Деревообрабатывающая промышленность. Изделия из древесины. Переработка отходов. ДСП. Фанера. Лесопильная продукция (Мебельная промышленность- см. 684)

Страницы истории изданий "Известия высших учебных заведений. Лесной журнал"

Библиографический указатель подготовлен к 80-летию кафедры древесиноведения и тепловой обработки древесины лесотехнического института. Указатель содержит библиографическое описание научных, учебных и научно-методических изданий, имеющихся в фонде научной библиотеки САФУ, а также статьи, опубликованные в сборниках научных трудов, тезисов докладов, конференций, периодических изданиях, патенты на изобретения. Ретроспективный библиографический указатель отражает вопросы изучения древесины, исследования ее свойств и создания новых древесных материалов учеными кафедры в период ее становления и развития.

Процесс получения гранулированного биотоплива из термомодифицированной массы на пресс-грануляторах валкового типа является перспективным методом утилизации древесных отходов березовой коры. Плотность гранул из коры – важный показатель, их высокого качества. Получение качественных гранул из термомодифицированной коры березы зависит от давления прессования, которое напрямую связано с относительной длиной фильеры матрицы и физико-механическими свойствами исходного сырья, в первую очередь с коэффициентами трения и адгезии спрессованной древесной гранулы с цилиндрической поверхностью фильеры матрицы в пресс-грануляторах валкового типа. В настоящее время практически отсутствуют данные о коэффициентах адгезии и трения для термомодифицированной древесной коры, что не позволяет определить давление, развиваемое прессовочными валками в процессе прессования древесных гранул. На основании разработанной математической модели для расчета давления прессования в цилиндрической фильере матрицы коэффициенты трения и адгезии были объединены в коэффициент α, что позволило создать стенд и разработать методику его экспериментального определения. Проведенные исследования по получению гранул из термомодифицированной березовой коры показали, что обобщающий коэффициент α является функцией исходной влажности термомодифицированного сырья и давления прессования. Статистическая обработка экспериментальных результатов позволила получить уравнение регрессии для определения коэффициента α.

Высокие требования к качеству и срокам изготовления продукции, выпускаемой судостроительной промышленностью, вызывают необходимость совершенствования технологий на всех этапах ее изготовления, начиная с получения литых заготовок. Модельную оснастку для крупногабаритных отливок в условиях единичного и мелко-серийного производства изготовляют из древесины и древесных материалов, что связано с большим разбросом типоразмерных характеристик при значительной номенклатуре изделий. Механическую обработку таких литейных моделей в виде тел вращения со сложным осевым профилем производят на станках токарной группы с единым электромеханическим копировальным приводом по двум осям. Замена копировальной системы управления на числовую позволила не только модернизировать станок, но и изменить технологию подготовки производства и сам процесс обработки литейной модели на станке. Нами создана цифровая модель осевого профиля изделия, состоящая из математического описания номинального контура, в виде дискретного набора точек и алгоритма слежения системой числового программного управления за точностью его воспроизведения режущим инструментом во время обработки на основе использования принципов широтно-импульсного управления электромагнитной муфтой главного привода станка. На специально разработанной микропроцессорной модели станка 1525 в лабораторных условиях протестировано программное обеспечение, реализующее цифровую модель осевого профиля поверхности вращения литейной модели из древесины. Использование разработанной цифровой модели при замене копировальной системы управления станком на числовое программное управление позволяет значительно снизить технологическую трудоемкость и затраты на изготовление из древесины и древесно-композитных материалов крупногабаритных литейных моделей с поверхностями вращения.

Рассмотрен процесс конвективной сушки хвойных пиломатериалов при непрерывной циркуляции сушильного агента в условиях пониженного давления среды. Установлено, что заметное снижение скорости циркуляции сушильного агента в камере происходит при давлении среды 50 кПа и менее. Давление насыщения водяного пара в су-шильной среде однозначно и логарифмически зависит от температуры, поэтому с понижением давления среды температура кипения воды снижается, коэффициенты диффузии и самодиффузии водяного пара, а также влагосодержание сушильной среды увеличиваются. В связи с этим определяется тепло- и массоперенос при пониженном давлении среды. Коэффициенты диффузии при пониженном давлении возрастают. Интенсивность процесса сушки в вакууме зависит от внутренней диффузии влаги к поверхности древесины. Влагосодержание сушильного агента, определяемое парциальным давлением водяного пара в вакуумной камере (автоклаве), увеличивается с понижением давления. Для интенсификации испарения влаги из древесины необходимо, чтобы температура древесины была равна температуре кипения влаги или превышала ее. Испаряясь, влага охлаждает поверхность древесины, в результате чего увеличивается внутренняя диффузия влаги к ее поверхности. Внутри древесины возникает избыточное давление, которое релаксируется в зависимости от ее гидравлического сопротивления. После релаксации давления в древесине температура насыщения будет ниже температуры влаги, и влага вскипает по всему объему древесины. Сушку проводят в вакуумной сушильной камере – автоклаве. Для конденсации водяного пара из сушильного агента корпус автоклава выполнен двойным в целях охлаждения водой. Сконденсированная в процессе сушки влага собирается в градуированную емкость с водомером. При начальной влажности пиломатериалов по объему кон-денсата можно определить текущую влажность древесины. Разовая вместимость автоклава – до 22 м3 пиломатериалов. Одновременно работают три автоклава. Использование пониженного давления среды в процессе конвективной сушки хвойных пиломатериалов на 13…26 ч снижает ее продолжительность. Процесс сушки контролируют с пульта управления по температуре древесины и состоянию среды в сушильной вакуумной камере.

В качестве параметра контроля и прогнозирования работоспособности круглопильного оборудования предлагается использовать температуру нагрева дереворежущих круглых пил. В реальных условиях процесса лесопиления температуру режущего инструмента указанного типа станков можно измерять методом инфракрасного теплового контроля. Основной проблемой этого метода является высокая вероятность появления методической погрешности измерения, величина которой при определенных условиях делает его непригодным. Поэтому целью проведенного исследования являлось установление способа компенсации методической погрешности, снижающего разницу между инструментальной и фактической температурами до минимальных значений. Методическая погрешность при дистанционном измерении температуры радиационными пирометрами определяется точностью учета коэффициента теплового излучения объекта. Значение коэффициента теплового излучения зависит от многочисленных факторов, основные из которых – материал и температура объекта, а также температура окружающего пространства. При выполнении теоретических изысканий было установлено, что в справочных и методических источниках отсутст-вуют достоверные сведения о величине и характере изменения коэффициента излуче-ния инструментальных низколегированных сталей, применяемых для корпусов пил. Поэтому было принято решение о проведении эксперимента с использованием метода тепловой стимуляции. В результате эксперимента было установлено, что коэффициент теплового излучения корпусов круглых пил снижается при увеличении температуры нагрева от +30 до +100 оС и повышается при увеличении температуры рабочего пространства пил от +10 до +20 оС. Коэффициент теплового излучения для указанных температурных диапазонов при измерении пирометрами частичного излучения в спектре 8…14 мкм изменяется от 0,20 до 0,34. В ходе регрессионного анализа ре-зультатов эксперимента были установлены аналитические зависимости коэффициента теплового излучения от температуры нагрева и воздушной среды в зоне инфракрасного контроля для круглых пил, изготовленных из инструментальных сталей марок 9ХФ и 80CrV2. Применение регрессионных уравнений позволяет компенсировать методическую погрешность при радиационном температурном контроле на уровне, не превышающем 5 %. Они могут быть использованы при настройке пирометров частичного излучения для производства измерений.

Для плоских изделий применяются бесконтактные и контактные методы контроля плоскостности. При проведении бесконтактного контроля используют оптические системы. Контактный контроль поверхности подразумевает применение механических систем измерения или специальных преобразователей физических величин материала. Контактные методы, основанные на исследовании физических параметров материала, позволяют контролировать потерю плоской формы равновесия объекта и изменение остаточных напряжений. Образующиеся остаточные напряжения имеют наибольшее значение в области периферии диска из-за повышенного нагрева данной зоны пилы. Отклонение от плоскостности диска вследствие потери им плоской формы равновесия носит несимметричный характер. Нами предлагается применять метод акустической тензометрии для контроля плоскостности плоских круглых пил. Суть метода акустической тензометрии заключается в изменении скорости распространения ультразвуковых колебаний в материале при изменении величины остаточных напряжений. Предлагаемый способ подразумевает разбиение диска на кольцевые зоны с их последующим сканированием в окружном направлении. Отклонения кольцевой зоны от плоскостности характеризуются наличием деформации в сканируемой зоне и сравниваются с нулевыми показателями не эксплуатируемой ранее пилы. Представленная в работе экспериментальная установка предназначена для контроля плоскостности круглых пил методом акустической тензометрии и прямого измерения с помощью индикатора часового типа. Дополнительно перед проведением эксперимента контролируемые пилы подвергались химическому анализу для подтверждения соответствия заявленной марки стали у всех пил. Для возбуждения ультразвуковых колебаний на контролируемом участке использовался пьезоэлектрический преобразователь DA-501 с рабочей частотой 5 МГц, измерения проводились эхо-методом. В результате предварительного опыта было установлено, что полученные экспериментальные данные имеют нормальное распределение. Проведение основного эксперимента опиралось на полный факторный план с тремя варьируемыми параметрами, на основании результатов которого была принята теоретическая зависимость и доказана возможность использования данного метода для контроля плоскостности круглых пил.

Исследована водостойкость плит средней плотности, полученных из гидродинамически обработанных древесных опилок без применения связующих веществ. В качестве критериев водостойкости принято использовать разбухание плит по толщине после вымачивания в воде в течение 24 ч и остаточную прочность при статическом изгибе. Изучено влияние следующих режимных факторов горячего прессования на водостойкость плит: температуры плит пресса, удельной продолжительности прессования, влажности пресс-массы. Установлено, что при увеличении температуры плит пресса и удельной продолжительности прессования разбухание плит по толщине снижается. Наименьшее значение этого показателя отмечено при влажности пресс-массы 210 %. Для сравнения исследовано влияние кипячения в воде в течение одного 1 ч на свойства плит из механоактивированных древесных частиц, а также древесно-стружечных плит (ДСтП), древесно-волокнистых плит высокой (HDF) и средней (MDF) плотности сухого способа производства. Плиты ДСтП и MDF полностью разрушились, плиты HDF сохранили свою форму, но при этом потеряли прочность при статическом изгибе, которая составила 89,7 % от первоначальной. У плит из механоактивированных древесных частиц потеря прочности при статическом изгибе – 18,2 % от первоначальной (до кипячения – 22,4 МПа, после него – 17,4 МПа). Циклические испытания по ГОСТ Р 56309–2014 методом «вымачивание–замораживание–высушивание» позволили установить, что влажностные деформации плит из механоактивированных древесных частиц имеют обратимый характер. В результате проведения 3 циклов испытаний снижение прочности плит при статическом изгибе составило 29,2 %. При этом геометрические размеры существенно не изменились, остаточное разбухание плит по толщине 0,62 %. Таким образом, предварительная гидродинамическая обработка отходов деревообработки (опилок) позволяет получить экологически чистые плиты с постоянной водостойкостью, которые могут найти широкое применение в жестких температурно-влажностных условиях эксплуатации. Для цитирования: Ермолин В.Н., Баяндин М.А., Казицин С.Н., Намятов А.В., Острякова В.А. Водостойкость древесных плит, получаемых без использования связующих веществ // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 151–158. DOI: 10.37482/0536-1036- 2020-3-151-158 Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, правительства Красноярского края, краевого фонда науки в рамках научного проекта «Исследование процессов структурообразования материалов из кавитационно-активированной древесины»
Water resistance of medium density panels made of hydrodynamically treated sawdust without binders was studied. It is customary to use panel swelling through-thickness after soaking in water for 24 hours and residual strength under static bending as criteria for water resistance. The effect of the following operation conditions of hot pressing on water resistance of panels was studied: temperature of press boards, specific pressing time and molding compound humidity. It is found that an increase in the temperature of press boards and specific pressing time results in a decrease in panel swelling through-thickness. The smallest value of this parameter was recorded at the press pulp humidity of 210 %. In comparison, the effect of boiling in water within 1 hour on the properties of the panels made of mechanically activated wood particles, as well as particle boards, high density fiberboards (HDF) and medium density fiberboards (MDF) of dry process was studied. It was found that the particle boards and medium density fiberboards were completely broken. High density fiberboards retained their shape, but the static bending strength was 89.7 % of the initial one. The panels made of mechanically activated wood particles had the static bending strength loss of 18.2 % of the initial one (before boiling – 22.4 MPa, after boiling – 17.4 MPa). The cyclic tests conducted according to the state standard GOST R 56309–2014 and by the “soaking–freezing–drying” method allowed us to find that the moisture deformations of the panels made of mechanically activated wood particles are reversible. As a result of 3 test cycles, a decrease in the static bending strength of the boards was 29.2 %. At the same time, their dimensions had no considerable changes. The value of residual swelling through-thickness was 0.62 %. The obtained results show that the preliminary hydrodynamic treatment of wood wastes (sawdust) allows making eco-friendly boards that have permanent water resistance. They can become widely used, especially under severe temperature and moisture conditions of operation. For citation: Ermolin V.N., Bayandin M.A., Kazitsin S.N., Namyatov A.V., Ostryakova V.A. Water Resistance of Wood-Based Panels Made without Binders. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 151–158. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-151-158 Funding: The research was carried out with the financial support from the Russian Foundation for Basic Research, the Government of the Krasnoyarsk Krai and the Krasnoyarsk Regional Fund of support scientific and technical activities within the framework of the research project “The Study of the Structuring Processes of the Materials Made of Cavitation-Activated Wood”.

Предыдущее название: Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник (до 2016 года)/ Журнал является ведущим научно-информационным журналом в области лесного хозяйства, экологии, лесозаготовки, деревообработки, химической технологии и обработки древесины, экономики лесного комплекса. Журнал публикует: статьи ученых высшей школы, НИИ, зарубежных специалистов, руководителей предприятий и инженеров; тексты докладов ученых на симпозиумах, конференциях и совещаниях; аннотации и рецензии на новые книги; публицистические и исторические литературные материалы. Главный редактор - Обливин Александр Николаевич, профессор, доктор технических наук, академик РАЕН и МАНВШ, Заслуженный деятель науки и техники РФ, Президент МГУЛ, профессор кафедры процессов и аппаратов деревообрабатывающих производств Московского государственного университета леса

Представлены материалы для выполнения лабораторных работ по разделу «Механические свойства древесины» дисциплины «Физика древесины».

Повышение эффективности деревообрабатывающего оборудования является одной из важнейших задач, стоящих перед отечественными предприятиями в условиях острой конкурентной борьбы с зарубежными производителями. Цель работы – исследование возможности снижения вибрации деревообрабатывающих станков как на стадии проектирования, так и в условиях их эксплуатации. Приведены теоретические сведения по расчету виброускорения, виброскорости, динамической системы станка и основные направления снижения вибрации деревообрабатывающего оборудования. Выполнены экспериментальные исследования с помощью модернизированного вибростенда БЖ4, предназначенного для изучения вибрации механизмов и машин. По результатам измерений оценена эффективность виброзащиты для каждой октавной полосы частот. Наибольший уровень вибрации отмечен на нижней плоскости объекта виброизоляции, непосредственно контактирующей с источником вибрации, несколько меньший – на боковых плоскостях по направлению горизонтальных осей X и Y ортогональной системы координат. Еще ниже уровень вибрации был на верхней плоскости объекта виброизоляции по направлению оси Z. Установлено, что при наличии виброзащитных модулей вибрация уменьшается на 5…20 %. Анализ результатов исследований позволяет сделать вывод о возможности существенного снижения массы и металлоемкости деревообрабатывающих станков в процессе их проектирования и изготовления. Дополнительные возможности для уменьшения вибрации появляются при правильных выборе и эксплуатации режущего инструмента.

При производстве алюминия образуется большое количество техногенных отходов. Технологический процесс самообжигающихся анодов подразумевает образование следующих побочных продуктов: шламы газоочистки, пыль электрофильтров, хвосты флотации угольной пены, отходы шламового поля (шламы), шамотная и угольная футеровка электролизеров. Крупные города Сибирского региона России (Красноярск, Братск, Иркутск) вблизи городской черты имеют свалки многотоннажных неутилизированных отходов, которые создают угрозу природе и жителям городов. Оценена возможность применения отходов алюминиевого и целлюлозно-бумажного производств в качестве модификатора готовых фенолоформальдегидных смол. Пыль электрофильтров, представляющую собой химически активный мелкодисперсный порошок черного цвета, можно использовать для уменьшения токсичности синтетических смол и клеев на их основе, шлам холодного отстоя (полидисперсный, полифункциональный сополимер, который состоит из структурных единиц лигнина) – для модификации синтетических клеев. В ходе исследования определяли условную вязкость клея через 1 ч после введения модификатора, жизнеспособность клея, продолжительность отверждения и эмиссию формальдегида. Для обоснования технологии склеивания фанеры фенолоформальдегидным клеем на основе смолы СФЖ-3013, модифицированной отходами алюминиевого и целлюлозно-бумажного производств, проведен многофакторный эксперимент с определением содержания модификатора в смоле, продолжительности и давления прессования. Установлено, что введение в фенолоформальдегидные смолы отходов алюминиевого и целлюлозно-бумажного производств позволит снизить стоимость готовой продукции, утилизировать отходы промышленного производства, повысить прочность готовой продукции и сократить содержание свободного формальдегида в ней. Для цитирования: Русаков Д.С., Варанкина Г.С., Чубинский А.Н. Модификация фенолоформальдегидных смол отходами производства алюминия и целлюлозы // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 130–140. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.130
In aluminum production a large amount of anthropogenic wastes is generated. The technological process of self- baking anodes implies formation of the following byproducts: gas treatment sludge, electrostatic precipitator dust, skim flotation tailings, sludge field wastes (sludge), fireclay and carbon lining of reduction cells. Major cities of Siberia (Krasnoyarsk, Bratsk, Irkutsk) near the city limits have landfill sites of large-tonnage, unutilized wastes that pose a threat to the nature and city residents. In this regard, the possibility of using aluminum and pulp and paper production wastes as a modifier of finished phenol-formaldehyde resins was evaluated. Electrostatic precipitator dust, which is chemically active fine black powder, can be used for reducing the toxicity of synthetic resins and glues based on them, cold stack sludge (polydisperse, polyfunctional copolymer, which consists of lignin structural units) for modification of synthetic glues. Funnel viscosity of glue 1 hour after the modifier introduction, glue tack range, curing time and formaldehyde emission were deter-mined as a part of the study. In order to substantiate the technology of plywood gluing by phenol-formaldehyde glue based on SFZh-3013 (СФЖ-3013) resin modified with wastes of aluminum and pulp and paper production a multifactorial experiment with determination of the modifier content in resin, duration and compacting pressure was carried out. It has been found that introduction of aluminum and pulp and paper production wastes into phenolformaldehyde resins will allow reducing the costs of final products, recycling wastes of pulp and paper production, increasing the final product strength and decreasing the free formaldehyde content in it. For citation: Rusakov D.S., Varankina G.S., Chubinskiy A.N. Modification of Phenol Formaldehyde Resins by Wastes of Aluminum and Cellulosic Pulp Production. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 2, pp. 130–140. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.130

Работоспособность подающих механизмов лесозаготовительного и деревоперерабатывающего оборудования определяется достигаемым сцеплением рабочих элементов вальцов с перемещаемыми заготовками, стабильность которого в значительной степени зависит от задаваемой при проектировании и реализуемой в процессе изготовления геометрии и физико-химических свойств материалов шипов, осуществляющих захват, удержание и непрерывное перемещение заготовок в зону обработки. В процессе эксплуатации геометрические параметры шипов изменяются вследствие изнашивания, которое является результатом действия сложной совокупности механических, химических, температурных и иных воздействий, сопровождающих процесс фрикционно-деформационного взаимодействия рабочих элементов подающих устройств и перемещаемой древесины. Изношенные шипы не обеспечивают надежного перемещения заготовки вследствие ее проскальзывания, что обусловливает снижение качества получаемых изделий и приводит к интенсификации изнашивания режущего инструмента. В то же время особенности влияния геометрической формы шипов на усилия сцепления подающих вальцов с перемещаемыми заготовками в условиях проявления триботехнических характеристик, обеспечивающих их работоспособность, не исследованы в достаточной для практического использования степени. Цель исследования – уточнение условий фрикционно-механического взаимодействия рабочих элементов вальцов с древесиной и выявление закономерностей изнашивания рабочих поверхностей шипов, что позволяет теоретически обосновать их рациональную геометрическую форму и требования к физико-химическим характеристикам рекомендуемых материалов. Для этого рассмотрен характер действующих нагрузок, реализующийся в зоне контакта металлических поверхностей шипов с древесиной при перемещении заготовок. Представлена картина изменения силового взаимодействия шипов с древесными заготовками, начиная с момента контакта отдельного шипа до выхода его из зацепления. Ее анализ показал, что уже в начале контакта на вершинную часть шипа начинает действовать ударная изгибающая нагрузка, которая в случае достижения пиковых значений нередко приводит к износу путем выкрашивания достаточно крупных микрообъемов подающих шипов. Вероятность проявления такого характера разрушения наиболее велика при недостаточной прочности используемого материала, наличии дефектов его структуры, особенно неблагоприятно расположенных микротрещин, и действии опасных растягивающих остаточных напряжений. Перечисленные факторы также существенно влияют на протекание коррозионно-механического изнашивания рабочих поверхностей шипов и сопротивление их перемещению в древесной среде. Таким образом, основным фактором эффективной транспортировки заготовки в зону ее обработки и достижения высокой износостойкости подающих вальцов является оптимизация геометрии шипов, свойств назначаемых материалов и технологии упрочняющей обработки рассматриваемых деталей. Для цитирования: Памфилов Е.А., Пилюшина Г.А., Шевелева Е.В., Прозоров Я.С., Пыриков П.Г. Повышение работоспособности подающих устройств деревоперерабатывающего оборудования // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 102–110. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.102
The working capacity of the logging and wood processing equipment feeding mechanisms is determined by the achievable coupling of the roller’s working elements with the movable blanks. The coupling stability depends significantly on the geometry specified in the design and implemented in manufacturing and physicochemical properties of the materials of tenons that capture, hold and continuously move the blanks into the processing zone. During operation, the geometrical parameters of tenons are changing due to wearing out, which is a result of a complex set of mechanical, chemical, thermal and other influences that accompany friction and deformation interaction of working elements of feeders and movable wood. Worn down tenons do not provide reliable movement of a blank, due to its slippage, which causes quality reduction of final products and leads to intensification of the cutting tool wearing out. At the same time the features of influence of tenon geometrical form on the mating forces of feeding rollers with movable blanks in conditions of development of the tribotechnical characteristics, which provide their working capacity, are not studied sufficiently for the practical use. Therefore, the research purpose is to clarify the conditions of friction-mechanical interaction of working elements of rollers with wood and to identify patterns of wearing out of tenon working surfaces, which allows theoretically substantiate their rational geometrical shape and requirements for the physicochemical characteristics of recommended materials. The acting load’s principles realized in the zone of contact of the metal surfaces of tenons with wood at displacement of blanks are considered for these purposes. The process of the force interaction change of tenons with blanks is shown beginning with the moment of contact of a certain tenon until it leaves the coupling. Its analysis showed that already at the beginning of the contact the shock bending load begins to act on the top of a tenon. The load in case of peak values often leads to wearing out by crumbling sufficiently large microvolumes of the feeding tenons. The probability of development of such fracture pattern is the greatest with insufficient strength of the using material and presence of structural defects, especially unfavorably located microcracks, and the action of dangerous tensile residual stresses. These factors also significantly affect the corrosion-mechanical wearing out of the working surfaces of tenons and their resistance movement in wood. Thus, the main factor of effective transportation of a blank to the processing zone and achievement of high wearing resistance of feeding rollers is optimization the tenon geometry, properties of the assigned materials and technology of strengthening treatment of the concerned details. For citation: Pamfilov E.A., Pilyushina G.A., Sheveleva E.V., Prozorov Ya.S., Pyrikov P.G. Improving the Feeder’s Working Capacity of Timber Processing Equipment. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 2, pp. 102–110. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.102

В лесной комплекс России традиционно и по существу включают лесное хозяйство и лесопромышленные отрасли, в первую очередь по заготовке и переработке древесины. Научные организации России, которые занимаются научно-исследовательской работой в интересах лесного комплекса, преимущественно входят в отраслевой, вузовский и академический сектор. Публикационную результативность этих работ можно анализировать на основе данных базы Научной электронной библиотеки. В качестве критериев оценки при этом можно использовать число публикаций работников научной организации, их цитируемость, импакт-фактор журналов, в которых опубликованы статьи, и ряд других показателей, играющих значимую роль при анализе деятельности не только отдельных ученых и научных организаций и учреждений в целом, но и качества научноисследовательских работ, проводимых в интересах лесного комплекса. База данных электронной библиотеки позволяет составить относительно систематическое представление о публикационной активности российских исследователей, вузов, научных организаций и учреждений в отечественных и зарубежных научных периодических изданиях. Основные выводы исследования: объемы выполняемых научно-исследовательских работ в интересах лесного комплекса в нашей стране находятся на весьма низком уровне; публикационная результативность достигла определенной стабилизации роста, хотя тенденция не столь очевидна и требует дальнейшего изучения; присоединение ряда ведущих вузов отраслевой направленности к непрофильным не всегда положительно влияет на систему подготовки кадров для лесного комплекса и отраслевой науки, что объясняется современным состоянием и перспективами комплекса; необходимо отметить определенные проблемы с качеством публикаций; тенденции ведущих мировых стран в сторону «зеленой» экономики подчеркивают необходимость усиления научнообразовательной составляющей в интересах лесного комплекса. Аналогичные соображения о лесных научных исследованиях и лесном образовании представлены в материалах 14-й сессии Международного форума ООН по лесам. Для цитирования: Шалаев В.С., Рыкунин С.Н., Мелехов В.И. Публикационная результативность научно-исследовательских работ в интересах лесного комплекса России // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 270–279. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.270 Благодарность: Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России, проект № 37.8809.2017/8.9.
публикационная результативность, лесной комплекс, научноисследовательская работа

В настоящее время интенсивно развивается сушка древесины в микроволновых лесосушильных камерах. При проведении процесса сушки с применением энергии электромагнитного поля наиболее эффективным является диапазон сверхвысоких частот. Результаты исследования фундаментальных свойств древесины, процессов, происходящих в древесине при воздействии электромагнитного поля различной частоты, а также модели поглощения микроволновой энергии единичными сортиментами и штабелем пиломатериалов, приведены в различных научных источниках, где рассмотрены теплофизические вопросы сушки древесины, но недостаточно освещен процесс контроля сушки и электрофизические явления, происходящие при этом. Это не позволяет осуществлять оптимальный контроль и автоматическое управление процессом сушки древесины, что может привести к таким негативным проявлениям, как повышение температуры и электрический пробой в пиломатериале и объеме резонатора, деформации и короблению высушиваемого пиломатериала. В отличие от сушки древесины в конвективных установках процесс в камерах резонаторного типа с использованием сверхвысоких частот имеет свои особенности, характеризующиеся резонансными электрофизическими явлениями, происходящими в резонаторе, которые могут быть рассмотрены на основе базовых положений электродинамики. Цель данной работы – на основании энергетической функциональной зависимости резонатора (добротности) получить возможность осуществлять измерение и контроль процесса сушки древесины. Рассмотрены электрофизические явления, свойственные резонатору лесосушильной камеры в процессе сушки древесины при сверхвысоких частотах, приведены аналитические выражения баланса мощностей электромагнитного вектора Пойтинга, коэффициенты, позволяющие устанавливать оптимальный режим сушки.

Наименее востребованными породами в РФ являются осина и тополь, запасы которых постоянно увеличиваются. Для использования в качестве заменителя ценной древесины твердых лиственных пород древесины осины и тополя необходимо увеличить примерно в 2 раза ее прочностные свойства и одновременно достичь стабильности форм и размеров. Наиболее распространенным способом стабилизации форм и размеров древесины является ее обработка уксусным ангидридом, поливиниловым спиртом, полиэтиленгликолем или гидротермическая обработка. Для увеличения прочности древесины применяется обработка феноло- и карбамидоформальдегидными мономерами, олигомерами и смолами. Стабилизация форм и размеров особенно важна для прессованной древесины: ее разбухание в воде в 8 раз превышает разбухание натуральной древесины. В качестве модификатора выбран карданол, получаемый из жидкости скорлупы орехов кешью или синтезированный. Разработана технология пропитки древесины карданолом, содержащим 2–3 % уксусной кислоты, с последующей термообработкой пропитанной древесины при температуре 140–150 °С в течение 6–8 ч. При этом происходит полимеризация карданола с компонентами лигноуглеводного комплекса древесины, что не только улучшает ее свойства, но и придает стабильность форм и размеров в среде с переменной влажностью. Для изучения кинетики использовали дифференциальный сканирующий калориметр Mettler Toledo DSC 823e/700. Измерения тепловых потоков проводили в закрытых стальных тиглях вместимостью 30 мкл, способных выдержать давление пара до 15 МПа. На кривой теплового потока при скорости нагрева 10 °С/мин присутствует экзотермический пик с максимумом 150,7 °С. Модифицированная карданолом древесина осины имеет прочность при сжатии вдоль волокон 69 МПа, предельное объемное разбухание 2,6 %, предельное влагопоглощение 18 % при содержании карданола 15 % от массы сухой древесины. Предельное водопоглощение и предельное объемное разбухание древесины, пропитанной карданолом, находятся на одном уровне с соответствующими показателями модифицированной древесины марок Accoja, Belmadur и Thermowood.

Наметившаяся в мировой и отечественной практике тенденция вовлечения древесных отходов как экологичного топлива в теплоэнергетический баланс становится все более актуальной. На предприятиях лесоперерабатывающей промышленности образуются большие объемы древесных отходов, 10…15 % которых приходится на древесную кору. Наиболее перспективным способом использования этого возобновляемого энергетического ресурса является изготовление древесных топливных гранул. Процесс получения древесных гранул из стволовой древесины достаточно хорошо разработан, однако их производство из древесной коры связано с некоторыми техническими трудностями (обезвоживание и измельчение коры, прессование измельченной коры через фильеры цилиндрической матрицы пресс-грануляторов валкового типа). Проведенные исследования показали, что предварительная термическая обработка древесной коры (термодификация) позволяет решить проблемы ее обезвоживания и механического измельчения до гомогенного состояния для последующего гранулирования. В мировой и отечественной литературе отсутствует теоретически обоснованная математическая модель, описывающая процесс прессования измельченной древесины в пресс-грануляторах валкового типа с цилиндрической матрицей, которая могла бы оптимизировать конструктивные и технико-энергетические параметры прессования. Цель исследования – разработка математической модели процесса прессования термомодифицированной древесной коры, позволяющей определить связь конструктивных параметров прессовочного узла и требуемых качеств древесных гранул с энергетическими затратами в пресс-грануляторах валкового типа с цилиндрической матрицей. Рассмотрен технологический процесс прессования шихты из древесной коры в клиновом зазоре между внутренней перфорированной цилиндрической поверхностью матрицы и наружной цилиндрической поверхностью прессовочного ролика, а также проанализированы физические процессы на участках формирования и выталкивания гранулы из фильеры. Получены обоснованная математическая модель процесса прессования шихты из древесной коры через цилиндрическую матрицу и зависимости, связывающие мощность, затрачиваемую на привод пресс-гранулятора, с конструктивными параметрами прессовочного узла и физико-технологическими параметрами шихты из древесной коры.

В ближайшие годы доля лиственных пород (березы и осины) в расчетной лесосеке европейской части и Урала Российской Федерации достигнет 80 %, т. е. увеличение использования древесины мягких лиственных пород должно стать одним из стратегических направлений переработки. Березовые пиломатериалы имеют ограниченный спрос в строительстве и мебельном производстве, в связи с этим доля круглых березовых сортиментов, предназначенных для производства пиломатериалов, составляет около 14 % при среднем диаметре сортиментов не более 18 см. В круглых березовых лесоматериалах, предназначенных для производства пиломатериалов, имеется зона ложного ядра и заболонная зона. Прослеживается устойчивая тенденция спроса на клееный щит, полученный из заболонной зоны, что может существенно улучшить технико-экономические показатели производства. Размер заболонной зоны уменьшается при переработке необрезных пиломатериалов в обрезные и зависит от величины использования сбеговой зоны. Увеличения объемного выхода ламелей из заболонной зоны можно достичь за счет использования пиломатериалов с обзолом, так как при этом возрастает ширина доски, а следовательно, и заболонной зоны. Компьютерное имитационное моделирование раскроя березовых центральных досок на ламели свободной ширины и ламели шириной 40 мм из заболонной зоны показало, что из бревен диаметром 14 см объемный выход ламелей свободной ширины в центральных досках заболонной зоны не увеличивается по сравнению с объемным выходом ламелей шириной 40 мм. Но с ростом диаметра бревна объемный выход ламелей свободной ширины из заболонной зоны в центральных досках увеличивается. Например, из бревен диаметром 16 см объемный выход возрастает на 0,53 %, из 18 см – на 1,25 %, из 20 см – на 1,71 % от объема бревна. Для цитирования: Рыкунин С.Н., Каптелкин А.А. Влияние ложного ядра березы на объемный выход ламелей из заболонной зоны для клееного щита // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 202–212. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.202 Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, проект № 37.8809.2017/БЧ «Исследование строения, свойств и характеристик древесины как природного функционального материала для разработки энергосберегающих и экологичных технологий продукции с заданными механическими, электрическими, химическими и тепловыми характеристиками».
In years ahead, the share of deciduous species (birch and aspen) in the annual allowable cut of the European part of the Russian Federation and the Ural will reach 80 %, thus, an increase in the use of hardwood is meant to be one of the strategic processing areas. Birch lumber has limited demand in construction and furniture production; in this regard, the proportion of round birch assortments intended for the lumber production is about 14 % with an average diameter of assortments no greater than 18 cm. There are zones of false heartwood and sapwood in round birch timber, intended for the lumber production. There is a steady trend in demand for the board panels obtained from the sapwood zone, which might bring a vast improvement to the technical and economic performance of production. The size of the sapwood zone reduces in processing of unedged into edged lumber and depends on the utilization of the taper zone. The increase in the volume yield of lamellae from the sapwood zone can be obtained by using lumber with wane since the width of the board increases and hence the sapwood zone. Computer simulation of birch central boards cutting on free width lamellae and 40 mm width lamellae made of the sapwood zone has shown that the volume yield from logs with a diameter of 14 cm of free width lamellae in the central boards of the sapwood zone does not increase in comparison with the volume yield of 40 mm width lamellaе. However with an increase in the log diameter, the volume yield of free width lamellae made of sapwood zone in the central boards increases. For example, the volume yield from logs with a diameter of 16 cm increases by 0.53 %, from 18 cm – by 1.25 %, from 20 cm – by 1.71 % of the log volume. For citation: Rykunin S.N., Kaptelkin А.А. The Influence of Birch False Heartwood on the Volume Yield of Lamellae from the Sapwood Zone for Board Panel Production. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 6, pp. 202–212. DOI: 10.17238/issn0536- 1036.2019.6.202 Funding: The research has been financially supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation, project No. 37.8809.2017/БЧ “Study of the Structure, Properties and Characteristics of Wood as a Natural Functional Material for the Development of the Energy-Efficient and Environmentally Friendly Products with Specified Mechanical, Electrical, Chemical and Thermal Characteristics”.

Качество обработанной поверхности при фрезеровании древесины определяется целым рядом факторов: режимы резания, конструктивно-геометрические характеристики инструмента, свойства обрабатываемой древесины. Известно, что с повышением скорости резания до определенного предела происходит повышение качества поверхности древесины. Однако при обработке концевыми фрезами для достижения высоких скоростей резания требуется увеличивать частоту вращения шпинделя до 10 тыс. об/мин и более, что влечет за собой существенный рост уровня вибраций. В статье рассматриваются результаты экспериментального исследования зависимости уровня вибраций инструмента и шероховатости поверхности от режимов резания, числа зубьев фрезы, породы древесины и направления подачи относительно волокон. Эксперименты проводили на современном обрабатывающем центре с числовым программным управлением по плану дробного факторного эксперимента типа 25-1 для двух пород древесины (сосна, дуб). В качестве измерительной аппаратуры использовали пьезоэлектрический датчик, закрепленный на заготовке. Датчик подключали через предусилитель к анализатору. В процессе резания записывали сигналы с датчика. После обработки записи получены спектры колебаний и общий уровень виброускорения. Для измерения шероховатости использовали профилометр. Проведено измерение собственных резонансных частот инструмента. На основании экспериментальных данных получены уравнения регрессии, анализ которых показал, что с увеличением частоты вращения шпинделя и глубины резания уровень вибраций возрастает для обеих пород древесины, однако при обработке дуба уровень вибраций снижается с увеличением числа зубьев фрезы. Шероховатость поверхности при обработке дуба ухудшается с увеличением числа зубьев фрезы и подачи на зуб и улучшается при переходе от подачи вдоль волокон к подаче поперек волокон. Анализ спектров колебаний показал, что в спектрах доми-нируют гармоники частоты вращения шпинделя и частоты врезания зубьев.

Широкий спектр загрязняющих веществ может негативно отражаться на объектах растительного мира. Древесные виды активно аккумулируют поллютанты, образующиеся в результате антропогенной деятельности. Береза как распространенный вид в защитных посадках автомобильных дорог подвергается высокой нагрузке. Цель исследования – сравнительная оценка морфологии березы повислой и ее гибридных форм, подверженных влиянию факторов загрязнения среды выбросами автотранспорта, а также классификация признаков, несвойственных принятому таксономическому описанию вида. В процессе изучения обнаружены модификации вегетативных органов березы повислой вдоль автомагистрали Нижний Новгород–Москва. Морфология частей и органов березы вследствие несвойственных для этого вида экологических условий изменилась, появились различного рода морфозы и модификации. Отмечены выраженные изменения в виде активизации мутовчатости побегов, вариации формы и морфологии листовых пластин, увеличения толщины и структуры покровных тканей. Установлено, что измененные признаки возникают по закономерностям, зависящим от удаленности растений от источника загрязнения и пространственного расположения их вегетативных частей и органов. Выявленные закономерности могут быть использованы при селекции березы, устойчивой к химическому загрязнению, а также при совершенствовании методов дендроиндикации. Для цитирования: Захаров А.Б., Бессчетнов В.П. Аномалии ветвления березы (Betula) в защитных лесных полосах автомагистралей // Лесн. журн. 2019. № 5. С. 95–104. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.95.
A wide range of pollutants can reflect adversely on species of wild flora. Woody species actively accumulate pollutants formed as a result of anthropogenic activities. Birch as a widespread species in protection plantations of highways undergoes a high load. The research purpose is a comparative analysis of morphology of silver birch and its hybrid forms, which suffer from environmental pollution from vehicle emissions; as well as classification of parameters that are not usual for the accepted taxonomic description of the species. Modifications of vegetative organs of silver birch were found along the Nizhny Novgorod – Moscow highway during the research. Morphology of parts and organs of the birch has changed due to the environmental conditions unusual for this species; various morphoses and modifications have appeared. Marked changes in the form of increased whorled shoots, variations in the shape and morphology of leaf laminas, and an increase in thickness and structure of cover tissues were noted. It was found that modified parameters occur according to patterns that depend on the remoteness of plants from the pollution source and the spatial location of their vegetative parts and organs. The revealed regularities can be used in selection of birch resistant to chemical pollution, as well as in improvement of dendroindication methods. For citation: Zakharov A.B., Besschetnov V.P. Anomalies of Birch (Betula) Branching in Protective Forest Belts of Highways. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 5, pp. 95–104. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.95

Предыдущее название: Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник (до 2016 года)/ Журнал является ведущим научно-информационным журналом в области лесного хозяйства, экологии, лесозаготовки, деревообработки, химической технологии и обработки древесины, экономики лесного комплекса. Журнал публикует: статьи ученых высшей школы, НИИ, зарубежных специалистов, руководителей предприятий и инженеров; тексты докладов ученых на симпозиумах, конференциях и совещаниях; аннотации и рецензии на новые книги; публицистические и исторические литературные материалы. Главный редактор - Обливин Александр Николаевич, профессор, доктор технических наук, академик РАЕН и МАНВШ, Заслуженный деятель науки и техники РФ, Президент МГУЛ, профессор кафедры процессов и аппаратов деревообрабатывающих производств Московского государственного университета леса

Цель данной работы – изучение теплофизических и акустических характеристик модифицированной коры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) для использования в качестве засыпного теплозвукоизоляционного материала. Модификацию коры осуществляли путем механоактивации растительного сырья на планетарной шаровой мельнице, его сушки и последующей обработки водной суспензией, содержащей тонкодисперсные частицы базальта со среднечисленным размером 150 нм. Образцы подвергали гомогенизации и вторичной сушке. Установлено, что для использования в качестве засыпной изоляции оптимальной является фракция коры размером 0,5...1,0 мм. При обработке этой фракции коры суспензией базальта получен материал со следующими характеристиками: насыпная плотность – 313 кг/м3; коэффициент теплопроводности – 0,0651 Вт/(м·K); индекс изоляции воздушного шума – 28,5 дБ. Значения данных параметров сопоставимы с подобными характеристиками широко распространенных изоляционных материалов. Установлено, что при модификации коры происходит значительное увеличение удельной поверхности материала, при этом объем открытого порового пространства уменьшается на 15,5 %. Следовательно, модифицированную древесную кору сосны можно рекомендовать для использования в качестве засыпной теплозвукоизоляции в нежилых промышленных и сельскохозяйственных помещениях. Финансирование: Исследования выполнены при финансовой поддержке гранта РФФИ № 18-43-292002. Для цитирования: Данилов В.Е., Айзенштадт А.М. Использование модифицирован-ной древесной коры сосны обыкновенной в качестве засыпной теплозвукоизоляции // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 111–118. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.111
The purpose of this work is studying the thermophysical and acoustic properties of modified Scots pine bark (Pinus sylvestris L.) for the use as heat and sound insulation filling material. Bark modification was carried out by mechanical activation of plant material with the use of a planetary ball mill, then drying of the plant material and its treatment with water suspension containing fine-dispersed basalt particles of 150 nm average size. Samples were homo-genized and dried again. It has been found that the bark fraction of 0.5–1 mm is optimal as filling insulation. Treatment with basalt suspension of such bark makes it possible to obtain material with the following characteristics: bulk density ρbulk = 313 kg/m3; coefficient of heat conductivity λ = 0.0651 W/(m·K); airborne sound insulation index Rw = 28.5 dB. The values of these parameters are comparable with the similar characteristics of the widely used insulation materials. In addition, it was determined that significant increase of the specific surface area of the material occurs during bark modification at the same time the volume of open pore space is reducing by 15.5 %. Thus, the modified pine bark can be recommended for the use as filling insulation in non-residential industrial and agricultural premises. Funding: The studies were carried out with the financial support of the RFBR grant no. 18-43-292002. For citation: Danilov V.E., Ayzenshtadt A.M. The Use of Modified Scots Pine Bark as Fil-ling Material of Heat and Sound Insulation. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 2, pp. 111–118. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.111

Удаление сучьев со стволов заготавливаемой древесины является первым этапом процесса превращения ее в готовую продукцию, на котором необходимо стремиться к достижению максимальной эффективности использования сырья и повышению качества получаемого сортимента. При этом качественная очистка и минимизация повреждений стволов деревьев во многом обусловлены надежной работой сучкорезнопротаскивающих устройств лесозаготовительных машин, осуществляющих процессы удаления сучьев и технологического перемещения древесины. При эксплуатации сучкорезно-протаскивающего механизма происходит интенсивное затупление сучкорезных ножей, в результате чего силы, затрачиваемые на срезание сучьев, возрастают, процесс стабильного резания нарушается. Происходит неполное срезание, а при увеличении давления на ножи – зарезание их в ствол и выламывание сучьев, что снижает качество заготавливаемой древесины и приводит к дальнейшему изнашиванию срезающих устройств. Износ ножей происходит вследствие действия сложной совокупности механических, химических, температурных и иных факторов и приводит к изменению геометрических параметров режущих кромок ножей. Для повышения качества обрезки сучьев и снижения при этом энергозатрат необходимо выполнить оценку влияния геометрических и физико-химических параметров срезающих ножей на их износостойкость, что позволит теоретически обосновать рациональную геометрию режущего клина и требования к физико-химическим характеристикам рекомендуемых материалов. Анализ силового взаимодействия режущего клина с перерезаемым суком показал, что уже в начале контакта на лезвие срезающего ножа действует ударная изгибающая нагрузка, которая в случае достижения пиковых значений нередко приводит к износу путем выкрашивания достаточно крупных микрообъемов режущей кромки. При этом износ сучкорезных ножей происходит преимущественно за счет развития микротрещин, которые образуются в результате антиплоской деформации при приложении напряжений, и зависит от параметров хрупкого разрушения материалов. Кроме того, изнашивание усугубляется контактом с загрязненной и влажной, а в зимний период и мерзлой древесиной, что обусловливает интенсификацию коррозионно-механических процессов в прикромочных зонах лезвий ножей. Решение задачи повышения износостойкости сучкорезных ножей возможно обеспечить путем оптимизации геометрических параметров ножевого клина и формированием в поверхностном слое благоприятных физико-механических характеристик, позволяющих минимизировать интенсивность изнашивания. Для этого экспериментально определены целесообразные геометрические параметры ножевого клина. Предложено для изготовления сучкорезных ножей использовать сложнолегированную хромоникелевую сталь и рациональные режимы ее термической обработки. В качестве поверхностной обработки рекомендовано их электродеформационное упрочнение, позволяющее оптимизировать шероховатость и формировать необходимые напряжения сжатия в прикромочных зонах для обеспечения высокой износостойкости сучкорезных ножей. Для цитирования: Пилюшина Г.А., Памфилов Е.А., Шевелева Е.В. Повышение износостойкости сучкорезных ножей многооперационных лесозаготовительных машин // Лесн. журн. 2019. № 6. С. 174–184. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.174
Delimbing of harvested wood is the first step towards obtaining finished products, where it is necessary to strain after achievement of maximum efficiency in the use of raw materials and quality improvement of the obtained assortment. Herewith, high-quality cleaning and minimization of damage of tree trunks is associated to a great extent with reliable operation of the delimbing and pull-through devices of logging machines that carry out both removal of branches and technological movement of wood. An intensive blunting of delimbing knives occurs in operation of the delimbing and pull-through device. As a result, the forces spent on delimbing increase and the process of stable cutting is disrupted. Partial cutting, and with an increase in pressure on the knives their cutting into a trunk and breaking out of limb occur, which reduce the quality of the harvested wood and lead to further intensification of wearing out of the cutting devices. The wearing out of knives is due to the action of a complex set of mechanical, chemical, temperature and other factors that accompany the technological process. This leads to a change in the dimensions of knife cutting edges. In order to improve the quality of delimbing and at that reduce the energy consumption, it is necessary to assess the influence of geometric and physico-chemical parameters of the cutting knives on their wear resistance, which will allow to theoretically justify the rational geometry of the cutting wedge and requirements for the physico-chemical characteristics of the recommended materials. The force interaction analysis of the cutting wedge with the cut limb has shown that, already at the beginning of the contact, the cutting blade is acted by the shock bending load, which, when peak values are reached, often leads to wearing out by chipping of sufficiently large microvolumes of the cutting edge. In this case, the wearing out of delimbing knives occurs mainly due to the development of microcracks, which are formed as a result of anti-plane deformation when applying stresses, and depends on the parameters of brittle crushing of materials. Moreover, the wearing out becomes more intense with contact with contaminated and wet, and in winter period frozen wood, which leads to intensification of corrosion and mechanical processes in the marginal areas of knife blades. The solution of the problem of increasing the wear resistance of delimbing knives can be provided by optimization of dimensions of knife wedge and formation of favorable physical and mechanical characteristics in the surface layer that minimize the wear intensity. The favorable dimensions of knife wedge were experimentally determined for this purpose. Complex alloyed chromium-nickel steel and rational modes of its heat treatment are proposed for the manufacture of delimbing knifes. Electrodeposition hardening is recommended as the surface treatment, which allows to optimize the surface roughness and form a favorable compressive stress in the marginal areas, thus providing high wear resistance of delimbing knives. For citation: Pilyushina G.A., Pamfilov E.A., Sheveleva E.V. Wear Resistance Improvement of Delimbing Knives of Multifunctional Logging Machines. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2019, no. 6, pp. 174–184. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.6.174

Лесопокрытая площадь в наиболее обжитых районах Европейско-Уральской части Российской Федерации занята в основном низкосортной лиственной древесиной с преобладанием березы и осины. Пиролиз является традиционным способом переработки низкосортной древесины, получаемый при этом древесный уголь может быть эффективно использован в технологии других углеродных материалов. Разработанная нами структура системы получения углеродных материалов из древесины состоит из четырех подсистем: 1 – заготовка сырья, 2 – первичная обработка древесины, 3 – пиролиз древесины, 4 – переработка древесного угля. При заготовке и первичной обработке древесины энерго- и ресурсосбережение обеспечиваются за счет утилизации древесных отходов, при пиролизе – за счет применения тепла экзотермических реакций. Показано, что в условиях лесопромышленных предприятий отбор избыточного тепла возможен при использовании для производства древесного угля модульных пиролизных ретортных установок и подобных им аппаратов. При переработке древесного угля ресурсосбережение обеспечивается за счет направления его мелких фракций на брикетирование, а энергосбережение – при сжигании газов активации. В процессе получения активных углей наименьшую экологическую опасность представляет активация водяным паром. Окисление активного угля (по соображениям экологической безопасности) предлагается проводить в паровой фазе с использованием горячего влажного воздуха в качестве окислителя. При этом не образуется сточных вод. Анализ вариантов переработки низкосортной древесины показал, что разработанная нами технология получения углеродных материалов позволяет более чем в 3 раза увеличить стоимость продукции, производимой, например, из 1 м3 березовой древесины, повысить экономическую стабильность предприятий лесного комплекса, получить до четырех видов углеродных материалов (древесный уголь, древесно-угольные брикеты, активные и окисленные угли), а также снизить экологическую опасность их производства за счет сжигания парогазовой смеси пиролиза древесины, применения водяного пара (на стадии получения активных углей) и воздуха (на стадии получения окисленного угля).

В статье приведено решение задачи по определению изгибающего момента от действия начальных напряжений в пиломатериалах, сформировавшихся в процессе роста деревьев лиственницы даурской. Для размера ядровой зоны, характерной для этой породы деревьев, принято распределение начальных напряжений по объему ствола дерева с использованием закона параболоида 14-й степени. Получены математические модели для исследования начальных напряжений и прогиба пиломатериалов от действия начальных напряжений и собственного веса, позволяющие установить размер длины досок, при котором их результирующий прогиб будет равен нулю. Величина результирующего прогиба зависит от положения годичных слоев в доске, а это является объективным подтверждением присутствия в ней начальных напряжений. Математические модели прогиба пиломатериалов свидетельствуют о влиянии положения годичных слоев, что служит обоснованием двойного измерения прогиба досок (со стороны как наружной, так и внутренней пласти) при машинной силовой сортировке. На основании этого потребуются корректировка способа и усовершенствование конструкций машин для силовой сортировки пиломатериалов с учетом действия в них начальных напряжений, сформировавшихся в период роста деревьев. Результаты исследований позволяют определять модуль упругости и начальные напряжения в пиломатериалах из древесины лиственницы даурской и других пород, что важно при установлении класса их прочности в процессе силовой машинной сортировки. За счет подбора и рационального расположения конструкционных пиломатериалов в клееной строительной деревянной конструкции с учетом присутствия в ней начальных напряжений можно повысить ее несущую способность. Пиломатериалы, естественно изо-гнутые из-за наличия в них начальных напряжений, могут быть отобраны для изготовления элементов арок и сводов. Разработанные математические модели могут служить основой для создания компьютерных технологий проектирования и изготовления высокопрочных клееных деревянных строительных конструкций. Результаты исследований позволяют на стадии составления схемы раскроя пиловочника из лиственницы даурской определять естественную кривизну досок, появляющуюся в них из-за действия начальных напряжений, что будет способствовать повышению качества лиственничных пиломатериалов и сокращению их потерь из-за продольного коробления при камерной сушке.

Существует множество методов анализа поверхностных явлений при склейке древесных материалов, взаимного расположения пор на подложке древесины и глубины проникновения жидкого клея в древесину. Наряду с оптическими используются электронно-микроскопические методы, атомно-силовая и сканирующая туннельная микроскопия, позволяющие оценить влияние факторов, характеризующих взаимодействие между молекулами жидкого клея и пористой поверхностью древесины. Для обоснования механизма взаимодействия модифицированных клеев с древесиной использовали фенолоформальдегидную смолу, модифицированную пектолом, и карбамидоформальдегидную смолу, модифицированную лигносульфонатами. Для исследования глубины проникновения клея в шпон применяли метод электронной микроскопии. Для производства фанеры брали модифицированные карбамидо- и фенолоформальдегидный клеи. После кондиционирования подготавливали образцы толщиной 0,025 мм и исследовали их на растровом электронном микроскопе. Показано, что при взаимодействии жидкого модифицированного пектолом фенолоформальдегидного клея с древесиной происходит последовательный рост молекулярной массы веществ и, соответственно, степени (глубины) проникновения. Исследуемые породы древесины – береза, сосна, лиственница – и модифицированные термореактивные карбамидо- и фенолоформальдегидные клеи являются полярными материалами (клей взаимодействует с молекулами древесины с образованием межмолекулярных связей, в том числе водородных). Рост молекулярной массы и свободно сочлененный характер основной цепи (макромолекулы жидкого модифицированного клея), содержащей в большом количестве полярные функциональные группы (клея и древесины), способствуют межмолекулярной ассоциации. Формирование клеевого соединения на основе модифицированного лигносульфонатами карбамидоформальдегидного клея с древесиной происходит за счет химического взаимодействия между гидроксильными группами макромолекул целлюлозы и метоксильными группами карбамидной смолы с образованием сложных эфиров (атомы водорода гидроксильных групп ОН замещены на углеводородные радикалы R). Образование связи между клеем и поверхностью древесины – результат действия сил молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз жидкий клей – древесина, когда расстояние между молекулами одинаковой полярности (клея и древесины) составляет менее 0,5 нм. Далее наступает адсорбционное равновесие.

Обоснование энергетических и динамических параметров агрегата для понижения пней является важным вопросом при выполнении лесовосстановительных работ. Также актуально определение оптимальных конструктивных параметров фрезерного рабочего органа агрегата и режимов его работы. Цели данных теоретических исследований – обоснование возможностей преодоления перегрузок при встрече рабочего органа с пнем за счет кинетической энергии вращающихся масс двигателя, трансмиссии и фрезы; определение оптимальных энергетических и динамических параметров агрегата; теоретический анализ процесса дробления пня фрезерным рабочим органом, позволяющий в дальнейшем решить задачу оптимизации конструктивных и геометрических параметров рабочего органа, а также режимов его работы по критерию минимума энергоемкости. Программа исследований предусматривала изучение возможности преодоления перегрузок посредством подбора оптимальных значений частоты вращения рабочего органа, мощности двигателя, момента инерции агрегата, скорости его движения по критерию допустимого коэффициента загрузки двигателя трактора, рациональных по критерию минимума энергоемкости режимов резания и углов установки резцов. Исследования проводили теоретически на основании созданных авторами компьютерных программ Dina 2 и Freza_n, что позволило обосновать параметры агрегата и его рабочего органа на стадии проектирования. На основании полученных результатов возможно обосновать выбор базового трактора, конструкцию и компоновку тракторного лесохозяйственного агрегата для понижения пней с рабочим органом в виде фрезы фронтальной навески и определить мощностные и динамические параметры такого агрегата, что позволит увеличить производительность труда и снизить утомляемость оператора

Трещины различного вида – наиболее часто встречающиеся пороки сушки в лиственничных пиломатериалах. Многочисленными исследованиями установлено, что указанный вид порока зависит от многих факторов. Поэтому необходима систематизация этих факторов с целью установить степень значимости каждого. Исследования показали, что основные факторы, оказывающие влияние на формирование трещин в лиственничных пиломатериалах при сушке, целесообразно разделить на три группы, которые в той или иной степени зависят от структуры древесины. Первая (основная) группа факторов связана с наличием в древесине лиственницы значительного количества сердцевинных лучей. В пиломатериалах смешанной распиловки они выступают как концентраторы напряжений, что приводит к возникновению трещин при сушке. В пиломатериалах радиальной распиловки наличие сердцевинных лучей упрочняет конструкцию доски. В результате вероятность появления трещин в этой группе пиломатериалов многократно снижается. Действие второй и третьей групп факторов обусловлено распределением связанной влаги по сечению доски. Цель данной работы – проведение систематизации факторов, которая позволила бы выстраивать технологический процесс сушки лиственничных пиломатериалов таким образом, чтобы максимально снизить вероятность появления трещин.

Рассматривается задача оптимизации раскроя пиловочника брусово-сегментным способом с выпиливанием двухкантного бруса и двух сегментов, из которых затем выпиливаются трехкантные полубрусья и трехкантные боковые доски. При раскрое сегмента толщина трехкантного полубруса равна толщине двухкантного бруса. Из трехкантного полубруса выпиливаются обрезные доски и трехкантные заготовки с необработанной пластью. Эти заготовки распиливаются на две равные части, сушатся, затем у них необработанные пласти фрезеруются наклонно и по сбегу. Далее полученные заготовки трапециевидного сечения склеиваются между собой по этим наклонным поверхностям с разворотом одной из них по пласти и по длине на 180°. В качестве критерия оптимальности выбран объем получаемой пилопродукции. Целевая функция представлена в виде двух сумм площадей поперечных сечений пиломатериалов, получаемых из двухкантного бруса и двух сегментов с учетом ширины пропила. Уравнения связи устанавливают взаимосвязь между диаметром пиловочника в вершинном торце с размерами брусьев и досок, получаемых при раскрое двухкантного бруса и двух сегментов. Для удобства решения данной задачи целевая функ-ция представлена в относительных единицах, диаметр пиловочника в вершинном торце принят за единицу. Для отыскания максимального значения целевой функции, находим первую производную по толщине двухкантного бруса и приравниваем ее к нулю. Отыскание максимума целевой функции осуществлено путем приближенного вычисления. Для проверки адекватности решения задачи оптимизации путем дифференцирования целевой функции составлен алгоритм решения задачи в относительных единицах. На основании полученного алгоритма решения задачи оптимизации такого способа раскроя пиловочника (с учетом ширины пропила и использованием численного метода) определены оптимальные размеры брусьев и досок, а также значения целевой функции. Результаты показали, что оптимальная относительная толщина двухкантного бруса, полученная путем расчета алгоритма решения задачи, совпадает с оптимальной относительной толщиной двухкантного бруса, полученной аналитически, путем дифференцирования целевой функции. Установлено, что с увеличением ширины пропила толщина двухкантного бруса возрастает, а размеры боковых досок, получаемых из сегмента, уменьшаются.

Плотность древесины является важнейшим показателем ее качества. Для эффективного и рационального ее использования необходимо выявить факторы, влияющие на этот показатель. знание особенностей формирования древесины в различных лесорастительных условиях позволит целенаправленно проводить ее заготовку для промышленного использования. Плотность древесины сосны исследовали в осушаемых сосняках кустарничково-сфагновых Архангельского лесничества. закладывали пробные площади ленточной формы шириной 20 м вблизи осушителя и в межканальном пространстве на расстоянии 40 м от осушителя. Расстояние между осушителями – 100 м. Керны древесины отбирали на высоте 1,3 м с северной стороны ствола и разделяли на части длиной 5 мм. Условную плотность древесины определяли способом максимальной влажности образцов, имеющих сравнительно небольшой объем. Условная плотность древесины сосны в осушаемых сосняках кустарничково-сфагновых изменялась в диапазоне от 0,390 до 0,697 г/см3, вблизи осушителя она была меньше, чем в межканальном пространстве. в загущенных насаждениях удаленность от осушителя не влияет на этот показатель, в средневозрастных насаждениях он возрастает при увеличении густоты, но в древостоях старше 100 лет не изменяется. При увеличении возраста предельное значение условной плотности древесины сосны составляет 0,486 г/см3, при увеличении густоты древостоя – 0,532 г/см3. отмечается тенденция возрастания плотности древесины при уменьшении ширины годичного слоя. в средневозрастных сосняках выявлена значительная корреляционная зависимость плотности древесины сосны от процента поздней древесины. Установлено, что в средней части радиуса ствола плотность древесины понижается. Для цитирования: Тюкавина О.Н. Плотность древесины сосны в осушаемых сосняках кустарничково-сфагновых // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 2. с. 73–80. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-73-80
The density of wood is a key indicator of its quality. It is necessary to identify the factors affecting the density of wood for its effective and rational use. Knowledge of the features of wood formation in various forest growing conditions will allow to provide its well-targeted production for industrial use. Determination of pine wood density was carried out in the drained shrub-sphagnum pine forests of the Arkhangelsk forestry. Linear sample plots (20 m wide) were laid out near the drainage channel and in the interchannel space at a distance of 40 m from the channel. The distance between drainage channels is 100 m. Wood cores were selected at a height of 1.3 m on the trunk shady side and divided into parts 5 mm long. The conventional wood density was determined by the method of maximum humidity of the samples with a relatively small volume. The conventional wood density of pine in the drained shrub-sphagnum pine forests varied in the range from 0.390 g/cm3 to 0.697 g/cm3; near the drainage channel it was less in comparison with the interchannel space. The distance from the drainage channel in high-density plantations does not affect the conventional wood density. The density of pine wood in middle-aged plantations increases with increasing stand density. In mature and over-mature stands changes in the stand density do not affect the conventional wood density. The limiting values of the conventional wood density of pine are 0.486 g/cm3 with age increase and 0.532 g/cm3 with stand density increase. There is a tendency to increase the wood density with a decrease in the annual ring width. A significant correlation between the density of pine wood and the percentage of late wood was detected in middle-aged pine forests. A decrease in the wood density of the middle part of the trunk radius was found. For citation: Tyukavina O.N. The Density of Pine Wood in Drained Shrub-Sphagnum Pine Forests. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 2, pp. 73–80. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-73-80

Физико-механические свойства древесины зависят от количества влаги, находящейся в клеточных стенках и связанной с ее компонентами. Однако до сих пор нет четкого представления о местонахождении связанной влаги в древесинном веществе клеточных стенок. Цель исследования состояла в том, чтобы теоретически обосновать сорбционную способность компонентов древесины и смоделировать данный процесс на наноуровне с учетом размеров молекул и атомов. Для моделирования был взят основной и наиболее изученный компонент древесины – целлюлоза. Разработанная нами пространственная сферическая модель макромолекулы целлюлозы и расположение ее звеньев в элементарной ячейке позволили объяснить механизм поглощения влаги клеточной стенкой древесины на молекулярном уровне. Гидроксильные группы макромолекул целлюлозы и молекул воды имеют одну природу, так как электроотрицательность составляющих их атомов совпадает по значению, что позволяет им легко образовывать межмолекулярные водородные связи в одном слое и между соседними слоями в кристалле. Водородная связь по своему характеру является электростатической. Энергия ее примерно в 10 раз меньше энергии межатомных ковалентных связей. Электроотрицательности ОН-групп молекул целлюлозы и воды совпадают по значимости, поэтому при определенных энергетических условиях окружающей среды молекула воды, разрывая межмолекулярную водородную связь молекулы целлюлозы, тут же замыкает ее на себя. Точно также молекула воды покидает водородную связь, если она обладает достаточной кинетической энергией, чтобы сдвинуться с места. Проникновение молекул воды в кристалл целлюлозы происходит путем перемещения их из одной водородной связи в другую. Молекулы воды удерживаются в этих связях только за счет своей электроотрицательности. Таким образом, механизм взаимодействия микрокристаллита целлюлозы с влагой определяется тем, что молекулы воды удерживаются в водородных связях гидроксильных групп глюкопиранозных звеньев макромолекулы целлюлозы и имеют возможность перемещаться между ними. При внедрении молекулы воды в водородную связь расстояние между OH-группами целлюлозы увеличивается на ее размер, и при влагопоглощении разбухание кристаллической структуры целлюлозы составляет около 12 %. Молекулы воды образуют водородные связи с лигнином и гемицеллюлозой так же, как с целлюлозой. Расчет, произведенный через молекулярные массы элементарных звеньев макромолекул, показывает, что максимальное количественное содержание физически связанной влаги в древесине составляет около 30 %, что соответствует многочисленным экспериментальным данным других исследователей.

Рациональное использование древесных отходов является одной из важнейших задач комплексной переработки древесного сырья. Для применения разноразмерных древесных отходов в производствах древесно-цементных материалов и твердого биотоплива необходимо их измельчать на специальных стружечных станках. При этом требования, предъявляемые к качеству измельченной древесины для указанных производств, ограничиваются в основном размерами древесных частиц и содержанием примесей, что позволяет оценивать эффективность работы режущих элементов при измельчении всего объема древесины в стружки требуемых размеров только величиной силы резания или ее производных. В большинстве случаев при резании древесины передний угол режущего инструмента конструктивно является величиной постоянной (по длине режущей кромки), а режущая кромка может иметь прямую, с наклоном, треугольную или радиусную форму. Качественные показатели процесса кругового резания режущим инструментом с перечисленными выше формами получены при обработке древесных материалов дисковыми пилами с твердосплавными пластинами. Силовые показатели процесса резания (с идентичными условиями) как древесины, так и древесных материалов немногочисленны, а с использованием режущего инструмента, имеющего ступенчатую форму режущей кромки и передней поверхности, а также несколько углов резания, практически отсутствуют. Настоящее исследование направлено на нахождение оптимальных параметров режущего инструмента (ножа), обеспечивающих наименьшие затраты энергии при первичном измельчении древесины фрезерованием. Экспериментальные исследования проводили на специальной установке, позволяющей моделировать процесс измельчения древесины фрезерованием. Применяли пять типов ножей, имеющих различные геометрические формы режущих кромок и передних поверхностей. Эффективность работы различных типов ножей оценивали величиной крутящего момента. В результате проведенного сравнительного анализа всех форм режущих элементов определена наиболее эффективная форма ножа, установлена зависимость крутящего момента от подачи на нож при статическом резании древесины сосны для трех главных направлений резания.

Древесные плиты находят широкое применение во многих областях, особенно в домостроении. В последние 20 лет активно проводятся исследования в области получения древесных плит малой плотности. В статье приводятся результаты работ по изучению влияния гидродинамической обработки древесных частиц (опилок) на их физические свойства и геометрические характеристики в целях выяснения механизма аутогезионного взаимодействия в процессе формирования плитных материалов малой плотности без использования связующих веществ. Обработка частиц проводилась в гидродинамическом диспергаторе роторно-пульсационного типа. Для оценки степени обработки использовался показатель водоудерживающей способности. Для контроля за величиной фибриллирования древесных частиц и увеличением доступных межфазных поверхностей в результате обработки применены метод определения адсорбции воды древесиной и растровая электронная микроскопия. Для сохранения капиллярной структуры гидродинамически обработанной древесной массы ее замораживали при температуре –60 ºС, после чего подвергали лиофильной сушке. Построены изотермы сорбции исходных опилок, опилок, обработанных в гидродинамическом диспергаторе и лиофильно высушенных, а также полученных древесных плит малой плотности. Установлено, что изотермы сорбции гидродинамически обработанных и лиофильно высушенных древесных частиц существенно отличаются от изотерм исходных опилок и готовых плит. Проведенные расчеты по методу Брунауэра, Эммета, Тейлора показали, что удельная поверхность обработанных и лиофильно высушенных древесных частиц составляет около 350 м2/г абс. сухой массы, исходных опилок и полученных плит – примерно 130 м2/г абс. сухой массы. Это говорит о том, что гидродинамическая обработка позволяет существенно повысить фибриллирование древесных частиц, тем самым увеличить площадь доступных межфазных поверхностей, что создает условия для аутогезионного взаимодействия между частицами, в результате чего формируется структура плит без использования связующих веществ. Методом растровой электронной микроскопии изучена динамика изменения геометрических характеристик древесных частиц в процессе гидродинамической обработки, установлено, что при этом происходит измельчение древесных опилок и увеличивается доля лентообразных частиц в виде частично разрушенных трахеид с фибрилированными поверхностями. При высокой степени обработки (водоудерживающая способность по Джайме – 250 %) древесная масса становится более однородной. Для цитирования: Ермолин В.Н., Баяндин М.А., Казицин С.Н., Намятов А.В. Фор- мирование структуры плит малой плотности из гидродинамически активированных мягких отходов деревообработки // Лесн. журн. 2019. № 5. С. 148–157. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.148 Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, правительства Красноярского края, краевого фонда науки в рамках научного проекта «Исследование процессов структурообразования материалов из кавитационно активированной древесины».
Wood boards find wide application in many fields, especially in house building. Research has been actively conducted in the field of obtaining low-density wood boards in the past 20 years. This article presents the results related to studying the influence of hydrodynamic processing of wood particles (sawdust) on their physical properties and dimensions, for the purposes of identifying the mechanism of autohesion interaction in formation of low-density boards without the binding agents. The particles were processed in a hydrodynamic rotarypulsed disperser. Water retention value (WRV) was used in order to evaluate the degree of processing. A method for determination of water adsorption by wood, and scanning electron microscopy were taken as a criterion of the fibrillation size of wood particles and increase in available interphase surfaces as a result of processing. Hydrodynamically processed wood pulp was frozen at –60 ºС and then lyophilized in order to preserve its capillary structure. As a result of the study, we have constructed sorption isotherms of the following samples: initial sawdust, sawdust processed in the hydrodynamic disperser and lyophilized, and lowdensity wood boards. It was found out that the sorption isotherms of hydrodynamically processed and lyophilized wood particles are considerably different from the isotherms of initial sawdust and final boards. The calculations made according to the BET method showed that the specific surface area of the processed and lyophilized wood particles is about 350 m2/g of dry weight, and the area of the initial sawdust and obtained boards is approximately 130 m2/g of dry weight. This suggests that hydrodynamic processing allows us to considerably increase the fibrillation of wood particles, thereby increase the area of available interphase surfaces, which creates the conditions for autohesion interaction between the particles. As a result the board structure is formed without binding agents. The dynamics of changes in the wood particles dimensions under hydrodynamic processing was studied by the scanning electron microscopy. Sawdust crushing and increasing the share of ribbon-shaped particles in the form of partially destroyed tracheids with fibrillated surfaces take place at that. The wood pulp becomes more homogeneous under the high degree of processing (water retention value by the Jaime method – 250 %). For citation: Ermolin V.N., Bayandin M.A., Kazitsin S.N., Namyatov A.V. Structure Formation of Low-Density Boards from Hydrodynamically Activated Soft Wood Waste. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 5, pp. 148–157. DOI: 10.17238/issn0536- 1036.2019.5.148 Funding: The study was carried out with the financial support from the Russian Foundation for Basic Research, the Government of Krasnoyarsk Krai, and the Krasnoyarsk Regional Fund for Scientific and Technical Development Support within the frame of a scientific project “Study of Structuring Materials made of cavitation activated wood”.

Наибольшего экономического и социального эффекта в лесопилении можно достигнуть при глубокой переработке сырья, используя интенсивный путь развития производства, при котором максимальный выпуск продукции высокого потребительского качества получается при минимальном расходе сырья, энергии, материалов и человеческих ресурсов. В гибких автоматизированных лесопильных линиях, соответствующих третьему уровню интенсификации лесопильного производства (применение высоких технологий), в качестве лесопильного оборудования могут быть использованы лесопильные, ленточнопильные и круглопильные станки, включающие пильные модули с возможностью их позиционирования на некотором расстоянии друг от друга в зависимости от плана раскроя сырья. Для обеспечения высокой эффективности ра-боты линий пильные модули должны обладать высокой надежностью, обеспечивать требуемую точность пиления и малый расход древесины в опилки, иметь малые габариты и металлоемкость. Это может быть достигнуто при создании лесопильных модулей с аэростатическими направляющими для пил. На кафедре технического инжиниринга института энергетики и транспорта Северного (Арктического) федерального университета под руководством проф. Г.Ф. Прокофьева инициативно ведутся работы по созданию новых лесопильных модулей, предложена, научно обоснована и технически проработана конструкция лесопильного станка с пилой, движущейся по криво-линейным аэростатическим направляющим. Станок относится к ресурсосберегающему лесопильному оборудованию. Оригинальность технических решений подтверждается авторскими свидетельствами. Создан не имеющий зарубежных аналогов экспериментальный лесопильный станок с полосовыми нерастянутыми пилами, совершающими возвратно-поступательное движение в аэростатических направляющих. Станок, в отличие от лесопильной рамы, не имеет пильной рамки, захватов для натяжения пил и межпильных прокладок. Испытание станка в условиях, близких к производственным, дало положительные результаты. Ведутся работы по созданию кругло-пильного станка с кольцевой пилой. Описание одного из вариантов такого станка также рассмотрено в работе. Распиливаемый материал проходит через центральную часть пилы, поэтому ее диаметр меньше, чем у станков традиционной конструкции с пильным валом. Уменьшается температурный перепад по радиусу диска пилы, что приводит к повышению устойчивости пилы и точности пиления. Опорный диск, на который насажена кольцевая пила, выполняет функцию направляющего ножа.

В целях предотвращения потерь материалов, энергии, финансовых средств и времени эффективность производства должна быть одинаковой в течение всего года. В связи с потерей материалами внутренней адгезионной прочности в холодное время года и, как следствие, ввиду снижения эффективности производства, в этом исследовании изучалось влияние различных сезонов на эффективность производства древесноволокнистых плит средней плотности на примере компании «Ариан Сина». Для этих целей в течение 2017 г. компанией были изготовлены 200 древесноволокнистых плит. При производстве плит были приняты следующие параметры: время выдержки под давлением – 200 с, количество использованного клея – 10 % от массы сухого волокна, влажность древесного волокна – 7 %, содержание отвердителя – 0,8 % от массы сухого клея. Породный состав плит: сосна – 70 % и эвкалипт – 30 %. Результаты показали, что снижение температуры в холодное время года и даже разница в температуре днем и ночью в течение суток уменьшает внутреннюю адгезионную прочность и, как следствие, сокращает скорость производственной линии из-за необходимости большего времени для достижения требуемой температуры в среднем слое волокна. Результаты, полученные в ходе рентгенографического анализа профилей вертикальной плотности, показали, что при температуре волокна в пределах от 18 до 40 °С в среднем слое плотность изменяется от 561 до 634 кг/м3 соответственно. Для цитирования: Моаземи В., Ходадади М., Афсуни Ф., Хатефния Х. Влияние сезонных температурных изменений на эффективность производства древесноволокнистых плит средней плотности (на примере компании «Ариан Сина»). // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 124–132. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.124 Благодарность: Авторы статьи выражают благодарность господину Али Саеди, председателю правления компании «Ариан Сина», за финансовую и моральную поддержку в ходе исследования.
Production efficiency should be uniformed throughout the whole year in order to prevent material, energy, finance, and time losses. Due to the internal bond strength loss during the cold season and, as a result, the reduction of production efficiency, this study investigated the effect of different seasons on the efficiency of medium density fiberboard (MDF) production at Arian Sina Company. For these purposes 200 fiberboards were produced by the Company in different seasons of 2017. The following parameters have been adopted for the fiberboards production: pressure time – 200 s; amount of glue – 10 % of dry fiber, humidity of the fiber mat – 7 %; hardener – 0.8 % of dry glue weight. The species composition consisted of 70 % of poplar species and 30 % of river red gum (Eucalyptus camaldulensis). The results showed that decreasing of temperature in cold seasons and even the difference in day and night temperatures reduces the internal bond strength and thus the speed of production line due to the need for more pressure time. The results obtained from the X-ray analysis of the vertical density profiles showed that the core layer density of the mat, when its temperature is 18 °C and 40 °C, is 561 and 634 kg/m3, respectively. For citation: Moazami V., Khodadadi M., Afsooni F., Hatefnia H. The Effect of Seasonal Temperature Variations on the Production Efficiency of Medium Density Fiberboard (Case Study of Arian Sina Company). Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 4, pp. 124–132. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.124 Acknowledgments: We thank Mr. Ali Saeedi, chairman of the board of the Arian Saeed Industrial Group, for financial and spiritual support.

Обширная территория на юго-западной периферии Алтае-Саянской горной страны выделена в особый физико-географический регион – Рудный Алтай. Большое количество осадков и значительный запас тепла способствуют развитию в регионе своеобразной формации лесов – черневой тайги, где основной лесообразующей породой является пихта сибирская. Пирогенный фактор, наряду с заготовкой древесины, оказывает важную роль в формировании состава и структуры лесного фонда Рудного Алтая. Цель исследований заключалась в установлении возрастных стадий естественного восстановления пихты на участках, пройденных пожарами. Основными задачами являлись анализ динамики послепожарного восстановления пихтовых древостоев и изучение процессов естественного возобновления на гарях. При сборе первичных материалов для изучения динамики лесного фонда придерживались общепринятого методологического подхода. Анализ динамики лесного фонда проводился в пределах одинаковых границ. Для выбранных кварталов выписывались таксационные характеристики выделов и их распределение по категориям земель за несколько лесоинвентаризационных периодов. Для изучения естественного возобновления применялся метод учетных площадок по А.В. Побединскому. В результате исследований раскрыты процессы естественного возобновления пихты сибирской, установлены количественные показатели подроста пихты на различных стадиях и проведена оценка успешности лесовозобновления. Отмечено неудовлетворительное естественное возобновление на первых двух стадиях лесообразовательного процесса. Подрост пихты встречается крайне редко и только в непосредственной близости к стенам леса или сохранившимся куртинам пихты. Установлено, что восстановление и формирование растительности в первые 150 лет после пожара в условиях пихтача травяно-папоротникового по-следовательно во времени проходит через три восстановительно-возрастные стадии. Первая стадия – свежие гари, характеризуется полной гибелью всех компонентов фитоценозов. Остатки материнского древостоя, как и валеж, начинают заселяться стволовыми энтомовредителями. Вторая стадия – травяно-кустарниковые ассоциации и формирование лиственных молодняков. Накапливается самосев березы, рябины, ивы, которые, наряду с корнеотпрысковыми экземплярами осины, совместно начинают заселять пространство гари, образуя куртины. Третья стадия – производные березняки или осинники с подростом пихты во втором ярусе. Период господства производных березняков или осинников первой или даже второй генераций с подростом пихты во втором ярусе. К 150 годам на склонах северных экспозиций, в западинах и микропонижениях возможно формирование средневозрастных пихтарников. Процесс восстановления гарей начинается с формирования куртин из лиственных пород и сопровождается дальнейшим пространственным их расселением. Увеличение полноты лиственных насаждений стимулирует накопление подроста темнохвойных пород. Большая растянутость лесообразовательного процесса (более 150...200 лет), а также периодичность в семяношении и сложности в накоплении подроста обусловливают разновозрастность пирогенных пихтовых насаждений. Естественное возобновление на первых двух стадиях оценивается как неудовлетворительное.

Аддитивные технологии методом 3D-печати являются перспективным направлением развития малоэтажного домостроения. Для этого используют различные материалы. Проведено исследование возможности применения в качестве материала для 3D-печати гидродинамически активированной древесной массы. Измельченная древесина в процессе активации под воздействием эффекта кавитации изменяет свое физико-химическое состояние. Данная древесная масса представляет собой твердообразную дисперсную систему, свойства которой зависят от влажности. Такую древесную массу можно транспортировать по трубопроводам, структурообразование происходит в процессе удаления влаги за счет возникновения аутогезионных взаимодействий между древесными частицами без использования адгезивов. Полученный таким образом материал имеет достаточно высокие прочность и водостойкость, что послужило предпосылкой для использования активированной древесной массы в аддитивных технологиях. Формирование изделия методом 3D-печати происходит путем послойного нанесения материала с определенными временными интервалами. Обязательным условием при этом является обеспечение стабильной формы и однородности структуры. Поэтому были выполнены исследования по определению предела ползучести древесной массы, показывающего величину напряжений, при превышении которых начинается интенсивное пластическое деформирование материала (течение). Данное исследование проводилось по методике академика П.А. Ребиндера с использованием конического пластометра. Изученный показатель существенно зависит от влажности массы. При снижении влажности предел ползучести значительно возрастает. Полученная зависимость является основой для научно-обоснованного определения толщины наносимых слоев и временных промежутков между нанесениями. Однородность структуры в межслойной зоне определяет прочность всего изделия и обеспечивается влажностью в зоне контакта не менее 400 %. Создать высокую влажность в зоне контакта при низкой средней влажности массы можно за счет обработки СВЧ-излучением. В результате такой обработки происходит перераспределение влажности по толщине слоя. На поверхности она увеличивается, а в центре – снижается.

Предыдущее название: Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник (до 2016 года)/ Журнал является ведущим научно-информационным журналом в области лесного хозяйства, экологии, лесозаготовки, деревообработки, химической технологии и обработки древесины, экономики лесного комплекса. Журнал публикует: статьи ученых высшей школы, НИИ, зарубежных специалистов, руководителей предприятий и инженеров; тексты докладов ученых на симпозиумах, конференциях и совещаниях; аннотации и рецензии на новые книги; публицистические и исторические литературные материалы. Главный редактор - Обливин Александр Николаевич, профессор, доктор технических наук, академик РАЕН и МАНВШ, Заслуженный деятель науки и техники РФ, Президент МГУЛ, профессор кафедры процессов и аппаратов деревообрабатывающих производств Московского государственного университета леса

Представлены результаты исследования древесно-полимерной нити для печати методом послойного наплавления. 3D-печать, используемая при изготовлении изделий со сложными геометрическими формами, может быть составной частью производства малых архитектурных форм, мебельного декора, детских игрушек. Аддитивные технологии позволяют перейти на безотходное производство, а также применять возобновляемое биологическое сырье. Использование древесно-полимерных композитов для инкрустации мебели позволяет снизить себестоимость готового изделия. в ходе эксперимента на одношнековом экструдере были изготовлены нити диаметром 1,7 мм из смеси наполнитель (древесная мука)/связующее (полилактид). Установлено, что наполнитель равномерно распределен по объему связующего в виде частиц сферической либо удлиненной формы с размерами от 0,2 до 1,2 мкм. Размер зон с повышенной концентрацией частиц наполнителя изменяется от 2,7 до 9,8 мкм. обнаружены пустоты произвольной формы (с размерами от 9,5 до 32,5 мкм) в срезах древесно-полимерной нити, полученных перпендикулярно ее длине. Исследование срезов нити в режиме «скрещенных николей» показало мозаичный характер двулучепреломления. Размер агрегатов с интенсивным двулучепреломлением из сферических частиц изменяется от 4,5 до 55,1 мкм. вероятно, частицы древесной муки являются зародышами для кристаллизации связующего (полилактида), что проявляется в возникновении этих зон. Изучение вязкости древесно-полимерного композита от температуры показало, что в сравнении с полилактидными (PLA) нитями существенных отличий не обнаружено. Установлены температуры стеклования (58,19 °с) и начала плавления (214,00 °с), что подтверждает схожесть нитей из древесно-полимерного композита с нитями PLA. Результаты испытаний на водопоглощение свидетельствуют, что в исследуемых образцах массовая доля воды значительно увеличивается с ростом содержания наполнителя в материале и высоты напечатанного слоя. Измерение краевого угла смачивания образцов показало, что водно-дисперсионные лаки частично смачивают поверхность древесно-полимерного композита, создавая условия адгезионного взаимодействия. По прочности при разрыве и модулю упругости при растяжении (при 100 % плотности заполнения) образцы из древесно-полимерной композиции уступают нитям из PLA, но имеют лучшие показатели по сравнению с образцами из ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) пластика. тепловизионное исследование позволило зафиксировать быстрое снижение температуры слоев модели от уровней, возникающих на выходе из сопла, до значений средней зоны модели и разделить термические зоны на три уровня, а также подтвердило схожесть с образцами из PLA-нити. Для цитирования: Говядин И.К., Чубинский А.Н. Исследование свойств древесно-полимерного композита на основе PLA // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 2. с. 129–145. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-129-145
The paper presents the study of wood-polymer filament for fused filament fabrication (FDM) printing. 3D printing is used in the manufacture of products of a complex shape, which means it can be an integral part of the production of hardscape, furniture decor, and childrenʼs toys. Additive manufacturing allow to switch over to zero waste production, as well as to use renewable biological raw materials. The use of wood-polymer composites in manufacture and inlay of furniture provides an opportunity to reduce the costs of the finished product. Filaments (1.7 mm diameter) were made of a filler/binder (wood flour/polylactide) mixture on a single screw extruder. As a result of studying the filament morphology, it was found that the filler is evenly distributed over the volume of the binder in the form of particles of a spherical or elongated shape with sizes from 0.2 to 1.2 μm. The size of the zones with an enhanced concentration of the filler particles vary between 2.7 and 9.8 μm. Voids were found in the wood-polymer filament sections obtained perpendicular to the filamentʼs length; the void shape is arbitrary; the void size ranges from 9.5 to 32.5 μm. The study of the filament sections in the crossed Nicols mode showed a mosaic pattern of birefringence. The size of aggregates of spherical particles with intense birefringence varies in the range from 4.5 to 55.1 μm. Probably, the particles of wood flour are the nucleation centre of crystallization of the binder (polylactide), which is manifested in the formation of the birefringence zones. The study of the temperature dependence of viscosity of the wood-polymer composite showed no significant differences WPC filaments in comparison with PLA filaments. The glass transition temperature was set to 58.19 °C and the melting point temperature was 214.00 °C, which confirms the similarity with PLA filaments. The results of water absorption tests showed that the water mass fraction in the samples increases significantly with the growth of the filler content in the material and the thickness of the printed layer. The results of measuring the contact angle of the test samples showed that water-dispersion varnishes partially wet the surface of the wood-polymer composite, creating the conditions for adhesive interaction. Determination of tensile strength and the tensile modulus of elasticity showed that at 100 % filling density the samples made of wood-polymer composition are inferior to the samples made of PLA, however, they exceed in comparison with the samples made of acrylonitrile butadiene styrene (ABS) plastic. The results of a thermal imaging study made it possible to detect a rapid decrease in the temperature of the model layers from the levels arising at the exit of the nozzle to the values of the model middle zone and to divide the thermal zones onto three levels and acknowledged the similarity with the samples made of PLA filaments. For citation: Govyadin I.K., Chubinsky A.N. The Study of PLA-Based Wood-Polymer Composite Properties. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 2, pp. 129–145. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-129-145.

Развитие деревянного домостроения сдерживается из-за недостатка станков для обработки круглых сортиментов и получения заготовок высокого качества. Целью работы является разработка станков для изготовления заготовок круглых сортиментов высокого качества в виде цилиндров и бруса, которые используются в деревянном домостроении. При-ведены конструкции станков для обработки круглых сортиментов, позволяющие получать такие заготовки. Обработка круглых сортиментов производится фрезами, перемещающимися вдоль оси бревна. Получение заготовок в виде цилиндров и многогранных призм обеспечивается с помощью различных фрез соответствующего профиля и поворота бревна на определенный угол после каждого прохода фрезы. На станках также возможна установка круглых пил вместо фрез, что дает возможность получать доски и брус и расширяет их конструктивные возможности. Для повышения качества обработанных бревен предложена усовершенствованная конструкция станка, в котором имеется устройство, позволяющее выполнять в бревнах продольные пазы, вводить в них жидкий быстрозатвердевающий клей, маскирующий полученные пазы. Это способствует снижению остаточных напряжений и уменьшает опасность растрескивания бревна. Формирование паза осуществляется с помощью сборной фрезы, производящей одновременно обработку бревна. Количество пропилов и их глубина зависят от диаметра бревна. В статье приведена таблица для определения количества и глубины пропилов. Другое устройство обеспечивает упаковку бревна в пленку, что позволяет защитить бревно от загрязнения, изолирует клей от вытекания и сохраняет исходную влажность бревна. Мощность электродвигателей для фрезерования составляет 5,0…10,0 кВт, мощность мотор-редуктора механизма подачи – 1,0…2,0 кВт, мощность мотор-редуктора для поворота бревна – 0,5… 1,0 кВт. Суммарная максимальная мощность составляет 13,0 кВт, что меньше чем у серийных аналогичных станков. Предложенная конструкция позволяет получать сортименты высокого качества без трещин и растрескиваний через несколько лет после изготовления. Новая разработка защищена патентами на изобретения.

Среди различных способов сушки древесины наиболее распространен метод конвективной камерной сушки. Режимы регламентируют процесс сушки пиломатериалов в зависимости от породы и размеров по времени или по влажностному состоянию древесины. В Руководящих технических материалах по сушке режимы устанавливаются в зависимости от влажностного состояния древесины. Режим сушки предусматривает контроль начальной влажности пиломатериалов путем отбора образцов из различных зон сушильного пакета для взвешивания, определения текущей влажности и закладки их обратно в штабель. Однако этот способ определения текущей влажности древесины требует периодического открывания рабочей камеры (что изменяет параметры сушильной среды) и перехода на одну из трех ступеней режима сушки. Процесс сушки характеризуется повышающейся жесткостью режима при уменьшении влажности пиломатериалов. Он должен обеспечивать наименьшую продолжительность процесса при сохранении естественных свойств древесины. Рассмотрен вопрос о применении метода расчета поля влажности пиломатериалов, так как переменные во времени ре-имы не дают точной информации о предполагаемом состоянии влаги во времени. Разработанный прием расчета распределения влаги в поперечном сечении пиломатериалов с использованием метода конечных элементов в виде множества треугольников, глобальных сеток жесткости и суммарных векторов нагрузки позволяет определять влагосодержание в узлах сетки. Сравнение кривых сушки, определенных по методу П.С. Серговского и по предложенному методу, показало, что последний дает более точные результаты.

В работе дана характеристика операции формирования ширины обрезных пиломатериалов на базе станка Ц2Д-5А; изучен механизм управления подвижной пилой посредством ручной установки гидропозиционера на размер обрезаемой доски по ширине. Сформулированы общие методические положения по формированию сечений пиломатериалов; выполнен анализ результатов формообразования размеров обрезных пиломатериалов. Представлена классификация систем управления деревообрабатывающими станками. Разработаны исходные технологические требования для системы позиционирования суппорта обрезного станка от линейного асинхронного двигателя, учтены изменения характеристик выхода пиломатериалов в зависимости от сочетаний толщин тонких и толстых досок. Установлено, что выставка штока (вторичного элемента) линейного асинхронного двигателя на максимальную длину соответствует наименьшей ширине обрезной доски с учетом припуска на ее усушку по номинальной ширине. При этом базовой поверхностью служит воображаемая плоскость, параллельная плоскости неподвижной круглой пилы двухпильного станка и касательная в точках, определяемых положениями ее зубьев с регламентируемым уширением на сторону. Началом отсчета номинальной ширины обрезной доски является плоскость, располагающаяся параллельно базовой и отстоящая от нее на величину, равную номинальной ширине доски с припуском на усушку.

Теоретически установлено, что при раскрое с брусовкой оптимальный диаметр бревна зависит не только от заданной толщины бруса, но и от геометрических параметров бревна: длины и среднего сбега. При этом отношение заданной толщины бруса к оптимальному диаметру бревна отличается от классического, а сечение бруса максимального объема не является квадратным. Для практических расчетов оптимальных диаметров бревен при брусовом способе раскроя получены простые формулы. При раскрое пиловочного сырья с брусовкой толщина бруса соответствует ширине обрезных досок полной длины, которая определяется согласно спецификации производимых на лесопильном предприятии пиломатериалов. Именно для выработки этих толстых досок, получаемых из пропиленной пласти бруса, используется основная часть объема пиловочных бревен. Зона двухкантного бруса, ограниченная величиной пропиленной пласти в верхнем торце, представляет собой четырехкантный брус, из которого и получают обрезные доски полной длины, равной длине бревна. Стремление обеспечить наибольшую эффективность при выпиловке таких досок из четырехкантного бруса, вписанного в окружность верхнего торца бревна, очевидно. Тогда коэффициент объемного выхода этого бруса из бревна должен быть максимальным. В статье методами математического анализа решается задача оптимизации диаметра бревен и относительных размеров бруса по толщине и ширине по отношению к оптимальному диаметру бревна, при котором коэффициент объемного выхода четырехкантного бруса достигает максимума.

Сушка профильных заготовок из массивной древесины имеет ряд особенностей. В первую очередь – это переменное сечение по длине заготовки, что ставит ряд сложных задач по формированию штабелей или пакетов, выбору режимов, технологий и сушильного оборудования. В качестве экспериментального материала выбрана древесина бука. Процесс сушки является сложным тепломассообменным процессом, включающим теплообмен между поверхностью древесины и средой, тепло- и влагопроводность внутри материала и испарение влаги на его поверхности. Для изучения тепломассообмена необходимо знать распределение влаги по сечению материала. В основном принимают для исследований или расчетов, что влага внутри материала распределяется по параболической или косинусоидальной зависимости. Косинусоидальная зависимость описывается уравнением скорости сушки в виде баланса влаги, которая перемешается внутри материала и испаряется с его поверхности. Полученная физико-математическая модель является исходным положением для составления методики экспериментальных исследований кинетики процесса сушки. Экспериментально необходимо определять влажность центральных и поверхностных слоев древесины, изменение средней влажности во время сушки, линейные размеры заготовок, режимные параметры процесса сушки (температура среды и равновесная влажность древесины). Представлены формулы, по которым определены коэффициенты сушки, влагопроводности, влагоотдачи, массообменные критерии Нуссельта и Фурье. По экспериментальным данным построены кривые сушки, отражающие изменение влажности древесины во время сушки, и кривые скорости сушки, на основании которых определяют кинетические характеристики процесса. Найдено, что скорость сушки в ходе эксперимента уменьшается более чем в шесть раз. Полученные значения коэффициентов сушки и влагопроводности можно использовать в теоретических уравнениях для определения продолжительности процесса сушки. Обобщающими характеристиками кинетики процесса сушки являются безразмерные критерии Нуссельта (характеризирует соотношение коэффициентов влагоотдачи материала с характерным размером и влагопроводности) и Фурье (характеризирует интенсивность перемещения влаги внутри древесных сортиментов).

Предложены техническое и технологическое решения, целью которых является раз-работка оборудования, позволяющего сократить трудозатраты на настройку толщины выпиливаемых досок и удаление от станка готовой продукции в виде необрезных пиломатериалов. Разработка базируется на аналогах конструкции ленточнопильных станков для продольной распиловки. Новая конструкция ленточнопильного станка снабжена пильным механизмом и механизмом удаления отпиленных досок, смонтированными на опорно-поворотной колонне, перемещающейся между установленными с обеих сторон от нее приемными столами для загрузки на них одновременно двух бревен. Работа пильного механизма и механизма удаления отпиленных досок осуществляется таким образом, что при повороте опорно-поворотной колонны и переводе ее в рабочее положение над обоими приемными столами располагается один из данных механизмов. Приемные столы имеют возможность перемещения в вертикальной плоскости для настройки толщины отпиливаемых досок. Настройка толщины новой доски, отпиливаемой от первого бревна, осуществляется путем подъема соответствующего ему приемного стола на необходимую толщину доски одновременно с отделением доски от второго бревна и удалением доски, отпиленной ранее от первого бревна. Такое совмещение операций позволяет исключить дополнительные затраты времени на настройку, так как она выполняется во время работы пильного механизма. Заявленное в цели исследования повышение производительности ленточнопильного станка реализуется за счет сокращения продолжительности цикла его работы. Материалы статьи могут быть рекомендованы для повышения производительности при пилении ленточнопильным станком. Использование предложенного варианта про-дольной распиловки и технологического оборудования для его осуществления возможно как на деревообрабатывающих предприятиях, так и на лесосеке с применением мобильного варианта размещения станка при выполнении всех операций технологического процесса.

В настоящее время на лесосечных работах бензопилами и лесозаготовительными машинами с помощью цепных рабочих органов выполняются срезание деревьев, удаление сучьев, деление хлыстов на сортименты. Повышение надежности и работоспособности цепных пильных аппаратов значительно увеличивает эффективность лесосечных работ. В связи с сокращением машинного объема лесозаготовок важное значение приобретает повышение эффективности использования бензопил и совершенствование их конструкции, в первую очередь цепного пильного аппарата для увеличения его надежности и срока службы. Снижение объемов выпуска, низкое качество отечественных бензопил привели к тому, что в настоящее время на лесозаготовках страны в основном применяются бензопилы импортного производства, несмотря на постоянный рост их цены и стоимости обслуживания. Это делает актуальными проблему совершенствования конструкции бензопил как отечественного, так и зарубежного производства и, как следствие, вопрос исследования конструкции цепных пильных аппаратов для научно-обоснованного увеличения их надежности и долговечности. Низкая надежность в работе и повышенный износ составляющих частей пильных аппаратов обусловлены несовершенством конструкции механизма натяжения пильной цепи. Современные конструкции механизма натяжения пильной цепи для обеспечения необходимого усилия натяжения требуют периодической остановки пилы. Цель работы – совершенствование конструкции механизма натяжения пильной цепи для обеспечения требуемого монтажного натяжения в процессе работы бензопилы, которое даст возможность повысить надежность и срок службы цепных пильных аппаратов. Предложены возможные пути изменения конструкции механизма натяжения пильной цепи, что позволит достичь ее автоматического натяжения в процессе работы бензопилы, снизить вероятность спадания пильной цепи и риск ранения оператора.

В статье обоснована целесообразность переработки древесины, содержащей ядровую гниль. Предметом исследований являются способы переработки такой древесины. Древесина твердолиственных и хвойных пород, имеющая хорошие прочностные и теплоизоляционные показатели, пользуется высоким спросом, в результате чего сырьевые запасы этой древесины в европейской части страны постоянно сокращаются. Дефицит твердолиственных и хвойных пород требует вовлечения в переработку неделовой древесины. Существующий подход к выбору способа ее переработки определяется только видом применяемого оборудования. В лесопильном производстве ядровую гниль чаще всего удаляют выпиливанием двухкантного бруса или сердцевинных досок. В фанерном производстве чураки с диаметром гнили до 100 мм перерабатывают на лущильных станках с диаметром кулачков наружных шпинделей 110 мм. Древесину с ядровой гнилью применяют для производства плитных материалов, но суммарное содержание гнили в щепе не должно превышать 5 %. Чаще всего древесину с ядровой гнилью распиливают на дрова для реализации населению. Дифференциация подхода к выбору способа переработки древесины с ядровой гнилью заключается в обосновании вида получаемых материалов и изделий различного функционального назначения в зависимости от ее размеров. Предлагаются следующие способы переработки древесины в соответствии с градацией гнили по диаметру: до 50 мм – высверливание из лесоматериалов ядровой гнили; от 50 до 100 мм – лущение здоровой периферийной части ствола; свыше 100 мм – выпиливание из лесоматериалов обрезных пиломатериалов. Для обеспечения конкурентоспособности продукция, изготовленная из древесины с ядровой гнилью, должна обладать более высокими эксплуатационными показателями по сравнению с существующими материалами и изделиями. Лесоматериалы с ядровой гнилью диаметром до 50 мм наиболее целесообразно использовать для производства оцилиндрованных бревен, где полезный выход составляет около 80 %. Высверливание отверстия небольшого диаметра не приведет к существенному снижению несущей способности бревен. При переработке древесины с ядровой гнилью диаметром 50…100 мм предлагается применять лущение здоровой древесины для последующего склеивания фанерной продукции. Универсальным способом переработки древесины с ядровой гнилью диаметром более 100 мм (а также и менее 100 мм) является изготовление паллет для поддонов.

До недавнего времени в лесной промышленности признавался ценным только ствол дерева, а все остальное, в том числе крона, считалось отходами. Отходы лесозаготовок загромождали лесосеки и создавали благоприятную среду для размножения вредителей, а также способствовали возникновению пожаров. Сейчас в лесозаготовительной отрасли древесная зелень выступает сырьем для производства гранулированного топлива; в лесохимическом комплексе – для изготовления хлорофиллокаротиновых паст, хлорофиллина натрия, хвойного лечебного экстракта; в агропромышленном производстве – для получения хвойно-витаминной муки. Древесноволокнистые плиты широко применяются в домостроении в качестве конструкционных, отделочных и изоляционных материалов. Достоинством этих плит является возможность придания им специальных свойств: огнестойкости, водостойкости, биостойкости, звукоизоляционной и теплоизоляционной способностей – за счет добавления в композицию на стадии изготовления различных компонентов. С целью расширения сырьевой базы для производства древесноволокнистых плит выполнены исследования влияния добавки хвойной муки на качественные показатели и физико-механические характеристики готового изделия. Обоснована возможность применения данного сырья в виде хвойной муки при производстве древесноволокнистых плит. Показано влияние процентного содержания муки из хвои в общем объеме древесноволокнистой массы и размеров частиц на качественные показатели материала. Получены статистическоатематические уравнения и графические зависимости, позволяющие прогнозировать характеристики древесноволокнистых плит при заданном содержании и размерах частиц муки из древесной зелени хвойных пород. Определены оптимальные размеры данных показателей, при которых физико-механические свойства готовой продукции соответствуют требованиям ГОСТ а. Для цитирования: Зырянов М.А., Медведев С.О., Мохирев А.П. Влияние добавки измельченной хвои на качественные показатели древесноволокнистой плиты // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 125–132. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-125-132. Финансирование: Исследование выполнено при поддержке гранта Президента РФ для молодых ученых – кандидатов наук МК-1902.2019.6. Проект «Разработка и внедрение эффективной технологии комплексной переработки лесосечных отходов» подготовлен при поддержке Красноярского краевого фонда науки
Until recently, only the trunk of a tree was recognized as valuable in the forest industry, and everything else, including the crown, was considered waste. Logging wastes cluttered felling sites and created a favorable environment for habitation and reproduction of forest pests, as well as contributed to the emergence of forest fires. Today, wood greens are used as a raw material in the logging industry for the production of pellet fuels; in the woodchemical complex for the manufacture of chlorophyll-carotene pastes, sodium chlorophyllin, and coniferous healing extract; in agro-industrial production to obtain coniferous vitamin flour. Analysis of literature sources showed that fibreboards are widely used in housing construction as structural, finishing, and insulating materials. The advantage of fibreboards is the ability to impart special properties to them, such as fire resistance, water resistance, biostability, soundproofing, and heat-insulating ability by adding various components to the fibreboard at the manufacturing stage. Studies of the effect of adding coniferous flour on the quality indicators and physical and mechanical parameters of the finished fiberboard have been carried out in order to solve the problem of expanding the raw material base for fiberboard production. The possibility of using this raw material in the form of coniferous flour in the production of fiberboard has been substantiated. The influence of the percentage of needle flour in the total volume of wood fiber pulp and particle size on the qualitative indicators of the material is shown. Statistical and mathematical equations and graphical dependencies have been obtained. They allow predicting the indicators of fiberboards for a given content and particle size of flour from coniferous greens. The optimal size of the particles of coniferous flour and its content in the fibreboard at which the values of physical and mechanical indicators of the finished product meet the requirements of the State Standard GOST 4598-86 are determined. For citation: Zyryanov M.A., Medvedev S.O., Mokhirev A.P. Effect of Addition of Chopped Needles on the Fiberboard Quality Indicators. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 125–132. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-125-132 Funding: The research was funded by the grant of the President of the Russian Federation for young scientists – candidates of sciences МК-1902.2019.6. The project “Development and Implementation of an Effective Technology for Integrated Processing of Logging Waste” was supported by the Krasnoyarsk Regional Fund of Science.

Изучены физико-механические и рентгенозащитные свойства нового композиционного материала на основе древесины «Фанотрен Б», состоящего из чередующихся слоев лущеного березового шпона и армирующих рентгенозащитных слоев. Последние представляют собой нетканый материал – синтепон, пропитанный рентгенозащитным составом. Новый композит рекомендуется использовать в местах с повышенным радиационным фоном в качестве конструкционного и отделочного материала, который не содержит в своем составе свинец. Перед нами стояли следующие задачи: исследовать напряженно-деформированное состояние этого материала, определить рациональную рецептуру пропитывающего состава для рентгенозащитного слоя и оценить его физико-механические свойства. Соотношение «напряжение–деформация» материала моделировали методом конечных элементов, физико-механические свойства оценивали по стандартным методикам, защитные свойства рентгенозащитного слоя – величиной свинцового эквивалента по прозрачности изображения на рентгенограмме с использованием люксметра. Показано, что поведение фанеры, армированной рентгенозащитными слоями, под действием внешней нагрузки достаточно точно описывается дифференциальным уравнением изгиба пластин. Моделирование осуществляли на твердотельной модели, которая учитывала механические свойства материалов, входящих в конструкцию, и схему укладки слоев шпона. Установлено, что уменьшение толщины рентгенозащитных слоев ведет к увеличению прогибов и напряжений. Компьютерная модель отразила рост напряжений в местах склеивания материала. Экспериментально определены: состав пропитывающей композиции (минеральный наполнитель – 51 %, связующее – 26 %, вода – 23 %) и технологические режимы формирования материала (расход связующего – 176 г/м2, температура прессования – 50 ºС, продолжительность склеивания – 8 мин). Материал толщиной 9,5 мм имеет плотность 1600 кг/м3; свинцовый эквивалент составляет 0,54 мм Pb/мм; прочность при статическом изгибе вдоль наружных слоев – 39 МПа, при скалывании по клеевому слою – 1,34 МПа, при растяжении вдоль волокон – 53 МПа. Для цитирования: Яцун И.В., Гороховский А.Г., Одинцева С.А. Исследование физико-механических и рентгенозащитных свойств деревокомпозиционного слоистого материала «Фанотрен Б» // Лесн. журн. 2019. № 3. С. 110–120. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.110
Physical and mechanical and x-ray protection properties of new wood-based composite material “Fanotren B”, which consist of alternating layers of peeled birch veneer and reinforc-ing x-ray protective layers, are studied. The x-ray protective layer is nonwoven fabric – sintepon impregnated with x-ray protective composition; consist of barium sulfate, adhesive based on polyvinyl acetate dispersion and water. The material is recommended to be used in construction and decoration of premises in the areas with high radiation background. A distinctive feature of the developed material is the absence of lead and materials based on it. We had the following research objectives: to study the stress strain behavior of the material; to determine the balanced formulation of saturating composition for the x-ray protective layer; to evaluate its physical and mechanical properties. The stress – strain ratio of the material was simulated by the finite element method, the physical and mechanical properties were evaluated by the standard methods, the protective properties of the x-ray protective layer were measured by the lead equivalent of the image transparency on the radiograph with the use of lux meter. Theoretical studies have shown that the behavior of metal faced plywood under external load is described by the Sophie Germain’s equation with acceptable accuracy. The modeling was carried out on a solid model, which took into account mechanical properties of the materials included in the design and scheme of laying out the veneer layers. The developed model of the stress strain behavior has showed that the decrease of the protective layer thickness leads to the increase of deflections and stresses in it. Computer simulation revealed the stress increase in the areas of bonding the material protective layer and outer side of veneer. The impregnating composition was determined experimentally: mineral filler content is 51 %, binder content is 26 %, and water content is 23 %. The technological modes of composite laminated material formation were determined: binder con-sumption is 176 g/m2; pressing temperature is 50 ºС; gluing time is 8 min. The material with the thickness of 9.5 mm has density of 1600 kg/m3; a lead equivalent is 0.54 mm Pb/mm; cross-breaking strength along the outer layers is 39 MPa; shear strength along the adhesive layer is 1.34 MPa; tensile strength along the fibers is 53 MPa. For citation: Yatsun I.V., Gorokhovskiy A.G., Odintseva S.A. Study of Physical and Mechani-cal and X-Ray Protection Properties of Wood-Based Composite Laminated Material “Fanotren B”. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 3, pp. 110–120. DOI: 10.17238/ issn0536-1036.2019.3.110

В настоящее время на лесозаготовительных предприятиях древесная зелень является отходом и не имеет полезного применения. Однако в ее состав входят компоненты, которые можно использовать в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности. В данной статье рассматриваются способы и аппаратурное оформление процессов экстрагирования ценных компонентов из зелени хвойных и лиственных пород, разработанных на кафедре переработки древесных материалов Казанского национального исследовательского технологического университета. В связи с тем, что древесная зелень, содержащая витамины и минералы, является сырьем для производства кормовой муки, нами была разработана и запатентована технология ее комплексной переработки с извлечением ценных компонентов водяным паром при температуре 165 ºС. Готовыми продуктами, получаемыми с помощью данной технологии, являются кормовая мука и биологически активные вещества. Многие биологически активные вещества не устойчивы к высоким температурам, поэтому для их извлечения разработана установка переработки хвойного экстракта из древесной зеленой массы. Процесс происходит в цилиндрическом контейнере при температуре 40...50 ºС, в качестве экстрагента используется перегретый пар, что обеспечивает максимальный выход биологически активных веществ. При экстракции количество экстрагента в несколько раз превышает количество сырья, в связи с этим предложена технологическая линия, которая позволяет применять его повторно. Основное оборудование дан-ной линии: экстрактор, выпарные аппараты, конденсатор смешения, холодильная компрессорная установка и рекуперативный теплообменник. Представленные разработки позволяют рационально использовать лесосечные отходы с получением ценных компонентов и могут найти применение на предприятиях лесопромышленного комплекса.