Расчетные усилия при торцевании лесосплавных пучков в условиях береговых складов
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-1-164-176Ключевые слова:
лесосплав, плот, береговой склад, торцевание пучков, сила торцеванияАннотация
При больших расстояниях доставки круглых лесоматериалов зачастую экономически оправданной является только транспортировка в плотах. Преобладает береговая сплотка лесосплавных пучков. Для повышения их прочности, увеличения полнодревесности, предполагающего снижение затрат на буксировку, предусматривается торцевание пучков. В формулах, полученных ранее для определения усилия торцевания, отсутствует коэффициент формы пучка – основной критерий, по которому на лесосплаве оценивают противодействие продольному перемещению лесоматериалов. Дополнительное давление в пучке, обусловленное наличием обвязок, не учитывалось, либо не имело непосредственной связи с коэффициентом формы. Цель исследования – выведение формул для вычисления силы торцевания пучков на береговых складах с учетом наличия обвязок и коэффициента формы; установление характера и степени влияния определяющих ее факторов. Метод – теоретический, базирующийся на положениях теорий гибких нитей и сыпучей среды. Аналитическим путем получена формула для нахождения рассматриваемого усилия. Ее использование в практических расчетах проблематично из-за необходимости многократного вычисления интегралов. Составляющие формулы, требующие вычисления интегралов, заменили параметром K – параметром сопротивления торцеванию. Его значение, соответствующее площади поперечного сечения пучка, равной единице, обозначили k – удельный параметр сопротивления торцеванию. Установили, что этот показатель зависит от коэффициента формы пучка и отношения его высоты к среднему диаметру лесоматериалов. Изменяя данные факторы в диапазонах 1,5–2,5 и 4–20 соответственно, выполнили вычисления k с использованием указанных интегралов. Получили аппроксимирующие зависимости для определения параметра k по отношению высоты пучка к среднему диаметру лесоматериалов, построили графики, позволяющие определять усилие торцевания при практических расчетах, не прибегая к интегрированию. Установили, что изменение от ношения высоты пучка к среднему диаметру лесоматериалов от 4 до 20 вызывает примерно 5-кратное увеличение усилия торцевания, зависимость линейная. Уменьшение коэффициента формы от 2,5 до 1,5 приводит к росту этого усилия почти в 2 раза. Его зависимость от плотности лесоматериалов, коэффициента полнодревесности, размеров пучка и коэффициента трения скольжения прямая, линейная. Из этих факторов наиболее значим коэффициент трения, варьирование которого может приводить к изменению выходной величины более чем в 2 раза. Ее зависимость от угла внутреннего трения обратная, незначительная.
Скачивания
Библиографические ссылки
Борисов М.В. К вопросу определения усилий торцевания пачек (пакетов) бревен // Тр. ВКНИИВОЛТ. 1971. Вып. Х. С. 13–19. Borisov M.V. On the Issue of Determining the Forces of Cross-Cutting of Bundles (Packages) of Logs. Proceedings of the Volga-Kama Research and Design and Technological Institute of Water Forest Transport, 1971, iss. 10, pp. 13–19. (In Russ.).
Войтко П.Ф. Методика и результаты производственных испытаний передвижных и переносных торцевыравнивателей на рейдах приплава лесопромышленных предприятий // Изв. вузов. Лесн. журн. 2004. № 5. С. 69–77. Vojtko P.F. Technique and Results of Production Testing of Mobile and Portable Butt Edgers in Log Receiving Ports of Forest-Industrial Enterprises. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2004, no. 5, pp. 69–77. (In Russ.).
Войтко П.Ф. Совершенствование процессов выгрузки лесоматериалов с воды и их торцевание на рейдах приплава: автореф. дис. … д-ра техн. наук. Йошкар-Ола, 2005. 39 с. Vojtko P.F. Improving the Processes of Unloading Timber from Water and Their Cross-Cutting at the Log Receiving Ports: Doc. Tech. Sci. Diss. Abs. Yoshkar-Ola, 2005. 39 p. (In Russ.).
Войтко П.Ф., Фадеев А.С. Математические модели формирования лесных грузов гравитационными торцевыравнивателями // Изв. вузов. Лесн. журн. 2003. № 4. С. 57–65. Voitko P.F., Fadeev A.S. Mathematical Models of Forest Cargo Formation by Gravitational Trimmers. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2003, no. 4, pp. 57–65. (In Russ.).
Грубов С.М. Экспериментальное и теоретическое определение некоторых статистических коэффициентов сопротивления перемещению неокоренной древесины. М.: ЦНИИМЭ, 1971. 118 с. Grubov S.M. Experimental and Theoretical Determination of Some Statistical Coefficients of Resistance to Displacement of Unbarked Wood. Moscow, Central Research Institute of Mechanization and Power Engineering of the Forest Industry, 1971. 118 p. (In Russ.).
Донской И.П., Виноградов Я.И. Усилия выравнивания торцов пакетов бревен // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: межвуз. сб. науч. тр. Л.: ЛТА, 1974. Вып. 111. С. 13–17. Donskoj I.P., Vinogradov Ya.I. Forces to Align the Ends of Log Bundles. Logging, Timber Storage and Timber Transportation: Interuniversity Collection of Scientific Papers. Leningrad, Forest Engineering Academy, 1974, iss. 111, pp. 13–17. (In Russ.).
Меркин Д.Р. Введение в механику гибкой нити. М.: Наука, 1980. 240 с. Merkin D.R. Introduction to Flexible Filament Mechanics. Moscow, Nauka Publ., 1980. 240 p. (In Russ.).
Патякин В.И., Дмитриев Ю.Я., Зайцев А.А. Водный транспорт леса. М.: Лесн. пром-сть, 1985. 336 с. Patyakin V.I., Dmitriev Yu.Ya., Zajtsev A.A. Water Transport of Timber. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1985. 336 p. (In Russ.).
Посыпанов С.В. Определение геометрических характеристик двухъярусной пакетной сплоточной единицы, расположенной на твердом основании // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. № 5. С. 135–147. Posypanov S.V. Dimensional Determination of a Two-Storied Package Rafting Unit Placed on a Solid Basement. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2019, no. 5, pp. 135–147. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.5.135
Реутов Ю.М. Расчеты пучков (пакетов) круглых лесоматериалов. М.: Лесн. пром-сть, 1975. 152 с. Reutov Yu.M. Calculations of Bundles (Packages) of Round Timber. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1975. 152 p. (In Russ.).
Харитонов В.Я., Посыпанов С.В. Опыт внедрения единого транспортного пакета вместо молевого лесосплава // Изв. вузов. Лесн. журн. 2007. № 1. С. 45–52. Kharitonov V.Ya., Posypanov S.V. Experience of Introducing Transport Package instead of Drift Floating. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2007, no. 1, pp. 45–52. (In Russ.).
Харитонов В.Я., Посыпанов С.В. Ресурсы отдаленных лесных массивов и возможность их освоения сплавом // Изв. вузов. Лесн. журн. 2008. № 2. С. 30–36. Kharitonov V.Ya., Posypanov S.V. Resources of Remote Forestland and Possibility of Their Development by Rafting. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2008, no. 2, pp. 30–36. (In Russ.).
Фадеев А.С. Обоснование параметров гравитационного торцевыравнивателя с поворотными щитами для формирования пачек круглых лесоматериалов: дис. … канд. техн. наук. Йошкар-Ола, 1999. 249 с. Fadeev A.S. Justification of the Parameters of a Gravity End Leveler with Rotary Shields for Forming Bundles of Round Timber: Cand. Tech. Sci. Diss. Yoshkar–Ola, 1999. 249 p. (In Russ.).
Цытович Н.А. Механика грунтов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1983. 288 с. Tsytovich N.A. Soil Mechanics: 4th ed., revised and enlarged. Moscow, Vyshaya shkola Publ., 1983. 288 p. (In Russ.).
Byrd P.F., Friedman M.D. Handbook of Elliptic Integrals for Engineers and Scientist: 2nd ed., revised. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1971, vol. 67. 360 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-65138-0
Craig R.F. Soil Mechanics: 6th ed. London, New York: E. & F.N. Spon, 1997. 485 р.
Field A. Discovering Statistics Using SPSS: 3rd ed. London, SAGE Publications Ltd, 2009. 856 p.
Tölke F. Parameterfunktionen. Theta-Funktionen und spezielle Weierstraßsche Funktionen. Praktische Funktionenlehre: vol. 2. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1966, pp. 83–115. (In Germ.). https://doi.org/10.1007/978-3-642-51616-0_3
Verruijt A. Soil Mechanics. Delft University of Technology, 2012. 331 p.
Whittaker E.T., Watson G.N. A Course of Modern Analysis: 4th ed. Cambridge, Cambridge University Press, 1996. 620 p.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
