Расчет прочности модернизированной плоской сплоточной единицы

Расчет прочности модернизированной плоской сплоточной единицы

Автор: Васильев Владимир Викторович, Афоничев Дмитрий Николаевич

Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu

Рубрика: Полная статья

Статья в выпуске: 1 т.20, 2023 года.

Бесплатный доступ

Возобновление сплава лесоматериалов на малых и средних реках требует совершенствования плоских сплоточных единиц, характеризующихся высокими транспортно-эксплуатационными показателями. Представлена модернизированная плоская сплоточная единица, имеющая высокие транспортно-эксплуатационные показатели и упрощенную конструкцию, которая обеспечивает возможность изготовления данной сплоточной единицы в сплоточной машине. Указанные преимущества плоской сплоточной единицы достигнуты тем, что ряды круглых лесоматериалов укладываются между нижними и верхними поперечными прокладками, где верхние поперечные прокладки, предварительно прижатые по всей длине к круглым лесоматериалам в сплоточной машине, соединены с нижними поперечными прокладками с помощью сплоточного такелажа. Практическая эксплуатация рассмотренной плоской сплоточной единицы на первоначальном сплаве лесоматериалов требует определение ее ключевых транспортно-эксплуатационных показателей с акцентом на расчет прочности сплоточной единицы. Предложена методика расчета прочности плоской сплоточной единицы, заключающаяся в обосновании геометрических параметров нижних и верхних поперечных прокладок, колец с ребристой внутренней поверхностью, цепей и талрепы. Обоснование геометрических параметров нижних и верхних поперечных прокладок, основывалось на учете всех видов напряжений, возникающих в поперечных прокладках при действии на них различных внешних и внутренних сил, предельно допускаемого напряжения древесины прокладок и комплекса коэффициентов запаса прочности. При обосновании параметров сплоточного такелажа учитывались деформации, возникающие в кольцах с ребристой внутренней поверхностью, цепях и талрепе при действии на них максимальной силы, предельно допускаемое напряжение материала, из которого изготавливается сплоточный такелаж и коэффициент запаса прочности. Получены зависимости для расчета диаметра в верхнем отрезе нижних и верхних поперечных прокладок. Также получены зависимости для расчета толщины колец с ребристой внутренней поверхностью и диаметра сварной цепи, определено условие выбора талрепы. Реализация сплава древесины на базе модернизированной плоской сплоточной единицы с обязательным расчетом геометрических параметров нижних и верхних поперечных прокладок и сплоточного такелажа по представленной методике даст возможность выполнять безаварийный сплав лесоматериалов с высокой экономической эффективностью.

Еще

Сплоточная единица, такелаж сплоточный, прочность

Короткий адрес: https://sciup.org/147240137

IDR: 147240137   |   DOI: 10.15393/j2.art.2023.6623

Список литературы Расчет прочности модернизированной плоской сплоточной единицы

  • Водный кодекс Российской Федерации: текст с последними изм. и доп. на 2022 г. М.: Эксмо, 2022. 64 с. (Законы и кодексы).
  • Васильев В. В., Афоничев Д. Н. Усовершенствованные системы плотового сплава лесоматериалов: [монография]. Saarbrucken (Германия): Изд-во LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. 284 с.
  • Васильев В. В. Модернизированный плот для рек с малыми глубинами // Вестник ПГТУ. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2015. № 1. С. 45—58.
  • Васильев В. В., Афоничев Д. Н. Использование плоских сплоточных единиц на первоначальном сплаве лесоматериалов // Известия вузов. Лесной журнал. 2022. № 1. С. 128—142. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-128-142.
  • Perfiliev P., Zadrauskaite N., Rybak G. Study of hydrodynamic resistance of a raft composed of the flat rafting units of various draft // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 18 (1.5). Austria, 2018. P. 765—772.
  • Посыпанов С. В. Определение геометрических параметров плавающего транспортного пакета круглых лесоматериалов численным методом // Известия вузов. Лесной журнал. 2017. № 1. С. 141—153. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.1.141.
  • Посыпанов С. В. Определение геометрических характеристик двухъярусной пакетной сплоточной единицы, расположенной на твёрдом основании // Известия вузов. Лесной журнал. 2019. № 5. С. 135—147. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.135.
  • Васильев В. В., Афоничев Д. Н. Обоснование показателя гибкости плота из сплоточных единиц // Известия вузов. Лесной журнал. 2022. № 4. С. 146—155. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-4-146-155.
  • Васильев В. В. Особенности формирования осадки плоской сплоточной единицы // Лесотехнический журнал ВГЛТА. 2014. № 1 (13). С. 79—84.
  • Васильев В. В., Афоничев Д. Н. Расчёт прочности гибкого водонепроницаемого материала плоских сплоточных единиц со стабилизированным запасом плавучести // Resources and Technology. 2022. Т. 19, № 2. С. 77—102. DOI: 10.15393/j2.art.2022.6203.
  • Васильев В. В. Расчёт транспортно-эксплуатационных показателей усовершенствованной плоской сплоточной единицы // Resources and Technology. 2022. Т. 19, № 4. С. 1—22. DOI: 10.15393/j2.art.2022.6365.
  • Васильев В. В. Обоснование параметров транспортно-технологической схемы поставки древесины в плоских сплоточных единицах по принципу плот (линейка)— плот // Resources and Technology. 2021. Т. 18, № 2. С. 48—78. DOI: 10.15393/j2.art.2021.5603.
  • Васильев В. В. Транспортно-технологическая схема поставки древесины водным транспортом в плоских сплоточных единицах по принципу плоская сплоточная единица— плот // Арктика: инновационные технологии, кадры, туризм: Материалы междунар. научно-практич. онлайн-конф.; г. Воронеж, 17—19 ноября 2020 г. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова», 2020. С. 335—340.
  • Васильев В. В., Аксенов И. И. Транспортно-технологическая схема поставки лесоматериалов потребителям в плоских сплоточных единицах по принципу плоская сплоточная единица—баржа // Наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения: Материалы междунар. научно-практич. конф. г. Воронеж 24—25 ноября 2020 г. Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский ГАУ», 2020. С. 30—33.
  • Патент 2456200 РФ, МПК B63B 35/62. Сплоточная единица / В. В. Васильев; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия» (RU). № 2011108194/11; заявл. 02.03.2011; опубл. 20.07.2012, Бюл. № 20. 6 с.
  • Патент 2460679 РФ, МПК B65G 69/20, B65B 27/10. Плоская сплоточная единица / В. В. Васильев, Д. Н. Афоничев; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия» (RU). № 2011109353/13; заявл. 11.03.2011; опубл. 10.09.2012, Бюл. № 25. 7 с.
  • Brevet 2882723 FR, Int. CI.8 В 63 В 35/00, 3/08, 7/02. Embarcation modulaire pour le transport des grumes par voie d'eau / Demandeur Roumengas Jonsa Guy; Mandataire SCHMITT. No. 0502132; la date de la demande 03.03.05; la date de parution 21.10.2005, bulletin 06/36. 14 р.
  • Патент 2477698 РФ, МПК В63В 35/62, В65В 27/10. Плоская сплоточная единица / Е. М. Царев, П. Ф. Войтко, С. В. Ерин, А. В. Поляков, Д. В. Самарин; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Марийский государственный технический университет» (RU). № 2011128866/11; заявл. 12.07.2011; опубл. 20.03.2013, Бюл. № 8. 7 с.
  • Brevet 1461583 FR, Int. CI. B63b, В65g. Remorquage de billes de bois / Société anonyme dite: compagnie maritime des chargeurs réunis résidant en France (Seine). No. 36,157; la date de la demandé 26.10.1965; la date de publié 02.10.1966. 4 р.
  • Brevet 1286734 FR, Int. CI. В65g. Procédé de flottage des bois en grumes et dispositif d'attaehe pour la mise en oeuvre de se procédé / M. Roger Jandin résidant en France; la date de la demandé 23.01.1961; la date de publié 29.01.1962. 4 р.
  • Patent 57167892 JP, Int. CI. В63В 35/58, В65G 1/00. Water surface receiving tools for driftwood / Kitai Toshiro; Kitai Tekkosho:kk. No. 56053830; date of filing 10.04.1981; date of publication of application 15.10.1982.
  • Patent 3662413 USA, Int. CI.2 В63b 35/00. Metal ring for fastening parts by means of ocean wave force / Toshiro Andoh; Toshiro Andoh. No. 10,354; filed: 13.04.1970; date application 16.05.1972.
  • Patent 5119529 USA, Int. CI.5 В63В 35/62. Сable hook / Wire Rope Industries Ltd., Pointe-Claire, Canada. No. 703,844; filed: 21.05.1991; date application 09.06.1992.
  • Patent 2961671 USA, Int. CI.9-15 В63В 35/62. Bundle raft with quick detachable fitting / William A. Meighan, Portland, Oreg. No. 684,450; filed: 17.09.1957; date application 29.11.1960.
  • Patent 3556319 USA, Int. CI. В63b 27/16. Log-bundling apparatus / M. Ray Holden, P. O. Box 716, Ketchikan, Alaska. No 857,247; filed: 30.06.1969; date application 19.01.1971.
  • Patent 3971309 USA, Int. CI.2 В63В 27/16. Log bundling apparatus and method of bundling logs / Wilfred Spry Brodie, P. O. Box 175, Gibsons, British Columbia, VON 1VO, Canada. No. 566,904; filed: 10.04.1975; date application 27.07.1976.
  • Патент 2777674 РФ, МПК B65B 35/02, B65G 69/20. Плоская сплоточная единица / В. В. Васильев, Д. Н. Афоничев, В. А. Морковин, В. В. Абрамов, Е. В. Поздняков; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова» (RU). № 2021140068; заявл. 30.12.2021; опубл. 08.08.2022, Бюл. № 22. 8 с.
  • Патент 199681 РФ, МПК В65G 69/00, 57/18. Сплоточная машина / В. В. Васильев, Д. Н. Афоничев, В. А. Морковин, Е. В. Позняков; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова» (RU). № 2020119839; заявл. 08.06.2020; опубл. 14.09.2020, Бюл. № 26. 5 с.
  • Любошиц М. И., Ицкович Г. М. Справочник по сопротивлению материалов. Второе изд., перераб. и доп. Минск: Вышэйшая школа, 1969. 464 с.
  • Биргер И. А. Сопротивление материалов: Учеб. пособие. М.: Наука, 1986. 560 с.
  • Belyayev N. M. Problems in strength of materials. Elsevier, 1966. 539 р.
  • Stephens R. C. Strength of materials. Theory and examples. Edward Arnold, 1970. 314 р.
  • Vitor Dias da Silva. Mechanics and strength of materials. Springer, 2006. 531 р.
  • Patnaik S., Hopkins D. Strength of aterials: a new unified theory for the 21st century. Butterworth; Heinemann (Elsevier), 2004. 771 р.
  • Boresi A. P., Schmidt R. J., Sidebottom O. M. Advanced mechanics of materials. Wiley, 1993. 827 р.
  • Strength of Materials and Structures, Fourth Edition / Carl T. F. Ross BSc PhD DSc CEng FRINA, The late John Case, A. Chilver. Arnold, 1999. 719 р.
  • Broutman L. Interfaces in composites. ASTM, 1968. 198 р.
  • Den Hartog J. P. Strength of materials. Dover Publications, 1961. 346 р.
  • Skalmierski B. Mechanics and strength of materials. Academic Press, Elsevier, 1979. 435 р.
  • Komarovsky A., Astakhov V. Physics of strength and fracture control: adaptation of engineering materials and structures. CRC Press, 2002. 629 р.
  • Перелыгин Л. М., Уголев Б. Н. Древесиноведение. М.: Лесн. пром-сть, 1971. 285 с.
  • Michael F. Ashby. Materials selection in mechanical design. Butterworth-Heinemann (Elsevier), 2005. 603 р.
  • Заводчиков Д. А. Грузоподъёмные машины. Второе изд., доп. и перераб. М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1962. 312 с.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp