Особенности оценки расчетной рейсовой нагрузки на антецедентной стадии проектирования бесчокерной трелевочной системы на основе машинного эксперимента

Ключевые слова: бесчокерная трелевка, проектирование машины, грузоподъемность шасси, масса пачки, машинный эксперимент, функция распределения, вероятность

Аннотация

Повышение эффективности лесопромышленного комплекса не может быть обеспечено без совершенствования методик проектирования лесных машин. Анализ исследований, посвященных данной проблематике, показывает, что этому вопросу уделяется недостаточное внимание. Перед нами стояла задача проанализировать влияние вероятностного характера параметров деревьев на нагрузку от перемещаемой пачки деревьев, действующую на бесчокерную трелевочную систему, а также определить на основе результатов анализа диапазон значений необходимой грузоподъемности самоходного шасси бесчокерной трелевочной системы. Исследования основывались на машинном эксперименте, заключающемся в генерации совокупности деревьев, необходимой для полного заполнения захвата трелевочной системы. Параметры генерируемых деревьев определялись таксационными условиями древостоев Республики Карелия. На основе обработки результатов машинного эксперимента было получено 45 вариационных рядов, характеризующих распределение массы трелюемой пачки деревьев. С увеличением размера захвата вариационная кривая смещалась в правую сторону по оси массы пачки, а ее форма изменялась. Кривая незначительно растягивалась и становилась более пологой, максимальное значение относительной частоты массы пачки снижалось. Масса пачки деревьев при одном и том же размере захвата колебалась в значительных пределах. Разница между максимальными и минимальными значениями массы пачки находилась в диапазоне 3,7...5,6 т. Увеличение размера захвата приводило к росту разницы между максимальным и минимальным значения-ми массы пачки. Установлена аналитическая зависимость массы пачки, необходимой для определения грузоподъемности самоходного шасси трелевочной системы, от раз-мера захвата. Рекомендованные значения грузоподъемности самоходного шасси в рассмотренном интервале размеров захвата 1,0...2,2 м2 находятся в диапазоне 5,5...12,4 т. Полученные результаты могут быть использованы на антецедентной стадии проектирования лесных машин, а также при технико-экономической оценке бесчокерных трелевочных систем, эксплуатируемых в условиях Республики Карелия.

Финансирование: Исследования проведены в рамках реализации гранта Президента Российской Федерации № МК-5321.2018.8.

Для цитирования: Шегельман И.Р., Будник П.В. Особенности оценки расчетной рейсовой нагрузки на антецедентной стадии проектирования бесчокерной трелевочной системы на основе машинного эксперимента // Лесн. журн. 2019. № 3. С. 82–96. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.82

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

И. Р. Шегельман, Петрозаводский государственный университет

д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: P-9793-2019

П. В. Будник, Петрозаводский государственный университет

канд. техн. наук, нач. отдела защиты интеллектуальной собственности и изобретательства; ResearcherID: E-1782-2015

Литература

Антонова Н.Е. Институциональные изменения в национальном лесном ком-плексе: оценка пространственных эффектов // Регионалистика. 2018. Т. 5, № 2. С. 21–32. DOI: 10.14530/reg.2018.2.21

Беленький Ю.И., Букалов Д.А. Особенности представления эффективного критерия формирования технологического процесса лесозаготовительного производства // Изв. СПбЛТА. 2008. № 185. С. 81–85.

Виногоров Г.К. К методике обоснования расчетных деревьев при решении лесоэксплуатационных задач // Тр. ЦНИИМЭ. 1972. № 122. С. 52–67.

Григорьева В.В., Соколинская Ю.М. Ключевые направления обеспечения устойчивого развития предпринимательства в лесном секторе экономики // Вестн. ВГУИТ. 2018. Т. 80, № 2. С. 442–448. DOI: 10.20914/2310-1202-2018-2-442-448

Захаров В.К. Форма древесных стволов и методы ее исследования // Сб. науч. тр. / Белорус. лесотехн. ин-т им. С.М. Кирова. Минск: Гос. изд-во БССР, Ред. науч.-техн. лит., 1957. Вып. 10. С. 77–91.

Кочегаров В.Г., Бит Ю.А., Меньшиков В.Н. Технология и машины лесосеч-ных работ: учеб. для вузов. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 392 с.

Лебков В.Ф. Аппроксимация образующей ствола и идентификация его формы функцией распределения // Лесн. журн. 2002. № 5. С. 16–23. (Изв. высш. учеб. заведений).

Петровский В.С., Малышев В.В., Мурзинов Ю.В. Моделирование параметров древесных стволов в насаждении // Лесотехн. журн. 2012. № 4. С. 18–22.

Скурихин В.И., Корпачев В.П. Обоснование выбора технологии и машинных комплексов на лесосечных работах // Вестн. КрасГАУ. 2007. № 1. С. 203–209.

Сухих А.Н., Иванов В.А., Сыромаха С.М. Обоснование технологических параметров универсальной лесозаготовительной машины в условиях лесозаготовительного производства Иркутской области // Вестн. КрасГАУ. 2010. № 7. С. 133–140.

Шегельман И.Р., Будник П.В., Баклагин В.Н. Оценка рейсовой нагрузки лесного трактора как важнейшего фактора проектирования и создания прогрессивных лесных машин // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 11. С. 78–83. DOI: 10.17513/snt.37241

Шегельман И.Р., Скрыпник В.И., Галактионов О.Н. Техническое оснащение современных лесозаготовок. СПб.: Профи-Информ, 2005. 344 с.

Шуфан Я. Повышение эффективности деятельности лесопромышленных предприятий на территории Российской Федерации // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 1(37). С. 130–135. DOI: 10.18324/2077-5415-2018-1-130-135

Behjou F.K, Majnounian B., Namiranian M., Dvořák J. Time Study and Skidding Capacity of the Wheeled Skidder Timberjack 450C in Caspian Forests // Journal of Forest Science. 2008. Vol. 54, no. 4. Pp. 183–188. DOI: 10.17221/5/2008-JFS

Borz S.A. A Review of the Romanian and International Practices in Skidding Operations // The XIV World Forestry Congress “Forests and People: Investing in a Sustainable Future”, September 7–11, 2015, Durban, the Republic of South Africa. Durban, 2015. Pp. 1–11.

Cantú R.P., LeBel L., Gautam Sh. A Context Specific Machine Replacement Model: A Case Study of Forest Harvesting Equipment // International Journal of Forest En-gineering. 2017. Vol. 28, iss. 3. Pp. 124–133. DOI: 10.1080/14942119.2017.1357416

Golyakevich S.A., Goronovskii A.R. Evaluation of Loading Dynamics and Fatigue Life for a Forwarder Half-Frame Articulation // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2017. Vol. 46, iss. 5. Pp. 463–471. DOI: 10.3103/S1052618817050077

Gray J.P., Vantsevich V.V., Paldan J. Agile Tire Slippage Dynamics for Radical Enhancement of Vehicle Mobility // Journal of Terramechanics. 2016. Vol. 65. Pp. 14–37. DOI: 10.1016/j.jterra.2016.01.002

Iff R.H., Koger J.L., Burt E.C., Culver E.W. C-A-R-T-S: Capacity Analysis of Rubber-Tired Skidders // Transactions of the ASAE. 1984. Vol. 27, iss. 3. Pp. 660–664. DOI: 10.13031/2013.32847

Ismoilov A., Sellgren U., Andersson K., Löfgren B. A Comparison of Novel Chassis Suspended Machines for Sustainable Forestry // Journal of Terramechanics. 2015. Vol. 58. Pp. 59–68. DOI: 10.1016/j.jterra.2015.01.002

Kelly M.C., Germain R.H., Bick S. Impacts of Forestry Best Management Practices on Logging Costs and Productivity in the Northeastern USA // Journal of Forestry. 2017. Vol. 115, iss. 6. Pp. 503–512. DOI: 10.5849/JOF.2016-031R1

Kluender R., Lortz D., McCoy W., Stokes B., Klepac J. Removal Intensity and Tree Size Effects on Harvesting Cost and Profitability // Forest Products Journal. 1998. Vol. 48, iss. 1. Pp. 54–59.

Kulak D., Stańczykiewicz A., Szewczyk G. Productivity and Time Consumption of Timber Extraction with a Grapple Skidder in Selected Pine Stands // Croatian Journal of Forest Engineering. 2017. Vol. 38, iss. 1. Pp. 55–63.

Phillips R.A. Skidder Load Capacity and Fuel Consumption HP-41C Program. Res. Pap. NE-537. Broomall, PA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Nothwestern Experiment Station; 1983. 7 p.

Spinelli R., Magagnotti N. Wood Extraction with Farm Tractor and Sulky: Estimating Productivity, Cost and Energy Consumption // Small-scale Forestry. 2012. Vol. 11, iss. 1. Pp. 73–85. DOI: 10.1007/s11842-011-9169-8

Stoilov S., Kostadinov G.D. Effect of Weight Distribution on the Slip Efficiency of a Four-Wheel-Drive Skidder // Biosystems Engineering. 2009. Vol. 104, iss. 4. Pp. 486–492. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2009.08.011

Vechinski C.R., Johnson C.E., Raper R.L. Evaluation of an Empirical Traction Equation for Forestry Tires // Journal of Terramechanics. 1998. Vol. 35, iss. 1. Pp. 55–67. DOI: 10.1016/S0022-4898(98)00012-3

Vusić D., Šušnjar M., Marchi E., Spina R., Zečić Ž., Picchio R. Skidding Operations in Thinning and Shelterwood Cut of Mixed Stands – Work Productivity, Energy Inputs and Emissions // Ecological Engineering. 2013. Vol. 61, part A. Pp. 216–223. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2013.09.052

Wang J., Greene W.D. An Interactive Simulation System for Modeling Stands, Harvests, and Machines // Journal of Forest Engineering. 2013. Vol. 10, no. 1. Pp. 81–99. DOI: 10.1080/08435243.1999.10702727

Wang J., LeDoux Ch.B. Estimating and Validating Ground-Based Timber Harvesting Production through Computer Simulation // Forest Science. 2003. Vol. 49, iss. 1. Pp. 64–76. DOI: 10.1093/forestscience/49.1.64

Опубликован
2019-06-05
Как цитировать
Шегельман, И., и П. Будник. Особенности оценки расчетной рейсовой нагрузки на антецедентной стадии проектирования бесчокерной трелевочной системы на основе машинного эксперимента. Лесной журнал, вып. 3, June 2019, с. 82, doi:10.17238/issn0536-1036.2019.3.82.
Раздел
ЛЕСОЭКСПЛУАТАЦИЯ