Россия
Воронеж, Воронежская область, Россия
Воронеж, Воронежская область, Россия
Россия
Целью исследований представленных в статье является разработка математической модели процесса поперечного пиления древесины при срезании дерева цепным пильным аппаратом для оценки удельных энергозатрат, а также создание на ее основе программного обеспечения для научно-обоснованного выбора оптимального комплекта бензиномоторного инструмента в индивидуальных лесоэксплуатационных условиях разрабатываемых лесосек. Предлагаемая методика расчета удельных энергозатрат процесса поперечного пиления древесины является дополнением теории резания для случая веерной подачи цепного режущего органа при выполнении обрабатывающих операций лесосечных работ. Разработанный не ее основе математический аппарат для исследования процесса поперечного пиления древесины чувствителен к большому количеству воздействующих факторов – диаметр предмета труда, состав насаждения, влажность, межзаточной период, мощность привода бензопилы, шаг цепи, снижение ограничителя подачи, ширина пропила, скорость цепи, масса одного метра цепи, ее длина и монтажное натяжение. Это позволяет: прогнозировать результаты выполнения обрабатывающих операций в конкретных лесоэксплуатационных условиях разрабатываемых лесосек и подбирать наилучшие сочетания бензопилы, пильной шины и пильной цепи по показателю удельных энергозатрат; производить предварительную оценку конструкций пильной цепи на стадии эскизного проектирования по режущим и эксплуатационным свойства; а также оптимизировать конструктивные параметры цепей и других элементов срезающего устройства для заданного сочетания размерно-качественных характеристик предмета труда. Предлагаемое программное обеспечение для ЭВМ создает широкие возможности внедрения полученных результатов исследования в реальное производство и позволяет повысить эффективность процесса пиления древесины при срезании дерева бензопилой. Это было подтверждено на примере лесозаготовительной компании ООО «ЛК Кедр» (г. Сергиев Посад, июль 2017 г.), где в результате имитационного эксперимента были определены оптимальные комплекты бензиномоторного инст-румента для выполнения валки деревьев: бензопила Нusqvarna 357 + шина "15" + цепь 25 RM и Stihl S 260 + шина "15" + 26 RM. Их применение на предприятии по сравнению с ранее используемым вариантом (бензопила Нusqvarna 357 + шина "16" + цепь 35 RM) позволяет снизить удельные энергозатраты на 9% и 7% соответственно.
бензиномоторный инструмент, пиление древесины, лесосечные работы, имитационное моделирование, удельные энергозатраты
1. Абрамов, В. В. Разработка и обоснование эффективной технологии трелевки в малолесных районах [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 05.21.01: защищена 24.04.09 / В. В. Абрамов. - Воронеж, 2009. - 366 с. - Биб-лиогр.: с. 136-147.
2. Белкин, М.А. Алгоритмы технического обслуживания и ремонта современных бензиномоторных инст-рументов [Текст] / М.А. Белкин // Строительные и дорожные машины. - 2017. - № 5. - С. 42-44.
3. Бондаренко, А. В. Моделирование природно-производственных условий в задачах исследования пер-вичного транспорта леса в горной местности [Электронный ресурс] / А. В. Бондаренко, В. В. Абрамов, Ф. В. Пошарников // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 2 (40). - Режим доступа: www.science-education.ru/102-5518.
4. Галактионов, О.Н. Бензиномоторные пилы. Устройство и эксплуатация [Текст]: учебник / О.Н. Галак-тионов, Г.Д. Гаспарян, И.В. Григорьев, О.И. Григорьева, О.А. Куницкая, С.О. Лапшин, С.Н. Перский, Ю.В. Су-ханов, С.М. Сыромаха, И.Р. Шегельман. - Санкт-Петербург, 2017. - 206 с.
5. Герц, Э.Ф. Рациональная организация выборочной рубки с использованием бензиномоторной пилы и мини-трактора [Текст] / Э.Ф. Герц, Н.Н. Теринов // Пермский аграрный вестник. - 2017. - № 4 (20). - С. 152-157.
6. Гончаров, А.В. Основные ошибки вальщиков, приводящие к выходу из строя бензиномоторных пил [Текст] / А.В. Гончаров, И.В. Григорьев, О.А. Куницкая, М.Ф. Григорьев // Ремонт. Восстановление. Модерни-зация. - 2018. - № 10. - С. 17-21.
7. Григорьев, И.В. Совместное влияние влажности и температуры древесины сосны на энергоемкость процесса поперечного пиления [Текст] / И.В. Григорьев, Е.Г. Хитров, В.А. Иванов, В.И. Жданович, М.В. Дербин // Системы. Методы. Технологии. - 2014. - № 2 (22). - С. 157-162.
8. Дмитриева, М.Н. Анализ общих закономерностей влияния стажа работы оператора на производитель-ность технологического процесса производства сортиментов с использованием харвестера [Текст] / М.Н. Дмит-риева, И.В. Григорьев, М.В. Степанищева, И.Н. Дмитриева // Системы. Методы. Технологии. - 2015. - № 1 (25). - С. 157-161.
9. Заикин, А.Н. Методика автоматизированного оперативного планирования лесосечных работ [Текст] / А.Н. Заикин, И.И. Теремкова // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. - 2017. - № 3 (54). - С. 102-109.
10. Заикин, А.Н. Методика расчета продолжительности и оценки энергозатрат работы лесосечных машин [Текст] / А.Н. Заикин, Е.Г. Рыжикова // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2015. № 1 (343). С. 94-102.
11. Иевлев, А.И. Моделирование и оптимизация лесопромышленных процессов [Текст]: тексты лекций в 2-х частях. Часть 1. / А.И. Иевлев, И.А. Сидельников; Воронеж: "Воронеж. гос. лесотехн. акад.",1997. - 70 с.
12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018617824. Программа для моделирования процесса пиления древесины бензиномоторным инструментом / Л.Д. Бухтояров, А.С. Черных, Д.Н. Афоничев, В.В. Абрамов, И.Н. Троянов, И.В. Бурдуковский (РФ). - Правообладатель: ФГБОУ ВО Воро-нежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова (RU). - № 2018614830, заявлено 15.05.2018; зарегистрировано 02.06.2018.
13. Posmetyev, V. P. Substantiation and valuation of effectiveness sofper spective constructions of forest tractor sancillary equipment [Text] / V. P. Posmetyev, V. A. Zelikov, M. V. Drapalyuk, M. A. Latysheva, E. V. Shatalov // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2016. - Vol. 11 № 3. - Р. 1840-1855.
14. Shegelman I. Optimization of a forest harvesting set based on the Queueing Theory: Case study from Kare-lia [Text] / I. Shegelman, P. Budnik, E. Morozov // Lesnícky časopis - Forestry Journal. - 2015. - № 61(4). - P. 211-220.
15. Zelikov, V. A. Substantiation Based on Simulation Modeling of Hitch for Tillage Tools Parameters [Text] / V. A. Zelikov, V. I. Posmetiev, M. A. Latysheva // World Applied Sciences Journal. - 2014. - № 30(4). - P. 486-492.
