Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции, 2015, №4, (15-2) -

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОБИЛЬНЫХ ГУБИТЕЛЬНЫХ МАШИН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОТОПЛИВА

USE OF MOBILE CHIPPERS FOR BIOFUELS

Гудков А.Ю., к.т.н., доцент Свиридов В.Г., к.т.н., доцент Полетаев Н.Н., студент ЛПФ ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический

университет имени Г.Ф. Морозова» г. Воронеж, Россия DOI: 10Л2737/14116

Аннотация: представлен анализ существующих рубительных машин для производства топливной щепы в различных условиях.

Summary: an analysis of existing chippers for production of wood chips in a variety of conditions.

Ключевые слова: щепа, биотопливо, рубительная машина, качество, древесина, топливо.

Keywords: chips, biofuel, chipper, quality, wood, fuel.

Одним из перспективных видов биотоплива является древесное топливо. Российская Федерация, имея самые большие в мире лесные ресурсы, обладает огромным потенциалом в области лесной биоэнергетики. Сырье для производства древесного топлива может быть заготовлено непосредственно в лесу (первичное древесное топливо) или представлять собой отходы лесопиления и бывшую в употреблении древесину (вторичное древесное топливо).

При производстве первичного древесного биотоплива широко используются следующие виды сырья [4]: - неделовая древесина: малоценная, низкокачественная, дровяная; - порубочные остатки от сплошнолесосечных рубок: вершины, ветви, сучья, обломки стволов, откомлевка; - тонкомерная древесина от некоммерческих рубок ухода и специально выращиваемая для энергетических целей; - пнёвая и корневая древесина.

Наиболее перспективным видом древесного биотоплива для крупных потребителей, находящихся недалеко от источников древесного сырья является топливная щепа. Процесс получения топливной щепы из древесной биомассы состоит, как минимум, из трех этапов: заготовка (или сбор) биомассы, измельчение биомассы в топливную щепу и транспортировка готовой щепы до потребителя [3].

В зависимости от вида и размеров перерабатываемого сырья, требовании к качеству щепы используют рубительные машины различного конструктивного исполнения, а также измельчители биомассы. По конструкции мобильные рубительные машины аналогичны стационарным. Среди них встречаются как дисковые, так и барабанные машины, существуют и другие измельчители (шредеры) различной конструкции. Рассмотрим более подробно каждый из видов измельчителей:

В дисковых рубительных машинах таких как (Skorpion SD 120 R, Hj ЮМ (G/GT), СН160Т, BC-600XL, МРН-40-1, Мр/Мрг-160 и др.) резание древесины осуществляется между ножами, установленными на ножевом диске (роторе), и контрножом, установленным на приемном патрубке. Длина щепы определяется величиной выступа ножей на ножевом диске, которая регулируется при установке ножей. Такого рода машины используют в основном для измельчения круглых материалов с целью получения качественной щепы.

В рубительных машинах барабанного типа таких как (DH 608, РТН 900/660, HEINOLA 97 RMT, M18R, Bruks и др.) рабочим инструментом является ножевой ротор (барабан) с закрепленными на нем режущими ножами или резцами. Барабанные машины обычно имеют большее проходное сечение, чем дисковые, и менее чувствительны к виду измельчаемого сырья, что позволяет перерабатывать в щепу практически весь древесный сортимент - кругляк, отторцовки, горбыль, рейку, обрезки, кривоствольную и даже предварительно раздробленную древесину. Конечно, при использовании такого сырья щепа получается разнородной и возможно появление на выходе крупных кусков. Для стабилизации фракционного состава щепы механизм резания барабанных машин оснащается перфорированным поддоном (ситом), размер отверстий которого определяется назначением машины и требованиями к продукту. Таким образом, основное преимущество барабанной рубительной машины перед дисковой- ее универсальность.

Первые рубительные машины собирались так: стационарные машины устанавливались на шасси или транспортное средство - автомобиль либо трактор.

Основное отличие мобильных рубительных машин от стационарных - наличие независимого привода ротора. Ротор рубительной машины подключается либо к двигателю транспортного средства, на котором устанавливается дробилка, либо оснащается собственным двигателем. Наиболее простым и, как следствие, дешевым вариантом решения для мобильной рубительной машины является оборудование с приводом от трактора. Благодаря тому, что для таких машин не требуется собственный двигатель, они компактны и могут использоваться в любых местах в пределах проходимости трактора. В качестве навесного оборудования, ввиду обязательного условия небольшого веса, чаще используются простые дисковые рубительные машины небольшой производительности, а на прицепах, как правило, устанавливаются более мощные машины - дисковые или барабанные, с тяжелой системой подачи. К преимуществам прицепной техники также нужно отнести возможность установки приемного бункера для щепы, который обычно выполняется подъемно- переворотным - для обеспечения быстрой разгрузки. Однако машины с подключением к ВОМ трактора обладают известными ограничениями. Их вес и мощность, а значит, и производительность ограничиваются мощностью двигателя трактора, однако такие машины, безусловно, отличаются высокой мобильностью и подходящей стоимостью.

Следующим классом мобильных рубительных машин являются машины с собственным приводом ротора от бензинового или дизельного двигателя. Выбор двигателя дизельного типа, как правило, оправдан меньшим расходом топлива и большим крутящим моментом, что является важным фактором при пиковых нагрузках на роторе измельчителя. Такие машины в зависимости от веса могут быть установлены на одно или многоосный прицеп для буксирования легковым автомобилем или седельным тягачом. Существуют также модели, устанавливаемые на грузовой автомобиль или самоходную тележку на гусеничном ходу. Колесная техника используется при необходимости частых перемещений в легкодоступных местах. Машины на гусеничном ходу применяют в труднодоступных местах или при работе на одной площадке, например на предприятиях, централизованно перерабатывающих древесные отходы. Подача материала к измельчителю может осуществляться как вручную - через направляющий бункер (для маломощных машин), так и при помощи гидроманипулятора, установленного на транспорте. Использование гидроманипулятора необходимо при измельчении тяжелого и крупногабаритного материала. К тому же это позволяет оператору осуществлять все операции не выходя из кабины, если гидроманипулятора в легких машинах нет, для подачи тяжелых веток и стволов можно воспользоваться лебедкой, которой некоторые производители комплектуют свои машины. Способ подачи материала к механизму резания зависит от вида измельчаемого сырья и типа дробилки. Так, для измельчения коротких древесных отходов могут быть удобны дробилки с верхней загрузкой, а для измельчения длинномерного материала (сучьев, горбыля, вершин стволов) удобна фронтальная загрузка. Подачу в легкие дисковые рубительные машины часто выполняют под углом к плоскости диска - такое конструктивное решение обеспечивает эффективный самозахват и самоподачу материала при помощи ножей ротора. Системы подачи материала могут существенно различаться конструктивно в зависимости от типа установки, ее мощности, способа подачи и вида измельчаемого материала. Применяются различные комбинации подающих вальцов, цепей и прижимных механизмов.

Интересную комбинацию мобильного измельчителя и харвестера предлагает компания Silvatec. Измельчитель Silvatec 878СН (СН8328) - это валочно-пакетирующая четырехосная полноприводная машина с установленным в ее передней части дисковым рубительным агрегатом. Эта машина может валить и складывать молодые деревья в колею или сразу измельчать их на щепу, для сбора которой на задней части машины имеется контейнер вместимостью 16м3. Контейнер может опрокидываться назад на высоте, которая удобна для перегрузки щепы в машину-челнок. Применение такого «chipper» исключает необходимость волочить бревна из леса, повреждая при этом стволы молодых деревьев. Благодаря такой комбинации даже самые проблемные для измельчения материалы могут быть раздроблены до нужной фракции.

Анализ показывает, что настоящее время имеется большой выбор машин для комплексной переработки различного вида древесного сырья и отходов производства.

Список литературы

  • 1. Гудков, А. Ю. Анализ факторов влияющих на размернокачественные параметры пилопродукции в малоленсых районах [Текст] / А. Ю. Гудков, В. Г. Свиридов, О. Л. Долгов// Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции / гл. ред. В. М. Бугаков; Фед. гос. бюджет, образоват. учреждение высш. проф. образования "Воронеж, гос. лесотехн. акад.". - Воронеж, 2014. - № 4, ч. 3 (9-3). - С. 425-428. - Научно-техническая конференция молодых ученых "Современные материалы и технологии их создания" проведена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 14-38-10181), Воронеж, 16-17 октября 2014 года. - Библиогр.: с. 428 (3 назв.). - eLIBRARY.
  • 2. Васильев С.Б. Техника и технология производства щепы в леспромхозе: монография / С. Б. Васильев, В. И. Патякин, И. Р. Шегельман. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2001. - 100 с.
  • 3. Сюнёв В.С. Лесосечные машины в фокусе биоэнергетики: конструкции, проектирование, расчет: учеб, пособие / В. С. Сюнёв, А. А. Селиверстов, Ю. Ю. Герасимов, А. И. Соколов. - Йоэнсуу : Изд-во НИИ леса Финляндии METLA, 2011.- 143 с
  • 4. Никишов, В. Д. Комплексное использование древесины: учебник для вузов / В. Д. Никишов. - М. : МГУЛ, 2006. - 264 с.

УДК 658.512.011

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>