Полная статья. Рубрика в журнале - Resources and Technology
Статья научная
В статье рассматривается проблема загрязнения водных объектов поверхностными дождевыми и талыми стоками, выносящими с дорожного полотна взвешенные вещества и нефтепродукты. Особенно это актуально для транспортных магистралей, связывающих различные регионы Российской Федерации. Авторами показано, что типичным представителем дорог этой группы является расположенная в Республике Карелия автодорога Р-21 «Кола». Анализ условий эксплуатации этой транспортной магистрами показал, что она не только выполняет функцию транзитного коридора для других регионов России, но и представляет собой ключевой элемент, связывающий в единую логистическую цепь предприятия лесного комплекса всего Северо-Западного федерального округа. Для снижения негативного воздействия на прилежащие к трассе водные объекты предложено организовать отведение поверхностных вод с дорожного полотна в прикормочные лотки. Далее эти воды планируется отводить за пределы откосов дорожной насыпи с последующей их очисткой в самотечных гидротехнических сооружениях перед окончательным сбросом в водные объекты. Использование авторами геоинформационных систем позволило установить границы водных объектов, пересекаемых автомагистралью Р-21 «Кола». По результатам исследования определены количество и размеры водоохранных зон. Анализ полученных результатов показал, что водоохранные зоны в среднем встречаются каждый второй километр. Этого количества недостаточно для обеспечения экологической безопасности прилегающих территорий. В работе обоснована необходимость организации дополнительных комплексов отведения и очистки поверхностных вод на протяжении всей автомагистрали. Авторами определён расход дождевых и талых вод с существующих участков дороги в пределах водоохранных зон, что позволило предложить метод унификации систем водоотведения с дорожного полотна. Определена целесообразность установки водоотводных лотков через каждые 50-200 м. Показано, что это мероприятие обеспечит отведение и очистку поверхностных стоков с необходимой интенсивностью 0,6-1,9 л/с. Увеличение протяжённости участка водосбора приведёт к неконтролируемому переполнению лотков и переливу загрязнённых вод на откос дороги без очистки, что негативно повлияет на экологическое состояние придорожных территорий и прилегающих водных объектов.
Бесплатно
Проблемы и перспективы получения и применения водорода
Статья научная
Более строгие требования, предъявляемые к экологическим характеристикам к топливам и энергоустановкам в последние десятилетия, привели к масштабному поиску новых, экономически эффективных, экологически чистых энергоносителей. Повышенный спрос на энергоносители вызывает увеличение интереса к альтернативным источникам получения топлив, в т. ч. водорода, для генерации электроэнергии и использования на транспорте. В статье рассматриваются и анализируются вопросы производства и применения водорода, который в настоящее время во многих регионах мира считается приоритетным и перспективным энергоносителем. Рассматриваются основные пути и технологии получения водорода, его важнейшие физико-химические свойства, эксплуатационные и экологические характеристики. Можно предположить, что, используя относительно дешёвые ресурсы и технологии, водород и водородная энергетика могут получить импульс для широкой коммерциализации при благоприятных экономических условиях и составят конкуренцию ископаемым топливам в отдельных регионах Европы и мира. Потенциальные выгоды от расширения использования водорода и развития водородной экономики видятся, прежде всего, в оздоровлении окружающей среды; повышении энергетической безопасности ряда регионов и стран. Предполагаем, что в среднесрочной перспективе будущие технологические достижения повысят конкурентоспособность водорода. В настоящее время в европейских странах рассматривают увеличение объёмов производства водорода как способ сокращения зависимости от импорта российской нефти и газа, а также уменьшения выбросов парниковых газов.
Бесплатно
Статья научная
Для большинства стран мира лесные пожары продолжают оставаться серьёзной проблемой. В настоящее время существует множество способов борьбы с ними. В основном направлены они все на снижение ущерба, причинённого пожарами, с использованием методов их раннего обнаружения. По подсчетам Рослесхоза, в среднем размер ущерба от лесных пожаров в год составляет порядка 20 млрд рублей, из них от 3 до 7 млрд - ущерб лесному хозяйству (потери древесины). В статье рассматривается использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для регулярного патрулирования потенциально опасных зон распространения огня с использованием преимуществ искусственного интеллекта (ИИ) и возможностью самостоятель-ной обработки полученной информации. Это позволяет БПЛА использовать методы компьютерного видения для обнаружения дыма или огня, на основе информации, получаемой от их видеокамер
Бесплатно
Статья научная
Современное развитие водного транспорта лесоматериалов на территории Российской Федерации требует выполнения ряда условий, одним из которых является обеспечение экологической безопасности эксплуатируемых водных объектов. Реализуемые мероприятия по обеспечению экологической безопасности эксплуатируемых водных объектов повлекли отмену молевого сплава древесины, который являлся ключевым на реках с малыми глубинами. Альтернативой возобновления сплава древесины на малых и средних реках послужила разработка современных сплоточных единиц с высокими транспортно-эксплуатационными показателями. Предложена конструкция плоской сплоточной единицы со стабилизированным запасом плавучести, основной отличительной особенностью которой является обёртывание в гибкий водонепроницаемый материал. Данным материалом также могут обёртываться и другие разработанные плоские сплоточные единицы для обеспечения стабилизации плавучести. Гибкий водонепроницаемый материал препятствует прямому контакту древесины с водой, что придаёт плоской сплоточной единице малую осадку, стабилизированный запас плавучести и сохраняет качество поставляемой древесины. Обеспечение высоких транспортно-эксплуатационных показателей плоских сплоточных единиц стабилизированной плавучести регламентируется правильным выбором гибкого водонепроницаемого материала. Приведена методика расчёта требуемой прочности гибкого водонепроницаемого материала, где особое внимание уделено вариантам укладки круглых лесоматериалов в плоских сплоточных единицах и действию на них внешних сил при транспортировке по водному объекту, а также при перемещениях их на береговых складах и рейдах приплава. Полученные условия прочности гибкого водонепроницаемого материла и основные зависимости по определению сил, действующих на плоские сплоточные единицы при их эксплуатации в различных условиях, дают возможность определить механические и геометрические характеристики материала, требуемого для обёртывания сплоточных единиц. Внедрение конструкций современных плоских сплоточных единиц со стабилизированным запасом плавучести на сплав круглых лесоматериалов с обязательным использованием представленной методики расчёта прочности гибкого водонепроницаемого материала позволит осуществлять эффективное выполнение сплава данных плоских сплоточных единиц самосплавом или в составе плота.
Бесплатно
Расчет прочности модернизированной плоской сплоточной единицы
Статья научная
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.
Бесплатно
Расчет транспортно-эксплуатационных показателей усовершенствованной плоской сплоточной единицы
Статья научная
Реализация транспортировки древесины по водным объектам Российской Федерации специализированными транспортно-технологическими схемами, функционирующими на базе плоских сплоточных единиц, требует совершенствования данных сплоточных единиц по направлению сокращения затрат на их изготовление. Рассмотрена усовершенствованная плоская сплоточная единица, приспособленная к сплотке в специальной сплоточной машине. Конструктивной особенностью сплоточной единицы является соединение гибкими связями рядов круглых лесоматериалов, уложенных перпендикулярно друг другу, с обязательной фиксацией между собой крайних круглых лесоматериалов первого (нижнего) и третьего рядов, а также второго и четвёртого рядов с помощью скоб. Это даёт возможность снизить затраты на изготовление плоской сплоточной единицы с обеспечением высокой жёсткости, а следовательно, и волноустойчивости конструкции. Для осуществления планирования сплава древесины в плоских сплоточных единицах и обеспечения дальнейшего безопасного выполнения сплавных работ предложена методика расчёта основных транспортно-эксплуатационных показателей усовершенствованной сплоточной единицы. В приведённой методике представлен расчёт габаритных размеров сплоточной единицы, объёма содержания в ней древесины, коэффициента полнодревесности, коэффициента запаса плавучести, осадки, волноустойчивости, жёсткости, прочности, расхода сплоточного такелажа. Каждый из этих показателей рассчитывается с учётом конструктивных особенностей усовершенствованной плоской сплоточной единицы, габаритов сплавного хода, размера используемых круглых лесоматериалов, плотности сплавляемой древесины и всех внешних сил, действующих на сплоточную единицу при её эксплуатации. Приведённые показатели обеспечивают плоскую сплоточную единицу определёнными характеристиками, на основании которых осуществляется первоначальное планирование транспортировки лесоматериалов по водным объектам и рассчитывается эффективность сплава древесины на базе усовершенствованной плоской сплоточной единицы. Выполнение сплава древесины на базе рассмотренной усовершенствованной плоской сплоточной единицы с предварительным расчётом её основных транспортно-эксплуатационных показателей по представленной методике даст возможность ввести в эксплуатацию малые и средние реки, обеспечив этим выполнение полного цикла поставок древесины потребителям водным транспортом.
Бесплатно
Регрессионный анализ и оценка факторов ремонтопригодности лесных машин
Статья научная
Работа посвящена оценке влияния эксплуатационных факторов на ремонтопригодность лесных машин. Цель работы заключается в обосновании и апробации порядка оценки факторов, определяющих ремонтопригодность транспортно-технологических машин, с использованием методов корреляции и регрессии. В первой части статьи представлен краткий обзор статистических методов анализа факторов эксплуатационной технологичности. Вторая часть статьи посвящена построению уравнения регрессии и определению значений коэффициентов в модели. В качестве факторов, определяющих продолжительность технических воздействий, приняты длительность эксплуатации лесных машин, стаж работы ремонтных рабочих и техническая оснащенность ремонтной базы. Связь между факторами и продолжительностью технических воздействий представлена в виде множественной линейной модели. В качестве показателей тесноты связи между исследуемыми переменными величинами использованы парные коэффициенты корреляции. Для определения коэффициентов регрессии линейной модели использована система нормальных уравнений. В третьей части статьи проведен анализ полученного уравнения регрессии. В качестве критерия правильности и полноты отбора факторов использован коэффициент детерминации. По полученной величине критерия был сделан вывод о достаточно высоком уровне полноты учета совокупности факторов, влияющих на продолжительность технического обслуживания и ремонта машин. Проведена проверка значимости коэффициентов уравнения регрессии с использованием критерия Стьюдента. По результатам проверки все рассматриваемые факторы признаны значимыми для оценки продолжительности технических воздействий. Наибольшее влияние на продолжительность технических воздействий оказывает техническое состояние машины, зависящее от длительности её эксплуатации. Влияние стажа работы (квалификации) исполнителей и уровня оснащенности ремонтно-обслуживающей базы незначительно отличаются друг от друга, однако уровень оснащенности ремонтной базы является более значимым.
Бесплатно
Рейтинги групп факторов вывозки сортиментов
Статья научная
организация вывозки древесины с лесосек является значимым процессом при лесозаготовках. На движение автолесовоза и параметры вывозки влияют множество природно-производственных условий. Методом идентификации проведен факторный анализ восьми групп из всех 35 параметров по 162 экспериментам по трем видам информации: А - переменные факторы, изменяющиеся в ходе экспериментов (I - время въезда на измеряемый участок дороги; II - приведенные координаты всех опытных участков; VI - метеорологические данные на время проведения измерений); В - условно-постоянная информация (V - параметры состояния дорожного покрытия); С - постоянная информация для интервала проведения экспериментов (III - параметры водителя; IV - параметры сортиментовоза). Объединением кластеров были сформированы дополнительно группы: VII - параметры системы климатической геоморфологии (II + VI); VIII - параметры технической системы (IV + V). В обоих рейтингах (переменные и показатели) на первом месте группа II - приведенные координаты центра участка. Геоморфология лесотранспортной сети становится главенствующей. На втором месте в обоих рейтингах занимает группа VII - параметры системы климатической геоморфологии (II + VI). Группа II - приведенные координаты центра участка получает значение коэффициента коррелятивной вариации 0.7804 и находится на первом месте. Второе место занимает группа III - параметры водителя. В обоих рейтингах эта группа занимает седьмое место, а внутри третьей группы параметры водителя получают максимальный коэффициент коррелятивной вариации 0.7128. На третьем месте группа II - координаты центра участка на группу VII - параметры системы климатической геоморфологии (II + VI) с коэффициентом коррелятивной вариации 0.5549.
Бесплатно
Снижение удельного простоя лесозаготовительной техники в техническом обслуживании и ремонте
Статья научная
Одной из актуальных областей научного поиска, связанной с системным анализом технических и экономических аспектов производства машин и их эксплуатации, является задача определения оптимальной долговечности. От долговечности зависит величина норм амортизационных отчислений, планирование соотношений затрат на производство новых машин и запасных частей. В настоящее время наметилась тенденция к повышению оптимального срока службы машин лесопромышленного комплекса на основе разработки и обеспечения научно обоснованных нормативов реализации ресурса, нормирования соотношений затрат между сферами производства и эксплуатации лесозаготовительной техники, а также текущего расхода материальных, трудовых и денежных средств. Это позволяет избежать неоправданных потерь и обеспечивает максимальную реализацию свойств надежности машин с минимальными затратами в эксплуатации. В связи с этим анализ существующих методов определения оптимальной долговечности имеет большое значение для дальнейшего совершенствования и повышения эффективности эксплуатации лесозаготовительной техники на основе её нормирования и прогнозирования с учетом особенностей функционирования лесопромышленных предприятий. Цель работы состоит в совершенствовании процессов поддержания работоспособности и повышение надежности деталей и узлов лесозаготовительных и лесотранспортных машин в процессе эксплуатации за счет снижения удельных простоев машины по причине отказов и неисправностей. В статье представлено математическое обоснование влияния зависимости ресурса технологических машин от уровня суммарных удельных затрат. Приведенная математическая модель представляет собой методологию выявления объективно имеющихся резервов и разработки научно-обоснованных мероприятий по повышению надежности лесозаготовительной и лесотранспортной техники в результате совершенствования процессов поддержания ее работоспособности и оптимизации мощности подсистемы.
Бесплатно
Совершенствование конструкций орудий для обработки почвы под посадку лесных культур в пласт
Статья научная
Лесное хозяйство всего мира, перед которым в настоящее время всё острее встают глобальные экологические вызовы, одной из важнейших для себя задач ставит разработку современной модели использования и воспроизводства лесов. Актуализация климатической повестки в мире требует повышения экологического потенциала природных насаждений за счёт увеличения площади лесных ландшафтов. Лесовосстановление - это сложный многооперационный процесс, одним из основных этапов которого является сплошная или частичная подготовка почвы под создаваемые лесные культуры. Данная операция должна быть строго зональной, обусловленной конкретными природно-производственными условиями. От качества её выполнения во многом зависит успешность приживаемости высаженных растений и дальнейшего развития насаждений. Обеспечение высоких требований к агротехнической подготовке почвы невозможно без использования современных технических средств. Авторами представлены плуги с лемешными и дисковыми рабочими органами, используемые в настоящее время для подготовки почвы в лесном хозяйстве, наиболее часто применяемым среди которых является плуг ПКЛ-70. В процессе работы орудие образует одно- или двухотвальную борозду, при высадке посадочного материала в дно которой на площадях с высокой степенью увлажнения почвы происходит скапливание атмосферной и почвенной влаги и, как следствие, вымокание растений. Поэтому в таких условиях посадку лесных культур необходимо проводить в специально создаваемые микроповышения, и, в частности, в отваленные пласты. Специалисты лесного хозяйства отмечают, что созданные по такой технологии культуры лучше приживаются и активнее растут. Рассмотрены особенности конструкций современных лесных плугов для обработки переувлажнённых почв с высокой пластичностью или сильно задернелых почв. Разработаны дополнительные узлы для дооснащения лесных плугов по блочно-модульному принципу, использование которых позволяет повысить качество и эффективность подготовки пластов в виде обогащённых дренированных микроповышений для посадки лесных культур. Блочно-модульный принцип позволит снизить номенклатуру используемых машин и механизмов в организациях-лесопользователях.
Бесплатно
Сравнительный анализ трёх вариантов рекультивации загрязнённых лесных территорий
Статья научная
Восстановление загрязнённых лесных территорий требует применения экономически эффективных и экологически щадящих методов восстановления, продиктованных: природно-климатическими условиями, степенью повреждения и загрязнения, а также ландшафтно-геохимической характеристикой нарушенных земель. При разработке мероприятий по восстановлению использованных земель, включая нарушенные, необходимо учитывать особенности северных регионов: высокая ранимость, продолжительные периоды самовосстановления, труднодоступность удалённых территорий лесных массивов, короткий период положительных температур, необходимость восстановления санитарно-гигиенического состояния нарушенных территорий с целью предотвращения развития отрицательного воздействия на окружающую среду. Для определения степени загрязнения рассмотрен вариант картирования участка, проведена оценка степени загрязнения. Отбор проб воды в зоне загрязнения свидетельствует об интенсивных процессах разложения, наблюдается превышение ПДК в 20-500 раз, отмечается гибель растительности и древостоя. Глубина проникновения загрязнений достигает 95 см. На некотором расстоянии от источника фрагментарно сохранилась травянистая растительность. По мере удаления от источника загрязнения проективное покрытие осок возрастает и появляются сплошные заросли осоки вздутой (Carex Rostrata), среди неё также встречаются осоки струннокоренная (C. Сhordorrhiza) и магелланская (C. Paupercula), сабельник (Comarum Palustre), пушица (Eriophorum Vaginatum). Рассматриваются три варианта рекультивации загрязнённой лесной территории: механизированный, частичная выемка и обработка загрязнений в выносных ёмкостях различным номиналом от 9 до 40 м3 и двухэтапная обработка микроэнзимами. Исследования проводились в двух режимах: естественный процесс биоразложения и дополнительная аэрация. Исследованиями подтверждена эффективность ускорения процесса разложения органических загрязнений до 9 суток с применением оптимальной дозы 15 г препарата на 1 л загрязнений. Результатом обработки является повышение рН среды от кислой к нейтральной. Высота слоя органического поверхностного загрязнения снижается до значения 0,3 мм за 9 дней при аэрации смеси. Второй этап также подтверждается снижением концентрации азота в 1,5-2 раза в обрабатываемой пробе, что указывает на эффективность применения второго препарата. Прозрачность раствора повышается в 2-2,5 раза. По результатам сравнения трёх вариантов рекультивации, использование новой технологии двухэтапной биодеструкции в 9 раз дешевле применения механизированного способа, затраты по времени в 2 раза меньше и составляют до 14 дней.
Бесплатно
Сравнительный анализ эффективности харвестеров зарубежного производства
Статья научная
В работе представлен анализ эффективности доступных харвестеров, что особенно актуально в современных условиях санкций. На основе анализа сформулированы цель и задачи исследования. Цель исследования - оценка эффективности доступных в условиях санкций харвестеров зарубежного производства. Задачи исследования: 1) Сравнение доступных харвестеров в условиях введённых санкций; 2) Анализ производительности харвестера на базе гусеничного экскаватора SANY SY245F и харвестера John Deere 1270G; 3) Оценка возможности рекомендации применения на лесозаготовках харвестера китайского производства на базе гусеничного экскаватора SANY SY245F. Авторами проведена оценка работы харвестера на базе гусеничного экскаватора SANY SY245F с харвестерной головкой WARATAH H480С и харвестера John Deere 1270G. Средняя выработка (Hвыр) на человеко-день составила 233,17 м3 у харвестера John Deere 1270G (среднее отработанное время в день 15,20 ч) и 207,67 м3 у харвестера на базе SANY SY245F (отработанное время в день 15,48 ч). В среднем Hвыр на человеко-день у харвестера на базе SANY SY245F меньше в 1,126 раза. В качестве критерия оценки эффективности лесозаготовительных машин применён адаптированный для харвестеров коэффициент технологической эффективности (Ктэ). На основе проведённого анализа установлено изменение значений коэффициента технологической эффективности, при этом максимальные значения Ктэ = 0,638 и 0,647 достигаются при Vхл = 0,36 м3 и 0,53 м3 и чистом времени работы 7,5 ч и 9 ч соответственно (John Deere 1270G). Уменьшение значений Ктэ в других условиях позволяет констатировать снижение эффективности работы харвестера под влиянием дополнительных природно-производственных факторов, в т. ч. при выполнении незапланированных операций. Оценка работы харвестера посредством критерия Ктэ даёт возможность сравнить фактическую и теоретическую эффективность лесозаготовительной машины, что, в свою очередь, позволит выявить проблемные места и провести мероприятия по повышению производительности техники и снижению затрат. Анализ показал, что харвестеры китайского производства, в частности на базе экскаватора SANY SY245F, по эффективности вполне конкурентоспособны с лесозаготовительными машинами других производителей.
Бесплатно
Теоретические исследования работы лесных машин с гусеничным движителем на склонах
Статья научная
Во многих странах мира достаточно большие запасы лесных ресурсов находятся на горных склонах. Работы по заготовке древесины в условиях горных лесосек существенно снижают производительность и повышают риски для людей и техники. Во многих индустриально развитых странах мира преобладают машинные способы заготовки древесины, включая освоение лесов на горных склонах. Колесные лесные машины, работающие на горных склонах, прежде всего, оснащаются специальными гусеницами. Необходимо учитывать, что экосистемы горных лесов являются очень ранимыми, при неправильном проведении работ, при избыточном негативном воздействии на почвогрунт, на них могут возникать и быстро развиваться процессы водной и ветровой эрозии. Особенно опасным для экосистем лесов на склонах является процесс образования колеи под воздействием движителей лесных машин. Именно колея волока служит концентратором водной и и часто ветровой эрозии. Кроме того, превышение несущей способности почвогрунта может приводить к возникновению оползней, соскальзыванию машины по склону. В статье представлено теоретическое обоснование допустимого среднего давления движителя работающей на склоне лесной машины на почвогрунт при ограничении глубины образующейся колеи. А также получены новые зависимости, позволяющие на практике, без итераций, рассчитать: несущую способность почвогрунта, находящегося под воздействием гусеничного движителя, в зависимости от физико-механических свойств почвогрунта с учетом угла склона; глубину колеи, образующейся под воздействием гусеничного движителя лесной машины, работающей на склоне; допустимое среднее давление гусеничного движителя на почвогрунт, ограниченное глубиной образующейся колеи; коэффициент сопротивления движению гусеничной машины, движущейся вдоль склона; коэффициент сцепления гусеничного движителя с грунтовой поверхностью с учетом ослабления почвогрунта при срезе. Работа выполнена в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства». Исследование частично выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-26-00009, https://rscf.ru/project/22-26-00009/.
Бесплатно
Теоретический анализ кинематических параметров решетных станов зерноочистительных машин
Статья научная
В подавляющем большинстве зерноочистительных машин в качестве основного рабочего органа используются решетные станы с набором плоских перфорированных полотен, перфорация которых выполнена в виде различных геометрических отверстий разных размеров и расположения. Работа подвешенного на плоских металлических подвесках корпуса с решетами осуществляется за счет приводного механизма и представляет собой возвратно-поступательное движение заданной амплитуды и частоты. При этом детали машины испытывают серьезные знакопеременные нагрузки, что приводит к выходу ее из строя. Устранение данной проблемы имеет высокую актуальность для разработчиков и потребителей зерноочистительной техники. Представлены уравнения, связывающие горизонтальные и вертикальные перемещения решетного стана с углом поворота эксцентрика привода, линейно зависящим от времени. В виду громоздкости аналитических решений этих уравнений были аппроксимированы численные значения горизонтальных и вертикальных ускорений в зависимости от времени полиномами 13-го порядка, которые поддаются дифференцированию и позволили установить зависимости горизонтальных и вертикальных скоростей и ускорений решетного стана от времени, а следовательно и от угла поворота эксцентрика привода. Результаты расчетов показали, что особенно велики горизонтальные ускорения. Их максимальное и минимальное значения составляют соответственно 38,6 и -35,3 м/с2. Очевидно, что они создают большие силы инерции, вызывающие биения решетных станов. При изменении некоторых геометрических параметров привода эти ускорения значительно изменяются. При изменении длины шатуна и параметра установки оси вращения эксцентрика максимальное по модулю горизонтальное ускорение практически не меняется. При увеличении параметра установки оси вращения эксцентрика максимальное по модулю вертикальное ускорение увеличивается. При уменьшении значения радиуса эксцентрика максимальное по модулю горизонтальное ускорение уменьшается. При увеличении угловой скорости вращения эксцентрика как горизонтальное, так и вертикальное ускорения увеличиваются.
Бесплатно
Технологический анализ вариантов использования валочно-трелёвочно-процессорных машин
Статья научная
Для мелких и малообъёмных лесозаготовительных предприятий, которые преобладают в лесном комплексе Российской Федерации, в условиях острого дефицита вальщиков леса универсальные лесозаготовительные машины (одномашинные лесозаготовительные комплексы) являются одним из наиболее предпочтительных вариантов для проведения лесосечных работ, как при сплошных, так и при выборочных рубках леса. По сравнению с классическими многомашинными лесозаготовительными комплексами (например, харвестер и форвардер) они требуют значительно меньше капиталовложений, операторов, затрат на их перемещение с лесосеки на лесосеку, что при дефрагментированном лесосечном фонде (с преобладанием небольших по площади и ликвидному запасу древесины лесосек), свойственном для таких предприятий, является достаточно значимым фактором. В статье выполнен технологический анализ четырёх вариантов использования валочно-трелёвочно-процессорных машин. Рассмотрены технологические схемы разработки лесосек при помощи этих машин. Рассмотрены варианты использования этих универсальных лесозаготовительных машин при включении их в состав многомашинных лесозаготовительных комплексов, в случае необходимости - значительного увеличения объёма заготовки древесины за единицу времени. Показано, что валочно-трелёвочно-процессорные машины имеют большую вариативность технологического использования, в частности, в том, что они могут быть задействованы как на скандинавской, так и на канадской технологии лесосечных работ.
Бесплатно
Устройство для испытания звукоизоляции древесных панелей
Статья научная
При развитии деревянного домостроения очень важно применять экологически чистые материалы с экономическими и техническими характеристиками, удовлетворяющие как домостроителя, так и жильца. В последнее время всё больше обращают внимание на древесные панели, которые по многим параметрам превосходят свои аналоги. При применении деревянных панелей различных конструктивных вариантов очень важны их характеристики, одной из значимых является звукоизоляция. При патентном поиске обнаружены изобретения для определения звукоизоляции материалов, однако они не направлены на определение звукоизоляции панелей или предназначены для крупноразмерных панелей, что затрудняет их использование в лабораторных условиях. Цель настоящих исследований - предложить установку и способ измерения для определения звукоизоляции деревянных панелей (древесных плит) от воздушного шума. Цель достигается особенностями предлагаемой конструкции изобретения, заключающимися в наличии акустических звукоизоляционных камер высокого и низкого давления, позволяющих использовать установку в условиях окружающего шума до 75 дБ и размещать между ними испытуемую панель 327 ´ 327 мм (активная площадь испытания диаметром 315 мм). Предлагаемая конструкция позволяет исследовать образцы толщиной до 150 мм, как одно-, так и многослойные. В качестве тестовых образцов были использованы панели с известными звукоизоляционными свойствами: пенопласт, пенополиуритан, трёхслойная фанера, изовер. При сравнении полученных результатов с известными звукоизоляционными характеристиками данных материалов отклонение составило не более 8 %, что подтверждает работоспособность установки. Также испытания проводились на трёхслойных древесных панелях, собранных из соснового мебельного щита толщиной 18 мм. Предложенная установка и способ измерения не противоречат межгосударственному стандарту ГОСТ 27296-2012 «Здания и сооружения. Методы измерения звукоизоляции ограждающих конструкций». Данную установку можно эффективно использовать для определения звукоизоляции различных панелей, в т. ч. деревянных. Это позволит определять возможности их применения в различных условиях деревянного домостроения.
Бесплатно
Численное исследование показателей заготовки древесины на лесных плантациях
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
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
