С.В. Фокин, П.Ю. Медведева, В.П. Попиков
Скачать
№ 1 (53)
Технологии. Машины и оборудование
Фокин Сергей Владимирович – д.т.н., профессор, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова», пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3, г. Саратов, Российская Федерация, 410012, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9575-7764, e-mail: feht@mail.ru.
Медведева Полина Юрьевна – аспирант, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова», пр-кт им. Петра Столыпина, зд. 4, стр. 3, г. Саратов, Российская Федерация, 410012, ORCID: https://orcid.org/0009-0003-9708-4182, e-mail:pelageam@mail.ru.
Попиков Виктор Петрович – к.т.н., доцент, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», ул. Тимирязева, 8, г. Воронеж, Российская Федерация, 394087, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2499-2772, e-mail: kafedra.laip@inbox.ru.
Одним из основных направлений развития лесной и деревообрабатывающей промышленности в данном контексте является использование метода переработки отходов и низкокачественной древесины на технологическую щепу. Этот метод позволяет оптимизировать использование ресурсов деловой древесины, сохраняет площади лесных массивов, снижает затраты на лесовосстановление и заготовку древесины, а также увеличивает долю выхода древесины с лесных территорий на 20-25 %. «Зеленая энергетика», несомненно, имеет свои затраты, но привлекательна по ряду других факторов, например, как средство осознанного подхода государства к своим природным ресурсам и экологической ситуации. Энергетика на основе растительной и древесной биомассы продолжает набирать популярность во многих странах мира, становясь самоокупаемой и конкурентоспособной альтернативой ископаемому топливу. Плантационное лесовыращивание может стать прорывным направлением в обеспечении энергобезопасности страны на основе возобновляемых источников энергии. Для создания энергетических лесов применяются быстрорастущие растения, такие как тополь, ива и осина. В процессе переработки продукции плантационных лесов в щепу используется широкий спектр рубильных машин, которые играют важную роль в получении конечной продукции. Они различаются по типу механизма резания, мобильности, а также по типу привода. При этом приводные устройства являются основным элементом в конструкции данного оборудования и оказывают значительное влияние на выбор силовой установки и параметры технологического процесса измельчения сырья. Однако вопрос классификации рубильных машин по типу привода получил недостаточное развитие в научной литературе. Поэтому в работе авторами проведен анализ видов приводов рубильного оборудования для древесного сырья, который может стать основой для создания концепции конструктивной схемы нового рубильного оборудования, отличающегося высокой надежностью эксплуатации и безопасностью производства работ при измельчении продукции энергетических лесов в топливную щепу.
лесные плантации, рубильная машина, привод, щепа
Фокин, С. В. Анализ конструктивных особенностей привода рубильных машин для измельчения энергетического древесного сырья / С. В. Фокин, П. Ю. Медведева, В. П. Попиков // Лесотехнический журнал. – 2024. – Т. 14. – № 1 (53). – С. 95–115. – Библиогр.: с. 108–115 (45 назв.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2024.1/6.
1. Беляев, С. В. Проблемы и перспективы получения и применения топлив из биомассы, снижающих выбросы парниковых газов / С. В. Беляев, М. С. Левина // Resources and Technology. 2022. №3, Т. 19. С. 83–100.-DOI: 10.15393/j2.art.2022.6463-URL:https://cyberleninka.ru/article/n/problemy-i-perspektivy-polucheniya-i-p....
2. Böhlenius, Henrik Nilsson, Urban Salk, Carl. (2020). Liming increases early growth of poplars on forest sites with low soil pH. Biomass and Bioenergy. 138. 105572. 10.1016/j.biombioe.2020.105572.DOI: 10.1016/j.biombioe.2020.105572.URL:https://www.Sciencedirect.Com/science/article/abs/pii/S0961953420301069#...
3. Фокин, С. В. Обоснование конструкции машин фрезерного типа для получения биотоплива в условиях лесов степной и лесостепной зон Поволжья / С.В. Фокин, О.Н. Шпортько // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2014. Т. 2. № 5-3 (10-3). С. 156-160.-EDN: TEMEQJ-DOI:10.12737/6950-URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22778809.
4. Драпалюк, М. В. Ресурсосберегающие технологии и техника при плантационном лесовыращивании и заготовке древесного сырья / М. В. Драпалюк, П. И. Попиков // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе. Материалы международной научно-практической конференции. 2021. С. 350-357.- EDNOIGFWG- URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47155573.
5. Плыкин, В. Д. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии : учебное пособие. – Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2013.172 с.-EDN: WEGYHY-URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=wegyhy
6. Фокин, С. В. Об использовании древесных отходов при восстановлении защитных лесных полос / С. В. Фокин, О. Н. Шпортько, В. В. Цыплаков // Научная жизнь. 2015. № 6. С. 134-142. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25388509.
7. Григорьева, О. И. Эффективная технология расчистки древесно-кустарниковой растительности / О. И. Григорьева, А. Б Давтян // Повышение эффективности лесного комплекса : Матер. Седьмой Всерос. нац. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Петрозаводск, 2021. С. 34–35. – EDN: ZXLLFI. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=zxllfi.
8. Беляев, С. В. Современное состояние и перспективы применения биомассы для получения биотоплив / С. В. Беляев, Г. А. Давыдков, С. Н. Перский // Актуальные вопросы науки и техники.2015. С. 61–63. – EDN: TRCMYZ. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23355865.
9. Фокин, С. В. Экологосберегающие технологии при ведении современных агролесомелиоративных мероприятий / С. В. Фокин, О. Н. Шпортько, А. С. Бурлаков // Научная жизнь. 2017. № 7. С. 78-91. EDN: ZHTTGX. URL:https://elibrary.ru/item.asp?id=30058020.
10. Технологический алгоритм производства продукции из порубочных остатков / А. П. Мохирев, К. П. Рукомойников, М. М. Герасимова [и др.] // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2023. № 1 (391). – С. 153–171. – DOI: 10.37482/0536-1036-2023-1-153-171. – URL: https://journals.narfu.ru/
index.php/fj/article/view/1343.
11. Григорьев, И. В. Перспективные направления опытно-конструкторскихработ в лесном машиностроении / И. В. Григорьев, О. А. Куницкая // Повышение эффективности лесного комплекса : Материалы III Всерос. научно-практич. конф. с междунар. участием. Петрозаводск, 2017. С. 53–56. – EDN: YTQUTK. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32681201.
12. Добрецов, Р. Ю. Проблемы и перспективы использованияв лесном комплексе машин с полугусеничным движителем / Р. Ю. Добрецов, А. С. Дмитриев, И. В. Григорьев // Вестник АГАТУ. 2022. № 4 (8). С. 95–105. – URL:https://new.nlrs.ru/open/99671.
13. Justice S., Biggs S. The spread of smaller engines and markets in machinery services in rural areas of South Asia // Journal of Rural Studies. 2020. Т. 73. Р. 10–20. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.jrurstud.2019.11.013.
14. Liao W., Zeng F., Chanieabate M. Mechanization of Small-Scale Agriculture in China: Lessons for Enhancing Smallholder Access to Agricultural Machinery // Sustainability. – 2022. – Т. 14. – №. 13. – Р. 7964. – DOI: https://doi.org/10.3390/su14137964.
15. Negrete J. C. Analysis of the current situation of two wheels tractors in Mexico //Horticult. Int J. – 2020. – Т. 4. – №. 1. – С. 28-33. – DOI: https://doi.org/10.15406/hij.2020.04.00152.
16. Peters M. D. J. et al. Scoping reviews: reinforcing and advancing the methodology and application //Systematic reviews. – 2021. – Т. 10. – №. 1. – Р. 1-6. – DOI: https://doi.org/10.1186/s13643-021-01821-3.
17. Rohani A. et al. Designing and modeling the power transmission mechanism for existing walking tractors to facilitate their guidance and turning //International Journal on Interactive Design and Manufacturing. – 2023. – Т. 10. – DOI: https://doi.org/10.1007/s12008-023-01516-0.
18. Takeshima H. Custom-hired tractor services and returns to scale in smallholder agriculture: a production function approach //Agricultural Economics. – 2017. – Т. 48. – №. 3. – Р. 363-372. – DOI: https://doi.org/10.1111/agec.12339.
19. Takeshima H., Nin-Pratt A., Diao X. Mechanization and agricultural technology evolution, agricultural intensification in sub-Saharan Africa: Typology of agricultural mechanization in Nigeria //American Journal of Agricultural Economics. – 2013. – Т. 95. – №. 5. – Р. 1230-1236. – DOI: https://doi.org/10.1093/ajae/aat045.
20. Tangtong C. et al. Risk factors associated with hand tractor related injuries among rice farmers in Thai-land //Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. – 2022. – Т. 28. – №. 1. – Р. 43-57. – DOI: https://doi.org/10.1080/10807039.2021.2014301.
21. Тихонова, Е. В. Обзор предметного поля как метод синтеза научных данных / Е. В. Тихонова, Н. М. Шленская // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2021. – № 3. – С. 11-25. – DOI 10.36107/spfp.2021.257. – EDN UUDXHJ. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48003100.
22. Шамсутдинова, А. И. Внедрение инноваций в лесное хозяйство РФ и перспективы их развития / А. И. Шамсутдинова, Г. Ф. Илалова, А. Р. Мухтарова // Наука молодых - будущее России : Сборник научных статей 2-й Междунар. науч. конференции перспективных разработок молодых ученых. В 5 т., Курск,13–14 декабря 2017 года / отв. ред. А. А. Горохов. Т. 5. – Курск : ЗАО "Университетская книга", 2017. – С. 211-213. – EDN YBBGRQ. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=31736899.
23. Чебукова, А. В. Методические основы внедрения «бережливого производства» / А. В. Чебукова, Г. Р. Гарипова, Я. С. Чернявская // Качество в производственных и социально-экономических системах: сб. науч. тр. 7-й Междунар. научно-техн. конф. Курск, 2019. С. 188–190. – EDN: CSSHIT. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=csshit.
24. Проблемы повышения качества отечественного лесного машиностроения / О. А. Куницкая, В. А. Макуев, Т. Н. Стородубцева [и др.] // Системы. Методы.Технологии. 2022. № 4 (56). С. 57–63. – EDN: OHGHQS. – URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49848720.
25. Фокин, С. В. Об основных видах энергетической древесины / С. В. Фокин, О. А. Фомина // Forest Engineering : материалы научно-практической конференции с международным участием. 2018. С. 273-276. – EDN: SMBQRR. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35278500.
26. Голякевич, С. А. Анализ и перспективы использования лесозаготовительной техники в природно-производственных условиях Республики Беларусь / С. А. Голякевич //Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2021. № 2 (246). С. 188-195. – EDN: WYNXGI. – DOI: 10.52065/2519-402X-2021-246-23-188-195. – URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46408166.
27. Фокин, С. В. Способы транспортирования щепы из рубительных машин / С. В. Фокин, О. А. Фомина // Научная жизнь. 2018. № 2. С. 10-15. – EDN: YVTTJL. – URL:https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32788506.
28. Varol T. et al. Efficiency Comparison of Mechanization Techniques in Nursery // European Journal of Forest Engineering. – 2019. – Т. 5. – № 2. – Р. 68-76. – DOI: https://doi.org/10.33904/ejfe.581652.
29. Фокин, С. В. О конструктивных схемах подачи сырья к измельчителю в дисковых рубильных машинах / С. В. Фокин, О. Н. Шпортько // Инновационное техническое обеспечение агропромышленного комплекса : матер. науч.-техн. конференции с международным участием имени А.Ф. Ульянова. – Саратов, Вавиловский университет, 2023. С. 255-259. – EDN: UXRMCA. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=uxrmca.
30. Zhang X., Yang J., Thomas R. Mechanization outsourcing clusters and division of labor in Chinese agriculture // China Economic Review. – 2017. – Т. 43. – Р. 184–195. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.chieco.2017.01.012.
31. Фокин, С. В. К вопросу переработки древесных отходов на предприятиях АПК / С. В. Фокин, О. Н. Шпортько, К. С. Манышев // Современное экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты рационального природопользования : Матер. II междунар. науч.-практ. интернет-конференции ФГБНУ «Прикаспийский НИИ аридного земледелия». 2017. С. 1822-1825. – EDN: ZANRSL. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29727486.
32. Мясищев, Д. Г. Оптимизация конструктивных параметров системы "рабочий орган - мотошасси" дляизмельчения напочвенного растительного покрова / Д. Г. Мясищев, С. А. Путинцев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2016. – № 215. – С. 149-162. – DOI 10.21266/2079-4304.2016.215.149-162. – EDNWAXWCF. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26180945.
33. Мясищев, Д. Г. Потенциал малой механизации в лесохозяйственных технологических процессах / Д. Г. Мясищев // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2018. – № 1(361). – С. 70–79. – DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.1.70. – EDN YNMFBS. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32367561.
34. Djordjevich S. J., Djordjevich-Miloshevich S. B., Miloshevich S. M. Assessment of Conditions and Experience for Plantation of Agro-Energy Crops on Degraded Agricultural Land in Serbia // World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering. 2016. Vol. 10(7). Р. 447-50.-DOI: doi.org/10.5281/zenodo.1125827- URL:https://publications.waset.org/10005064.
35. Якимов, В. А. Экспериментальное исследование лесного посевного агрегата на базе мотошасси / В. А. Якимов, Д. Г. Мясищев // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2014. – Т. 2, № 3-4(8-4). – С. 95–98. – DOI 10.12737/4347. – EDN SHVQVL. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21744407.
36. Заровняев, Т. Д. Технологический процесс по переработке отходов лесозаготовительного производства / Т. Д. Заровняев, Е. И. Никитина, О. А. Куницкая // Современные проблемы и достижения аграрной науки в Арктике : Сб. науч. ст. по материалам Всерос. студ. научно-практич. конф. с междунар. участием в рамках «Северного форума – 2020» (29-30 сент. 2020 г., Якутск) и Междунар. науч. онлайн летней школы – 2020 (6-20 июля 2020 г., Якутск). Якутск, 2020. С. 107–114. – EDN: QJTFUA. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=qjtfua.
37. Новиков, А. И. Опыт применения альтернативных источников энергии в транспортно-технологическом комплексе / А. И. Новиков // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. – 2014. – Т. 1, № 1 (1). – С. 62–65. – EDN: TJQQLD. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23015125.
38. Столбин, В. С. Анализ научных исследований в области оценки экологического воздействия лесопромышленных машин и технологий на лесные экосистемы / В. С. Столбин, С. А. Голякевич // Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. – 2020. – № 2 (234). – С. 149–159. – EDN: NOYHHM. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43937082.
39. Котельников, Н. В. Технико-экономическое обоснование проекта по внедрению биотопливного котла для утилизации древесных порубочных остатков / Н. В. Котельников, Е. В. Пруидзе, С. П. Гагунов // Байкальская наука: идеи, инновации, инвестиции. – Иркутск, 2019. С. 14–20. – EDN: NRPZAQ. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42573994.
40. Григорьев, В. И. Лесные плантации в Азиатско-Тихоокеанском регионе / В. И. Григорьев // Наука и инновации: векторы развития : матер. междунар. науч.-практ. конференции молодых ученых, Барнаул,
24-25 октября 2018 года. С. 75-78. – EDN: RZXKVD. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37324863.
41. Технологический алгоритм производства продукции из порубочных остатков / А. П. Мохирев, К. П. Рукомойников, М. М. Герасимова, С. О. Медведев, М. А. Зырянов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 1. С. 153−171. – EDN: RMNTFL. – DOI: https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-153-171. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=rmntfl.
42. Любов, В. К. Повышение эффективности энергетического использования биотоплива / В. К. Любов, И. И. Цыпнятов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 1. С. 172–185. – EDN: JSRLLO. – DOI: https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-172-185. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50260969.
43. Шегельман, И. Р.Типизация лесных территорий по природно-производственным условиям на основе кластерного анализа / И. Р. Шегельман, П. В. Будник // Изв. ВУЗов. Лесной журнал, 2021. № 1. С. 120–137. – EDN: XORRKH. – DOI: 10.17238/issn0536-1036. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44729465.
44. Патент на полезную модель № 221 248 U1 , МПК B27L 11/00 (2006.01),A01G 23/00 (2006.01), СПКB27L 11/00 (2023.08), A01G 23/00 (2023.08)Устройство для измельчения порубочных остатков / Фокин С. В, Медведева П. Ю.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Вавиловский университет. – № 2023123326; заявл. 08.09.2023; опубл. 26.10.2023 Бюл. № 30.
45. Малюков, С. В. Анализ конструкций и режимов работы дисковых рубительных машин / С. В. Малюков, А. А. Аксенов, М. А. Малюкова // Лесотехнический журнал. – 2021. – Т. 11, № 4 (44). – С. 139–149. – DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2021.4/12. – https://elibrary.ru/xknnup.