Лесотехнический журнал 2013 № 1

233 Pages·010.039 MB·Russian

by  Коллектив авторов

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ
ЖУРНАЛ
Научный журнал
2013 г. № 1 (9)
Учредитель – Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия» (ВГЛТА)
Главный редактор Журнал зарегистрирован Феде-
В.М. Бугаков ральной службой по надзору в сфере
Заместитель главного редактора связи, информационных технологий
И.М. Бартенев
и массовых коммуникаций.
Члены редакционной коллегии
Свидетельство о регистрации
Д.Н. Афоничев
ПИ № ФС77-44148 от 09.03.2011 г.
Т.Л. Безрукова

М.В. Драпалюк
Материалы настоящего журнала
В.К. Зольников
могут быть воспроизведены только
Н.Н. Матвеев
с письменного разрешения редакцион-
С.М. Матвеев
ной коллегии
В.С. Петровский

А.Д. Платонов

А.И. Сиволапов

А.В. Скрыпников

С.И. Сушков
О.В. Трегубов
Н.А. Харченко
М.П. Чернышов РИО ФГБОУ ВПО «ВГЛТА»
Ответственный секретарь 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8,
С.В. Пономарёв телефон [phone],
Редактор факс [phone],
С.Ю. Крохотина e-mail: [email protected]
Компьютерная верстка

С.В. Пономарёв

© ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», 2013
FORESTRY ENGINEERING
JOURNAL
Scientific Journal
2013, № 1 (9)
Founder – Federal State Budget Educational Institution of High Professional
Education
«Voronezh State Academy of Forestry and Technologies» (VSAFT)
Editor-in-Chief The journal is registered by the Fed-
V.M. Bugakov eral Service for Supervision of Commu-
Vice-editor-in-chief nications, Information Technology and
I.M. Bartenev
Communications
Members of editorial board
Registration certificate
D.N. Afonichev
PI № FS77-44148 of 09.03.2011
T.L. Bezrukova

M.V. Drapalyuk
Materials of this journal may be re-
V.K. Zolnikov
produced only with written permission of
N.N. Matveev
the editorial board
S.M. Matveev

V.S. Petrovskiy

A.D. Platonov

A.I. Sivolapov

A.V. Skrypnikov

S.I. Sushkov
O.V. Tregubov
N.A. Kharchenko PS FSBEI HPE «VSAFT»
M.P. Chernyshov 394087, Voronezh, Timiryazeva str, 8,
Executive secretary telephone [phone],
S.V. Ponomarev fax [phone],
Editor e-mail: [email protected]
S.Yu. Krokhotina

Typesetting

S.V. Ponomarev
© FSBEI HPE «VSAFT», 2013
СОДЕРЖАНИЕ
ДЕРЕВОПЕРЕРАБОТКА
Ивановский В.П., Ивановский А.В., Ковешникова Н.С., Гончарова О.Ю.
К вопросу совершенствования процессов пиления древесины мягких лиственных
пород круглыми пилами……………………………………………………………………... 7
Ивановский В.П., Ивановский А.В., Ковешникова Н.С., Гончарова О.Ю.
К вопросу совершенствования процесса пиления древесины мягких лиственных пород
ленточными пилами………………………………………………………………………….. 15
Щекалёва А.А. Алгоритмизация процедуры экспресс-анализа экологичности изделий
корпусной мебели…………………………………………………………………………….. 24
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО И ЗАЩИТНОЕ ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЕ
Казаков В.И., Проказин Н.Е., Лобанова Е.Н. Особенности создания и роста культур
ели на вырубках с влажными и временно переувлажненными почвами………………… 32
Курьянова Т.К., Платонов А.Д., Снегирева С.Н. Изменение структуры и качества
древесины сосны, повреждённой пожаром………………………………………………. 42
Петровский В.С., Гузь Н.М., Малышев В.В., Мурзинов Ю.В. Исследование и
оптимизация возрастной площади питания деревьев при лесовыращивании сосны…… 47
Попова В.Т., Дорофеева В.Д. Оценка интродукции некоторых видов рода Spiraea L. в
дендрарии ВГЛТА и перспективы их использования в озеленении……………………… 59
Славский В.А., Николаев Е.А, Славская Е.А. Зависимость зимостойкости
от фенологических особенностей местных форм и гибридов ореха грецкого
в Воронежской области……………………………………………………………………… 68
Фазилова Н.Ф., Чернодубов А.И. Полиморфизм соцветий каштана конского в
Узбекистане…………………………………………………………………………………… 74
ЛЕСОЭКСПЛУАТАЦИЯ
Васильев В.В. Изменение осадки плоской сплоточной единицы………………………... 78
Макеев В.Н., Плешков Д.Д., Солопанов М.С. Повышение эффективности
применения одноковшовых гидравлических экскаваторов при строительстве лесных
дорог…………………………………………………………………………………………... 86
Макеев В.Н., Сушков С.И., Солопанов М.С., Шевцова И.Е., Сушков А.С. Влияние
продолжительности простоя на производительность подвижного состава……………… 92
МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
Бартенев И.М. Ударное разрушение и активный оборот почвенного пласта при
вспашке……………………………………………………………………………………….. 98
Бухтояров Л.Д., Сергиенко Д.С. Исследование разгона и удара цепи ротора о ствол
тонкомерной древесно-кустарниковой растительности…………………………………... 110

Лесотехнический журнал 1/2013 3
Гончаров П.Э., Попиков П.И., Пономарёв С.В., Шабанов М.Л., Меняйлов К.А.
Совершенствование технологического комплекса технических средств для
лесовосстановления на горельниках в Центрально-Черноземном регионе……………… 116
Долженко С.В. Разработка методики экспериментальных исследований гидропривода
механизма поворота лесного манипулятора сортиментовоза…………………………….. 127
Драпалюк М.В., Попиков В.П., Меняйлов К.А., Попиков С.К. Повышение
эффективности механизированных уходов за зелеными насаждениями в придорожных
зонах городов и населенных пунктов ……………………………………………………… 138
Попиков П.И., Журавлев И.Н., Пономарев С.В. Совершенствование систем
приводов лесных фрезерных машин за счет упругодемпфирующих элементов………... 146
Попов В.С. Моделирование процесса высева крупных лесных семян
лесопитомниковой сеялкой………………………………………………………………….. 155
Пошарников Ф.В., Кречко Л.М., Попов В.С. Теоретические исследования процесса
высева крупных лесных семян новым высевающим аппаратом………………………….. 164
УПРАВЛЕНИЕ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАТИКА
Сушков С.И., Бурмистрова О.Н. Разработка оптимизационных методов принятия
решений на предприятиях лесного комплекса……………………………………………... 172
ЭКОЛОГИЯ В ЛЕСНОМ КОМПЛЕКСЕ
Новиков В.А., Царалунга В.В. Охотпользование и мелководные искусственные
водоёмы. Проблемы, связанные с их эвтрофикацией……………………………………... 178
Сушков А.С. Разработка методов оценки воздействия лесопромышленных
предприятий на окружающую среду……………………………………………………….. 182
ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Безрукова Т.Л., Шанин И.И. Обеспечение инвестиций в инновационную
деятельность мебельных предприятий……………………………………………………... 188
Сибиряткина И.В., Лысенко М.В. Государственно-частное партнёрство: сущность
и факторы его обуславливающие…………………………………………………………… 196
Рефераты…………………………………………………………………………………… 199

4 Лесотехнический журнал 1/2013
CONTENTS
WOOD PROCESSING
Ivanovsky V.P., Ivanovsky A.V., Koveshnikova N.S., Goncharova O.Yu. On the
question of process improvement of sawing of deciduous softwood species with circular
saws…………………………………………………………………………………………. 7
Ivanovsky V.P., Ivanovsky A.V., Koveshnikova N.S., Goncharova O.Yu. On the
question of process improvement of sawing of deciduous softwood species with log band
saws…………………………………………………………………………………………. 15
Shchekaleva A.A. Algorithmization of rapid analysis procedure of environmental
friendliness of furniture products…………………………………………………………… 24
FORESTRY AND PROTECTIVE AFFORESTATION
Kazakov V.I., Prokazin N.E., Lobanova E.N. Features of creation and growth of spruce
species in clearings with wet and temporarily waterlogged soils…………………………... 32
Kuryanova T.K., Platonov A.D., Snegireva S.N. Increasing viability of seedlings of tree
species (foreign experience)………………………………………………………………… 42
Petrovskiy V.S., Guz N.M., Malyshev V.V., Murzinov Yu.V. Research and
optimization of the age area of trees nutrition in pine trees forest growing………………... 47
Popova V.T., Dorofeeva V.D. Rating introduction of certain species of the genus Spiraea
L. in VSAFT arboretum and the prospects for their use in landscaping……………………. 59
Slavsky V.A., Nikolaev E.A., Slavskaya E.A. Dependence of winter hardiness from
phenological characteristics of local forms and hybrids of European walnut in the
Voronezh region…………………………………………………………………………….. 68
Fazilova N.F., Chernodubov A.I. Polymorphism of horse chestnut blossom clusters in
Uzbekistan…………………………………………………………………………………... 74
FOREST EXPLOITATION
Vasilyev V.V. Flat raft draft changing……………………………………………………… 78
Makeev V.N., Pleshkov D.D., Solopanov M.S. The improvement of the effectiveness of
hydraulic shover during forest rods building……………………………………………….. 86
Makeev V.N., Sushkov S.I., Solopanov M.S., Shevtsova I.E., Sushkhov A.S. Influence
of the downtime on the hauling rig productivity……………………………………………. 92
MACHINERY AND EQUIPMENT
Bartenev I.M. Impact fracture and active overturning furrow slice while plowing……….. 98
Bukhtoyarov L.D., Shevchenko D.S. Researching of the speed-up and rotor circuit
stroke of the small-diameter trees and shrubs trunks……………………………………. 110
Goncharov P.E., Popikov P.I, Ponomaryov S.V., Shabanov M.L., Menyaylov K.A.
Improvement of the technological complex of the technique for forest recreation in fire-
damaged forests in Black Soil Region……………………………………………………… 116

Лесотехнический журнал 1/2013 5
Dolzhenko S.V. Development of methods for the experimental research of slewing gear
hydraulic drive of the short log truck manipulator………………………………………….. 127
Drapalyuk M.V., Popikov V.P., K.A. Menyaylov, Popikhov S.K. Improvement of
mechanized treatment efficiency for plantations road reserve of cities and agglomerations. 138
Popikov P.I., Zhuravlyov I.N., Ponomaryov S.V. The imperfection of the drive systems
of the forestry milling machine with the elastic damping elements………………………… 146
Popov V.S. Modeling of the process of the large seed dropping by the forest nursery seed-
ing machine…………………………………………………………………………….. 155
Posharnikhov F.V., Krechko L.M., Popov V.S. Theoretical research of the large seed
dropping process by the new seeding apparatus……………………………………………. 164
MANAGEMENT, COMPUTER ENGINEERING AND COMPUTER SCIENCE
Sushkov S.I., Burmistrova O.N. Development of optimization methods of decision-
making in enterprises of forest complex……………………………………………………. 172
ECOLOGY IN FOREST COMPLEX
Novikov V.A., Tsaralunga V.V. Gamekeeping management and shallow water artificial
reservoirs. Problems related to their eutrophication………………………………………... 178
Sushkov A.S. Development of methods for assessing the impact of timber industry
enterprises on the environment……………………………………………………………... 182
ECONOMICS AND PRODUCTION ORGANIZATION
Bezrukova T.L., Shanin I.I. Providing investment in innovative activity of furniture
enterprises…………………………………………………………………………………... 188
Sibiryatkina I.V., Lysenko M.V. Public-private partnership: the nature and the factors
causing it……………………………………………………………………………………. 196
Abstracts………………………………………………………………………………… 199

6 Лесотехнический журнал 1/2013
Деревопереработка
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
УДК 674.023
К ВОПРОСУ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПИЛЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
МЯГКИХ ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД КРУГЛЫМИ ПИЛАМИ
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры древесиноведения В. П. Ивановский
аспирант А. В. Ивановский
студент Н. С. Ковешникова
студент О. Ю. Гончарова
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
[email protected]

Обзор литературных источников по рынке стальные, так как имеют в несколь-
данному вопросу выявил следующее [1, 2, ко раз выше точность изготовления и под-
3, 4, 5]. Традиционно свойства древесины готовки к работе, стойкость, а, следова-
низкосортных, малоценных лиственных тельно, и более высокое качество пропила
пород в области модификации древесины при правильно подобранном режиме экс-
изучались П.Н. Хухрянским, В.А. Шамае- плуатации. Обзор конструкций круглых
вым, Л.Т. Свиридовым и др. Однако зна- пил для пиления древесины мягких лист-
чения известных физико-механических и, венных пород показал отсутствие таковых,
особенно, деформативно-прочностных т.е. конструкций круглых пил, предназна-
свойств древесины осины, тополя, липы, ченных для пиления мягколиственной дре-
ольхи и др. отличаются в пределах 20-30 весины с пониженной энергоемкостью и
%, а свойства такой древесины при дина- высоким качеством. Известные техниче-
мических нагрузках не исследованы. Изу- ские решения, повышающие работоспо-
чены особенности процесса продольного собность круглых пил, не оказывают прак-
пиления древесины мягких лиственных тического влияния на качество пиленой
пород круглыми пилами. Опытами А.Л. поверхности и энергоемкость процесса пи-
Бершадского установлено, что сила реза- ления.
ния на зубе Р достигает значения, доста- В ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» разработа-
з
точного для сдвига древесины от дна про- на математическая модель механизма
пила лишь при углублении резца до 0,8 стружкообразования при пилении древе-
мм. Чем глубже вдавливание зуба, тем сины мягких лиственных пород круглыми
больше работа трения и, следовательно, пилами (формулы (1-3)) [5]. Установлено,
тем больше расход мощности на пиление. что контактные процессы и процессы в зо-
Поэтому целесообразно осуществлять рас- не стружкообразования тесно связаны.
пиловку пилами с комбинированными Сложная взаимосвязь факторов отражает
зубьями [5]. условия статического равновесия в зоне
Также установлено, что пилы с твер- пиления. При пилении постоянно баланси-
досплавными пластинками почти полно- руются через силу S и момент M два одно-
стью вытеснили на производственном временно протекающих процесса дефор-
Лесотехнический журнал 1/2013 7
Деревопереработка
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
мирования древесины – в зоне стружкооб- ния древесины мягких лиственных пород.
разования I и в зоне его контакта с перед- Величины контактных давлений и длина
ней поверхностью II. Наиболее изменчи- контактной зоны стружки и резца, харак-
выми параметрами, реагирующими на из- тер распределения напряжений в зоне кон-
менения любого внешнего фактора, явля- такта впервые были установлены Г.А. Зо-
ются угол стружкообразования, длина кон- товым и В.П. Ивановским для элементар-
тактной зоны и форма эпюры нормальных ных резцов и режущих дисков. Для круг-
давлений на переднюю грань. На рис. 1 лых пил таких уравнений стружкообразо-
приведена расчетная схема процесса пиле- вания нет [6].

Рис. 1. Схема процесса пиления древесины мягких лиственных пород:
Р – касательная сила пиления; P – нормальное давление на резце; Н – высота пропила;
0
δ − угол пиления пилы; а – половина длины плоскости стружкообразования; L – длина
контакта передней грани зуба пилы с древесиной; ε − угол расположения плоскости
стружкообразования; α – задний угол пилы; n – показатель степени неравномерности
распределения нагрузок по передней поверхности резца; c и c – постоянные Лангранжа;
1 2
Р – нормальное давление на главной режущей кромке пилы; σ – предел текучести для
0 m
древесины мягких лиственных пород; γ − передний угол резца

c 2a c2 (c 2a)2 Р L
x2 с ln 1 2 1  0 0, (1)
т 2 c  c2 c2 n1
1 2 1
где σ – зона текучести для мягколист- n – показатель степени неравномер-
m
венной древесины, 4…6 МПа; ности распределения нагрузок по пе-
2ah/sin – длина плоскости редней поверхности резца.
стружкообразования;

8 Лесотехнический журнал 1/2013
Деревопереработка
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
  Р L
y  c2 (c 2а)2  c2 c2  0 0, (2)
m 2 1 2 1 n1
  c 2a c2 (c 2a)2 
M  Т (2ac ) c2 (c 2a)2 c  c2 c2 c2ln 1 2 1 
2  1 2 1 1 2 1 2 c  c2 c2 
 1 2 1  (3)
p K К L2
 0 упр пласт 0;
(n1)(n2)
где К – коэффициент упругости древе- ния: Р , L, n. Задав условия пиления (Н, γ,
упр 0
сины; μ, σ , K K ) определяем эти контакт-
m упр, пласт
К – коэффициент пластичности ные характеристики процесса пиления.
пласт
древесины; Зная эти контактные характеристики для
4 6; 0120; 0120; древесины мягких лиственных пород, ре-
T
шаем задачу минимизации сил взаимодей-
040; 0120.
ствия резца со стружкой Р и Q (рис. 1).
Длина контактной зоны резца и древеси-
Разработана программа для расчета
ны:
режимов резания древесины. Рассчитана
atc
L sin() 1, (4) зависимость удельной работы пиления от
t1
подачи на зуб пилы:
где t – усадка стружки,
Пила с разводом
cos()
t  . (5)
Rm1...3
sin Uz  max ; (7)
6811
Тогда величина контактного давле-
Пила с плющением
ния P составит
0
2c tg()c Rm1.243
P   1 2 , (6) Uz  max ; (8)
0 T c2 c2 tg()tg 2960
1 2
Скорости подачи на допускаемой высоте
где μ=arctg f – угол трения;
неровностей:
f – коэффициент трения стружки по
Пила с разводом
резцу.
Rm1..3 nz
Формулы (1–3) образуют систему, U  max ; (9)
Rm 6811103
являющуюся математической моделью
Пила с плющением
взаимосвязей контактных характеристик
(Р , L, n) и параметров зоны стружкообра- Rm1.243 nz
0 U  max . (10)
зования (ε, с , с ) c условиями пиления (Н, Rm 2960103
1 2
Для исследования свойств древесины
γ, μ, σ , K K ). Численная реализация
m упр, пласт
была создана экспериментальная установ-
созданной математической модели (10) на
ка по определению упруго-пластических
ЭВМ позволяет получить количественную
свойств древесины мягких лиственных по-
оценку зависимости контактных характе-
род при динамических нагрузках [6]. В
ристик процесса пиления древесины мяг-
проводимых опытах для замера упругих,
ких лиственных пород от условий пиле-
Лесотехнический журнал 1/2013 9
Деревопереработка
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
остаточных и суммарных упругопластиче- В исследованиях процесса пиления
ских деформаций использовался крешер- использовался экспериментальный образец
ный метод, где в качестве крешера вместо круглой пилы (Пат. на изобретение
мягких металлов применялся пластилин. №2378104) с пластинками твердого спла-
Кроме этого применялся метод механиче- ва. На рис. 2 представлены зубчатый венец
ской регистрации деформаций. Экспери- разработанной конструкции пилы, а также
ментально, методом оптимизации были форма ее косозаточенного и сглаживающе-
выявлены оптимальные углы радиального го зубьев. Пила состоит из корпуса 1, че-
и тангенциального поднутрения инстру- редующихся сглаживающих 2 и косозато-
ментов для резания древесины мягких ли- ченных 3 зубьев, выполненных из твердо-
ственных пород. Управляемые факторы: Ψ сплавных пластин. Величины переднего
– угол поднутрения радиальный (по ра- угла γ и заднего α обеспечиваются наличи-
диусу инструмента); φ – угол бокового ем косозаточенных зубьев с острыми ре-
поднутрения (тангенциальный); ρ – плот- жущими кромками, скалывающими волок-
ность древесины. В качестве критерия оп- на мягколиственной древесины, а также
тимизации приняты значения боковой си- уменьшением угла косой заточки φ=8° со
лы зажима F Взаимосвязь отмеченных значительным (до 30 %) увеличением пе-
б.
параметров в указанных пределах была риода стойкости пилы.
установлена статистическим путем, экспе- Снижение уровня шероховатости
риментально, в виде следующего уравне- разделяемых поверхностей мягколиствен-
ния регрессии: ной древесины достигается наличием
сглаживающих зубьев с меньшими углами
45,40,26
F  , (11)
б 0,160,513 боковых поднутрений пластин, равных 40′.

Сглаживающие зубья пилы создают эф-
где 1′<φ<60΄; 1′<ψ<60΄; 300<ρ<500;
фект шлифования на разделяемых поверх-
Повышенные значения углов под-
ностях древесины. Для исследования энер-
нутрения приводят к положительному
гоемкости процесса пиления использован
снижению абсолютного значения целевой
круглопильный станок с подключенным
функции F , но это может снизить устой-
б
промышленным ваттметром (рис. 3). Ше-
чивость и жесткость инструмента. Из-
роховатость пиленой поверхности измеря-
лишне высокое значение F вызывает на
б
лась профилометром. Активный экспери-
лезвиях инструмента действие теплоис-
мент проводился для четырех факторов
точников повышенной интенсивности, что
двух выходных величин с использованием
в конечном итоге приводит к неравномер-
центрального униформ-ротатабельного
ному нагреву, повышенному тепловому
планирования.
износу и затуплению режущих кромок.

10 Лесотехнический журнал 1/2013