Koka blīvums un tā ietekme uz zaru šķēršļu darbību

Koku blīvuma tiešā ietekme uz Zaru cirtējs Izdalīšanas ātrumu un enerģijas patēriņu

Strādājot ar blīvākiem kokiem, zaru šķēršļi vienkārši nepārstrādā materiālu tik ātri un procesa laikā patērē vairāk degvielas. Piemēram, ozols vai koksne — šie blīvie cietais koki var patērēt aptuveni 59 litrus degvielas stundā, kas ir aptuveni trīs reizes vairāk nekā priedes, kā norādīts 2015. gadā žurnālā „Applied Energy” publicētajā pētījumā. Šīs parādības iemesls ir to cieši sakārtotā šūnu struktūra, kuru sadalīšanai nepieciešams daudz lielāks spēks, tādējādi papildus slodzot gan dzinēju, gan griešanas komponentus. Ko tas nozīmē?

• Strādājot ar blīviem koku veidiem salīdzinājumā ar zemu blīvumu kokiem, izdalīšanas ātrums samazinās par 40–60%
• Enerģijas patēriņš palielinās līdz 0,92 MJ uz megagramu sausnas masas blīvam zaru koksnei
• Darbības jaudas patēriņš pārsniedz 3300 W zariem, kuru diametrs ir lielāks par 50 mm

Kad koksne kļūst blīvāka, efektivitāte parasti samazinās, tāpēc šķeldotāja tehniskie parametri ļoti svarīgi atbilst faktiskajam apstrādājamajam materiālam. Ikviens, kas strādā ar dažādu koku veidu maisījumu, labāk izvēlētos augsta momenta tambora šķeldotājus, ja vēlas nodrošināt vienmērīgu un nepārtrauktu darbību. Ir arī cits aspekts, kas saistīts ar oglekļa emisijām. Blīvas koksnes šķeldošana rada aptuveni 16,4 kg CO2 ekvivalenta uz megagramu sausnas masas, kas ir pat par 52 procentiem vairāk nekā veselu koku apstrāde. Tikai šis skaitlis jau skaidri norāda, kāpēc iekārtas spēju atbilstība faktiskajam apstrādājamajam materiālam ir tik būtiska gan pareizas darba izpildes, gan vides ietekmes samazināšanas ziņā.

Koka blīvuma, mitruma saturu un sugas cietības kombinētais ietekmes efekts uz zaru šķeldotāju ilgmūžību

Koka blīvums ir būtisks faktors, nosakot, cik liels spriegums un enerģija nepieciešama zaru šķeldošanas operācijās. Cietie koki lēnāk nodilst asmeņus daudz ātrāk nekā mīkstie koki — lauka novērojumu dati liecina, ka pat par 70% ātrāk. Arī mitruma līmenis ietekmē procesu. Svaigi nocirsts koks ar aptuveni 50% mitruma saturu kopumā labāk šķeljas, tomēr tas izraisa lielākas korozijas problēmas. Otrādi, kad koks nožūst gaisā, to kļūst grūtāk sagriezt, pretestība palielinās aptuveni par 30–40%. Dažādas sugas situāciju sarežģī vēl vairāk. Piemēram, eikalipta apstrādē operatoriem jānomaina asmeņi aptuveni divas ar pusi reizes biežāk nekā līdzīga izmēra priedēs.

Šis trīsveidīgais faktoru komplekts — blīvums, mitrums un cietība — rada kumulatīvu izturības slogu:

• Abrāzijas mehānika : Augsta lignīna saturošas šūnu struktūras blīvajos kokos darbojas kā dabiski abrazīvi griešanas malām
• Nolūzuma cikli atkārtota augstas momenta šķeldošana sausā cieta kokā izraisa mikroplaisājumus rotoru montāžās
• Korozijas sinerģija mitruma kombinācija ar koka rezinām paātrina oksidāciju slodzītajos komponentos

Izpētot reālās darbības, kļūst skaidrs kaut kas svarīgs par jauktu koka apstrādi. Kad dažādu veidu koksnes gabali tiek ievadīti mašīnās bez atbilstošiem pielāgojumiem, tas patiesībā paātrina bultskrūvju un piedziņas sistēmu nodilumu aptuveni par 45%. Lai aprīkojums ilgāk darbotos, operatoriem ir jāievēro vairākas pamatnoteikumi. Pirmkārt, cietās koksnes gabaliem ievadīšanas brīdī nevajadzētu būt pārāk bieziem. Arī mitruma saturs ir svarīgs — ideālā gadījumā tas jātur starp 30% un 40%. Un neaizmirstiet par asmens ģeometrijas pielāgošanu konkrētajām koksnes sugām. Šie kopīgie pasākumi patiešām dod rezultātus. Komponenti kalpo aptuveni par 200–300 stundām ilgāk, pirms tos nepieciešams nomainīt, kas laika gaitā nozīmē aptuveni 18% ietaupījumu apkopēs. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka daudzas uzņēmuma vienības šīs prakses jau ir sākušas piemērot visās savās darbībās.

Pāri blīvumam: galvenās materiāla īpašības, kas ietekmē zaru šķeldotāju jaudu un vadību

Kaut arī blīvums nosaka šķeldošanas spēku, citas materiāla īpašības būtiski ietekmē šķeldotāja stabilitāti, izvades vienmērīgumu, drošību un apkopju biežumu.

Šķiedru orientācija un sveķu saturs kā kopīgi noteicoši faktori šķeldotāja slodzes stabilitātei

Kā koksnes šķiedras izvietojas attiecībā pret iespiedes virzienu, ietekmē to, cik daudz vibrācijas rodas un vai mašīna paliek stabila slodzes apstākļos. Kad zari tiek iesūkti pa koksnes šķiedru virzienu, tie parasti viegli iet cauri griešanas bungām. Tomēr, kad materiāls tiek iesūkts perpendikulāri šķiedru virzienam, tas rada dažādas problēmas. Momenta svārstības patiešām ir diezgan lielas — pēdējā gada izdevumā «Industrial Processing Journal» publicētajā pētījumā tās norādītas kā aptuveni par 40% lielākas. Turklāt pastāv problēma ar rezinbagātām koksnes šķirnēm, piemēram, egli. Šīs koksnes pielīp pie asmeņiem un veido nogulsnes, kas ātrāk nodilst asmeņus. Mēs esam novērojuši, ka asmeņu nomaiņa ir nepieciešama divreiz biežāk, tiklīdz rezinas saturs pārsniedz aptuveni 8%. Zemu rezinu saturošas koksnes šķirnes šo problēmu nerada. Visi šie faktori kopā nozīmē, ka operatoriem jāuzrauga, kādu materiālu viņi apstrādā. Pretējā gadījumā šķeldotājs var ražot nevienmērīgas šķeldas vai pat vēl sliktāk — notikt bīstamas atsitiena reakcijas, kas var sabojāt aprīkojumu un ievainot darbiniekus.

Reāllaika izejvielu profilēšanas izmantošana jaunākajās intelektuālās zaru šķēršļu mašīnās

Mūsdienu augsti attīstītās šķēršļu mašīnas ir aprīkotas ar spektroskopijas rīkiem un spiediena sensoriem, kas analizē, kāda veida zari tiek ievadīti tajās. Kad zari nonāk mašīnā, šīs intelektuālās sistēmas faktiski maina hidrauliski pielietoto spiedienu un rotoru rotācijas ātrumu. Tās to dara, jo atpazīst tādus parametrus kā koka blīvums, mitruma līmenis un mezglu skaits. Nesen viens no lielajiem ražotājiem veica testēšanu un atklāja interesantu faktu par savām mašīnām. To prognozējošā slodzes izlīdzināšanas sistēma uzlaboja visu procesu, palielinot efektivitāti aptuveni par 15 % salīdzinājumā ar režīmu, kad viss darbojas vienmērīgā ātrumā. Tas nozīmē, ka dzinēji neapstājas, saskaroties ar īpaši grūti apstrādājamām koka vietām, turklāt iegūtās šķēpeles ir vienmērīgākas pat tad, ja apstrādā dažādu veidu zarus.

BUJ

Kāda ir saistība starp koka blīvumu un šķeldotāja efektivitāti?

Šķeldotāja efektivitāte samazinās, palielinoties koka blīvumam, jo blīvākiem kokiem, piemēram, ozolam un kriptomerijai, apstrādei nepieciešams lielāks spēks, kas rada augstāku degvielas patēriņu un samazina caurlaidspēju.

Kā mitruma saturs ietekmē zaru šķeldošanu?

Mitruma saturs ietekmē šķeldošanas vieglumu; nupat nocirsts koks ar aptuveni 50 % mitruma saturu šķeldojas labāk, tomēr tas var izraisīt lielāku koroziju. Savukārt žāvēts koks kļūst grūtāk griezams, palielinot pretestību.

Kādi faktori veicina šķeldotāja komponentu nodilumu?

Augsts koka blīvums, mitruma saturs un koku sugas cietība veicina šķeldotāja komponentu abraziju, izturības samazināšanos un koroziju, tādējādi ietekmējot to kalpošanas ilgumu.