Исследование взаимосвязей свойств почвогрунтов как опорных поверхностей движения лесных машин
Автор: Хитров Егор Германович, Просужих Алексей Анатольевич, Рудов Сергей Евгеньевич, Куницкая Ольга Анатольевна, Григорьев Игорь Владиславович
Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu
Статья в выпуске: 2 т.17, 2020 года.
Бесплатный доступ
В большинстве технологических процессов заготовки древесины используются колесные и гусеничные машины. Движители машин взаимодействуют с опорными поверхностями, почвами и грунтами лесосек; показатели их взаимодействия во многом определяют технологическую эффективность, производительность и энергоемкость, а также экологическую безопасность операций лесосечных работ. Технологическая эффективность определяется проходимостью техники, грузоподъемностью, скоростью ее движения по лесосеке, влияющими на производительность машин, а также расходом топлива при преодолении маршрута. Экологическая безопасность оценивается показателями повреждаемости напочвенного покрова, воздействия на корневую систему деревьев, уплотнения почвы и грунта, глубиной образующейся колеи, объемом выбросов продуктов сгорания в атмосферу, прямо связанным с расходом топлива. Ранее выполненные исследования показали, что тягово-сцепные свойства движителей и показатели их воздействия на опорные поверхности на практике могут оцениваться по соотношению фактического давления движителя и несущей способности опорной поверхности. Давление движителя на опорную поверхность связано с параметрами движителя, а также деформативными и прочностными свойствами опорных поверхностей, основными из которых являются модуль общей деформации и несущая способность. Ранее было установлено, что эти характеристики могут определяться в полевых условиях при помощи зондирования лесного почвогрунта ручным конусным пенетрометром. Результаты исследования легли в основу методики оперативного контроля свойств лесного почвогрунта. Зададимся целью развить методику, получив оценки связей модуля деформации, несущей способности и конусного индекса различных опорных поверхностей, а также дополнив ее зависимостями для оценки деформативных и прочностных свойств опорных поверхностей по физическим свойствам (влажность, плотность, консистенция, пористость).
Лесные почвогрунты, уплотнение, колееобразование, лесные машины, лесозаготовки
Короткий адрес: https://sciup.org/147227124
IDR: 147227124 | УДК: 674.81 | DOI: 10.15393/j2.art.2020.5282
Research of interrelations of soil properties as supporting surfaces for forest machinery movement
Wheeled and tracked vehicles are used in most technological processes of timber harvesting. The wheel and track units of machines interact with the support surfaces and soils of logging areas; the indicators of their interaction largely determine the technological efficiency, productivity and energy intensity, as well as the environmental safety of logging operations. Technological efficiency is determined by the passability of equipment, load capacity, speed of its movement through the cutting area, which affect the performance of machines, as well as fuel consumption during the route traffic. . Environmental safety is assessed by indicators of damage to the ground cover, impact on the root system of trees, compaction of soil, the depth of the formed track, the volume of emissions of combustion products into the atmosphere, directly related to fuel consumption. Previous studies have shown that the traction properties of wheel and track units and their impact on the support surfaces in practice can be estimated by the ratio of the actual pressure of the wheel and track units and the bearing capacity of the support surface. The pressure of the wheel and track units on the support surface is related to the parameters of the propeller, as well as the stress-related and strength properties of the deformable soil, the main of which are the modulus of general deformation and load-bearing capacity. Previously, it was found that these characteristics could be determined in the field by probing the forest soil with a manual cone penetrometer. The results of the study formed the basis for the method of operational control of forest soil properties. The goal is to develop the method by obtaining estimates of the relationship of the modulus of deformation, bearing capacity and cone index of various support surfaces, as well as by adding dependencies for evaluating the stress-related and strength properties of support surfaces by physical properties (humidity, density, consistency, porosity) and functions.
Список литературы Исследование взаимосвязей свойств почвогрунтов как опорных поверхностей движения лесных машин
- Бурмистрова О. Н., Чемшикова Ю. М., Григорьев И. В., Куницкая О. А., Тамби А. А. Теоретическое обоснование параметров средощадящего движителя гусеничного вездехода // Системы. Методы. Технологии. 2019. № 2 (42). С. 81—88. DOI: 10.18324/20775415-2019-3-81-88.
- Добрецов Р. Ю., Григорьев И. В., Рудов С. Е., Тетеревлева Е. В., Чемшикова Ю. М. Увеличение подвижности гусеничных и колёсных машин // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. № 11. С. 4—10. DOI: 10.31044/1684-2561-2019-0-11-4-10.
- Григорьев И. В., Рудов С. Е. Особенности эксплуатации колёсных лесных машин в сложных почвенно-грунтовых и рельефных условиях // Forest Engineering: Материалы научно-практической конференции с международным участием. Якутск, 2018. С. 67—71.
- Агейкин Я. С. Проходимость автомобилей. М.: Машиностроение, 1981. 232 с.
- Saarilahti M. Development of a protocol for ecoefficient wood harvesting on sensitive sites (Ecowood). Soil interaction model. Helsinki: University of Helsinki, Department of Forest Resource Management, 2002. 39 s.
- Григорьев И. В. Снижение отрицательного воздействия на почву колёсных трелёвочных тракторов обоснованием режимов их движения и технологического оборудования. СПб.: Санкт-Петербургская лесотехническая академия, 2006. 235 с.
- Бартенев И. М., Драпалюк М. В. Снижение вредного воздействия лесных тракторов и лесосечных машин на почву и насаждения // Лесотехнический журнал. 2012. № 1 (5). С. 61—66.
- Герасимов Ю. Ю., Сюнёв В. С.Экологическая оптимизация технологических машин для лесозаготовок. Йоэнсуу: Университет Йоэнсуу, 1998. 178 с.
- Хахина А. М. Методы прогнозирования и повышения проходимости колёсных лесных машин: Дис. ... д-ра техн. наук. Архангельск: С(А)ФУ, 2018. 318 с.
- Ларин В. В. Методы прогнозирования опорной проходимости многоосных колёсных машин на местности: Дис. ... д-ра техн. наук. М., 2007. 530 с.
- Песков В. Б. Совершенствование моделей для оценки колееобразования и уплотнения почвогрунтов под воздействием движителей колёсных лесных машин: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Архангельск: С(А)ФУ, 2018. 20 с.
- Золотаревская Д. И. Закономерности динамического деформирования почв при циклических нагрузках // Почвоведение. 2005. № 5. С. 565—574.
- Золотаревская Д. И. Изменение реологических свойств и плотности дерново-подзолистой почвы при динамических нагрузках // Почвоведение. 2010. № 3. С. 313—323.
- Золотаревская Д. И. Изменение реологических свойств и плотности дерново-подзолистой супесчаной почвы при воздействии колёсного трактора // Почвоведение. 2013. № 7. С. 829.
- Золотаревская Д. И. Исследование и расчёт уплотнения почвы при работе и после остановки колёсного трактора // Тракторы и сельхозмашины. 2016. № 8. С. 33—38.
- Иванов В. А., Хахина А. М., Устинов В. В., Короткое Р. К. Уточнённые зависимости для расчёта сдвиговой деформации лесного почвогрунта по величине буксования и параметрам пятна контакта // Системы. Методы. Технологии. 2015. № 4 (28). С. 116—120.
- Рудов С. Е., Шапиро В. Я., Григорьев И. В., Куницкая О. А., Григорьева О. И. Особенности контактного взаимодействия трелёвочной системы с мёрзлым почвогрунтом // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2019. № 1 (367). С. 106—119. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.1.106.
