Обоснование параметров назначения поворотных лесопогрузчиков для работы в условиях холодного климата
Бесплатный доступ
В статье приводится обоснование основных технических показателей поворотных лесопогрузчиков для работы в условиях экстремальных температур.
Поворотный лесопогрузчик, холодный климат, показатели назначения
Короткий адрес: https://sciup.org/147112247
IDR: 147112247
Текст научной статьи Обоснование параметров назначения поворотных лесопогрузчиков для работы в условиях холодного климата
Лесопокрытая площадь Сибирского и Дальневосточного регионов занимает более 77 % площади лесов Российской Федерации. Объем рубок на данных площадях составляет около 30 % всей заготавливаемой древесины.
На погрузке древесного сырья в виде хлыстов и деревьев с кроной применяются лесопогрузчики перекидного типа. Однако при переходе на сортиментную заготовку, а также при снижении объемов лесозаготовок эффективность таких машин существенно снижается из-за их ограниченных технологических возможностей. В этих условиях требуются более универсальные подъемно-транспортные машины с высокими показателями надежности и эргономики, обладающие более широкими технологическими возможностями.
Одним из направлений совершенствования лесных подъемно-транспортных машин является создание и освоение серийного производства поворотных лесопогрузчиков с переменным вылетом груза, оснащенных телескопическими стрелами. Это обусловлено рядом их достоинств, таких как улучшение условий труда оператора, повышение кинематической точности технологического оборудования, универсальностью и более широкими технологическими возможностями.
Основной показатель назначения лесопогрузчиков – грузовой момент. Для оценки необходимого грузово- го момента поворотных лесопогрузчиков для работы в условиях холодного климата рассмотрим распределение деревьев по объемным группам и расчетные средние объемы хлыстов в данных регионах.
Таблица 1
Распределение деревьев по объемным группам и расчетные средние объемы хлыстов
Регион РФ |
Процент деревьев, имеющих объем, м3 |
2 ю 2 S о и |
||||
О |
ОО ? |
СЧ •1-О\ |
ю S |
|||
Тюменская область |
60,8 |
17,9 |
20,6 |
0,5 |
0,2 |
0,49 |
Томская область |
68,6 |
15,5 |
15,4 |
0,2 |
0,3 |
0,42 |
Кемеровская область |
70,7 |
13,6 |
14,8 |
0,8 |
0,1 |
0,41 |
Красноярский край |
51,6 |
24,6 |
17,3 |
4,9 |
1,6 |
0,71 |
Иркутская область |
52,3 |
20,8 |
20,4 |
5,0 |
1,5 |
0,74 |
Сахалинская область |
63,9 |
19,9 |
15,2 |
0,8 |
0,2 |
0,48 |
Оценивая данные таблицы 1, видим, что основной запас древесного сырья, около 80 %, сосредоточен в хлыстах объемом до 0,8 м3. Из них 60 % занимают хлысты объемом до 0,3 м3, 20 % – хлысты объемом 0,4÷0,8 м3.
Далее оценим категории грунтов основных лесосырьевых регионов Российской Федерации по их эксплуатационным показателям.
Таблица 2
Категории грунтов по эксплуатационным показателям
Регион |
Категории грунтов, % |
|||
I |
II |
III |
IV |
|
Тюменская область |
6 |
15 |
19 |
60 |
Томская область |
8 |
24 |
43 |
25 |
Кемеровская область |
2 |
47 |
46 |
5 |
Красноярский край |
6 |
39 |
52 |
3 |
Иркутская область |
4 |
44 |
34 |
18 |
Читинская область |
13 |
46 |
23 |
18 |
Амурская область |
6 |
11 |
62 |
21 |
Хабаровский край |
12 |
41 |
30 |
17 |
Сахалинская область |
2 |
51 |
39 |
8 |
Первая категория (сухие пески, каменистая почва) позволяет работать на лесосеке в течение всего года с небольшим перерывом в весеннюю распутицу.
Вторая категория (супесчаные почвы, мелкие суглинки) допускает многократный проход машин по одному следу. В периоды весенней и осенней распутицы их несущая способность падает, но летние осадки на проходимость машин влияют мало.
Третья категория (глинистые почвы, супеси с глинистыми прослойками) имеет повышенную влажность в течение всего теплого периода. Тракторы быстро разрушают растительный слой и образуют глубокие колеи.
Четвертая категория (торфянисто-болотные, перегнойно-глеевые почвы) наиболее неблагоприятна для лесоэксплуатации. В периоды дождей дороги становятся непроезжими, а в сухую погоду заполнены грязью.
Лесозаготовительная техника в России эксплуатируется в двух макроклиматических районах – с умеренным климатом (обозначение «у») и холодным климатом (обозначение «ухл»). Районы, в которых средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха ниже 45 °С, относятся к районам с холодным климатом. Остальная территория, где ведутся промышленные лесозаготовки, входит в макроклиматический район с умеренным климатом, где средняя из ежегодных абсолютных максимумов температура воздуха равна или ниже плюс 40 °С, а средняя из ежегодных абсолютных минимумов температура воздуха равна или выше минус 45 °С.
Границы макроклиматического района с холодным климатом на территории Российской Федерации представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Границы макроклиматического района с холодным климатом на территории Российской Федерации
Лесозаготовительные работы также зависят от множества климатических факторов. Основные из них – температура воздуха, осадки, ветер, снежный покров. Анализ климатических факторов изучаемых регионов представлен в таблицах 3 и 4.
Таблица 3
Распределение температуры и осадков в регионах Сибири и Дальнего Востока
в CT о 1 |
Средняя темпера-тура, °C |
2 2 co s 5 О о m о у ст & о |
СТ ст л ст со ч ест 2 ст о ю СТ СТ о у Л >5 С g |
Высота снежного покрова |
||
co w m |
8 2 s m |
W & |
5 S |
|||
Архангельск |
-12,4 |
15,2 |
459 |
138 |
– |
– |
Тюмень |
-16,6 |
18,6 |
497 |
127 |
– |
– |
Томск |
-19,2 |
18,1 |
517 |
138 |
73 |
87 |
Красноярск |
-17,7 |
19,9 |
351 |
117 |
35 |
57 |
Иркутск |
-21,2 |
17,4 |
435 |
– |
– |
– |
Хабаровск |
-22,3 |
21,1 |
672 |
134 |
38 |
60 |
Владивосток |
-14,4 |
17,5 |
831 |
97 |
– |
– |
Таблица 4
Годовое распределение климатических показателей регионов Сибири и Дальнего Востока
о 1 |
Среднее число дней в году с |
||||
осадками |
2 ^. m to 2 s 3 о |
||||
о « Й ст S s &О с ° § ст |
S ст н |
S ст ст |
ст 3 о |
||
Архангельск |
0,05 |
97 |
76 |
24 |
8 |
Тюмень |
0,2 |
79 |
72 |
12 |
7 |
Томск |
1,1 |
94 |
68 |
10 |
20 |
Красноярск |
0,9 |
69 |
72 |
11 |
13 |
Иркутск |
1,0 |
71 |
61 |
8 |
3 |
Хабаровск |
0,03 |
36 |
65 |
5 |
28 |
Владивосток |
– |
20 |
82 |
3 |
72 |
В таблицах 3 и 4 знак «–» обозначает отсутствие данных.
Анализируя вышеприведенные исследования, можно сделать следующие выводы:
-
1. Средний объем хлыста заготавливаемого древесного сырья в регионах РФ с холодным климатом составляет 0,54 м3.
-
2. При низких объемах лесозаготовок в системе лесотранспортных машин целесообразно применять форвар-деры – сортиментовозы, т. е. автомобили, предназначен-
- ные для перевозки сортиментов и оснащенные манипуляторами с грузовым моментом 70 кНм. Это объясняется экономической эффективностью выполняемых работ – исключение из технологического процесса звена лесопогрузчиков, что экономит капиталовложения и повышает рентабельность работ.
-
3. В условиях промышленной заготовки древесины в системы лесотранспортных и нижнескладских машин целесообразно включить поворотные лесопогрузчики с грузовым моментом 160, 210кНм.
-
4. При формировании системы машин необходимо учитывать эксплуатационные характеристики грунтов регионов лесоэксплуатации для обеспечения условия проходимости лесных машин. Для I и II категорий грунтов допускается использование на верхних и нижних складах лесопогрузчиков на колесной базе, для остальных категорий грунтов – гусеничная база.
-
5. При проектировании поворотных лесопогрузчиков необходимо учитывать климатические районы эксплуатации. Лесопогрузчики, предназначенные для эксплуатации в макроклиматических районах с холодным климатом, должны изготавливаться в северном исполнении (обозначение «ухл»).
Подводя итог, можно сказать, что для регионов РФ с холодным климатом поворотные лесопогрузчики, оснащенные манипуляторами, в зависимости от объемов лесозаготовок и природно-климатических показателей должны проектироваться со следующими характеристиками: грузовой момент – 70, 160, 210 кНм; база погрузчика – колесное или гусеничное шасси (в зависимости от категорий грунтов); климатическое исполнение «ухл» – для регионов с холодным климатом.
Список литературы Обоснование параметров назначения поворотных лесопогрузчиков для работы в условиях холодного климата
- Полетайкин В. Ф. Проектирование лесных машин. Моделирование рабочих режимов тракторных лесопогрузчиков/В. Ф. Полетайкин. Красноярск: КГТА, 1996. 248 с.
- Александров В. А. Динамические нагрузки в лесосечных машинах/В. А. Александров. Л.: Изд-во ЛГУ, 1984.