Мощностные характеристики узлов мульчера при удалении древесно-кустарниковой растительности

  • С. Е. Арико Белорусский государственный технологический университет https://orcid.org/0000-0001-6812-8842
  • С. А. Войнаш Новосибирский государственный аграрный университет https://orcid.org/0000-0001-5239-9883
  • Д. А. Кононович Белорусский государственный технологический университет https://orcid.org/0000-0001-6947-0674
  • В. А. Соколова Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Киро ва https://orcid.org/0000-0001-6880-445X
Ключевые слова: лесовосстановление, измельчение древесно-кустарниковой расти- тельности, фрезерное орудие, мульчер, базовое шасси, условия эксплуатации

Аннотация

В последние годы на предприятиях лесного хозяйства и энергетики Республики Беларусь и других стран широко внедряются перспективные фрезерные орудия, предназначенные для измельчения древесины, пней и корней без погружения фрезы в почву (мульчеры) и с погружением (ротоваторы), что позволяет подготовить землю под посадку лесных культур. Они могут агрегатироваться на универсально-пропашных тракторах, погрузчиках, экскаваторах. При этом отсутствуют методики, позволяющие осуществлять обоснованный выбор технологического оборудования под конкретную базовую машину, так как на возникающие силовые и мощностные параметры оказывает влияние значительное количество производственно-технологических и технических факторов. Предложенная методика дает возможность учитывать значительное количество изменяемых величин (приемы работы, скорости выполнения различных операций, параметры рабочего органа, его привода и базового шасси, почвогрунтовые условия и др.) и моделировать процесс взаимодействия фрезерных орудий при различных условиях эксплуатации. Установлено, что наибольшие нагрузки на ротор мульчера приходятся в процессе валки древесно-кустарниковой растительности, что связано с увеличением площади взаимодействия резцов с древесиной до 2 раз в сравнении с измельчением аналогичного лежащего древостоя. Данное значение, в зависимости от диаметра обрабатываемых стволов, может быть снижено на 15–30 %. При этом в случае значительного количества (скопления) древостоя диаметром более 10 см предпочтительны осуществление работ на скорости около 0,2 м/с или предварительная валка данных деревьев. Для снижения динамических нагрузок и лучшей приспособляемости рабочего оборудования к природно-производственным условиям (возможность осуществления работ на скорости от 0 до 5 км/ч) перспективным является применение гидроуменьшителей хода или гидрообъемной трансмиссии. Необходимо учитывать, что установленную для привода фрезерного оборудования мощность двигателя следует увеличить на 10–15 % в связи с потребностями привода различного оборудования, расположенного на базовом шасси. Также в случае комплексного использования древесно-кустарниковой растительности возможно применение мульчеров, осуществляющих сбор биомассы, однако это потребует дополнительных затрат энергии. В связи с этим методика может быть применена при выборе параметров технологического оборудования под имеющееся базовое шасси, решении обратной задачи, а также осуществлении выбора режима эксплуатации фрезерного оборудования в зависимости от природно-производственных условий с возможностью последующего прогнозирования эффективности выполняемых работ.
Для цитирования: Арико С.Е., Войнаш С.А., Кононович Д.А., Соколова В.А. Мощностные характеристики узлов мульчера при удалении древесно-кустарниковой растительности // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 2. С. 130–142. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-2-130-142

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

С. Е. Арико, Белорусский государственный технологический университет

канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AAK-2167-2020

С. А. Войнаш, Новосибирский государственный аграрный университет

инж.; ResearcherID: AAK-2987-2020

Д. А. Кононович, Белорусский государственный технологический университет

аспирант; ResearcherID: AAK-2583-2020

В. А. Соколова, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Киро ва

канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AAK-6062-2020

Литература

Абдразаков Ф.К., Потапов И.Н., Мараев В.Н. Перспективные технологии и средства удаления древесно-кустарниковой растительности // Механизация строительства. 2007. № 4. С. 13–17. [Abdrazakov F.K., Potapov I.N., Marayev V.N. Promising Technologies and Means for Removing Tree and Shrub vegetation. Mekhanizatsiya stroitel’stva [Construction mechanization], 2007, no. 4, pp. 13–17].

Арико С.Е., Мохов С.П., Симанович В.А., Дудко Е.М. Применение фрезерного оборудования в лесном комплексе Республики Беларусь // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии». Могилев: БРУ, 2017. С. 197–198. Режим доступа: http://e.biblio.bru.by/handle/1212121212/4759 (дата обращения: 30.03.20). [Ariko S.Ye., Mokhov S.P., Simanovich V.A., Dudko Ye.M. The Use of Milling Equipment in the Forest Complex of the Republic of Belarus. Proceedings of the International Scientific and Technical Conference “Materials, Equipment and Resource-Saving Technologies. Mogilev, BRU Publ., 2017, pp. 197–198].

Арико С.Е., Симанович В.А., Мохов С.П., Голякевич С.А., Кононович Д.А., Дудко Е.М., Путрич А.Ю. Лесохозяйственная машина. Патент Республики Беларусь № 11798, 2018. [Ariko S.Ye., Simanovich V.A., Mokhov S.P., Golyakevich S.A., Kononovich D.A., Dudko Ye.M, Putrich A.Yu. Forestry Machine. Patent BY, no. 11798, 2018].

Асмоловский М.К., Жуков А.В., Лой В.Н. Механизация лесного и садово-паркового хозяйства. Минск: БГТУ, 2004, 506 с. [Asmolovskiy M.K., Zhukov A.V., Loy V.N. Mechanization of Forestry and Landscape Gardening. Minsk, BGTU P, 2004. 506 p.].

Войнаш С.А., Войнаш А.С. Система унифицированных машин на базе гусеничного форвардера ЛЗ-5 // Строительные и дорожные машины. 2013. № 12. С. 6–9. [Voinash S.A., Voinash A.S. The System of Unified Vehicles Based on the Crawler Forwarder LZ-5. Stroitel’nyye i dorozhnyye mashiny [Construction and Road Building Machinery], 2013, no. 12, pp. 6–9].

Войнаш С.А., Кононович Д.А., Арико С.Е., Соколова В.А. Теоретические основы оценки эффективности применения машин для транспортировки лесосечных отходов // Сб. ст. Всерос. науч.-практ. конф. «Лесоэксплуатация и комплексное использование древесины». Красноярск: СибГУ им. М.Ф. Решетнева, 2020. С. 48–55. [Voinash S.A., Kononovich D.A., Ariko S.E., Sokolova V.A. Theoretical Bases of Evaluating the Efficiency of Using Machines for the Transportation of Logging Wastes. Collection of Academic Papers of the All-Russian Scientific and Practical Conference “Forest Exploitation and Integrated Use of Wood”. Krasnoyarsk, SibSAU Publ., 2020, pp. 48–55].

Глебов И.Т. Обработка древесины методом фрезерования. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2007, 192 с. Режим доступа: https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/3154/1/Glebov_Odrabotka_drevesiny_2007.pdf (дата обращения: 30.03.20). [Glebov I.T. Wood Processing by Milling Method. Yekaterinburg, USFEU Publ., 2007. 192 p.].

Ивашнев М.В., Шегельман И.Р. Технология защиты линий электропередачи от деревьев и кустарников с использованием кустореза с активным рабочим органом // Глобальный научный потенциал. 2012. № 4(13). С. 105–107. [Ivashnev M.V., Shegelman I.R. Technology for Protection of Power Transmissions from Trees and Bushes Using Brush Cutter with Active Working Body. Global’nyy nauchnyy potentsial [Global Scientific Potential], 2012, no. 4(13), pp. 105–107].

Наумов Е.С., Парфенов А.П., Шарипов В.М., Эглит И.М. Рабочее оборудование тракторов. М.: МАМИ, 1999, 89 с. [Naumov E.S, Parfenov A.P., Sharipov V.M, Eglit I.M. Working Equipment of Tractors. Moscow, MAMI Publ., 1999. 89 p.].

Орловский С.Н., Карнаухов А.И. Обоснование технологии применения и компоновки агрегата для понижения пней // Изв. вузов. Лесн. журн. 2017. № 3. С. 123–131. [Orlovskiy S.N., Karnaukhov A.I. Application and Configuration Technology of the Stump Lowering Device. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2017, no. 3, pp. 123–131]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.3.123, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/111/2_orlovskiy.pdf

Пешков А.А., Гордеев М.П., Сыроватский С.О. Проектирование 3D модели мульчера в системе CAD // Сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые ученые в решении актуальных проблем науки». Красноярск, СибГУ им. М.Ф. Решетнева. 2017. С. 496–498. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_36581367_12326028.pdf (дата обращения: 30.03.20). [Peshkov A.A., Gordeev M.P., Syrovatski S.O. The Construction of 3D Models Mulcher in the CAD System. Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference of Students, Postgraduate Students and Young Scientists “Young Scientists in Solving Urgent Problems of Science”. Krasnoyarsk, SibSAU Publ., 2017, pp. 496–498].

Тикачев В. Мульчеры и измельчители пней // ЛесПромИнформ. 2010. № 4(70) С. 76–81. Режим доступа: https://lesprominform.ru/jarticles.html?id=1329 (дата обращения: 30.03.20). [Tikachev V. Mulchers and Stump Grinders. LesPromInform, 2010, no. 4(70), pp. 76–81].

Alekseeva S.V., Sokolova V.A., Markov V.A. Mathematical Modeling of One Type of Three-Link Robot Manipulator. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2020, vol. 421, iss. 4, art. 042005. DOI: 10.1088/1755-1315/421/4/042005

Arpit K., Satish M., Mukesh J. Performance Evaluation of Tractor PTO Operated Rotary Mulcher. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 2018, vol. 7, iss. 6, pp. 1113–1115. DOI: 10.22271/phyto

Čedík J., Pexa M., Pražan R., Kubín K., Vondřička J. Mulcher Energy Intensity Measurement in Dependence on Performance. Agronomy Research, 2015, vol. 13, no. 1, pp. 46–52.

Khafizov C.A., Khafizov R.N., Nurmiev A.A., Galiev I.G. Justification of the Optimal Annual Load on the Tractor Providing for Its Parameters Stress on the Formed Crop. BIO Web of Conferences, 2020, vol. 17, art. 00022. DOI: 10.1051/bioconf/20201700022

Kumhála F., Chyba J., Pexa M., Čedík J. Measurement of Mulcher Power Input in Relation to Yield. Agronomy Research, 2016, vol. 14, no. 4, pp. 1380–1385.

Ľuptáčiková V., Ťavodová M. Methods for Increasing the Material Resistance of the Mulching Tool Body Against Its Deformation in Operation. Technological Engineering, 2017, vol. XIV, no. 2/2017, pp. 17–20. DOI: 10.1515/teen-2017-0015

Savchenkova V.A., Korshunov N.A., Perminov A.V., Voinash S.A. The Problem of Fire Fighting during the Hours of Darkness. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2020, vol. 421, art. 062002. DOI: 10.1088/1755-1315/421/6/062002

Ťavodová M., Kalincová D., Kotus M., Pavlík Ľ. The Possibility of Increasing the Wearing Resistance of Mulcher Tools. Acta Technologica Agriculturae, 2018, vol. 21, iss. 2, pp. 87–93. DOI: 10.2478/ata-2018-0016

Verma A., Singh Ar., Singh Am., Sidhu S.G., Dixit An. Performance Evaluation of Tractor Operated Paddy Straw Mulcher. Journal of Krishi Vigyan, 2016, vol. 4, iss. 2, pp. 70–75. DOI: 10.5958/2349-4433.2016.00016.7

Zimelis А., Sisenis L., Sarmulis Z., Ariko S. Technology and Energy Balance in Stump Harvesting with MCR500. Engineering for Rural Development, 2018, pp. 1395–1400. DOI: 10.22616/ERDEV2018.17.N162

Опубликован
2021-04-06
Как цитировать
Арико, С., С. Войнаш, Д. Кононович, и В. Соколова. Мощностные характеристики узлов мульчера при удалении древесно-кустарниковой растительности. Лесной журнал, вып. 2, Apr. 2021, сс. 130-42, doi:10.37482/0536-1036-2021-2-130-142.
Раздел
ЛЕСОЭКСПЛУАТАЦИЯ