Совершенствование контейнерных перевозок измельченной древесины водным транспортом (1026229), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Патякин,5проф. Д.Н. Липман, проф. Б.И. Угрюмов, проф. А.Ю. Мануковский, проф. В.К.Курьянов, проф. П.Ф. Войтко, доц. С.М. Иванов, доц. И.Л. Шевелев, и др.Основные исследования посвящены вопросам научного обоснования технической возможности применения мягких плавучих контейнеров для транспортировки по водным путям измельченной древесины. Предложены различные конструкции плавучих контейнеров и материалы для изготовления их оболочек, изучены вопросы транспортных качеств контейнеров, изменения свойствдревесины при сплаве в контейнерах.Вопросы совместимости контейнерных технологий с технологиями и системами машин попроизводству измельченной древесины, включаяпогрузочно-разгрузочные операции пока остаютсяне решенными.Во втором разделе рассмотрены возможные транспортно-технологические схемы контейнерных перевозок измельченной древесины водным транспортом.На основе анализа применяемой техники итехнологии, предложен новый тип транспортнойединицы из мягких плавучих контейнеров(ТЕМК) и устройство для производства измельченной древесины (УПД), позволяющее исклюРис.

1 – ТЕМКчить технологические простои при формированииТЕМК.ТЕМК – это универсальная и технологически гибкая транспортная единица для лесосплава измельченной древесины, которая включает в себя: мягкий контейнер; специальный поддон; подплав.КонструкцияТЕМК позволяет использоватьмягкийконтейнер без подплава и поддона, чтоособенно важно привыполнении технологических операций сконтейнерами на суше, включая загрузку,упаковку и транспортировку их сухопутРис. 2 – Устройство для производства измельченной древесиныным транспортом.ТЕМК в этом случае представляет собой обычный мягкий контейнер типа «бигбэг», с которым все операции на суше хорошо отработаны.6При хранении и перемещении загруженного мягкого контейнера волокомпо лесосеке или по плотбищу, особенно по снегу, его устанавливают на поддон.Поддон также предохраняет оболочку контейнера от повреждения во время егобуксировки по воде.На случай поврежденияоболочки, для поддержанияТЕМК на плаву, он комплектуется подплавом.

Подплавпомещают в карманы навнешней оболочке ТЕМКнепосредственно перед пуском его в сплав. Размещениеподплава на внешней оболочке дополнительно предохраняет оболочку ТЕМК от повреждения.Устройство для произРис. 3 - Технология УПД со сброской ТЕМК на лесосеке.1 – транспортная машина; 2 – мягкие контейнеры; 3 – ру- водства измельченной дребительная машина; 4 – прицеп с бункером-дозатором; 5 – весины УПД содержит заавтомобиль с контейнерами; 6 – контейнеры на погру- хватывающее устройство 1,зочной площадке; 7 – лесосечные отходы.рубительное устройство 2,устройство для подачи измельченной древесины 3, контейнеры для накопленияизмельченной древесины 4, кузов 5, бункер-накопитель 6 (см.

рис .2).В третьем разделе приведены результаты исследований технологическихпроцессов формирования ТЕМК методами имитационного моделирования.Рассмотрены три схемы производства измельченной древесины с загрузкой ее в ТЕМК по технологииУПД (см. рис. 3, рис. 4 и рис.5).Концептуальнаямодельработы мобильной рубительной машины по технологииУПД представлена на рис. 4.В модели заявки делятся начетыре уровня: первого уровня – лесосечные отходы; второго уровня – охапкиРис. 4 - Технология УПД со сброской ТЕМК на погру- лесосечных отходов;зочной площадке третьего уровня – минимальный объем измельченной древесины, доступный для манипуляции втехнологическом процессе; четвертого уровня – объем ТЕМК с измельченной древесиной.7Модель работы рубительной машины с ТЕМК по технологии УПД реализована в виде компьютерной программы на языке GPSSW и использована дляпроведения экспериментов.Эксперименты с моделью выполнены для двух случаев:1.

Цикл упаковки ТЕМК больше, чем цикл его наполнения.2. Цикл упаковки ТЕМК меньше, чем цикл его наполнения.Результатами эксперимента установлено, что в первомслучае бункер УПД через некоторый промежуток времени оказывается переполнен при любомего объеме. Во втором случаебункер УПД не будет переполняться.

Для этого случая проведены серии экспериментов дляодного ТЕМК.По результатам экспериментов установлено, что объембункера УПД уменьшается с Рис. 5 - Технология УПД с заполнением ТЕМК изувеличением времени циклов мельченной древесиной и укладкой их на погрузочном пунктесбора лесосечных отходов, ихпереработки и подачи в ТЕМК.

Уменьшение потребного объема бункера в случае двух ТЕМК происходит интенсивнее.Рис. 6 - Концептуальная модель работы рубительной машины с ТЕМК по технологии УПДЕсли цикл упаковки ТЕМК больше, чем цикл его наполнения, происходитболее быстрое нарастание потребного объема бункера УПД с увеличением продолжительности работы системы машин (см. рис. 7). Зависимости объема бункера УПД от цикла работы рубительной машины для одного ТЕМК объемом 1и 2 м3 приведены на рис.

8. Установлено, что объем ТЕМК, когда он один, не8влияет на объем бункера УПД. Объем бункера УПД зависит только от циклавремени работы рубительной машины.1,000,90300Объем бункера, для 1 контейнера, м3Потребный объем бункера, куб.м350250200150100y = -9E-08x2 + 0,0111x - 12,497R² = 0,997950001000020000300004000050000600000,800,70y = 73,54x-1,023R² = 0,99710,600,500,400,300,200,1050150200250300350400Приведенный цикл работы рубительной машины,с/м3Время моделирования, сРис. 8 – Зависимость максимального объемабункера УПД от цикла работы рубительноймашины для одного ТЕМК объемом 1 и 2 м3(цикл упаковки ТЕМК меньше, чем цикл егонаполнения)Рис. 7 – Зависимость максимального объемабункера УПД от времени работы для цикларубительной машины 12 с (40 с/м3) и одногоТЕМК объемом 1м3 (цикл упаковки ТЕМКбольше, чем цикл его наполнения)1,42y = 0,0008x2 - 0,1138x + 3,8959R² = 0,98991,6Число контейнеров = 21,2y = 0,0049x2 - 0,3626x + 6,6286R² = 0,9993Объем бункера, м3Объем бункера, для 2 контейнеров, м31001,21м30,82м30,4Число контейнеров = 310,8y = 0,0018e0,0375xR² = 0,93080,60,4y = 0,0002e0,0384xR² = 0,91860,201020304050607000Приведенный цикл работы рубительноймашины, с/м350100150200250Время цикла упаковки групп контейнеров, сРис.

9 – Зависимость максимального объемабункера УПД от цикла работы рубительноймашины для двух ТЕМК объемом 1 и 2 м3Рис. 10 – Зависимость максимального объемабункера УПД от цикла упаковки группТЕМКПример зависимости объема бункера УПД от цикла работы рубительноймашины для двух ТЕМК объемом 1 и 2 м3 приведен на рис. 9. Установлено что,объем ТЕМК, когда их два и более, влияет на объем бункера УПД. Объем бункера УПД зависит как от цикла времени работы рубительной машины, так и отобъема ТЕМК. При одном и том же объеме бункера УПД для более производительной рубительной машины потребуется ТЕМК большего объема.Технология УПД позволяет работать с группами ТЕМК.

Особенность работы рубительной машины с группой ТЕМК заключается в том, что ТЕМК сприцепа УПД сбрасывают не по одному, а группами. Цикл обработки группыТЕМК будет больше, чем одного ТЕМК такого же объема, как и у всей группы.9Для безостановочной работы рубительной машины необходимо, чтобы циклработы рубительной машины был больше, чем цикл установки группы ТЕМК.Зависимости объема бункера УПД от цикла упаковки групп ТЕМК приведены на рис. 10.В четвертом разделе приведены теоретические и экспериментальные исследования плавучести и остойчивости ТЕМК.Установлено, что для остойчивого плавания, диаметр ТЕМК должен бытьв 1,5-2 раза больше его высоты.В конструкции ТЕМК предлагается водонепроницаемая оболочка.

Однако при оценке плавучести учитывали возможность повреждения оболочки иконтакта измельченной древесины с водой. Предложена модель постепенного(послойного) погружения ТЕМК в воду по мере намокания древесных частиц.В такой модели изменение плотности измельченной древесины в ТЕМК по еговысоте происходит во времени неравномерно:отн.щ (t )  Tотн.к (t )(1) щ (t )  отн.щ (t ) – относительная тегдевкущая плотность измельченной древесины;Tк (t ) Tотн.к (t ) – относительная текуhкщая осадка ТЕМК.Изменение плотности слоев измельченнойдревесины при контакте их с водой, определялось по уравнению проф. Патякина В.И.: щ   пр.

 (  пр.   н )  e 2  t ,(2)где  пр. – предельная плотность древесины щепы; н. – начальная плотность древе-сины щепы; – коэффициент водопоглощения древесины щепы.Расчет изменения плавучести ТЕМКпроводился методами численного моделирования при послойном погруженииТЕМК в воду.Расчет плавучести ТЕМК с подплавом на воде проводился при условииряда допущений относительно подплава (см. рис. 11):подплав имеет форму цилиндра кольцевого поперечного сечения;высота подплава равна высоте ТЕМК.Получены формулы для определения доли подплава (3) и его размера (4)в зависимости от плотности материала подплава и коэффициента полнодревесности измельченной древесины:Рис.

11 – Схема к расчету плавучести водопроницаемого ТЕМК сподплавом10Vотн.п  щ.пред k щ   1вп1(3)вгдеVотн.п VпVк- относительный объем подплава. Или:d отн.пгдеd отн.п d п2  d к2d к2  щ.пред k щ   1 вп1в(4)- относительный диаметр подплава.Зависимость относительной осадки ТЕМК от относительной плотностиматериала подплава, коэффициента полнодревесности измельченной древесиныи относительной начальной плотности древесины будет иметь вид:2 отн.щн  kщ   отн.п  d отн.пTотн.кн (5)2kщ  d отн.п400100035022,042e0,5471xy=R² = 0,9828300y = 821,43x0,0538R² = 0,9758Плотность, кг/куб.мДни нахождения контейнера на плаву, сут.1100450250900200150y = 739,42x0,0538R² = 0,97618001005000123Процент подплава, %4Дни находжения контейнера на плаву по формуле безподплава, сут.Дни находжения контейнера на плаву (модель), сут.Рис.

Характеристики

Список файлов диссертации