в качестве будущих оснований дороги. Определены цель и задачи исследования, на основе проведённых теоретических и экспериментальных исследований. Предложены современные смеси и конструктивные схемы для строительства ведомственных дорог используя в качестве дорожных покрытий смеси на основе цементогрунтовых и известковогрунтовых составов, которые показали увеличение модуля деформации грунтов, по сравнению с контрольными образцами. С учетом предложенных конструктивных схем производства земляных покрытий были сделаны основные выводы и рекомендации.
Ключевые слова: цементогрунтовые покрытия, известковогрунтовые покрытия, типы покрытий, защитный слой, грунт, поверхностная обработка.
ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ПНЕВОЙ И НЕКОНДИЦИОННОЙ ДРЕВЕСИНЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ ЩЕПУ
Рассмотрены основные проблемы по совершенствованию методов переработки пневой и некондиционной древесины в технологическую щепу, путем внедрения новых технологических процессов. В настоящее время при переработке отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности практически не используются технологии разделения конечных продуктов, что существенно снижает их общую эффективность. В тоже время существующие механические способы сепарации древесного сырья не всегда обеспечивают требуемое разделение. Речь идет о сепарации с помощью электрического поля. Несмотря на значительное количество исследований, задача использования электрического поля для разделения по степени смолистости древесного сырья остается нерешенной. Целью исследований стала разработкатехнологии переработки пневой и некондиционной древесины на основе первичной гидроимпульсной очистки и сортировки в электрическом поле по степени осмоленности. В работе решалась следующая задача: разработать технологию переработки отходов из пневой и некондиционной древесины на основе первичной гидроимпульсной очистки и сортировки по степени осмоленности. Результатами работы стала разработка технологических и технических решений процессов подготовки биомассы дерева к её переработке на технологическую щепу, которые должны быть направлены на вовлечение в более глубокую переработку пневой древесины. Предложены технологические процессы переработки пневого осмола в щепу, разработаны принципиальные технологические схемы переработки пневой древесины с использованием установки гидроимпульсной очистки и сортировки технологической щепы в электрическом поле. Было определено, что использовать пневую древесину без гидроочистки невозможно. Было выявлено, что в процессе сепарации, щепа с высоким содержанием влажности ( до 60% и выше) будет отклоняется в центральную сторону бункера. Причем, в этом случае влажность оказывает большее влияние на отклонение щепы, чем ее смолистость. В случае снижения влажности ( в диапазоне от 60 до 22%) происходит снижение степени отклонения щепы. При влажности в диапазоне от 7% до 22% отклонению щепы от центра бункера будет определяться только степенью смолистости. Рекомендуемое значение величины напряжения не менее 50кВ, а разделение в сепараторе свободного падения проводить на две фракции: до 13 % по степени смолистости и выше.
Ключевые слова: технологическая схема, пневой осмол, сортировка технологической щепы, электрическое поле.
ОЦЕНКА МАНЕВРЕННОСТИ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫБОРОЧНЫХ РУБОК С УЧЕТОМ ТАКСАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДРЕВОСТОЯ
В статье представлены результаты исследования влияния параметров лесозаготовительных машин и таксационных характеристик древостоев на манёвренность при проведении рубок ухода. В ходе проведения расчетов, подтверждена значимость учета коэффициента маневрирования для движения при выполнении рубок ухода и проведен анализ его влияния на величину затрат времени при смене рабочей стоянке ряда лесозаготовительных машин в различных природных условиях. Установлено, что при достаточно большом расстоянии между деревьями увеличение ширины машины на 30 %, приводит к увеличению коэффициента маневрирования и затрат времени на 50 %. При меньших расстояниях между деревьями коэффициент маневрирования растет и увеличиваются затраты времени на смену рабочей стоянки. Проведенные расчеты показали, что влияние полноты древостоя на время смены стоянки невелико. В целом, рекомендуется при выборочных рубках для повышения маневренности использовать лесозаготовительные машины, имеющие габаритную ширину не более половины среднего расстояния между деревьями. Результаты проведенного исследования показали, что разработанный метод расчета маневренности дает адекватные результаты и позволяет использовать его при определении производительности на рубках ухода и оценивать эффективность применения той или иной лесозаготовительной техники на выборочных рубках.
Ключевые слова: выборочные рубки, рубки ухода, производительность, лесозаготовительная техника, лесные насаждения, габариты техники.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЦЕМЕНТНО-ГРУНТОВЫХ ПОКРЫТИЙ
Рассмотрены возможности получения и применения цементогрунта, предъявляемые к нему требования, а также влияние технологических факторов на качественные характеристики получаемого материала. На основе транспортного критерия приводится обоснование целесообразности ввода в практику новых дорожных покрытий. Доказывается возможность эффективного использования местных цементов низких марок, от 250 и ниже, приготовленных из местного сырья, в особенности на лесовозных автомобильных дорогах третьей и четвертой категорий, для которых такие вяжущие материалы являются более доступными в сравнении с высокопрочными цементами. Они находят все возрастающее применение в ответственных дорожных сооружениях – в дорожных покрытиях усовершенствованного типа и при строительстве капитальных искусственных сооружений долговечных типов, поскольку строительство деревянных мостов прекращено. В исследовании установлено, что цементно-грунтовые смеси с небольшим количеством вяжущего могут быть успешно использованы не только в основаниях усовершенствованных дорожных одежд, но и в дорожных покрытиях в качестве несущего слоя, уложенного непосредственно на уплотненном грунте земляного полотна. Наиболее перспективным применение цементно-грунтовых покрытий как стадийных конструкций дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог является в местностях, не имеющих каменных материалов. Продемонстрирована эффективность применения цементно-грунтовых покрытий как стадийных конструкций дорожной одежды с учетом условий движения, наряду с другими грунтовыми покрытиями, с целью наиболее эффективного освоения лесосырьевой базы.
Ключевые слова: цементогрунт, цементно-грунтовые покрытия, цементно-грунтовые смеси, дорожные одежды.
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛЕСОТРАНСПОРТА НА ВЫВОЗКЕ ДРЕВЕСИНЫ С УЧЕТОМ УРОВНЯ РАЗВИТОСТИ СЕТИ ЛЕСНЫХ ДОРОГ
В современных экономических условиях, в целях эффективной организации вывозки древесного сырья от поставщиков до потребителей, дополнительного исследования требуют вопросы оптимизации применения подвижного состава с учетом развитости сети лесных дорог. Поскольку очевидно, что снижение транспортной составляющей на вывозке древесного сырья может быть достигнуто посредством рационализации лесотранспортного процесса на базе выбора эффективной транспортно-технологической схемы организации использования транспорта леса. В этой связи в данной статье обозначено экономическое значение вывозки древесного сырья, как одной из наиболее значимых транспортно-технологических операций главного лесопользования. В статье произведен анализ научных трудов по отмеченной тематике, исходя из которого, было установлено, что вывозка древесного сырья от мест производства до мест потребления носит многовариантный характер, имеет прямую зависимость от технологических факторов и природно-климатических условий. Повышение эффективности вывозки древесного сырья производится посредством оптимизации технологических процессов, в основном, на базе инструментария математического моделирования. Но, не смотря на довольно обширный объем научных исследований в указанной области, как в России, так и за рубежом, взаимосвязь уровня развитости сети лесных дорог и эффективности использования лесотранспорта на вывозке древесины в специализированной литературе рассмотрена недостаточно подробно.
Учитывая обозначенное обстоятельство, в статье представлена авторская математическая модель, позволяющая определить эффективность использования лесотранспорта на вывозке древесины с учетом уровня развитости сети лесных дорог. Разработанная модель позволяет выявить оптимальную транспортно-технологическую схему вывозки древесины с точки зрения рациональности использования подвижного состава в условиях производственной среды региона, в целях снижения как финансовых, так и временных издержек. Выработанная авторами математическая модель основана на отраслевом подходе к объекту исследования, содержит элементы динамического и линейного программирования, базируется на тесной сопряженности предмета труда, производственной среды региона и уровня развитости сети лесных дорог.
Ключевые слова: эффективность использования лесотранспорта, математическая модель, вывозка древесины, уровень развитости, сеть лесных дорог.
ВЛИЯНИЕ ДРОБНОСТИ СОРТИРОВКИ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ НА ОБЪЕМ РАБОТ ПО ИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЮ
При распиловке круглых лесоматериалов с брусовкой из двухкантного бруса при составлении постава определяется возможное количество толстых обрезных досок «n» в пределах его пласти. Ширина пласти двухкантного бруса в пределах сортировочной группы изменяется в определенном диапазоне и возникает вероятность получения без обзола «n+1» досок. Для получения «n+1» досок можно использовать сменные или смежные постава. Введение операции сортировки и позиционирования двухкантного бруса, осуществляемой в лесопильном цехе, позволит уменьшить количество накопителей на сортировочном устройстве для круглых лесоматериалов; перенести выполненные части работ по сортировке круглых лесоматериалов с открытого пространства в лесопильный цех; уменьшить объем работ по перемещению круглых лесоматериалов в процессе их подачи в лесопильный цех и на промежуточный склад хранения. Тогда сортировку круглых лесоматериалов можно осуществлять не по четным диаметрам, а объединить в сортировочную группу до четырех четных диаметров. Принимая объем распиливаемых круглых лесоматериалов в год 50 000 м3, объем группы с диаметрами 18…25 см – 19 000 м3, а объем работ при подаче на резервный склад и в лесопильный цех составит 2 038,71 м3/км, сортируя на четыре группы по четным диаметрам. При сортировке объединенной сортировочной группы объем работ составит 1 580,80 м3/км и сократится на 22,46%.
Ключевые слова: двухкантный брус, перемещение круглых лесоматериалов,дробность сортировки, постав, лесопильный цех.
К ВОПРОСУ ОЦЕНКИ БЛЕСКА НЕПРОЗРАЧНЫХ ЦВЕТНЫХ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ
В настоящее время в отечественной и зарубежной практике отсутствуют объективные методы оценки блеска непрозрачных цветных защитно-декоративных покрытий. Сложность заключается в том, что на показания блескомеров оказывают влияние факторы, связанные с микрогеометрией контролируемых поверхностей, от которых зависит характер отражения падающих лучей света, а также факторы, связанные с цветовой характеристикой непрозрачных покрытий. К ним относятся длина волны отраженного света, светлота и насыщенность цвета. Обычно цветовая гамма отраженного светового потока от контролируемой поверхности покрытия представляет собой не монохроматический цвет, а смесь нескольких цветов. В практике отсутствует информация о методике расчета диапазона длин волн при оптическом смешивании двух и более спектральных цветов видимого электромагнитного излучения. Иногда цвет покрытия получается при смешивании определенного цвета, характеризуемого диапазоном длин волн, с белым светом (цветом). В практике отсутствует информация, относящаяся к характеристике белого света (цвета) по длине волны. Видимый спектр электромагнитного излучения представляет собой последовательный непрерывный переход одного цвета в другой. В квантовой механике такой переход цвета должен осуществляться дискретно, т.е. определенными энергетическими порциями. При этом осуществляется орбитальный переход электронов в атоме вещества. Рассматривая дискретный характер такого перехода, используя закономерность Бальмера, а также боровскую модель атома водорода, возможно представить непрерывный спектр излучения в зависимости длины волны от среднестатистического радиуса нахождения электронов при переходе с одного уровня орбиты на другую. Без проведенной проработки цветовой модели видимого спектра электромагнитного излучения и решения указанных задач трудным становиться обосновать процесс отражения света цветной поверхностью при контролировании светового потока под определенным углом. Проведенная работа позволила расширить диапазон факторов, оказывающих влияние на показания блескомеров с углом падения-отражения света 20°, 60° и 85°. На их показания существенное влияние оказывает светлота и насыщенность цвета контролируемой поверхности. В практике применения их для оценки блеска цветных покрытий следует отработать методику коррекции показаний на светлоту и насыщенность цвета контролируемой поверхности.
Ключевые слова: блеск цветного покрытия, светлота и насыщенность цвета.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАГОТОВОК ДЛЯ ПОРУЧНЕЙ ИЗ БЕРЕЗОВЫХ МЕЛКИХ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ
Наиболее распространенная конструкция поручней в жилищном строительстве – сталь с поверхностным слоем из пластика. По современным экологическим требованиям применение пластика является нежелательным. Возможно заменить пластик деталями, изготовленными из древесины березы. В европейской части Российской Федерации и Урала ежегодный объем рубок березовой древесины может составлять 150…200 млн. куб. метров. Для производства березовых поручней возможно использовать пиломатериалы и заготовки оцилиндрованные. Заготовки оцилиндрованные ближе по форме к сечению поручня, качество древесины заготовок выше, так как в них отсутствуют гнилые, табачные и несросшиеся сучки. Поверхность поручней находится в заболонной зоне. Исследование влияния параметров березовых круглых лесоматериалов на объемный выход заготовок для поручней выполнялось с использованием методов компьютерного имитационного моделирования. Технология производства заготовок оцилиндрованных для поручней из березовых мелких круглых лесоматериалов предусматривает получение заготовок оцилиндрованных одного сечения, в отличие от производства пиломатериалов, имеющих в поставе два размера по толщине и значительный диапазон размеров по ширине и длине. Цена березовых мелких круглых лесоматериалов значительно ниже цены средних круглых лесоматериалов. Введение в действие ГОСТ 70088-2023 «Бревна и заготовки оцилиндрованные. Технические условия» способствует внедрению предлагаемой технологии.
Ключевые слова: мелкие круглые лесоматериалы, поручни, пиломатериалы, заготовки оцилиндрованные
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ ВОДНО-ВАКУУМНОЙ ЭКСТРАКЦИИ БЕРЕЗОВОГО ГРИБА ЧАГА
В работе представлена технология водно-вакуумной экстракции березового гриба чага, отличающаяся высоким выходом ценных веществ при меньшей продолжительности процесса относительно классического водного настаивания-ремацерации. Проведена сравнительная оценка энергоэффективности данных способов экстрагирования, основанная на сопоставлении удельных энергетических затрат для получения одного килограмма сухого экстракта. Исходными данными для расчетов являлись: выход экстрактивных веществ в виде сухого экстракта, продолжительность процесса экстракции, температура процесса, технические характеристики оборудования и стоимость затрачиваемых энергоресурсов. Энергетические затраты процесса классической водной экстракции чаги определялись стоимостными показателями затрат тепла на нагревание смеси и поддержание заданной температуры процесса. Энергетические затраты на осуществление водно-вакуумной экстракции включали помимо стоимости тепловой энергии, стоимость электроэнергии на вакуумирование системы. Проведенные технико-экономические расчеты доказали эффективность водно-вакуумного способа экстракции березового гриба чага, поскольку удельные энергетические затраты на получение одного килограмма сухого экстракта снижаются более, чем в 4 раза относительно классического водного настаивания при сравнительно меньшей продолжительности процесса и невысоких капиталовложениях при аппаратурном оформлении.
Ключевые слова: березовый гриб чага; водно-вакуумная экстракция; ремацерация; удельные энергетические затраты; энергоэффективность.
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПОЛИМЕРА ДЛЯ ДЕРЕВООБРАБОТКИ НА ПРИМЕРЕ УРЕТАНОВЫХ МАСЕЛ
В технологии деревообработки очень часто возникает сложность установления совместимости предлагаемых полимеров или высокомолекулярных соединений с древесинным веществом при осуществлении процессов склеивания, облицовывания или формирования защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов. Для реализации этого необходимо первоначально определить химическое структурное звено полимера или высокомолекулярного соединения. В структурном звене должны быть выделены количественно простые функциональные группы. Каждая из них будет вносить совокупный вклад в аддитивные мольные функции, которые позволяют определить физические показатели: плотность, показатель преломления, поверхностное натяжение, когезию и относительную диэлектрическую проницаемость. Эти показатели характеризуют различные физико-механические и технико-эксплуатационные свойства предлагаемого полимера или высокомолекулярного соединения. Главным является оценка совместимости предлагаемого пленкообразующего полимерного вещества с древесиной. Для этого необходимо определить термодинамический параметр совместимости адгезива (предлагаемого полимера) и субстрата (комплекс древесинного вещества – целлюлоза, гемицеллюлозы и лигнин). Затем оценить свободную энергию поверхности раздела адгезив-субстрат по каждому из составляющих лигноуглеводного комплекса. И в заключении, зная когезию адгезива, определить адгезионную прочность предлагаемого полимера к древесинному веществу. Такая методика позволяет прогнозировать возможность применения предлагаемых полимеров для склеивания, облицовывания или отделки древесины и древесных материалов.
Ключевые слова: древесинное вещество, полимерный пленкообразователь, термодинамический параметр, совместимость субстрата и адгезива.
ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ КОМПОЗИТОВ С ПОЛИМЕРНОЙ ФАЗОЙ АЦЕТАТА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, ПОЛИАКРИЛАТОМ НАТРИЯ И ДРЕВЕСНОЙ МУКОЙ
Целью настоящей работы являлось исследование влияния содержания полиакрилата натрия и древесной муки на свойства композитов с полимерной фазойацетата целлюлозы со степенью ацетилирования в интервале от 2,4 до 2,7. В качестве пластификаторов для ацетата целлюлозы в работе были использованы триацетат глицерина (триацетин) и трибутиловый эфир фосфорной кислоты (трибутилфосфат). Смешение компонентов композиционного материала производилось методом вальцевания. Содержание полиакрилата натрия варьировалось от 0,0 до 16,7 мас. %, а древесной муки от 0,0 до 47,7 мас. %. Для полученных образцов композитов были определены следующие физико-механические свойства: плотность твёрдость по Бринеллю, число упругости, модуль упругости при сжатии, пластичность, прочность при изгибе, ударная вязкость, водопоглощение за сутки и потеря массы после выдержки в активном грунте в течение 60 суток. Были найдены функциональные зависимости названных свойств от содержания в образцах композитов полиакрилата натрия и древесной муки. Установлено, что увеличение содержания полиакрилата натрия и древесной муки приводит к повышению показателей плотности, твёрдости, ударной вязкости, водопоглощения, биоразложения и уменьшению прочности при изгибе.Установлено, что использование полиакрилата натрия в качестве наполнителяпозволяет увеличить водопоглощение композиционного материала более чем на 300 %. Также наблюдался значительный рост показателя разложения композита после выдержки в активном грунте. Кроме того совместное использование полиакрилата натрия и древесной муки обеспечивает увеличение показателей твёрдости, упругости, плотности и ударной вязкости.
Ключевые слова: композит, ацетат целлюлозы, полиакрилат натрия, водоудержание, древесная мука, биоразложение.
