Полная статья. Рубрика в журнале - Resources and Technology
Статья научная
В Российской Федерации, как и в большей части стран мира, доминирует сортиментная группа технологических процессов заготовки древесины, предусматривающая вывозку с лесосек брёвен специального назначения - сортиментов. При использовании технологических процессов данной группы сортименты могут производиться на пасеке (скандинавская технология) или на верхнем складе. При работе по скандинавской технологии на пасеке производят валку деревьев, очистку от сучьев и раскряжёвку, после чего полученные сортименты трелюют в полностью погруженном положении на погрузочный пункт. При производстве сортиментов на верхнем складе возможны два варианта: во-первых, валка деревьев и их очистка от сучьев на пасеках, с последующей трелёвкой хлыстов и их раскряжёвкой на верхнем складе; во-вторых, валка деревьев и их трелёвка на верхний склад, с последующей обработкой (обрезкой сучьев и раскряжёвкой) процессором (канадская технология). В России наибольшее распространение получила скандинавская технология, реализуемая при помощи двухмашинных комплексов, включающих харвестер и форвардер. Больше всего порубочных остатков на пасеках при прочих равных условиях остаётся именно при реализации скандинавской технологии лесосечных работ. Часть из них оказывается вдавлена в почвогрунт на трассах трелёвочных волоков, часть оказывается измельчённой. Но, как показывает практика обследования вырубок в различных субъектах Сибири и Дальнего Востока, достаточно большая доля порубочных остатков технически доступна и может быть собрана для дальнейшего использования. В статье приведены методика и результаты натурного определения доступного запаса порубочных остатков на лесосеках Иркутской области после их разработки системой машин харвестер + форвардер.
Бесплатно
Статья научная
Проведение полевых экспериментальных исследований является неотъемлемой частью процесса разработки и исследования сельскохозяйственных и лесных орудий. Грунтометательная техника, применяемая для тушения и предупреждения лесных низовых пожаров, проходит ряд теоретических и лабораторно-полевых исследований. От момента отрыва фрезерным рабочим органом до момента встречи с кромкой лесного низового огня почвогрунт находится в полете в виде фрагментов, перемещающихся в воздушной среде под действием законов аэродинамики и противодействующих сил. Значительный рост вычислительной мощности компьютеров, развитие процесса моделирования, а также совершенствование алгоритмов предоставило возможность повысить прогресс по применению компьютерного зрения и методов оптического измерения при проведении научных исследований. Цель работы - определение характеристик движения потока почвогрунта в воздушной среде методами оптического распознавания и оптического измерения по видеоряду. Для достижения поставленной цели исследования необходимо выявить наиболее эффективный метод оптического распознавания, позволяющий с высокой надежностью отделить поток почвогрунта от фона и разработать математический аппарат, позволяющий по каждому кадру видеозаписи полевого эксперимента определить характеристики потока почвогрунта, формируемого лесопожарной грунтометательной техникой. В ходе проведения научных исследований нами были проверены пять основных методов оптического распознавания по видеоряду, для определения наиболее эффективного метода отделения изображения потока почвогрунта от фоновых изображений (деревьев, веток, травы и т.д.): разделение по цветам, разделение по яркости, комбинация методов по цветам и по яркости, определение изображения фона (предварительное или путем усреднения множества видеокадров) и отделение движущихся объектов на видеокадре от фона, выделение размытых в движении участков кадров. Анализ методов показал, что комбинированный цвето-яркостный метод максимально эффективен для реализации поставленной в работе цели. Исходя из формы траектории движения потока почвогрунта установлено, что лесопожарный грунтомет подает поток почвогрунта под углом 35º к горизонту с начальной скоростью 14 м/с, при этом дальность метания почвогрунта составляет 11 м. По мере движения потока почвогрунта скорость сначала снижается с 14 м/с до 6 м/с из-за полета почвогрунта вверх и перехода кинетической энергии в потенциальную, затем увеличивается с 6 м/с до 8 м/с по мере падения почвогрунта на поверхность за счет перехода потенциальной энергии в кинетическую. Угол оседания частиц почвогрунта на поверхность составляет около 73° к горизонту, что благоприятствует тушению кромки лесного низового пожара.
Бесплатно
Особенности районов строительства лесовозных автомобильных дорог
Статья научная
авторами рассматривается расчет промерзания грунтов и зимнего влагонакопления при строительстве лесовозных автомобильных дорог. Приведены физико-технические показатели легкой супеси с учетом оттепелей, рекомендованы значения процента обеспеченности и переходного коэффициента для категорий дорог. Произведен анализ многолетнего статистического наблюдения за температурным режимом на устойчивость земляного полотна. Рассмотрено распределение температуры грунта по глубине, влияние величины влагонакопления в земляном полотне. Приведены таблицы амплитуды колебания температуры воздуха и грунта на разных глубинах. Необходимость регулирования водного и температурного режимов дорожных конструкций. Для установления расчетных глубин промерзания грунтов земляного полотна лесовозных автомобильных дорог применен метод «аналога», который заключается в сопоставлении параллельных наблюдений за глубиной промерзания под снежным покровом и без него. Рассмотрены климатические условия Новгородской области и определено, что в данных климатических условиях создаются неблагоприятные условия для нормального протекания водно-тепловых процессов в грунтах земляного полотна и дорожных одеждах лесовозных автомобильных дорог. Переувлажнение грунтов земляного полотна приводит к уменьшению прочности дорожных одежд, которые под действием лесовозных автопоездов частично или полностью разрушаются. Для улучшения протекания водно-тепловых процессов предложено предусматривать инженерные мероприятия, способствующие регулированию как водного, так и температурного режимов дорожных конструкций.
Бесплатно
Особенности структуры еловых фитоценозов в условиях интенсивного антропогенного воздействия
Статья научная
Объект исследования - ельники, произрастающие вдоль федеральной трассы Мурманск - Санкт-Петербург (960-й километр трассы) на разных элементах рельефа. Учёт нижних ярусов растительности осуществлялся на круговых учётных площадках по 10 м2. При этом фиксировали высоту, возраст и состояние для подроста и подлеска, встречаемость и проективное покрытие для всех видов в составе живого напочвенного покрова. Ельники в придорожной зоне испытывают интенсивное антропогенное воздействие - густая тропиночная сеть и потоки автомобильного транспорта на трассе федерального значения. Показаны слабая представленность отдельных компонентов леса в данных фитоценозах, бедный видовой состав растительности в живом напочвенном покрове. Древостой характеризуется наличием большого количества сухостойных деревьев (6-10 %), ветровала и бурелома (8-15 %). В составе подроста преобладают мелкие экземпляры ели. От общего количества подроста доля нежизнеспособного составляет более 38 %, а доля сухого - около 10 %. Единично встречается вид Quercus robur - около 100 экз./га. Другие лесообразующие породы в составе подроста не выявлены. Подлесок представлен видами Sorbus aucuparia и Frangula alnus общей численностью около 3 тыс. экз./га. Основная часть подлеска имеет высоту от 0,6 до 1,5 м. Отмечается, что в составе живого напочвенного покров преобладает вид Vaccinium myrtilus, встречаемость которого 100 %-я, проективное покрытие - около 50 %. На большей части лесного участка встречаются зелёные мхи - проективное покрытие более 50 %. Аборигенные виды в составе живого напочвенного покрова представлены небольшим количеством видов Avenella flexuosa, Maianthemum bifolium и Vaccinium vitis-idaea. Режим освещённости под пологом исследованных ельников различается: 4,32 тыс. люкс на первом опытном участке и на 5,34 тыс. люкс - на втором. С этим связаны и различия в температурном режиме воздуха и почвы. Полученные материалы можно использовать при оценке состояния лесных фитоценозов, испытывающих интенсивное внешнее воздействие, а также в учебном процессе.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается восстановление фитоценоза на землях, вышедших из сельскохозяйственного использования, подвергшихся пирогенному воздействию. Большое количество земель, ранее используемых в сельском хозяйстве, выведено из активного хозяйственного оборота, и на этих участках идёт процесс восстановления аборигенной лесной растительности. В связи с этим данные участки постагрогенных земель представляют интерес для изучения закономерностей последующих сукцессий, т. к. эти процессы имеют отличную от естественных лесных фитоценозов возобновительную специфику. Объектами исследования были участки, ранее непродолжительно использовавшиеся под пашню, заросшие хвойно-лиственными молодняками, которые были пройдены интенсивным низовым пожаром. В настоящее время на участке сформировались отдельные группы леса, различные по преобладанию хвойных и лиственных пород. На опытных объектах были заложены три постоянные пробные площади, с преобладанием осины, берёзы, а на двух остальных - с преобладанием сосны и ели. Были проведены сплошная таксация насаждений, геоботаническое описание живого напочвенного покрова, заложены почвенные полуямы и проведён отбор образцов почв. В лабораторных условиях были определены основные агрохимические показатели почвенного плодородия: содержание гумуса, нитратного и общего азота, обменной кислотности почвы, подвижных форм фосфора и калия. Содержание гумуса характеризует почву как крайне бедную. Степень кислотности характеризует почву как сильнокислую. Степень обеспеченности почвы подвижным азотом очень низкая, т. к. он активно используется как древостоем, так и растительным покровом. Выявлены отличия в развитии, составе и структуре подроста основных лесообразующих пород. На всех пробных площадях отмечается отсутствие нежизнеспособного подроста ели, подрост сосны отсутствует. Сделан вывод об отсутствии взаимосвязи количества экземпляров подроста и величины проективного покрытия живого напочвенного покрытия. Приведена характеристика флористического состава, рассчитаны индексы Шеннона и Пиелу, коэффициент разнообразия Жаккара, средние показатели видового богатства, проективного покрытия видов. Проведена оценка изучаемых участков по экологическим шкалам Цыганова и Раменского. Проанализированы ценотические позиции флористического состава. С увеличением срока залежи происходит возвращение показателей плодородия почвенного комплекса к состоянию, близкому к ненарушенным почвам региона под лесом. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что даже небольшие отличия в значениях агрохимических показателей почв оказывают заметное воздействие на структуру фитоценоза. С повышением плодородия почвы можно наблюдать изменения в структуре насаждений: увеличение в составе древостоя доли берёзы и осины, рост количества подроста и видового разнообразия живого напочвенного покрова. Данные процессы требуют дальнейшего пристального изучения для создания наиболее рационального режима ведения хозяйства в постпирогенных фитоценозах, произрастающих на выведенных из сельскохозяйственного оборота землях.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены результаты исследований по оценке качества еловых и сосновых сортиментов, заготовляемых по технологиям с применением бензомоторных пил и харвестеров с последующей трелёвкой форвардером, для дальнейшей переработки с целью получения продукции с повышенной добавленной стоимостью (сувенирная продукция, музыкальные инструменты, развивающие игры для детей). Производство подобной продукции является одним из перспективных направлений, связанных с углублённой переработкой древесины. При этом древесина должна быть экологически чистой и качественной (бездефектной). Любые дефекты следует исключить на этапе заготовки древесины в лесу. С этой целью по обращениям ряда лесозаготовительных предприятий Республики Карелия проводились исследования для оценки качества еловых и сосновых сортиментов на предмет дальнейшей поставки для производства продукции с повышенной добавленной стоимостью. Все необходимые полевые исследования проводились в зимний и летний сезоны на лесосеках. Были выявлены основные дефекты сортиментов, обусловленные применяемой технологией; оценён их качественный и количественный уровень для летних и зимних условий работы. Исследования показали наиболее распространённые дефекты сортиментов в изученных технологиях, такие как механические повреждения (вырыв, задир, запил) и дефекты обработки («пеньки» сучьев, скол, отщеп, трещина). Все из указанных дефектов существенно снижают качество сортиментов ели и сосны для дальнейшей переработки и ведут к потере ценного материала для создания продуктов с высокой добавленной стоимостью. Таким образом, предложены организационно-технологические решения для снижения уровня выбраковки сортиментов. Предлагаемые решения позволяют добиться положительного эффекта от рационального использования сырья при производстве деревянной продукции с повышенной добавленной стоимостью. Операторам харвестера и форвардера необходимо по регламентам обслуживать механизмы технологического оборудования, а применяемая харвестерная головка должна обеспечивать высокие усилия и скорости протаскивания. Вальщики и операторы машин должны проходить обязательное обучение навыкам по обеспечению качества лесоматериалов для поставки на предприятия.
Бесплатно
Статья научная
Лесные массивы, расположенные на склонах, в т. ч. на крутых и очень крутых, относятся к особо ранимым экосистемам и требуют ответственного отношения при проектировании лесосечных работ, а также при обосновании выбора системы машин и режимов их работы. Особые в этом отношении лесные массивы на склонах в условиях вечной мерзлоты. Наиболее энергоёмкой и экологически вредной операцией лесосечных работ является трелёвка, которая может выполняться при помощи трелёвочных тракторов в полностью погруженном, полупогруженном, или полуподвешенном положении. В настоящее время при разработке лесосек на склонах редко используют канатные трелёвочные установки. Как правило, используются лесные машины, оснащённые лебёдками, реже применяются обычные лесные машины, которые перемещают по склонам при помощи специальных самоходных лебёдок T-winch. Как известно, трелёвка - это перемещение лесоматериалов от места валки деревьев до места погрузки на лесовозный транспорт. При разработке лесосек на склонах, с равной степенью вероятности, погрузочный пункт (верхний склад) может быть как наверху склона, так и у его подошвы. Если при разработке схемы освоения лесного массива есть возможность выбора расположения трассы лесовозной дороги относительно склона, то появляется необходимость обоснования этого выбора, в т. ч. и по экологическому критерию - степени воздействия на почву лесосеки, которая также существенно сказывается на проходимости лесных машин и трелёвочных систем на их базе, что значительно влияет на производственные показатели их работы.
Бесплатно
Оценка эффективности внедрения рубок ухода высокой интенсивности
Статья научная
Ведение эффективного лесного хозяйства с соблюдением лесоводственных принципов позволяет получить больше качественного сырья на единицу площади и увеличивает возможность повысить прибыль лесозаготовительного предприятия. В этих условиях обоснование внедрения рубок ухода высокой интенсивности и оценка их лесоводственной, технологической и экономической эффективности является актуальным и практико-ориентированным направлением научных исследований. Цель исследования - анализ эффективности повышения интенсивности рубок ухода. Задачи исследования: формирование и анализ базы данных по рубкам ухода на лесных участках ООО «Шуялес»; оценка эффективности рубок ухода в зависимости от их интенсивности; анализ производительности харвестера, зависящей от интенсивности рубок ухода. Проведён анализ данных по фактически проведённым рубкам ухода (прореживаниям и проходным) за 2022-2023 гг. на территории лесного участка ООО «Шуялес» (Пряжинское центральное лесничество). Для моделирования развития древостоя, с учётом требований правил ухода за лесом, выбран наиболее типичный участок для исследуемой территории (тип леса - сосняк черничный, абсолютная полнота 28 м2/га, высота 18 м, бонитет 2,5, возраст 55 лет, запас 241 м3/га). Анализ показал, что наибольший экономический эффект достигается при проходных рубках высокой интенсивности. При сравнении с первым сценарием (рубка ухода слабой интенсивности 15-20 %) прибыль с 1 м3 во втором сценарии (интенсивность 21-40 %) повышается на 13 %, в третьем сценарии (интенсивность 41-55 %) - на 31 %. В пересчёте на гектар прибыль во втором сценарии повышается на 36 %, в третьем сценарии - на 57 %. Эффект от внедрения рубок ухода высокой интенсивности достигается за счёт увеличения объёма заготовки с единицы площади за цикл выращивания и получения более качественных сортиментов к моменту сплошной рубки. За счёт лесоводственного эффекта объём заготовки с единицы площади увеличился на 17-20 %. Оценка технологической эффективности работы в исследуемых условиях харвестера John Deere 1270G показала, что на рубках ухода высокой интенсивности сменная производительность харвестера падает на 5-16,5 %, но к моменту сплошной рубки за счёт увеличения среднего объёма хлыста производительность увеличивается на 26,3 %.
Бесплатно
Повышение износостойкости муфты сцепления композиционным гальваническим хромированием
Статья научная
В настоящее время развиваются технологии и инновации, которые направлены на восстановление и упрочнение рабочих поверхностей деталей машин, в особенности при рассмотрении специального оборудования агропромышленного комплекса, поэтому большой интерес вызывают технологии получения качественных хромовых износостойких композиционных покрытий. Их многокомпонентная структура лежит в основе улучшения работоспособности восстанавливаемых деталей сельскохозяйственных машин. Данная научная работа посвящена исследованию износостойкости образцов с нанесёнными покрытиями гальваническим хромированием. Так, представлены результаты экспериментов, которые дали основу для уточнения механизма износостойкости сталей с хромовым покрытием, полученные стандартным гальваническим методом, а также методом нанесения композиционных покрытий. Проводимые экспериментальные исследования выполнялись на образцах из стали 30ХГСА ТУ 14-1-950-74 в форме цилиндра, которые учитывают эксплуатационные особенности специального тракторного оборудования и условия его работы. Размер цилиндрических образцов из стали 30ХГСА: диаметр 25 мм, длина 150 мм. Для осаждения покрытий применялся электролит: 200-250 г/л CrO3 и 2,0-2,5 г/л H2SO4. При этом использовалась экспериментальная установка, разработанная коллективом авторов, которая полностью соответствует требованиям по формированию функциональных покрытий на поверхностях деталей сельскохозяйственной техники и специального оборудования. После проведения операций по нанесению хромовых покрытий были детально проанализированы их критерии качества ввиду высокой вероятности образования избыточных остаточных напряжений. На данных образцах проводился весь цикл предварительной подготовки для нанесения покрытий. Проведены испытания и представлены полученные сводные результаты по их относительной износостойкости. Кроме того, получены данные по интенсивности износа исследуемых образцов при различных нагрузках на узел трения. Исследования показали, что существующие утверждения о преимуществах композиционных покрытий подтверждаются, поскольку количественная характеристика износа в образцах менялась в пользу увеличения износостойкости при применении метода нанесения композиционных покрытий. При этом виды износа образцов со стандартными гальваническими и хромовыми композиционными покрытиями оказались сходными с серийными парами трения.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время отчётливо прослеживается потребность в отечественной лесозаготовительной технике. В отрасли заняты 1,5 тыс. валочно-пакетирующих машин (ВМП), в т. ч. ВПМ ЛП-19 и ещё 3,5 тыс. других устройств, как отечественного, так и импортного производства. Бóльшая часть машин эксплуатируется несколько десятков лет и требует замены. Обновление парка происходит примерно на 3 % в год, а степень износа в лесозаготовках превышает 53 %. Этот факт требует основательной работы над импортозамещением крупной техники. В работе приведено технико-экономическое обоснование использования в ВПМ ЛП-19 разработанного комплексного устройства управления траекторией рукояти, стрелы и захватно-срезающего устройства машины типа ЛП-19. Использование разработанного комплексного устройства управления обеспечивает относительное снижение отклонения от вертикали захватно-срезающего устройства при горизонтальном перемещении стрелы в диапазоне от 150 до 160 % по сравнению с базовой конструкцией машины типа ЛП-19. Экспериментально установлено, что использование разработанного комплексного устройства управления обеспечивает сокращение времени осуществления операции наводки захватно-срезающего устройства машины типа ЛП-19 (изменение вылета стрелы) с 13,2 с до 7,7 с. Также выявлено, что при использовании разработанного комплексного устройства управления среднее время производства 1 м3 древесины меньше, чем у базовой машины, а это позволило увеличить производительность на 17 %.
Бесплатно
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
