Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 13
1.1. Анализ использования различных видов топлива 13
1.2 Обзор видов древесного топлива и требования к размеру частиц 15
1.3 Способы измельчения древесного сырья для получения топливной щепы 20
1.4 Технические средства для получения топливной щепы на лесосеке 27
1.5 Обзор конструкций режущих ножей для измельчения отходов древесины 33
1.6 Анализ исследований процесса измельчения древесины режущими ножами и технологии получения топливной щепы 36
Выводы. Цель и задачи исследований 42
2. Теоретические исследования процесса измельчения порубочных остатков ступенчатыми режущими ножами 44
2.1 Основные положения теоретических исследований процесса измельчения порубочных остатков различными по конструктивному исполнению режущими элементами 44
2.2 Представление потока древесной массы как сплошной среды 50
2.3 Вывод и анализ уравнения вращательного движения диска с режущими ножами 55
2.4 Общие положения построения математических зависимостей, определяющих процесс измельчения древесины рубительной машиной 61
2.5 Исследование рабочего процесса резания порубочных остатков ступенчатым ножом 64
2.5.1 Определение общих сил давления на нож, сил сопротивления резанию и моментов этих сил з
2.5.2 Вычисление сил и моментов сил вязкого трения 74
2.5.3 Теоретические исследования сил и моментов сил сухого трения скольжения 80
2.6 Исследование рабочего процесса резания порубочных остатков
прямым ножом 81
2.6.1 Определение сил давления на нож, режущих сил и моментов 81
2.6.2 Рассмотрение сил и моментов сил вязкого трения 88
2.6.3 Вычисление сил и моментов сил сухого трения скольжения
2.7 Состав и применение программного комплекса для исследования процессов резания порубочных остатков ступенчатым и прямым ножами 92
2.8 Компьютерные эксперименты и сравнительный анализ процессов резания ступенчатым и прямым ножами 93
2.9 Моделирование работы ступенчатых рубительных ножей в составе дисковой рубительной машины для измельчения порубочных остатков
2.9.1 Представление элементов, входящих в состав математической модели рабочего процесса измельчения порубочных остатков дисковой рубительной машины 97
2.9.2 Общая система уравнений и особенности ее решения 108
2.9.3 Автоматизированное моделирования работы ступенчатых ножей ПО
2.9.4 Влияние частоты вращения рубительного диска на эффективность работы дисковой рубительной машины 118
2.9.5 Определение взаимосвязи частоты вращения подающих вальцов с эффективностью работы дисковой рубительной машины 120
2.9.6 Исследование влияния длины секций ступенчатого ножа на эффективность работы дисковой рубительной машины 122
2.10 Конструктивно-технологическая схема дисковой рубительной машины, оснащенная ступенчатыми ножами для измельчения порубочных остатков 123
Выводы 127
3. Программа и методика экспериментальных исследований процесса резания порубочных остатков ступенчатыми ножами 129
3.1 Методика изучения закономерностей изменения энергоемкости и динамических характеристик процесса рубки порубочных остатков при различных углах наклона в плоскости режущей кромки ножей 129
3.1.1 Состав лабораторной установки 129
3.1.2 Проведение лабораторных исследований закономерностей изменения энергоемкости и динамических характеристик процесса рубки порубочных остатков при различных углах наклона в плоскости режущей кромки ножей и углах наклона плоскости рубки
3.2 Методика обработки результатов лабораторных исследований закономерностей изменения энергоемкости и динамических характеристик процесса рубки порубочных остатков при различных углах наклона в плоскости режущей кромки ножей и углах наклона плоскости рубки 136
3.3 Подготовка и выполнение лабораторных исследований по изучению фракционного состава щепы 137
3.4 Определение производительности опытного образца дисковой рубительной машины, оснащенной ступенчатыми ножами 142
4. Результаты экспериментальных исследований процесса измельчения порубочных остатков ступенчатыми ножами 144
4.1 Итоги определения закономерностей изменения энергоемкости и динамических характеристик процесса измельчения порубочных остатков при различных углах наклона в плоскости режущей кромки ножей и углах наклона плоскости рубки 144
4.2 Итоги исследований фракционного состава получаемой щепы при переработке отходов лесосечных работ 150
4.3 Производительность опытного образца дисковой рубительной машины, оснащенной ступенчатыми ножами 153
Выводы 155
5. Экономическая эффективность от применения опытного образца дисковой рубительной машины и промышленного использования топливной щепы, полученной в условиях вырубок 158
5.1 Экономическая эффективность от применения опытного образца дисковой рубительной машины 158
5.2 Экономическая эффективность промышленного использования топливной щепы, полученной в условиях вырубок 168
Основные выводы и рекомендации 176
Библиографический список 178
