В данной статье формулируются предпосылки, на которых основывался выбор базовой машины. Определены требования, которым должна отвечать машина со сменным рабочим органом для удаления пней в условиях Сибири. Приведены результаты исследования рабочего органа такой машины. На полигоне института были проведены испытания в производственных условиях на объектах предприятия «Красноярскводстрой». Машина была вывезена в Большемуртинский район Красноярского края на мелиоративный объект, на котором имелись очень крупные пни. Целью этих испытаний ставилось: определить целесообразность использования экскаватора ЭТЦ-208 в качестве базы для измельчителя пней, определить технические возможности измельчителя пней в реальных условиях эксплуатации, ознакомить строителей с новым методом и модернизированной машиной по удалению пней, выявить потребность в машинах такого назначения в объединении «Красноярскводстрой» [4]. В отличие от макетного образца на новом рабочем органе было применено более надёжное легкосменное крепление резцов. После всесторонних испытаний на производственном объекте с целью уточнения ряда параметров, в т. ч. скорости резания, эта машина была передана строителям в производственную эксплуатацию. Разработанный и испытанный более совершенный третий образец рабочего органа ЭТЦ-208 работал со скоростью режущей цепи от 1,5 до 2,5 м/с, что сразу же позволило увеличить производительность машин в 1,5 раза. Результаты исследований показали правильность выбранного направления. Установлено, что модернизированная машина в процессе резания пней работала стабильно. При этом удаление пня диаметром более 0,9 м производилось за два прохода рабочего органа на глубину 0,5-0,6 м. Размеры стружки и щепы по длине не превышали 0,2-0,3 м.

Бесплатно

Численное исследование показателей заготовки древесины на лесных плантациях

Гаспарян Гарик Давидович, Давтян Армен Борисович, Григорьев Игорь Владиславович, Марков Олег Борисович, Григорьева Ольга Ивановна

Статья научная

В рамках новых трендов в мировой экологической политике в последнее время появился термин «биоэкономика», который имеет достаточно большое число различных определений. Одним из его вариантов является понимание биоэкономики как процесса устойчивого производства и преобразования биомассы для пищевых и промышленных продуктов, а также энергии. Под данное определение как нельзя лучше подходит процесс создания и эксплуатации лесных плантаций, в т. ч. и энергетического назначения. Энергетические лесные плантации как нельзя лучше подходят и к задачам глобального энергетического перехода в экономике Российской Федерации, о котором в конце сентября 2021 г. объявил премьер Михаил Мишустин. С точки зрения эффективности создания и эксплуатации энергетических лесных плантаций основным критерием оценки является энергетическая эффективность, под которой понимают следующий принцип: энергетическая ценность выращенной древесной массы должна быть больше количества энергии, затраченной на её выращивание и заготовку. В статье представлены практические зависимости для оценки энергетической ценности стволовой древесины от времени роста; приведены математические модели для расчёта производительности различных комплексов машин и механизмов заготовки плантационной древесины и их реализации, осуществлён вычислительный эксперимент и приведены его результаты, получены зависимости для практической оценки показателей заготовки энергетической древесины различными комплексами машин и механизмов, совершенствующие планирование и принятие решений в области заготовки плантационной древесины. Работа выполнена в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства» Арктического государственного агротехнологического университета.

Бесплатно

Численное моделирование взаимодействия еловых балансов неодинакового диаметра в корообдирочном барабане

Васильев С.Б., Доспехова Н.А., Колесников Г.Н.

Статья научная

Характер и интенсивность взаимодействия балансов при их соударениях в корообдирочном барабане определяют эффективность процесса окорки. Этот сложный процесс мало изучен, что не позволяет обосновывать технологические решения, направленные на повышение качества очистки балансов от коры. В статье рассмотрена модель, позволяющая учитывать влияние диаметра балансов на силу их соударения в корообдирочном барабане. Цель работы: определение наибольших значений сил контактного взаимодействия при соударениях балансов неодинакового диаметра. Для определения данных сил использовано численное моделирование. В качестве исходных данных использованы результаты экспериментальных исследований жесткости еловых балансов. Приведены результаты ситуационных исследований процесса соударений балансов, диаметром 0,12 м (масса 9 кг) и 0,20 м (масса 31 кг), имеющих одну и ту же длину (1,2 м). Результаты исследований показали, что с уменьшением диаметра балансов возрастает частота соударений, но уменьшаются максимальные значения сил при соударениях.

Бесплатно

Экологические аспекты применения дизельного топлива в современных лесных машинах

Беляев С.В.

Статья научная

Анализируются этапы развития дизельных двигателей, делается вывод о том, что дизели потенциально остаются приоритетными энергоустановками для мобильных машин в XXI веке и могут отвечать самым строгим экологическим требованиям при использовании топлив с улучшенными экологическими характеристиками.

Бесплатно

Экономическая эффективность полезащитных полос из обычных и сортовых тополей

Царев А.П., Царев В.А.

Статья научная

Представлены новые подходы к расчетам экономической эффективности полезащитных лесных полос с учетом фактора времени. Для этого в ранее предложенные формулы были введены показатели, отражающие инфляцию и банковский процент на понесенные затраты. На примере Центрального Черноземья Европейской части России рассчитана возможная экономическая эффективность полезащитных лесных полос, созданных из сортовых и обычных клонов и гибридов тополей. В работе показано, что лесные полосы из сортовых и гибридных тополей экономически более эффективны, чем из обычных несортовых тополей.

Бесплатно

Экономическое обоснование целесообразности использования лесопожарной грунтометательной машины для борьбы с лесными пожарами

Ступников Дмитрий Сергеевич

Статья научная

Проведено экономическое обоснование использования лесопожарной грунтометательной машины для профилактики и борьбы с лесными пожарами. Согласно проведенным расчетам, годовой экономический эффект от внедрения разработанного экспериментального образца лесопожарной грунтометательной машины составляет 638668 рублей, срок окупаемости дополнительных капитальных вложений при этом равен 0,4 года, что доказывает эффективность и экономическую целесообразность использования орудий данного типа в лесном комплексе. Создан опытный образец лесопожарной грунтометательной машины, описан технологический процесс работы агрегата и дана оценка его производительности. Лесопожарная грунтометательная машина может работать в различных категориях лесных площадей (насаждения, вырубки, гари и т.д.), на песчаных, супесчаных почвах без каменистых включений с толщиной подстилки не более 6 см и выполнять весь комплекс операций по тушению лесных низовых пожаров и созданию минерализованных полос, даже при наличии в грунте отдельных включений в виде пней, валежа и др.

Бесплатно

Экспериментальная оценка адекватности математического моделирования процесса общей сборки технологического оборудования лесозаготовительных машин при отрицательных температурах

Романов П.И., Викторенкова С.В.

Статья научная

Приводится описание результатов исследований процесса общей сборки технологического оборудования лесозаготовительных машин при отрицательных температурах.

Бесплатно

Экспериментальная оценка влияния формы поверхности диска и ножей рубительной машины на качество фракционного состава щепы

Симонова И.В.

Статья научная

Приводится описание методики и результатов исследования влияния геометрии формы рубительного диска и формы заточки ножей на качество щепы

Бесплатно

Экспериментальная оценка состояния дорог Карелии, подверженных активному воздействию лесовозного транспорта

Степанов А.В., Груздов А.В.

Статья научная

Практически во всех лесных регионах транспортная сеть автомобильных дорог общего пользования является неотъемлемой частью логистических цепочек лесозаготовок, и её состояние в значительной степени влияет на эффективность лесной отрасли целом. Подавляющая часть древесины в Республике Карелия перевозится автомобильным транспортом - лесовозами. При этом порядка 85 % по протяжённости транспортировки осуществляется по дорогам общего пользования. Лесовоз, относящийся к тяжеловозным транспортным средствам, оказывает существенное влияние на состояние дороги. Особенно сильно это воздействие проявляется в весенний и осенний период, когда грунты земляного полотна переувлажнены и потеряли часть своей несущей способности. В данный период дорожное покрытие подвержено наибольшему повреждению, характер которого требует изучения с целью планирования и организации своевременного ремонта. В статье рассмотрены результаты диагностики состояния сети автомобильных дорог Республики Карелия с наиболее интенсивным движением лесовозного транспорта на наличие дефектов и их размеров. Проведён анализ количественной оценки различных разрушений. Разобраны причины появления основных деформаций. Определена протяжённость дорог, находящихся в нормативном и ненормативном состоянии.

Бесплатно

Экспериментальная проверка методов классификации щепы по толщине на анализаторах

Васильев С.Б., Симонова И.В.

Статья научная

Приводится краткое описание методики и результатов исследования методов классификации щепы по толщине на существующих анализаторах.

Бесплатно

Экспериментальное исследование воздействия движителя лесной машины на укреплённое композитное основание

Зорин М.В., Должиков И.С., Юдилевич А.М., Кривошеев А.А., Куницкая О.А., Михайлова Л.М.

Статья научная

В последние годы крупные и средние лесопромышленные компании начали существенно выравнивать объёмы заготовки древесины по сезонам, переходя практически на круглогодичную заготовку и вывозку древесины, не считая периодов закрытия дорог на просушку. Это связано с необходимостью равномерного внесения платежей за используемые ими банковские продукты, в т. ч. на приобретение лесных машин, такие как кредит и лизинг. При этом можно объективно наблюдать результаты глобального потепления климата. Например, согласно данным статистики, за период с 1980 по 2020 г., т. е. за 40 лет, период устойчивой зимней вывозки древесины на Северо-Западе России сократился почти на 3 недели, а это очень существенно. Важно отметить, что потепление - это не значит, что жаркое лето и тёплая зима. Вполне может быть холодное лето с максимумом осадков и маломорозная, малоснежная зима. Также становится всё более характерным размытие межсезонных периодов. Иначе говоря, тепло и сыро может теперь быть практически круглый год. Проблему быстрого строительства временной дорожной сети в сложных условиях при помощи сборно-разборных покрытий научились решать достаточно давно. Однако процесс воздействия движителя машины на укреплённое композитное основание, представляющее собой синтетический дорожный мат и подстилающий лесной почвогрунт, до сих пор не изучен. В статье приведены методика, аппаратура и результаты экспериментальной проверки математической модели взаимодействия колёсного штампа-движителя с двуслойной опорной поверхностью, модели деформируемой плиты, размещённой на податливом (винклеровском) основании.

Бесплатно

Экспериментальное исследование энергоёмкости процесса производства технологической щепы на дисковых рубительных машинах

Петруша С.В., Тихонов Е.А.

Статья научная

В работе выполнено исследование энергоёмкости процесса производства древесной технологической щепы в древесно-подготовительном цехе АО «Кондопожский целлюлозно-бумажный комбинат». В статье представлен анализ актуальной для лесопромышленного комплекса проблемы энерго-эффективности и целесообразности использования рубительных машин для производства щепы, используемой в качестве топлива для автономных энергоустановок. Актуальность этой проблемы обусловлена всё большим удалением мест лесозаготовки от территорий с развитой инфраструктурой и централизованных сетей энергоснабжения, что требует значительного снижения затрат на генерацию электроэнергии, например, таких как затраты топлива для дизельных генераторов, а также расходы на доставку этого топлива до мест заготовки леса. Основной целью этого исследования является экспериментальное определение удельного расхода электроэнергии дисковой рубительной машиной МР5-150 на производство 1 м3 древесной щепы. В ходе работы на рубительные машины древесно-подготовительного цеха АО «Кондопожский ЦБК» были установлены счётчики электроэнергии, показания которых регулярно фиксировались персоналом предприятия. Кроме этого, персонал фиксировал данные об общем потреблении древесной щепы предприятием и данные о количестве используемой привозной щепы, исходя из которых получилось определить объёмы щепы, производимой древесно-подготовительным цехом. В ходе работы также определено, что среднегодовой удельный расход электроэнергии на производство 1 м3 щепы, согласно проведённому исследованию, составляет 3,97 кВт⋅ч/м3. При этом электро-двигатели рубительных машин на предприятии работают при нагружении 20-25 % от номинальной мощности. Помимо этого, выявлено, что удельный расход электроэнергии на производство 1 м3 щепы значительно зависит от влажности древесины. Так, например, в январе удельный расход составлял 2,90 кВт•ч/м³ при влажности сырья более 40 %, а в июле - 5,35 кВт•ч/м³ при влажности сырья 26-40 %. Такие показатели получены при условии, что за сутки рубительные машины в древесно-подготовительном цехе АО «Кондопожский ЦБК» простаивают около 6 ч.

Бесплатно

Экспериментальное определение коэффициента полнодревесности усовершенствованной плоской сплоточной единицы

Васильев В.В.

Статья научная

Эффективное использование пропускной способности сплавного хода зависит от ряда факторов, но основным моментом является организация сплава круглых лесоматериалов в сплоточных единицах, имеющих высокие транспортно-эксплуатационные показатели. Разработана плоская сплоточная единица, которая характеризуется малой осадкой, высокой жёсткостью и высоким коэффициентом полнодревесности. Для оценки степени использования разработанной плоской сплоточной единицей пропускной способности сплавного хода необходимо определить её коэффициент полнодревесности. Определение коэффициента полнодревесности плоской сплоточной единицы в зависимости от диаметра в верхнем отрезе круглых лесоматериалов, из которых собираются ряды сплоточной единицы, реализовано экспериментальным путём. Для рационального выполнения экспериментальных работ была построена функциональная схема проведения эксперимента, на основании которой сформировали матрицу планирования опытов, учитывающую все факторы, влияющие на эксперимент. Опыты проводились на моделях усовершенствованной плоской сплоточной единицы, а в последующем полученные экспериментальные и расчётные данные для моделей переводились пропорционально на плоские сплоточные единицы натуральных размеров. На основании полученных расчётных данных в отношении усовершенствованной плоской сплоточной единицы натуральных размеров был построен график зависимости её коэффициента полнодревесности от диаметра круглых лесоматериалов в верхнем отрезе. Построенный график показывает, что при увеличении диаметра круглых лесоматериалов в верхнем отрезе, из которых собираются ряды усовершенствованной плоской сплоточной единицы, коэффициент полнодревесности уменьшается. В свою очередь, наибольшая интенсивность изменения коэффициента полнодревесности присутствует при изменении диаметра круглых лесоматериалов в верхнем отрезе от 10 до 30 см. Так как плоские сплоточные единицы изготавливаются из круглых лесоматериалов с диаметром в верхнем отрезе 10-40 см, а при данном диаметре лесоматериалов усовершенствованная плоская сплоточная единица имеет наибольший коэффициент полнодревесности, то выполнение сплава лесоматериалов в данной сплоточной единице будет, безусловно, обеспечивать высокую степень использования пропускной способности сплавного хода и способствовать увеличению объёмов поставки древесины потребителям водным транспортом.

Бесплатно

Экспериментальные исследования воздействия колёсно-гусеничного движителя на лесные почвогрунты

Дмитриев А.С., Должиков И.С., Куницкая О.А., Дьяченко В.М., Гурьев А.Ю., Кривошеев А.А.

Статья научная

Экспериментальные исследования выполнены в лабораторных условиях на кафедре «Технология и оборудование лесного комплекса» Арктического государственного агротехнологического университета. Методика их проведения, в целом, сформировалась в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства». Эксперименты проведены на лабораторном стенде для двух типов штампов, являвшихся лабораторными моделями колёсного и гусеничного движителей комбинированной (колёсно-гусеничной) лесной машины. Задачей экспериментальных исследования являлась проверка: уточнённой теоретической зависимости прочности почвогрунта при вдавливании зонда от модуля деформации, предлагаемой для определения характеристик почвогрунта в полевых условиях; функции несущей способности почвогрунта при образовании колеи глубиной h = 0,2 м от модуля деформации почвогрунта для колёсного и гусеничного движителей соответственно; функции среднего давления, допустимого по критерию глубины образующейся колеи, от модуля деформации для колёсного и гусеничного движителей соответственно. Опыт предыдущих исследователей показывает, что лабораторные эксперименты, план которых составлен с использованием положений теории подобия, позволяют верифицировать теоретические зависимости несущей способности, колееобразования и допустимого воздействия на почвогрунт. При этом достигается снижение объёма полевых опытов и погрешности определения экспериментальных величин, благодаря использованию более точного лабораторного оборудования и методик. Результаты обработки опытных данных, измеренных на стенде, показывают, что во всех опытах эмпирические распределения экспериментальных величин соответствуют нормальному закону распределения.

Бесплатно

Экспериментальные исследования опорной проходимости колёсного движителя лесной машины при работе на склоне

Кривошеев А.А., Бурмистрова О.Н., Куницкая О.А., Задраускайте Н.О., Рябухин П.Б., Рудов С.Е.

Статья научная

В статье представлены методика и результаты лабораторных экспериментальных исследований, выполненных с целью верификации ранее разработанной математической модели для комплексной оценки проходимости колёсного движителя лесной машины, работающей на местности с уклоном, на пересечённой местности. Эти теоретические и экспериментальные исследования направлены на изучение эксплуатационной и экологической эффективности валочно-трелёвочно-процессорных машин австрийской семейной компании Konrad Forsttechnik GmbH. В результате выполненных экспериментальных исследований определены допустимое давление движителя, а также несущая способность почвогрунта с учётом угла склона и выполнено сопоставление ранее полученных теоретических оценок. Установлено отклонение теоретических оценок от результатов экспериментов в меньшую сторону, допустимое с учётом статистической оценки распределения ошибок и погрешностей измерения. Показано, что уточнение расчётных моделей позволит развить положения теории движения лесных машин в условиях пересечённой местности, что особенно актуально в контексте дальнейших разработок по обоснованию параметров техники для условий пересечённой местности.

Бесплатно

Экспериментальные исследования производительности форвардера с учетом его эксплуатационных характеристик, параметров лесосеки, и физико-механических свойств почвогрунта

Бурмистрова Ольга Николаевна, Просужих Алексей Анатольевич, Рудов Сергей Евгеньевич, Куницкая Ольга Анатольевна, Григорьев Игорь Владиславович

Статья научная

Колесные лесные машины доминируют в настоящее время в лесозаготовительном производстве в России и в мире. По данным представителей ведущих мировых производителей лесных машин, поставляющих лесозаготовительную технику в Российскую Федерацию, доля машин для хлыстовой заготовки в России ежегодно снижается. На территории Лесного фонда Российской Федерации преобладают почвогрунты III и IV категории, которые в теплый период года существенно теряют свою несущую способность из-за переувлаженения. Причем процессы очевидного потепления климата за последние годы привели к существенному уменьшению периода устойчивой зимней вывозки заготовленной древесины, а значит, и периоду эффективной трелевки на таких почвогрунтах, когда они находятся в замерзшем состоянии. Это отмечают лесозаготовители практиче-ски всех субъектов Северо-Западного Федерального округа РФ. В результате работы на переувлажненных почвогрунтах в теплый пе-риод года снижаются транспортные скорости, объемы перевозимых пачек сортиментов, а, следовательно, производительность форвардеров, увеличи-вается расход топлива, повышается износ трансмиссии, т.е. увеличивается удельная себестоимость кубометра заготовленной древесины. Кроме этого, интенсивное колееобразование приводит к негативному экологическому воз-действию леса, в результате чего замедляются лесовосстановительные процессы, проявляются признаки водной эрозии на трелевочных волоках, угнетение корней, замедление роста, ослабление оставляемых на доращивание деревьев, вблизи трасс движения. Безусловно, негативные экологические факторы работы форвардеров необходимо учитывать, но технико-экономические показатели их работы, в конечном итоге, всегда выходят на первый план в производственном процессе лесозаготовок. Экспериментальные исследования производительности форвардеров были проведены в производственных условиях, на лесосеках, расположенных на территории Прилузского и Сыктывдинского муниципальных районов Республики Коми летом 2019-2020 гг. Для опытов использованы колесные форвардеры John Deere 1210G, 1510G. При проведении экспериментов проводилось зондирование почвогрунта на лесосеке. Составляющие затрат времени по отдельным операциям фиксировали путем хронометража.

Бесплатно

Экспериментальные исследования технологического процесса рециркуляционной зерносушилки бункерного типа

Муханов Николай В., Марченко Степан А., Воронков Владимир В., Шевяков Алексей Н., Тихонов Евгений А.

Статья научная

При длительном хранении зерна важным показателем его сохранности является влажность, для снижения которой ниже критического уровня используют различные способы сушки и конструкции зерносушилок. Перспективными в этом направлении становятся зерносушилки, основанные на принципе активного вентилирования смесью воздуха и топочных газов. Для осуществления наиболее полноценного автоматизированного энергосберегающего процесса сушки и улучшения качества зерна, возникла необходимость в разработке рециркуляционной зерносушилке бункерного типа.

Бесплатно

Электроэрозионное упрочнение дереворежущего инструмента

Эгипти А.Э., Поттер А.А.

Краткое сообщение

Рассматривается методика применения электроискрового метода упрочнения дереворежущего инструмента. Проведены опыты с целью определения эффективности этого способа.

Бесплатно

Элементы теории пропитки древесины в центробежном поле

Марков В.И.

Краткое сообщение

Статья посвящена исследованиям процесса пропитки древесины в центробежном поле

Бесплатно

Журнал