автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование энергосберегающих параметров торцовых фрез и режимов резания лесных почв для выполнения работ в лесном хозяйстве

Карнаухов Андрей Иванович

ОБОСНОВАНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ И РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 3 ДЕК 2009

Красноярск -2009

003486359

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» на кафедре технологий и машин природообустройтва

Научный руководитель: кандидат технических наук

Орловский Сергей Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Лозовой Владимир Андреевич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Гуслицер Игорь Исаакович

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет

Защита состоится "18" декабря 2009 г. в "14°°" часов на заседании диссертационного совета Д 212.253.04 при Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира 82, СибГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан"_" ноября 2009 года

Учёный секретарь диссертационного совета

Мелешко А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы:

Одной из важнейших причин сокращения площадей лесного фонда Российской Федерации являются лесные пожары. Для борьбы с ними необходимы высокопроизводительные, энергосберегающие, экономически выгодные технологии, с применением многофункциональных, недорогих, эффективных средств механизации, обеспечивающих тушение лесных пожаров в начальной стадии их развития.

Одной из самых распространённых технологических операций при локализации лесных низовых пожаров является выполнение отжига от минерализованной опорной полосы. Для прокладки опорных полос используются плуги, покровосдиратели и фрезы различных типов.

Создание высокопроизводительных энергосберегающих лесохозяйствен-ных агрегатов требует всестороннего теоретического и экспериментального изучения их динамики и характера процессов взаимодействия рабочих органов с лесной почвой. Поиск путей решения задач обоснования режимов резания и параметров торцовых фрез, а также снижения затрат энергии на выполнение прокладки опорных полос является актуальным. Целью данной работы является:

Снижение затрат энергии на работу торцовых фрез в лесных почвах. Задачи исследования:

1 Разработать математическую модель процесса взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой.

2 Исследовать влияния конструктивных и геометрических параметров торцовых фрез, а также режимов резания ими лесных почв на энергоёмкость технологического процесса.

3 Выполнить экспериментальные исследования с целью проверки адекватности теоретической методики и достоверности полученных результатов.

4 Разработать методику определения энергоёмкости технологического процесса прокладки опорных полос в лесных почвах торцовыми фрезами.

5 Определить рациональные режимы резания и параметры торцовых фрез для лесохозяйственных агрегатов.

Научная новизна:

1 Предложена математическая модель, описывающая процесс взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой, как многофазной средой, которая позволяет определить энергоёмкость выполнения работ за счёт варьирования режимов резания и параметров рабочего органа.

2 Установлены зависимости затрат энергии по элементам рабочего процесса от режимов резания и параметров торцовых фрез.

3 Предложены рациональные режимы резания и параметры торцовых фрез в зависимости от параметрического ряда тракторов.

Практическая значимость:

1 Определенные в процессе теоретических и экспериментальных исследований рациональные режимы резания и параметры торцовых фрез могут использоваться при проектировании лесохозяйственных агрегатов, что позволит снизить

энергозатраты процесса фрезерования лесных почв и усовершенствовать конструкцию ротационных рабочих органов.

2 Созданная компьютерная программа, включающая в себя математическую модель резания лесных почв торцовыми фрезами, позволяет производить моделирование режимов работы агрегатов, а также параметров рабочего органа.

3 Рекомендуемые по результатам оптимизации режимы резания и параметры фрезерных рабочих органов позволяют снизить энергоёмкость процесса фрезерования при выполнении работ в лесном хозяйстве.

Автор защищает:

1 Математическую модель процесса взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой.

2 Результаты теоретических исследований влияния параметров фрезерных рабочих органов, а также режимов резания ими лесных почв, на энергоёмкость технологического процесса.

3 Результаты экспериментальных исследований прокладки опорных полос торцовьми фрезами на натурном образце лесопожарного агрегата, адекватность теоретической методики.

4 Методику определения энергоёмкости технологического процесса прокладки опорных полос в лесных почвах торцовыми фрезами.

5 Результаты оптимизации режимов резания и параметров торцовых фрез в зависимости от параметрического ряда тракторов.

Обоснование и достоверность результатов:

Достоверность основных положений и рекомендаций базируется на результатах фактического материала, полученного при проведении полевых исследований. Данные обрабатывались методом математической статистики с использованием стандартного пакета программ Microsoft Office Excel 2003 и пакета программного обеспечения для обработки сигнала PowerGraph. Личный вклад автора:

Основные научные результаты и положения, изложенные в диссертации, постановка задач, методология их решения, структурные, структурно-логические и функциональные схемы решения, принципы их анализа и синтеза разработаны и получены автором самостоятельно. Также автором самостоятельно разработан, изготовлен макетный образец лесопожарного агрегата на базе самоходного шасси Т - 16 М, который внедрен в производство в лесном хозяйстве. Результаты совместных исследований снабжены ссылками на соответствующие источники. Апробация работы:

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Технологий и машин природообустройства» ФГОУ ВПО «СибГТУ» в 2005...2008 г.г. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях кафедры, на международных, всероссийских и региональных семинарах и научно- механических конференциях в КрасГАУ 2005 - 2009 г.г., СибГТУ (2005-2009 гг.), Воронежской JITA (2005 г.), на техническом совещании Мининского опытно-механизированного лесхоза Агентства лесной отрасли при администрации Красноярского края в 2007 году.

Результаты работы имеют практическое внедрение, экономический эффект от которого за лесопожарный сезон (май - октябрь 2007г.) составил 20 986 рублей.

Публикации по теме диссертации:

По теме диссертации опубликовано 16 работ, из них 4 в журналах рекомендованных ВАК. Имеется авторское свидетельство на программу для ЭВМ «Расчет энергоёмкости резания лесных почв торцовыми фрезами и затрат мощности на резание и выполнение технологического процесса», («Freza_n») №2007610363, заявка № 2006613951. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.01.2007 г. Объём и структура диссертации:

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка из 146 наименований и 5 приложений. Диссертация изложена на 212 страницах из них 184 основного текста и содержит 72 рисунка и 33 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе изложен обзор конструкций фрезерных рабочих органов лесо-хозяйственных агрегатов и проведен анализ исследований в области резания лесных почв торцовыми фрезами.

Вопрос механизации работ по использованию грунта для тушения лесных пожаров был поднят в ЦНИИЛХ в 1939 г. Исследованию процесса метания грунта при борьбе с лесными пожарами посвящен ряд опубликованных работ Н.П. Валдайского. Рациональным представляется его вывод о том, что наиболее эффективным типом рабочего органа тракторных грунтомётов является торцовая фреза.

Грунтомёты АЛФ-10, ГТ-2, ГТ-3 и ОФ-1 рассмотренные в работах В. В. Ниукканена и Г. Е. Фомина предназначены для агрегатирования с тракторами на задней навеске. ГТ- 3 и АЛФ-10, агрегатируемые с тракторами Т-150 К и МТЗ-80/82, не приспособлены к работе под пологом леса. Работа данных грунтомётов возможна, согласно их технических характеристик, только на лёгких песчаных и супесчаных почвах.

В отдельную группу можно выделить грунтомёт ГТЛ-20 на тракторе ЛХТ - 4 конструкции Ю.А. Худоногова. Данное орудие выполнено переднена-весным, предусматривает управление углами метания потока грунта в вертикальной и горизонтальной плоскости в процессе выполнения технологического процесса, что позволяет применять их для активного тушения кромки низового лесного пожара даже высокой интенсивности. Резание грунта в конструкции данного грунтомёта производится на обоснованно низкой скорости.

В моделях полосопрокладывателей АЛК-25 на Т-25 А и ПТФ на Т.02.03 скорость резания не обосновывалась, а принималось конструктивно, исходя из принятого диаметра фрезы и частоты вращения ВОМ трактора.

Анализ применимости малогабаритных полосопрокладывателей на базе мотоблоков и двигателей бензопил выполнен в работе K.JI. Баублиса и A.B. Протасова. Авторы по результатам испытаний ПЛМ - 0,4 делают обоснованные выводы о возможности широкого применения перечисленных моторизированных орудий при локализации лесных пожаров. Основной недостаток АЛК - 25 и ГШМ - 0,4 - необоснованность конструктивных и геометрических параметров, а также режимов резания.

К недостаткам большинства существующих конструкций лесопожарных агрегатов с торцовыми фрезами можно отнести необоснованно высокую скорость резания. Это приводит к повышению энергоёмкости процесса прокладки опорной полосы и, как следствие, снижение производительности агрегатов.

В работах В.Н. Лиханоса, Н.И. Журавлёва и Л.И. Грехова приводятся результаты экспериментальных исследований рабочих органов для поперечного фрезерования почвы. Теоретическое обоснование энергоёмкости процесса грунтометания наиболее полно представлено в работах А.Н. Чукичева, В.И. Ва-раввы, Ю.А. Добрынина и В.В. Ниукканена.

Недостаток данных работ - рассмотрение процесса прокладки опорных полос при заданных в виде констант геометрических параметров рабочего органа и режимов резания. Процесс резания древесных включений и лесной подстилки в работах данных авторов не рассматривается. Результаты работы не позволяют оптимизировать конструктивные и геометрические параметры рабочего органа, а также режимы резания грунтов по критерию минимума энергоёмкости.

Наиболее полно с учётом упругости, вязкости и пластичность разрабатываемой среды, а также наличия в ней корневых включений процесс резания торфов представлен в работах В. К. и Г. В. Фоминых. Данные работы могут быть приняты за основу для разработки теории резания лесных почв торцовыми фрезами. Переработка основных положений работ В. К. и Г. В.Фоминых должна включать: учёт движения ножа торцовой фрезы по винтовой линии; влияние углов установки ножа на угол резания; отличие характера экскавации продуктов резания; многофазность лесных почв; влияние ширины ножа на энергоёмкость процесса экскавации грунта и подстилки. Во второй главе:

1 Разработана математическая модель, описывающая процесс взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой, как многофазной средой.

2 Выполнен дисперсионный факторный анализ, позволивший обосновать выбор подлежащих исследованию параметров и режимов работы лесохозяйст-венных агрегатов с торцовыми фрезами.

3 Произведены исследования влияния конструктивных и геометрических параметров активных рабочих органов лесохозяйственных агрегатов, а также режимов их работы на энергоёмкость выполнения технологического процесса.

Фрезерование лесной почвы будем рассматривать как процесс, состоящий из последовательно происходящих явлений упругой деформации скелета и структурных групп с переходом после равновесного состояния в вязкопластиче-ское течение, исходя из чего затраты энергии на процесс поперечного фрезерова-

ния грунта и подстилки при прокладке минерализованной опорной полосы лесопо-жарным тракторным агрегатом Е, Дж/м3 можно представить в виде суммы

Е =ЕГупр + Еы + Еп + ЕЕотб , (1)

где затраты энергии на преодоление сопротивления упругих сил резания (грунт и подстилка), Дж/м3-, Ей - затраты энергии на преодоление сопротивления вязкопластического течения продуктов резания грунта и подстилки (экскавация), Дж/м3; Е„ - затраты энергии на резание древесных включений (корней и валежа), Дж/м3; Е^отб - затраты кинетической энергии сообщенной отбрасываемым продуктам резания (грунту и подстилки), Длс'м3.

Удельная работа на преодоление упругих сил резания подстилки и грунта еупр, Дж/м1 определяется на основании рекомендаций д.т.н., профессора С. Г. Солопова, с учётом углов взаимодействия ножа фрезы с разрабатываемой средой

е = г

w

1 1

■ +-I (2)

tgy/' tgi//

где г - сопротивление сдвигу в плоскости, проходящей под углом ^'(рисунок 2), к направлению подачи, Па; угол сдвига стружки относительно плоскости резания, град.

Угол сдвига стружки у/' в плоскости резания (для минерального грунта и подстилки), град, (см. рисунок 2), определим по формуле (3). Угол сдвига стружки относительно плоскости резания у/, град исходя из рисунка 2, определяется по следующей зависимости (4):

^=90-2ZP1L ( У = + (4)

2 ' 2 где ср и р - углы внешнего и внутреннего трения разрабатываемого материала (грунт и подстилка), град; Р' - угол резания, приведенный к направлению подачи, град. / « - угол наклона режущей кромки ножа относительно радиуса фрезерного диска, град.

Здесь следует учитывать, что значения угла резания, приведенного к направлению подачи, р (который в себя включает задний угол у и угол заострения /л) и угла наклона режущей кромки ножа относительно радиуса фрезерного диска а связаны зависимостью /?' = arctg (tg ft ■ cos а), поскольку значение угла резания, зависит от проекции плоскости резания на лезвие ножа (рисунок 1). Минимально допустимый, по условиям контактирования тыльной плоскости ножа фрезы с разрабатываемой средой, задний угол у выбирается из соотношения скоростей движения и резания согласно выражению (5).

'V^

у = arcsin

V

\ рез J

где Ум—скорость подачи рабочего органа орудия, мс'; Уре] - скорость резания, мс1.

\/под

, Упад.

/Г- ктч Ьд11 * Ц1 *ахО/■ «гф/фД *жа!

Рисунок 2 - Схема резания ножом торцовой фрезы: а. в горизонтальной Рисунок 1 - Влияние углов установки ножа на плоскости относительно продольной оси угол резания тракторного агрегата; б. в вертикальной

плоскости, перпендикулярной продольной оси тракторного агрегата

Сопротивление сдвигу продуктов резания г, Па определяется, согласно уравнения

т=6+Р„-/, (6)

где в - предельное напряжение сдвига подстилки и минерального грунта, Па; Р„ - нормальное давление от действия инерционных сил в плоскости, проходящей под углом ц/\ к направлению подачи, Па; / - коэффициент внутреннего трения разрабатываемого материала (грунт, подстилка).

(7)

где, у - плотность разрабатываемого материала, кг/'м3.

N

р — УР Ъупр ц

N = П -е +П -е

упр п ^упр.п г упр.г /о\

" , (9)

где Ку„р - затраты мощности на преодоление упругих сил резания, кВт, „ - удельная работа на преодоление упругих сил резания подстилки, Дж/м3; е№ - удельная работа на преодоление упругих сил резания грунта, Дж/м3; П„ - производительность орудия по резанию подстилки, м /с; Пг - производительность орудия по резанию грунта, м/с; П- суммарная производительность орудия, м3/с.

Удельная работа, затрачиваемая на преодоление сопротивлений вязко-пластического течения грунта и подстилки е^ Дж/м3 определяется по выражению

ех^К-Л, (10)

где К - коэффициент сопротивления вязкопластическому течению грунта и подстилки, Дж/м3; X - относительная деформация продуктов резания.

На основании проведённых исследований В.К. Фоминым и С.Н. Орлов-

ским были предложены уравнения для определения указанных величин применительно к винтовой и дисковой фрезам. Для торцовой фрезы, в зависимости от длины душ резания, толщины срезаемой стружки и характера экскавации, данные зависимости будут иметь вид

, пг , cosar-sin/?'-smw + u/ + Z?'-90)-cosv с——;——— 1

Я = V2 •/• ---' , —-—г—'---Jl + ig a-tg и/ + —

[ 2.^.sin(90-у + а) Ы ** В\ли)

где Scp - толщина срезаемой ножами фрезы стружки, м; I - длина дуги резания, м; В - ширина ножа, взаимодействующая с почвой (грунт, подстилка) м.

Sv=6>28'y~~, (12)

* рез

где Яр - радиус фрезы,м; г- число ножей фрезы, шт.

Экспериментами, выполненными во ВНИИПОМЛесхозе в 1987-1989 годах, установлено, что прекращение среза стружки происходит при достижении её толщины более 25 мм. Это значение можно принять критерием допустимой подачи на резец. Дальнейшее увеличение 8ср приводит к прекращению отбрасывания стружки и резкому возрастанию усилия резания.

Полная длина дуги резания /, м длина дуги экскавации грунта 1г, м и подстилки /„, м определяется для торцовой фрезы по выражениям:

I = Лф- 1а,

(13)

4=V(a,+0,5aJ,

(14)

/. = Я* ■

(a,+a„)+0,J-a„

(15)

где Е а - полный угол резания торцовой фрезы, рад; а„ - полный угол резания подстилки, рад; аг ~ полный угол резания грунта,рад. (см. рисунок 3)

Рисунок 3 - Схема к определению геометрических параметров разрабатываемой среды

На схеме: С - ширина прорезаемой опорной полосы; Н„ - глубина разрабатываемого слоя подстилки; К, - глубина разрабатываемого слоя грунта; а„ - угол резания подстилки; аг - угол резания грунта.

Полный угол резания торцовой фрезы Еа, рад соответствует

г

1а =3,48-10'2 -агссоБ 1-

\

где Нф- глубина фрезерования, м.

При определении ширины ножа В, взаимодействующей с обрабатываемой средой (грунт, подстилка) принимается, что нагрузка на нож прикладывается пропорционально площади. При этом сопротивление за счёт трения в каждый момент приложено к средней линии, делящей соответствующую площадь грунта или подстилки на две равные части.

Рисунок 4 - Расчетная схема к определению длины линии взаимодействия ножа с разрабатываемой средой (грунт и подстилка)

Вся площадь ножа, покрывается прямоугольными ячейками (рисунок 4). Размеры одной ячейки по осям X и У, соответственно, равны дх и ф. Центр каждой ячейки должен находиться в пределах ножа.

Все ячейки разбиваются на слои параллельно оси X. Каждый слой имеет свой номер (0 и состоит из ячеек. Общее количество слоёв 1утю: (на рис. 4 1Утах=Щ- В пределах каждого слоя (номер /) ячейки имеют ещё номер изменяющийся вдоль оси X с 1 до Кц. Каждая ячейка номер (у) имеет координаты своего центра у, и Координата У дневной поверхности равна Я/. Координата У поверхности между подстилкой и грунтом равна Яс- Суммарная площадь всех ячеек при уменьшении размеров ячеек должна стремиться к точной площади ножа.

Фреза состоит из 2 одинаковых, но повёрнутых ножей (каждый нож номер к повёрнут против ч. стр. на угол <рй, причём <рг1 =0). В каждый момент времени * вся фреза повёрнута на угол ф, против ч. стр., значит каждый нож номер к имеет в этот момент общий поворот ф! = Ф, + Фй

Положение и длина средних линий определяется следующим образом. Для каждого слоя номер / перебираются все ножи с номерами к от 1 до 2 и в пределах одного слоя и одного ножа перебираются все ячейки с номерами (/, 1),

х а

пой

...,(i,J¡). Для каждой ячейки вычисляется новая координата У центра этой ячейки

у'кц = x¡j ■ sin (<p, + ф24 ) +у, • cos (ф, + üfzk). (17)

и два коэффициента: ¡^ и ^:

|1. еа»«^* ^ |1. «»З^. (i9)

" [0, если yklj>Rc или yki/<R, [0, если ykiJ<Rc

После этого для каждого слоя номер i находятся его суммарная длина в подстилке (Pi) и суммарная длина в грунте (G,):

Р, = И{<Ь-&), (20) G, = ii(dx-l%). (21)

t=l j=1 k=1 j= I

Находится суммарная половина площади в подстилке (S/,) и в грунте (SG):

Ну {vmax Лу tymах

(22) SC=^ZG;- (23)

2 (=1 2 ы

Далее находятся такие номера 1Р и Ig слоёв, что:

SpXfy-'^P,; SP<dyZPi,SG>dy'tGi-, Sa<dyiGr

Искомые длины средней линии в подстилке и в грунте равны, соответственно:

Вп=Р1р-Вг=С1д.

Энергия на резание древесных включений (корней и валежа),Дж/м

з

где 4 - степень пнистости, процентов.

f ( \

78-V^,

■%-Ю, (24)

Удельная работа еот6, Дж/м на сообщение кинетической энергии продуктам резания грунта и подстилки определяется по выражению

_ У Урез 'Потб

^отб

2 , (25)

где, ^отб - КПД отбрасывания разрабатываемого материала.

Проведенный на основании разработанной математической модели дисперсионный анализ выявил следующие факторы, существенно влияющие на энергоёмкость процесса фрезерования лесной почвы: у? - угол резания; а - угол наклона режущей кромки ножа относительно радиуса фрезерного диска; Иф -радиус фрезы; г - число ножей; Уа„ - скорость движения; \;рп - скорость резания. Далее, с учетом значимости влияния факторов, были исследованы энергоёмкость, а также мощность, затрачиваемая на прокладку опорных полос в лесных почвах по элементам технологического процесса. Результаты представлены на рисунках 5-17.

График зависимости толщины срезаемой стружки от числа ножей на фрезерном диске для скоростей движения 0,25 и 0,5 м-с1 при скорости резания 16 лес"' представлен на рисунке 5. В нашем случае предельное значение скорости движения агрегата, согласно ограничению по толщине срезаемой стружки, по формуле (12), составит 1.2м-с' (рисунок 6).

Ь'Т **« Е мдж/м3

120 1.25 __„

0 0.2 0.4 0,6 0,8 1 1.2 1,4 1.6 1,8 2vdg,mk

Рисунок 5 - График зависимости Рисунок 6 - График зависимости 4„ /С) Е 1( I '„„) при г = 6

Как следует из представленных на рисунках 7 данных, изменение скорости движения (подачи) в пределах 0,2 - 1,0 м-с'1 при скорости резания 8 м-с'1 не оказывает влияния на удельную работу, затрачиваемую на преодоление упругих сил резания лесной почвы. Изменение скорости резания в пределах 8 -24 м-с 1 при скорости движения 0,2 м-с'1 вызывает возрастание затрат удельной работы на преодоление упругих сил резания подстилки и фунта на 21,47 и 21,6% соответственно, что можно объяснить увеличением диспергирования почвенной стружки и возрастанием затрат энергии на резание (рисунок 8).

0.18 0,16 0,14 0,12

грунт + подстипна

G упр ., МДж'и1 0,25 --W"

0,2

— • грунт -гюйсm

0,06 0,04 0,02

t\„p

Рисунок 7 -

fíl'„J 1фИ \'Г„

Графики зависимостей ■ 8 м-с 1

Рисунок 8 - Графики зависимостей

<W fi'1 'peí) при ' ее = 0.2 м-с '

Из диаграммы зависимости затрат мощности на преодоление упругих сил резания грунта и подстилки от режимов резания (рисунок 9) можно отметить, что повышение расчетной производительности по резанию грунта и подстилки на 500 % (за счет увеличения скорости движения) сопровождается повышением затрат мощности на 404 % при скорости резания 8 м-с'.

При скорости резания 24 м-с' повышение производительности на 500 % сопровождается повышением затрат мощности на преодоление упругих сил резания на 499 %. Из приведённых на диаграмме данных можно отметить большие в 2 - 3 раза затраты мощности на резание грунта по сравнению с лесной подстилкой и нерациональность резания лесных почв на повышенных скоростях резания.

Рисунок 9 - Диаграмма зависимости затрат Рисунок 10 - Графики зависимостей

мощности на резание грунта и подстилки ел=/(Удв) при Уре,= 8 м-с' торцовой фрезой от режимов резания

Как следует из представленных на рисунке 10 данных, увеличение скорости движения (подачи) в пределах 0,2 - 1,0 м-с' при скорости резания 8м-с' вызывает снижение затрат удельной работы на экскавации подстилки и грунта на 79 % и 55 % соответственно.

Рисунок 11 - Графики зависимостей Рисунок 12 - Диаграмма затрат

ед = /(Урез) при Удв = 0,2 м-с~' мощности на экскавацию грунта и под-

стилки ножами торцовой фрезы

Из графиков зависимостей ел = /(Уре,), представленных на рисунке 11 еле-

дует, что изменение скорости резания в пределах 8-24 м ■ с' при скорости движения 0,2 м ■ с' вызывает возрастание затрат удельной работы на экскавации подстилки и грунта на 208 % и 327 % соответственно, что можно объяснить возрастанием затрат энергии на трение почвенной стружки с учётом действия инерционных сил.

Из приведённых на диаграмме 12 данных можно отметить большие в 6 -10 раз затраты мощности на экскавацию грунта по сравнению с лесной подстилкой и относительное возрастание затрат мощности на экскавацию грунта по сравнению с подстилкой при повышении скорости резания.

Рисунок 13 - Диаграмма зависимости Рисунок 14 - Диаграмма зависимости

Как следует из представленных на рисунке 13 данных, изменение скорости движения (подачи) в пределах 0,2 - 1,0 м ■ с' при скоростях резания 8 -24 м ■ с' вызывает снижение энергоёмкости процесса резания древесных включений на 485 - 492 % соответственно. В то же время возрастание скорости резания в пределах 8-24 м ■ с' вызывает увеличение затрат мощности в 3,25 раза независимо от скорости движения (рисунок 14).

Из представленных на рисунке 14 данных следует, что затраты мощности на резание древесных включений в разрабатываемой среде практически не зависят от скорости движения, но находятся в прямой зависимости от скорости резания. При скорости движения 0,2 м ■ с' и возрастании скорости резания с 8 до 16 м ■ с' энергозатраты возрастают на 99 %, с 16 до 24 м ■ с ' на 48 %, такая же зависимость наблюдается и для скоростей движения 0,6 и 1,0 м - с1.

Из рисунка 15 видно, что кинетическая энергия, сообщённая отбрасываемым продуктам резания с повышением скорости движения от 0,2 до 1,0м • с' увеличивается незначительно, то есть практически не зависит от скорости движения, но находится в прямой зависимости от скорости резания. При скорости движения 0,2 м ■ с' и возрастании скорости резания с 8 до 16 м ■ с' энергозатраты возрастают на 300 %, с 16 до 24 м ■ с' на 125 %, такая же зависимость наблюдается и для скоростей движения 0,6 и 1,0 м - с1.

макс.

DEjътб'

ср. И)Е Ътб' мин.

HNom6, макс.

ср.

Н"оп>б. мин.

/дв., м-с

Noms, Вт

Рисунок 15 - Диаграмма зависимости Рисунок 16 - Диаграмма зависимости

Е„тб =/(%»,' Урез) N„6 =/(Удв; Урез)

Рисунок ! 6 показывает, что изменение скорости движения в пределах 0,2 - 1,0 л* ■ с' при скоростях резания 8 - 24 л< • с ' вызывает увеличение затрат мощности на сообщение кинетической энергии отбрасываемым продуктам резания на 400 %. В тоже время изменение скорости резания в пределах 8 -24 м-с' вызывает возрастание затрат мощности в 5 раз независимо от скорости движения.

Из данных графиков (рисунки 17 и 18) следует, что увеличение угла а до 45 - 60°, вызывает снижение энергоёмкости резания почв. Снижение энергоёмкости объясняется скользящим резанием, при котором фактический угол заострения ножей уменьшается. Дальнейшее увеличение угла а приводит к возрастанию пути трения грунта о лезвие ножа и, соответственно, росту затрат энергии на резание.

Уменьшение р вызывает снижение энергоёмкости резания почв.

£, МДж/м3

- -а = 0*

■ - а = 15°

- - о = 30 °

- ■ а = 60 ' -а = 45°

Е.МДж/и1 1,1 1

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

— - fi = 60 °

- • • fi = 45*

- • fi = 75 ■

- - = W -fi = 20°

Рисунок 18 - Графики зависимостей Е =/(а) для Урез = 8 м-с' и ^ = 1 м-с~' при р = 20° - 75°

Из диаграмм (рисунок 19 и 20) следует, что минимальной энергоёмко-

Рисунок 17 - График зависимостей Е =ДР) для Ур,, = 8 м-с~' и Удв = 1 м-спри а = 0° - 60°

сти резания лесной почвы соответствует Урез = 8

м

с ' при Уав = 0,2 -

I м-с 1. Минимальные затраты мощности на выполнение технологического процесса прокладки минерализованной опорной полосы реализуются при

V --

' рез

Vm3 =8 м-с ' при Уде = 0,2 м ■ с '.

Рисунок 19 - Диаграмма зависимостей Рисунок 20 - Диаграмма зависимостей

Е =/<%«,; У^ N =/(Ум; Урез) *

"Диаграмма затрат мощности на выполнение технологического процесса прокладки минерализованной опорной полосы с учетом затрат на: преодоление сил трения в трансмиссии привода рабочего органа фрезерного орудия; самопередвижение базового трактора; преодоление усилия перемещения орудия трактором по опорной поверхности.

В третьей главе изложена программа и методика экспериментальных исследований.

Целью экспериментальных исследований является определение точности теоретических расчётов параметров и режимов работы фрезерных рабочих органов лесохозяйственных агрегатов.

Исследования резания лесных почв торцовыми фрезами проводились на территории Караульного лесничества СибГТУ Красноярского края. Для проведения исследований была разработана информационно-измерительная система (ИИС), представленная на рисунке 21.

В качестве объекта исследований и воздействия на лесные почвы на кафедре «Технологий и машин природообустройства» СибГТУ был спроектирован и изготовлен натурный полноразмерный макетный образец лесопожарного агрегата на базе самоходного шасси Т - 16 М, представленный на рисунке 22. Орудие для прокладки минерализованных опорных полос состояло из рамы, двухступенчатого редуктора, карданных передач, фрезерного рабочего органа. На рабочий орган (торцовую фрезу) были установлены шесть Г-образных ножей с отогнутой режущей кромкой.

При прокладке опорной полосы фреза, навешенная под рамой шасси, приводилась во вращение от вала отбора мощности трактора через двухступенчатый редуктор. Глубина резания регулировалась опорной лыжей.

При проведении эксперимента было принято решение изменять в опытах два фактора: х, - угол резания, град; х2 - частоту вращения вала фрезы, с'.

Пределы варьирования факторов составляют:

40<х, <55 4,5 < х2 < 9.

Частота вращения вала фрезы регулировалась за счет изменения передаточного отношения редуктора, связывающего карданный вал, идущий от вала

ТГП-3

Усилитель

АЦШ - Ы

Компьютер РепНит III

отбора мощности трактора, с карданным валом привода фрезы. Угол резания ножа относительно плоскости фрезерного диска регулировался подкладыванием шайб под болты крепления ножей к диску фрезы.

Измерение крутящего момента производилось с помощью фольговых тензорезисторов на пленочной основе, которые наклеивались на проточку вала фрезы (рисунок 23). Также при экспериментальных исследованиях были определены характеристики экспериментального участка, такие как: плотность разрабатываемого материала, сопротивление сдвигу, угол внутреннего и внешнего трения, процент пнистости. глубина подстилки.

Рисунок 22 -- 11ат\ рный образец на базе самоходного шасси Т - 16 М

Рисунок 21 - Блок-схема инфор- Рисунок 23 Схема наклейки тензоре-

мационио-измерительной системы зисторов на проточку вала фрезы

Предельная относительная погрешность измерения составила не более

2,5%.

В четвертой главе приведена методика обработки и проанализированы результаты экспериментальных исследований фрезерных рабочих органов.

Обработка данных экспериментов производилась в сокращенной версии программного обеспечения «Ро\уегСгарЬ».

Значения, полученные при выполнении экспериментальных исследований, за счет инструментов программы «PowerGraph» копировались в табличный процессор «Excel». Полученный числовой массив данных умножался на соответствующие тарировочные коэффициенты, далее производилась сортировка данных, исключая из выборки аномальные значения, составлялись ряды распределения значений и определялись их основные статистические характеристики.

Ряды распределения момента сопротивления на валу торцовой фрезы, полученные при прокладке минерализованной опорной полосы, представлены на рисунках 24-27.

Рисунок 24 - Ряд распределения момен- Рисунок 25 - Ряд распределения мота сопротивления на валу торцовой фрезы мента сопротивления на валу торцовой фре-при Ур„ =8 мс', /?=40° зы при (^,=16 мс', /?=40°

Таблица 1 - Основные характеристики рядов распределения при Урез.— 8 и 16 мс , (i 40е

Наименование параметра Величина

1>„=8лгс',/Ы0о

Момент на фрезе, Н ■ м 170,4334 ± 0,0142 161,7884 ± 0,0099

Основное отклонение ряда, Н ■ м 95,1977 ± 0,503 87,9211 ± 0,355

Мера изменчивости (вариация), V 55,8562 ± 0,461 54,34327 ± 0,257

Мера косости (асимметрия), о 1,8553 ± 0,018 1,4901 ± 0,014

Мера крутости (эксцесс), I 8,6786 ± 0,036 4,9591 ± 0,028

Точность исследования Р, % 0,418 0,309

Рисунок 26 - Ряд распределения момен- Рисунок 27 - Ряд распределения мота сопротивления на валу торцовой фрезы мента сопротивления на валу торцовой фре-при Кр„=8л<-с/,^=550 зы при (/р€?=1блсс"/,/?=55°

Таблица 2 - Основные характеристики рядов распределения при Урез-^8 и 16 м-с'1, /?=55°

Наименование параметра Величина

Урег~8 М'С'\ ^=55° 16 м-с"',^=55°

Момент на фрезе, Н- м ¡86,5494 ± 0,016 180,7124 ±0,015

Основное отклонение ряда, Н ■ м 110,2881 ± 0,577 104,7474 ±0,5464

Мера изменчивости (вариации), V 59,1201 ± 0,361 57,9635 ±0,349

Мера косости (асимметрия), а 1,4322 ± 0,018 1,2632 ±0,018

Мера крутости (эксцесс), I 4,1655 ± 0,036 3,1167 ±0,036

Точность исследования Р, % 0,438 0,428

Из статистических характеристик (таблица 1 и 2) видно, что среднее значение моментов при скорости резания 16м-с' немного меньше чем при 8м-с', эксцесс рядов является положительным. При 8 м-с' крутость ряда распределения больше в среднем в 1,54 раза, что говорит о большем скоплении значений вокруг среднего значения данного распределения по сравнению со скоростью резания 16 м-с'. Данные ряды распределения также имеют незначительную положительную косость, показывающую в какую сторону направлено преимущественное число отклонений. Незначительное увеличение меры изменчивости при скорости резания 8 м • с', выражающее рассеивание значений ряда распределения, а также основного отклонения, в 1,07 раза по сравнению со скоростью резания 16 м ■ с!, можно объяснить возрастанием момента на валу фрезы ввиду увеличения усилий резания древесных включений при снижении скорости.

При увеличении угла резания с 40° до 55 0 ряды распределения имеют слабо выраженную вторую вершину при М = 400 - 700 Н ■ м, отражающую преодоление перегрузок при буксовании фрикционной предохранительной муфты привода рабочего органа.

Крутящий момент, развиваемый двигателем трактора, приведенный к валу фрезы, рассчитывался на основе полученных экспериментально значений частоты вращения её вала с учетом передаточного числа редукторов привода и составил 319,2 Н- м, на скорости резания 16 м ■ с' и 638,5 Я • м на скорости резания 8 м ■ с'. Образование второй вершины у кривой распределения объясняется динамическим воздействием сил инерции вращающихся масс агрегата в моменты преодоления перегрузок на рабочем органе при резании древесных включений. На скорости резания 8 м-с' динамика рабочего процесса сглаживается и скачки нагрузки, образующие вторую вершину кривой распределения крутящего момента, практически исчезают. Объясняется это снижением коэффициента загрузки двигателя по крутящему моменту в среднем с 0,54 до 0,29 при снижении скорости резания.

Анализ полученных результатов показывает, что теоретические значения расчёта энергоёмкости прокладки опорных минерализованных полос в лесных почвах с подстилкой адекватны данным фактических замеров на экспериментальных орудиях с максимальными отклонениями, не превышающими 15,5 %.

В пятой главе приведена методика определения энергосберегающих параметров торцовых фрез и режимов резания лесных почв с учётом конкретной лесо-хозяйственной машины на основе постановки и решения оптимизационной задачи.

Задача оптимизации: минимизировать энергозатраты технологического процесса взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой, при ограничениях на коэффициент загрузки, скорость движения и массу базовой машины. К вектору параметров оптимизации отнести: количество ножей, радиус фрезерного диска, скоростью резания и угол наклона режущей кромки ножа относительно радиуса фрезерного диска.

С целью получения целевой функции, описывающий изучаемый процесс, мы воспользовались методом имитационного моделирования, на основе вычислительного (машинного) эксперимента. В результате реализации эксперимента, проводимого в соответствии с полным факторным планом (ПФЭ З6) было получено следующее регрессионное уравнение квадратичной формы

2Е=Л39061+0,116818-Z-6,95698- R-0,797334-Vde+0,0359978-Vpn+0J42797-l(r4-G-

-0,0153896 ■ а + 0,140783 ■ 10~2 ■ Z2 + 9,21321 ■ R1 + 0,344 • V2M + 0,427895 • 10~3 • КД +

+ 0,138164 ■ Ю-3-а2-0,170275-Z-R- 0,0458318 ■ Z • VM + 0,2 J 7865 ■ 10~2 ■ Z-V^,--0,608072-Ю-3 Z а +1,03322-R-VM-0,0312793-R-V^-

- 0,270978 ■ 10~4 ■ R ■ G + 0,0165343 ■R-a- 0,0192469 ■ V^ ■ V^ (26)

Анализ целевой функции, как квадратичной функции нескольких переменных показал, что оптимизируемая функция унимодальная и непрерывна относительно множествах

Энергосберегающие режимы резания и параметры торцовых фрез, получены посредствам использования метода оптимизации, позволяющего найти точку минимума квадратичной функции - метод сопряженных градиентов, реализуемого в среде Microsoft Office Excel 2003, представлены в таблице 3.

Нами были найдены значения варьируемых параметров Vpe„ а, z, обеспечивающие минимальные энергозатраты технологического процесса, при учете максимальной производительности агрегата.

Таблица 3 - Энергосберегающие режимы резания и параметры торцовых фрез

Трактор Vdn мс' Яф,м z, шт Ура,мс' а, град Р, град m N,Bt IE, Щж/м3

Т-012 0,55 0,26 5 8 57 24 0,49 3920,49 0,23616

Т-0,2.0,3 0,55 0,25 5 8 54 24 0,66 5823,24 0,27868

кмз-012 0,65 0,25 5 8 54 25 0,79 5702,67 0,21449

Продолжение таблицы 3

Т-16М 0,42 0,3 6 8 52 23 0,49 7207,84 0,2705

втз-зосш 0,9 0,31 9 8 58 26 0,68 15016,79 0,30502

Т-25А 0,73 0,33 7 8 55 25 0,61 11142,69 0,279

ВТЗ-2032 0,8 0,32 8 8 57 26 0,57 12697,93 0,29015

Т-30 0,73 0,32 8 8 56 25 0,53 11632,87 0,2913

ЛТЗ-55 из 0,36 12 9 54 27 0,54 18973,22 0,27551

ЛТЗ-60 0,95 0,37 и 8 54 27 0,41 16799,3 0,28558

Т-40АМ 1,15 0,36 12 9 57 28 0,71 26195,45 0,28909

ЛХТ-55 0,92 0,37 11 8 56 27 0,8 36480,01 0,47209

МТЗ-82 1,08 0,47 15 9 56 28 0,8 48000,04 0,32928

ДТ-75М 1,47 0,35 11 12 56 27 0,8 47120 0,42396

Т-85 1,54 0,39 12 12 55 27 0,54 33568,73 0,31412

лхт-100 1,08 0,51 15 9 56 27 0,78 69067,59 0,42084

Т-150К 1,63 0,47 15 13 55 27 0,75 91229,77 0,40837

вт-юод 2 0,36 12 15 58 28 0,85 79199,99 0,50137

ВТ-150Д 2,2 0,51 15 18 58 27 0,67 73161,85 0,74808

г]т - коэффициент загрузки агрегата; N - мощность затрачиваемая на процесс фрезерования лесной почвы; ЕЕ - затраты энергии на технологический процесс прокладки минерализованной опорной полосы в лесных почвах.

В таблице 4 представлены рациональные параметры и режимы работы торцовых фрез для параметрического ряда тракторов 8-115 кВт. Данные сгруппированы по диапазонам мощности не более 15, 35, 55, 80 и 115 кВт. Скорость движения агрегата принималась максимально допустимой с учетом массы базовых машин, входящих в данный диапазон рассматриваемого ряда.

Таблица 4 - Рациональные режимы резания и параметры торцовых фрез

Л1*, базовой машины, не более кВт V/,., не более м-с' Z, tum Урез1 MC а, град ß, град

15 0,75 0,25 6 8 52+58 26

35 0,9 0,3 8 9 27

55 1,3 0,35 12 10 28

80 1,6 0,4 12 14 28

115 2,2 0,45 16 16 28

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ:

1 При выполнении лесопожарных работ для прокладки опорных полос перспективно применение лесопожарных агрегатов с рабочим органом типа торцовых фрез.

2 На основе разработанной математической модели, предложена методика определения энергоёмкости процесса прокладки опорных полос торцовыми фрезами в лесных почвах, которая позволяет определять энергосберегающие режимы резания и параметры рабочего органа.

3 Экспериментальные исследования показали, что математическое описание процесса резания лесных почв торцовыми фрезами достоверно отражает затраты энергии, возникающие при выполнении работ, расхождение не превышает 15,5 %, что позволяет сделать вывод об адекватности математической модели и достоверности полученных результатов.

4 В результате теоретических и экспериментальных исследований обоснованы энергосберегающие рациональные режимы резания и параметры торцовых фрез:

- угол резания ножей для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт должен составлять 26°, от 15 до 35 кВт - 27°, от 35 до 115 кВт-28°;

- угол наклона лезвия ножа относительно радиуса фрезерного диска от 52° до 58°;

- скорости резания для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт -8м-с1, от 15 до 35кВт - 9м-с', от 35 до 55 кВт - 10 м-с', от 55 до 80 кВт-14 м-с' от 80 до 115 кВт — 16 м-с';

- скорости движения для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт -0,75м-с', от 15 до 35 кВт - 0,9 м-с', от 35 до 55 кВт - 1,3 м-с', от 55 до 80кВт -1,6м-с', от 80 до 115 кВт - 2,2м-с1;

- число ножей на фрезерном диске для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт-6 шт, от 15 до 35 кВт- 8 шт, от 35 до 80 кВт- 12 шт, от 80 до 115 кВт- 16 шт;

- радиус фрезы по концам ножей должен составлять для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт — 0,25 м, от 15 до 35 кВт — 0,3 м, от 35 до 55 кВт — 0,35 м, от 55 до 80 кВт-0,4м, от 80 до 115 кВт-0,45 м.

5 Материалы диссертационной работы могут быть использованы для совершенствования конструкций ротационных орудий, обеспечивающих выполнение работ в лесном хозяйстве по энергосберегающим технологиям.

6 Спроектированный автором макетный образец лесопожарного агрегата используется в Мининском опытно-механизированном лесхозе Красноярского края на борьбе с лесными пожарами и выполнении работ по лесопожарной профилактике, экономический эффект за сезон составил 20986 рублей.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Авторское свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007610363. Расчет энергоемкости резания лесных почв с подстилкой торцовыми фрезами и затрат мощности на резание и выполнение технологического процесса [Текст] / С. Н. Орловский, С. В. Комиссаров, А. И. Карнаухов; заявитель и правообладатель СибГТУ. - № 2006613951; заявл. 21.11.2006; опубл. 19.01.2007.

В изданиях, рекомендованных ВАК России для публикации материалов диссертационных работ:

2 Орловский, С. Н. Агрегат для прокладки минерализованных полос [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Строительные и дорожные машины. Главный редактор Г.В. Коровин - Москва, 2007. с. 23-24.

3 Орловский, С. Н. Теоретическое и экспериментальное исследование резания лесных почв фрезерными рабочими органами [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Вестник КрасГАУ. - № 16 Красноярск. КрасГАУ, 2007 - с. 215-222.

4 Орловский, С. Н. Метод удаления крупных пней при культуртехниче-ских работах их вырезанием по сферической поверхности [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Вестник КрасГАУ. - № 5 Красноярск. КрасГАУ, 2009-с. 18-21.

5 Орловский, С. Н. Характер изменения момента сопротивления на ротационном рабочем органе лесопожарного агрегата [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Вестник КрасГАУ. - № 5 Красноярск. КрасГАУ, 2009 - с. 111-114.

В других изданиях:

6 Герасимов, М. И. Энергоёмкость машин и орудий для основной обработки почвы [Текст] / М. И. Герасимов, С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Аграрная наука на рубеже веков. Тезисы докл. Всеросс. Н.П.К. Красноярск. КрасГАУ, 2004. - с.157-158.

7 Орловский, С. Н. Методика выбора объёма работ при испытаниях тракторных агрегатов в условиях длительных энергоёмких изменений нагрузки [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Аграрная наука на рубеже веков. Тезисы докл. Всеросс. Н.П.К. Красноярск. КрасГАУ, 2004. - с. 166-167.

8 Орловский, С. Н. Методика планирования экспериментальных исследований при испытаниях тракторных агрегатов [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Аграрная наука на рубеже веков. Тезисы докл. Всеросс. Н.П.К. Красноярск. КрасГАУ, 2004. - с. 168-170.

9 Герасимов, М. И. Энергоёмкость почвообрабатывающих машин и орудий для основной обработки почвы [Текст] / М. И. Герасимов, А. И. Карнаухов // Лесной и химический комплекс-проблемы и решения. Доклады ВНПК 12-14 мая 2004 г. Красноярск. СибГТУ, 2004. - с. 102 - 104.

10 Орловский, С. Н. Методика оптимизации геометрических параметров и режимов резания фрезерных рабочих органов [Текст] / С. Н. Орловский,

А. И. Карнаухов, C.B. Комиссаров // Аграрная наука на рубеже веков. Тезисы докл. Всеросс. Н.П.К. Красноярск. КрасГАУ, 2005. - с. 168-172.

11 Орловский, С. Н. Методика оптимизации геометрических параметров торцовых фрез и режимов резания ими лесных почв [Текст] / С. Н. Орловский, А. И- Карнаухов // Лесной и химический комплекс-проблемы и решения. Доклады ВНПК 12-14 октября 2005 г. Том 1 Красноярск. СибГТУ, 2005. -с. 119 — 124.

12 Орловский, С. Н. Исследование лесопожарного агрегата для прокладки опорных полос [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов II Лесной и химический комплекс-проблемы и решения. Доклады ВНПК 9-10 ноября 2006 г. Том 2 Красноярск. СибГТУ, 2006. - с. 185 - 192.

13 Орловский, С. Н. Методика оптимизации геометрических параметров и режимов резания фрезерных рабочих органов [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов Аграрная наука на рубеже веков. Материалы региональной НПК (30 ноября 2005 г.) Часть 1. Красноярск. КрасГАУ, 2006, - с. 296 - 298.

14 Орловский, С. Н. Теоретическое и экспериментальное исследование резания лесных почв торцовыми фрезами [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Проблемы ускоренного воспроизводства и комплексного использования лесных ресурсов. Материалы международной научно-практической конференции 23-25 октября 2006 г. / Под ред. авторов; Фед. Агентство по науке и инновациям, администрация Воронеж, обл., Воронеж, гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 2006. - с. 156-163.

15 Орловский, С. Н. Экспериментальные исследования резания почв торцовыми фрезами [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов Аграрная наука на рубеже веков. Материалы региональной НПК (30 ноября 2006 г.) Красноярск. КрасГАУ, 2006. - с. 247-250.

16 Карнаухов, А. И. Анализ влияния факторов на процесс прокладки минерализованной опорной полосы [Текст] / А. И. Карнаухов, С. Н. Орловский // Инновации в науке и образовании: опыт, проблемы, перспективы развития: мат-лы Всерос. очно-заочной науч.-практ. науч.-метод. конф. с междунар. участием (17 апреля 2008г.) Ч. 2. Красноярск. КрасГАУ, 2009 - с. 54-57.

17 Орловский, С. Н. Пути защиты таёжных посёлков от лесных пожаров [Текст] / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Лесной и химический комплекс-проблемы и решения. Доклады ВНПК 21-21 ноября 2008 г. Том 3 Красноярск. СибГТУ, 2009. - с. 125-131.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные подписью и печатью учреждения, просим направлять по адресу: 660049 г. Красноярск, пр. Мира 82, СибГТУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.253.04 Мелеш-ко A.B.

Сдано в производство 11.11.09. Формат 60x841/16. Усл. печ.1,0. Изд. № 4/12. Заказ № 655. Тираж 100 экз.

Редакционно-издательский центр СибГТУ 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82 факс (391) 211-97-25, тел. (391) 227-69-90

Введение

1 Состояние, цель и задачи исследования

1.1 Анализ путей обеспечения энергосбережения при работе лесопожарных агрегатов.

1.2 Анализ режимов резания и параметров фрезерных рабочих органов лесопожарных агрегатов.

1.3 Анализ методик расчета режимов резания и параметров торцовых ^

Фрез.

1.4 Выводы по главе.

2 Аналитическое исследование резания лесных почв торцовыми фрезами

2.1 Цели и задачи исследования.

2.2 Разработка математической модели процесса взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой.

2.3 Исследование влияния факторов на энергоёмкость процесса прокладки опорной полосы.

2.4 Анализ влияния параметров и режимов резания лесных почв торцовыми фрезами на энергоёмкость технологического процесса.

2.5 Выводы по главе.

3 Программа и методика экспериментальных исследований

3.1 Цели и задачи исследований.

3.2 Планирование экспериментальных исследований.

3.3 Методика экспериментальных исследований.

3.4 Методика определения характеристик экспериментального участка.

3.5 Информационно-измерительная система.

3.6 Расчет погрешности измерении.

3.7 Вывод по главе.

4 Экспериментальные исследования

4.1 Обработка результатов исследований.ИЗ

4.2 Анализ распределения моментов сопротивления в трансмиссии ^ привода фрезы лесопожарного агрегата при прокладке опорных полос.

4.3 Результаты экспериментальных исследований.

4.4 Выводы по главе.

5 Методика определения энергосберегающих параметров торцовых фрез и режимов резания лесных почв

5.1 Общая постановка задачи оптимизации.

5.2 Формирование целевой функции.

5.3 Определение энергосберегающих режимов резания и параметров торцовых фрез.

Актуальность темы

Согласно ГОСТ Р51750-2001 «Методика определения энергоёмкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах» [1] проблемы энергосбережения рассматриваются совместно с проблемами охраны окружающей среды. Наиболее четко это направление развития структурировано в докладе: «Эффективным инструментом разработки энергосберегающих систем является функционально-экологическое проектирование синтезирующее принципы функциональности и экологичности (для природы и человека) систем». [2]

Общая площадь земель лесного фонда Российской Федерации составляет около 1180 млн. га, или 69 процентов суши страны. В современных условиях техногенной цивилизации повышается экологическое значение лесов. [3,4].

Одной из важнейших причин сокращения покрытых лесом площадей являются лесные пожары. Они способны в кратчайшие сроки негативно изменить и преобразовать окружающую природную среду, состояние лесного биогеоценоза, динамику и тенденции дальнейшего его развития. Проблема борьбы с лесными пожарами является одной из наиболее актуальных не только в лесном хозяйстве Российской Федерации, но и в многих других странах, одни из которых: Китай, США, Франция [9, 10]. Данная проблема стала важной составной частью более общей проблемы -охраны окружающей среды.

При этом лесные пожары являются угрозой не только лесу и его обитателям, но и человеку.

До 90 % пожаров возникает по вине людей, работающих в лесу, и посетителей леса. Поэтому, большое значение для предупреждения пожаров вокруг поселков имеет своевременное осуществление противопожарного устройства припоселковых лесов [11], кроме того, "Правила пожарной безопасности в лесах Российской Федерации" [12] предусматривают прокладку минерализованных полос шириной 1,4 м в хвойных насаждениях на сухих почвах вокруг расположенных вблизи дорог штабелей шпал и снегозащитных щитов, а также вокруг деревянных мостов, стационарных платформ, жилых домов и содержание их в течение пожароопасного сезона в очищенном состоянии.

Практическими рекомендациями [13] определяется противопожарное устройство лесных территорий вокруг площадок с буровыми в районах нефтегазового комплекса. Для защиты объектов экономики от верховых и низовых пожаров дополнительно к минерализованным полосам рекомендуется создавать противопожарные заслоны, т.е. широкие полосы леса, с помощью специальных мероприятий приведенных в негоримое состояние [6]. Для гарантированной защиты объектов экономики от распространения лесных пожаров предлагается создавать вокруг них специальные кольцевые заслоны.

Для противопожарного устройства лесных территорий используются плуги, покровосдиратели и фрезы различных типов.

Проведенный анализ существующих лесопожарных агрегатов с I рабочими органами типа торцовых фрез выявил необоснованность их параметров и режимов работы, что приводит к повышенным затратам энергии на прокладку минерализованных опорных полос. Следовательно, тема диссертации, направленная на обоснование энергосберегающих режимов резания и параметров торцовых фрез, является актуальной.

Объекты исследования:

Лесопожарные агрегаты для прокладки опорных полос, процессы резания лесных почв торцовыми фрезами.

Предмет исследования - Закономерности рабочих процессов взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой.

Методы исследования применяемые в работе:

Методы математического и имитационного моделирования с применением ПЭВМ, методы математической статистики, теория планирования эксперимента, методы тензометрирования с применением информационно-измерительной системы, натурные исследования, методы оптимизации.

Научная новизна:

1 Предложена математическая модель, описывающая процесс взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой, как многофазной средой, которая позволяет определить энергоёмкость выполнения работ за счёт варьирования режимов резания и параметров рабочего органа.

2 Установлены зависимости затрат энергии по элементам рабочего процесса от режимов резания и параметров торцовых фрез.

3 Предложены рациональные режимы резания и параметры торцовых фрез в зависимости от параметрического ряда тракторов.

Практическая значимость:

1 Определенные в процессе теоретических и экспериментальных исследований рациональные режимы резания и параметры торцовых фрез могут использоваться при проектировании лесохозяйственных агрегатов, что позволит снизить энергозатраты процесса фрезерования лесных почв и усовершенствовать конструкцию ротационных рабочих органов.

2 Созданная компьютерная программа, включающая в себя математическую модель резания лесных почв торцовыми фрезами, позволяет производить моделирование режимов работы агрегата, а также параметров рабочего органа.

3 Рекомендуемые по результатам оптимизации режимы резания и параметры фрезерных рабочих органов позволяют снизить энергоёмкость процесса фрезерования при выполнении работ в лесном хозяйстве.

Реализация результатов:

Результаты работы приняты для использования при проектировании ротационных рабочих органов, а также при разработке ресурсосберегающих технологий тушения лесных пожаров следующими организациями:

- Агентством по лесному хозяйству администрации Красноярского края;

- базой авиационной охраны лесов и авиационно-технического обслуживания лесного хозяйства Красноярского края;

- заводом «КрасТяжМаш».

Также результаты работы внедрены в учебный процесс Сибирского государственного технологического университета и Красноярского государственного аграрного университета.

Автор защищает:

1 Математическую модель процесса взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой.

2 Результаты теоретических исследований влияния параметров фрезерных рабочих органов, а также режимов резания ими лесных почв, на энергоёмкость технологического процесса.

3 Результаты экспериментальных исследований прокладки опорных полос торцовыми фрезами на натурном образце лесопожарного агрегата, адекватность теоретической методики.

4 Методику определения энергоёмкости технологического процесса прокладки опорных полос в лесных почвах торцовыми фрезами.

5 Результаты оптимизации режимов резания и параметров торцовых фрез в зависимости от параметрического ряда тракторов.

Апробация работы:

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Технологий и машин природообустройства» ФГОУ ВПО «СибГТУ» в 2005.2008 г.г. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях кафедры, на международных, всероссийских и региональных семинарах и научно-мехнических конференциях в КрасГАУ 2005 - 2009 г.г., СибГТУ (20052008 гг.), Воронежской JITA (2005 г.), на техническом совещании Мининского опытно-механизированного лесхоза Агентства лесной отрасли при администрации Красноярского края в 2007 году.

Результаты работы имеют практическое внедрение, экономический эффект от которого за лесопожарный сезон (май — октябрь 2007г.) составил 20 986 рублей.

Личный вклад:

Основные научные результаты и положения, изложенные в диссертации, постановка задач, методология их решения, структурные, структурно-логические и функциональные схемы решения, принципы их анализа и синтеза разработаны и получены автором самостоятельно. Также автором самостоятельно разработан, изготовлен макетный образец лесопожарного агрегата на базе самоходного шасси Т -16М, на котором проведены экспериментальные исследования. После их выполнения агрегат внедрён в производство в лесном хозяйстве. Результаты совместных исследований снабжены ссылками на соответствующие источники.

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 16 работ, из них 4 в журналах рекомендованных ВАК. Имеется авторское свидетельство на программу для ЭВМ «Расчет энергоемкости резания лесных почв торцовыми фрезами и затрат мощности на резание и выполнение технологического процесса», («Frezan») № 2007610363, заявка № 2006613951. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.01.2007 г.

Объем и структура диссертации:

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка из 146 наименований и 5 приложений. Диссертация изложена на 212 страницах из них 184 основного текста и содержит 72 рисунка и 33 таблицы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ:

1 При выполнении лесопожарных работ для прокладки опорных полос перспективно применение лесопожарных агрегатов с рабочим органом типа торцовых фрез.

2 На основе разработанной математической модели, была предложена методика определения энергоёмкости процесса прокладки опорных полос торцовыми фрезами в лесных почвах, которая позволяет определять энергосберегающие режимы резания и параметры рабочего органа.

3 Экспериментальные исследования показали, что математическое описание процесса резания лесных почв торцовыми фрезами достоверно отражает затраты энергии, возникающие при выполнении работ, расхождение не превышает 15,5 %, что позволяет сделать вывод об адекватности математической модели и достоверности полученных результатов.

4 В результате теоретических и экспериментальных исследований обоснованы энергосберегающие рациональные режимы резания и параметры торцовых фрез:

- угол резания ножей для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт должен составлять 26°, от 15 до 35 кВт — 27°, от 35 до 115 кВт— 28°; угол наклона лезвия ножа относительно радиуса фрезерного диска от 52° до 58°; скорости резания для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт -8 м-с1, от 15 до 35 кВт - 9 м-с'1, от 35 до 55 кВт — 10 м-с'1, от 55 до 80 кВт — 14 м-с'1 от 80 до 115 кВт -16 м-с1;

- скорости движения для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт -0,15 м-с'1, от 15 до 35 кВт - 0,9 м-с'1, от 35 до 55 кВт - 1,3 м-с], от 55 до 80 кВт - 1,6 м-с1, от 80 до 115 кВт - 2,2 м-с1;

- число ножей на фрезерном диске для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт — 6 гит, от 15 до 35 кВт— 8 шт, от 35 до 80 кВт- 12 шт. от 80 до 115 кВт— 16 шт; радиус фрезы по концам ножей должен составлять для тракторов с мощностью двигателя до 15 кВт — 0,25 м, от 15 до 35 кВт — 0,3 м, от 35 до 55 кВт- 0,35 м, от 55 до 80 кВт- 0,4 м, от 80 до 115 кВт- 0,45 м.

5 Материалы диссертационной работы могут быть использованы для совершенствования конструкций ротационных орудий, обеспечивающих выполнение работ в лесном хозяйстве по энергосберегающим технологиям.

6 Спроектированный автором макетный образец лесопожарного агрегата используется в Мининском опытно-механизированном лесхозе Красноярского края на борьбе с лесными пожарами и выполнении работ по лесопожарной профилактике, экономический эффект за сезон составил 20986 рублей.

1. ГОСТ Р51750-2001. Методика определения энергоёмкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах. -Введен 01.01.02 — М.: Изд-во стандартов, 2004. -29 с.

2. Сергиенко, В. Н. Борьба с лесными пожарами дело всеобщее Текст. / В. Н. Сергиенко // Лесное хозяйство, - 1995. - № 6. - С. 39-41.

3. Федеральная целевая программа "Леса России" на 1997 2000 годы. Утверждена постановлением правительства Российской Федерации от 26 сентября 1997 г. № 1240 // Экоинформ, - 1998. - № 1. С. 25 - 64.

4. Валдайский, Н. П. Машины для тушения лесных пожаров грунтом Текст. / Н. П. Валдайский // Сб. науч. тр. Лесные пожары и борьба и ними, Л.: ЛеНИИЛХ, 1974. - С. 152-173.

5. Орловский, С. Н. Танки на борьбу с огнём Текст. / С. Н. Орловский. // Гражданская защита. - 2003. - № 8. С. 40 - 43.

6. Валдайский, Н. П. Тушение лесных низовых пожаров способом метания грунта. Текст.: Метод. Рекомендации. / Н. П. Валдайский, С. М. Вонский, А. Н. Чукичев. Л.: ЛеНИИЛХ, - 1977. - 33с.

7. Lesgourgues Y., Guigon Dominique, Jolly Anne, Courrier G., Riom J.C. Ca-racterisation des zones a' risques d'incendie a1 l'aide d'um systeme d'information geographique. // Rev. forest. Fr. 1993. - 45, Num. spec. - C. 88-97.

8. Zhou J., Sus X. Formulation and implementation of establishment for biological fire belt engineering in Fuyiang. //Zhejiang linye keji J. Zhejiang Forest. Sci. and Technol. - 1997. - 17, N 3. - P. 76-79.

9. Указания по противопожарной профилактике в лесах и регламентации работы лесопожарных служб. Утверждены приказом Федеральной службы лесного хозяйства России приказ от 29 октября 1993 г. № 289.

10. Правила пожарной безопасности в лесах Российской Федерации. Утверждены Постановление Правительства Российской федерации от 30 июня 2007 г. № 417

11. Курбатский, Н. П. Заслоны взамен противопожарных разрывов Текст. / Н. П. Курбатский, Э. Н. Валендик, П. М. Матвеев // Лесное хозяйство, 1973. - № 6. - С. 46-48.

12. Плущевский, М. Б. Око земное образ стандартософии как науки наук XX века Текст. / М. Б. Плущевский // Стандарты и качество, - 1993. -№ 3. - С. 45.

13. ГОСТ Р51387-99. Энергосбережение. Нормативно методическое обеспечение. Основные положения. —Введен 01.07.00 -М.: Изд-во стандартов, 2000. - 50 с.

14. Коршиков, А. А. Крупным лесным пожарам — адекватные технологии Текст. / А. А. Коршиков, Г. Г. Шиллер, П. В. Сидаренко [и др.]. // Лесное хозяйство. 2005. - № 1. - С. 45 - 46.

15. Главацкий, Г. Д. Противопожарные барьеры в лесах Сибири Текст. / Г. Д. Главацкий, Г. М. Королёв. Красноярск: ВНИИПОМлесхоз, 2002. - 147 с.

16. Чукичев, А. Н. Орудие для прокладки противопожарных полос Текст. / А. Н. Чукичев, А. Н. Кодянов // Сб. науч. тр. Лесные пожары и технические средства борьбы и ними, Л.: ЛеНИИЛХ, 1974. - С. 103-108.

17. Фомин, Г. Е. Особенности конструкции и параметры лесопожарного агрегата АЛФ-10 Текст. / Г. Е. Фомин, В. В. Ниукканен // Сб. науч. тр. Механизация лесохозяйственных работ на северо-западе Таёжной зоны, Л.: ЛеНИИЛХ, 1987. - С. 59-65.

18. Чукичев, А. Н. Грунтомёт ГТ-3 для борьбы с лесными пожарами Текст. / А. Н. Чукичев, Н. П. Валдайский, С. М. Вонский, Ю. М. Кодянов // Сб. науч. тр. Механизация лесохозяйственных работ на северо-западе Таёжной зоны, Л.: ЛеНИИЛХ, 1976. - С. 71-76.

19. Сафроненко, И. В. Фрезерное орудие для борьбы с лесными рожарами Текст. / И. В. Сафроненко, Г. Е. Фомин, Е. С. Воронина // Сб. науч. тр. Лесные пожары и борьба и ними, Л.: ЛеНИИЛХ, 1986. - С. 136139.

20. Коршун, В. Н. Роторные рабочие органы лесохозяйственных машин: Механика взаимодействия с предметом труда. Текст. / В. Н. Коршун — Красноярск: СибГТУ, 2005. 272 с.

21. Валдайский, Н. П. Испытание лесохозяйственного колесного трактора высокой проходимости T-80JI с противопожарными орудиями Текст. / Н. П. Валдайский, А. Н. Чукичев // Сб. науч. тр. Лесные пожары и борьба и ними, Л.: ЛеНИИЛХ, 1974. - С. 174-177.

22. Шуктомов, Е. Ю. Полевой справочник лесного пожарного. Текст. / Е. Ю. Шуктомов, Н. С. Фролов, А. В. Перминов [и др.]. М.: Авиалесоохрана. - 2005. - 78 с.

23. Заднепровский Р. П. Оценка возможности снижения энергоёмкости и повышения КПД при копании грунтов Текст. / Р. П. Заднепровский // Строительные и дорожные машины. 2006. - № 12, - С. 34-38.

24. Заднепровский Р. П. Оценка максимального усилия и коэффициент полезного действия отвальных поверхностей Текст. / Р. П. Заднепровский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. - № 6, - С. 33-34.

25. Заднепровский Р. П. Рабочие органы землеройных и мелиоративных машин и оборудование для разработки грунтов и материалов повышенной влажности Текст. / Р. П. Заднепровский. М.: Машиностроение, 1992. - 176 с.

26. Заднепровский Р. П. Теория трения скольжения Текст. / Р. П. Заднепровский. Волгоград : "Офсет", 2005. - 52 с.

27. Кузнецова В. Н. Создание эффективных рабочих органов землеройных машин для разработки мерзлых и прочных грунтов Текст. / В. Н. Кузнецова, Р. А. Мартюков // Строительные и дорожные машины. -2005. № 4, - С. 34.

28. Тарасов В. Н. Механика копания грунтов, основанная на теории предельных касательных напряжений Текст. / В. Н. Тарасов,

29. М. В. Коваленко // Строительные и дорожные машины. 2003. - № 7, - С. 38-43.

30. Пенчук В. А. Пассивные и активные рабочие органы землеройных машин Текст. / В. А. Пенчук, В. В. Пенчук // Строительные и дорожные машины. 2003. - № 9, - С. 36 - 37.

31. Зеленин, А. Н. Лабораторный практикум по резанию грунтов. Текст.: Учебник / А. Н. Зеленин. — М.: Высшая школа, 1969. 310 с.

32. A. И. Карнаухов; заявитель и правообладатель СибГТУ. № 2006613951; заявл. 21.11.2006; опубл. 19.01.2007.

33. Кудрявцев, В. Н. Конструкции и расчет зубчатых редукторов Текст.: справочное пособие / В. Н. Кудрявцев, Ю. А. Державец, Е. Г. Глухарев // Л.: Машиностроение, 1971. 328 с.

34. Лихонос, В. Н. Кинематические и силовые параметры рабочего органа полосопрокладывающей машины поперечного фрезерования Текст. / В. Н. Лихонос, М. И. Журавлёв. Л.: ЛенНИИЛХ, - 1981.-94 с.

35. Ниукканен, В. В. Лесопожарный фрезерный агрегат АЛФ-10 Текст. / В. В. Ниукканен, Г. Е. Фомин // Сб. науч. тр. Механизация лесохозяйственных работ на северо-западе Таёжной зоны, Л.: ЛеНИИЛХ, -1987.-С. 59-65.

36. Шемякин С. А. Сопротивление резанию однородных и не однородных мерзлых пород Текст. / С. А. Шемякин, Е. С. Клигунов // Строительные и дорожные машины. 2004. - № 2, - С. 37-42.

37. Васильев, Б. А. Строительные машины для мелиоративных работ. Текст.: Учебник под ред. к.т.н. В. В. Сурикова / Б. А. Васильев,

38. B. Б. Гамтман. -М.: ВО Агропромиздат, 1991. -462 с.

39. Главацкий, Г. Д. Агрегат AJIT 55 для тушения лесных пожаров Текст. / Г. Д. Главацкий, Э. Н. Филимонов, В. В. Мартыщенков [и др.]. // Лесное хозяйство, - 1996. - № 3. С. 26 - 27.

40. Баублис, К. Л. Механизация прокладки опорных минерализованных полос Текст. / К. Л. Баублис, А. В. Протасов // Сб. науч. тр. Методы и средства борьбы с лесными пожарами, М.: ВНИИЛМ, 1986. — С. 18-24.

41. ГОСТ 12.2.003 — 91. Оборудование производственное. Общие требования безопасности. Взамен ГОСТ 12.2.003 — 74; введен 01.01.92 — М.: Изд-во стандартов, 1991. - 11 с.

42. Орловский, С. Н. Лесные и торфяные пожары, практика их тушения в условиях Сибири Текст.: учебное пособие для дистанционного обучения / С. Н. Орловский. Красноярск. : КрасГАУ, 2005. 162 с.

43. Орловский, С. Н. Агрегат для прокладки минерализованных полос Текст. / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Строительные и дорожные машины. Главный редактор Г.В. Коровин — Москва, 2007. с. 23-24.

44. Вэньчже Ян Определение сил, возникающих на рабочем инструменте при резании песчано-глинистых пород Текст. / Вэньчже Ян // Строительные и дорожные машины. 2005. - № 12. - С. 40.

45. Акинин, Р. Б. Компьютерное моделирование взаимодействия рабочих органов землеройных машин с неоднородной грунтовой средой Текст. / Р. Б. Акинин // Строительные и дорожные машины. 2004. - № 6. -С. 11-13.

46. Мартыщенков, В. В. Экспериментальные исследования работы лесопожарного агрегата АЛК — 25 Текст. / В. В. Мартыщенков,

47. А. В. Протасов, К. В. Романович // Сб. науч. тр. Лесные пожары и борьба с ними. М.: ВНИИЛМ, 1988. - С. 65-71.

48. Доррер, Г. А. Модель процесса перехода лесного пожара через разрыв в слое горючего материала Г. А. Доррер // Сб. науч. тр. Лесные пожары и борьба с ними, М.: ВНИИЛМ, 1987. - С. 50-65.

49. Доррер, Г. А. Модель распространения фронта лесного пожара Текст. / Г. А. Доррер, // Теплофизика лесных пожаров, Новосибирск : ИТФ СО АН СССР. 1984. - С. 86 - 98.

50. Ушанов, С. В. Математическое моделирование процессов распространения лесных пожаров и борьбы с ними Текст. / С. В. Ушанов, Г. А. Доррер, Н. Г. Бархатов // Лесной журнал. 2000. - № 2. - С. 31-36.

51. Евдокименко, М. Д. Промышленные рубки и противопожарная профилактика в лесах восточной Сибири Текст. / М. Д. Евдокименко // Лесное хозяйство. 2007. - № 3. - С. 16-19.

52. Чукичев, А. Н. Теоретическое обоснование энергоёмкости процесса грунтометания Текст. / А. Н. Чукичев. Л. : ЛенНИИЛХ, 1976. - 69 с.

53. Валдайский, Н. П. Малогабаритный противопожарный агрегат Текст. / Н. П. Валдайский, Н. И. Журавлев // Сб. науч. тр. Лесные пожары и технические средства борьбы и ними, Л.: ЛеНИИЛХ, 1974. - С. 122-128.

54. Чукичев, А. Н. Методика и номограммы для определения основных параметров рабочего органа грунтомёта ГТ-3 Текст. / А. Н. Чукичев // Сб. науч. тр. Лесные пожары и борьба и ними, Л.: ЛеНИИЛХ, 1978. — С. 79-87.

55. Солопов, С. Г. К вопросу интенсификации осушения торфяных залежей методом глубокого щелевого дренирования Текст. / С. Г. Солопов // Торфяная промышленность. 1973. - № 4. - С.8 - 11.

56. Чукичев, А. Н. Моделирование рабочего процесса землеройно-метательной машины с комбинированным рабочим органом Текст. / А. Н. Чукичев, В. И. Варавва, Ю. А. Добрынин // Сб. науч. тр. Лесные пожары и борьба и ними, Л.: ЛеНИИЛХ, 1989. - С. 100-108.

57. Орловский, С. Н. Теоретическое и экспериментальное исследование резания лесных почв фрезерными рабочими органами Текст. / С. Н. Орловский, А. И. Карнаухов // Вестник КрасГАУ. №1 (16) Красноярск: КрасГАУ. - 2007. - С. 215-222.

58. Сафроненко, И. В. Удельная энергоёмкость рабочего процесса лесопожарной землеройно-метательной машины с рабочим органом типа «Торцовая фреза» Текст. / И. В. Сафроненко // Сб. науч. тр. Лесные пожары и борьба и ними, Л: ЛеНИИЛХ, 1989. - С. 119-128.

59. Халитов, А. Г. Результаты испытания тракторного грунтамета Текст. / А. Г. Халитов, Ю. А. Худоногов // Горение и пожары в лесу. Тезисы докладов и сообщений Первого Всесоюзного научно-технического совещания. Красноярск 1978. С. 159 - 160.

60. Тюремнов, С. Н. Торфяные месторождения Текст. / С. Н. Тюремнов -М.: Недра, 1987.-487 с.

61. Опейко, Ф. А. Торфяные машины Текст. / Ф. А. Опейко — Минск: Высшая школа, 1968. 408 с.

62. Резник, Н. Е. Теория резания лезвием и основы расчёта режущих аппаратов Текст. /Н. Е. Резник М.: Машиностроение, 1975. - 310 с.

63. Синеоков, Г. Н. Теория и расчёт почвообрабатывающих машин Текст. / Г. Н. Синеоков, И. М. Панов М.: Машиностроение, 1977. - 328 с.

64. Рекомендации по применению оптимальных технологий и средств пожаротушения на различных стадиях развития лесного пожара Текст.: отчет о НИР ВНИИМлесхоз ; рук. Г. М. Королев Красноярск, - 2001.

65. Орловский, С. Н. Лесные и торфяные пожары, практика их тушения в условиях Сибири Текст.: учебное пособие с грифом СибРУМЦ / С. Н. Орловский. Красноярск: КрасГАУ, 2003. - 162 с.

66. Амосов, А. А. Вычислительные методы для инженеров Текст.: учебное пособие / А. А. Амосов, Ю. А. Дубинский, Н. В. Копчёнова. М.: Высш. шк., 1994. - 544 с.

67. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов Текст. / А. Б. Сергиенко. СПб.: Питер, 2002. - 608 с.

68. Фомин, В. К. Методика определения энергоёмкости процесса резания торфа дисковыми фрезами аналитическим методом Текст. / В. К. Фомин, Г. В. Фомина// Торфяная промышленность, 1976. - № 3. - С. 9 - 13.

69. Мер, И. И. Мелиоративные машины Текст. / И. И. Мер М.: Колос, 1964. - 368 с.

70. Лещакин, А. И. Проектирование ротационных почвообрабатывающих рабочих органов Текст.: Учебное пособие / А. И. Лещакин. Саранск: 1989. - 91 с.

71. Яковлев, В. Т. Основы проектирования и расчёта почвообрабатывающих машин Текст. / В. Т. Яковлев Барнаул: АлтГУ, 1994. - 96 с.

72. Коршун, В. Н. Роторные рабочие органы лесохозяйственных машин: Концепция конструирования. Текст. / В. Н. Коршун Красноярск: СибГТУ, 2003.-228 с.

73. Коршун, В. Н. Постановка задачи оптимального проектирования лесохозяйственных машин Текст. / В. Н. Коршун, Н. А. Гуцелюк // Лесной журнал. 1984. - № 5. с. 25 - 28.

74. Верняев, О. В. Активные рабочие органы культиваторов Текст. / О. В. Верняев М.: Машиностроение, 1983. - 80 с.

75. Митяшин, Ю. Н. Расчёт и проектирование ротационных почвообрабатывающих машин Текст. / Ю. Н. Митяшин, И. М. Гринчук, Г. М. Егоров М.: Агропромиздат, 1988. - 252 с.

76. Кельзон, И. М. Роторные машины Текст. / И. И. Кельзон М.: Машиностроение, 1978. - 325 с.

77. Яновский, В. М. Низовые пожары как причина массовых размножений хвоегрызуших насекомых машин Текст. / В. М. Яновский, Г. И. Гире // Лесной журнал. 1999. № - 6 - С. 13 - 17.

78. Королёв, Г. М. Создание противопожарных барьеров в лесах Сибири машин Текст. / Г. М. Королёв // Лесное хозяйство. 2005. - № 3 -С.28-30.

79. Софронов, М. А. О противопожарном устройстве лесной территории машин Текст. / М. А. Софронов, А. В. Волокитина // Лесное хозяйство.- 2002. № 5 - С.45 - 47.

80. Софронов, М. А. Ежедневная вероятная плотность действующих пожаров как абсолютный критерий пожарной опасности в лесах Текст. / М. А. Софронов, А. В. Волокитина // Лесное хозяйство. 2007. - № 1 - С. 41 - 44.

81. Матвеев, П. М. Лесная пирология Текст. / П. М. Матвеев, А. М. Матвеев. Красноярск: СибГТУ, 2002. - 316 с.

82. Арцыбашев, Е. С. Проблемы пожаров на оторфованных лесных землях Текст. /Е. С. Арцыбашев // Лесное хозяйство. 2006. - № 5. - С. 36 - 38.

83. Иванов, В. А. Зона возможного зажигания молнией напочвенного горючего материала в лесу Текст. / В. А. Иванов, Г. А. Иванова, Е. А. Кукавская // Лесное хозяйство. 2006. - № 5. - С. 40 - 43.

84. Размахнина, Т. Б. Динамика лесовозобновления в лесостепной зоне Западного Забайкалья Текст. / Т. Б. Размахнина // Лесное хозяйство. 2006. -№ 2. - С. 30.

85. Фомин, В. К. Определение энергоёмкости процесса резания винтовой фрезой машины ММК ПГ аналитическим методом Текст. / В. К. Фомин, Г. В. Фомина // Торфяная промышленность, -1972. - № 10. - С. 12 - 15.

86. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Том 1. Текст.; отв. ред. инж. М. И. Клецкин. — М.: Машиностроение, 1967. — 723 с.

87. Мер, И. И. Практикум по мелиоративным машинам Текст. / И. И. Мер. -М.: Колос, 1984. - 192 с.

88. Орловский, С. Н. Повышение эффективности дискофрезерных щелерезных агрегатов обоснованием параметров Текст.: дис. . канд. техн. наук 05.21.01 / защищена / С. Н. Орловский Красноярск, 2000. - 154 с.

89. Главацкий, Г. Д. Теоретические и практические основы совершенствования организации лесопожарных работ в многолесных районах Сибири Текст.: дис. . доктора сельскохозяйственных наук 06.03.03: защищена / Г. Д. Главацкий Красноярск, 2002. - 499 с.

90. Разработка лесопожарного агрегата на базе трактора Т 0,2.01 Текст. : отчет о НИР ВНИИПОМлесхоз ; рук. Г. Д. Главацкий - Красноярск, - 1995. - № ГР 01930003229.

91. Горшков, А. Г. Теория упругости и пластичности Текст. / А. Г. Горшков, Э. И. Старовойгов, Д. В. Тарлаковский. М.: ФИЗМАТЛИТ, -2002.-416 с.

92. Безухов, Н. И. Теория упругости и пластичности Текст. / Н. И. Безухов М.: Гостехиздат, - 1953. - 298 с.

93. Харр, М. Е. Основы теоретической механики грунтов Текст. / М. Е. Харр М.: Строй-издат, - 1971. - 320 с.

94. Фомин, В. К. Управление процессом диспергирования при получении мелкокускового торфа с заданными физико-механическимисвойствами Текст. / В. К. Фомин // Перспективы использования торфа в металлургии, Л.: ВНИИТП, - 1970. - С. 46 - 50.

95. Фомин, В. К. К вопросу оценки воздействия на торф перерабатывающих устройств и формирующего мундштука Текст. /

96. B. К. Фомин // Торфяная промышленность, 1970. - № 2. - С. 14 -17.

97. Сухарев, А. Г. Курс методов оптимизации Текст.: учебное пособие /А. Г. Сухарев, А. В. Тимохов, В. В. Фёдоров. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. -368 с.

98. Орловский, С. Н. К методике определения оптимальных параметров мелиоративных щеледренажных агрегатов с активными рабочими органами Текст. / С. Н. Орловский // Механизация гидромелиоративных работ в Сибири. Красноярск: СибНИИГиМ, - 1979.1. C. 11-21.

99. Лукьянов, А. Д. Определение мощности на сплошное фрезерование торфяной залежи Текст. / А. Д. Лукьянов, В. В. Покаместов // Торфяная промышленность, 1964. - С. 6-8.

100. Орловский, С. Н. Рабочие скорости и энергетические параметры мелиоративных агрегатов Текст. / С. Н. Орловский // Гидротехнические сооружения и механизация гидромелиоративного строительства в Сибири. — Красноярск: СибНИИГиМ, 1982. - С. 77 - 86.

101. Орловский, С. Н. Исследование параметров лесопожарных агрегатов Текст. / С. Н. Орловский, Г. Д. Главацкий // Лесной вестник, М.: МГУЛ,-№2.-2002.

102. Чурляева, Н.П. Дисперсионный и энтропийный анализ в машиностроении Текст. / Н. П. Чурляева, С. И. Яхимович. Красноярск:

103. Сибирская аэрокосмическая академия, — 1994. — 39 с.

104. Зайцев, Б. Д. Почвоведение Текст. / Б. Д. Зайцев. — М.: Лесная промышленность, 1965. — 367 с.

105. Мамонтов, В. Г. Общее почвоведение Текст. / В. Г. Мамонтов, Н. П. Панов [и др.]. М.: Колос, 2006. - 456 с.

106. Кауричев И. С. Почвоведение Текст. / И. С. Кауричев, Л. Н. Александрова [и др.]. М.: Колос, 1975. — 496 с.

107. Матвеев, А. М. Способы и средства тушения лесных пожаров Текст.: учебное пособие / А. М. Матвеев. Дивногорск.: Огни Енисея, 1993. 143 с.

108. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. Том 2. Текст.; отв. ред. инж. М. И. Клецкин. — М.: Машиностроение, 1967. — 830 с.

109. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. -М.: Издательство наука, 1976. -278 с.

110. Рафалес-Ламарка Э. Э. Некоторые методы планирования и математического анализа биологических экспериментов Текст.: монография / Э. Э. Рафалес-Ламарка, В. Г. Николаев. Киев: Наукова думка, 1970. - 120 с.

111. Ксеневич, И. П. Ходовая система почва - урожай Текст. / И. П. Ксеневич, В. А. Скотников, М. И. Ляско. — М.: Агропромиздат, 1985. -304 с.

112. Зеленин, А. Н. Машины для земляных работ Текст. / А. Н. Зеленин, В. И. Баловнев, И. П. Керров. М.: Машиностроение, 1975. -424 с.

113. Вадюнина, А. Ф. Методы исследования физических свойств почв / А. Ф. Вадюнина, 3. А. Корчагина. М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.

114. ГОСТ 21616 91. Тензорезисторы: общие технические условия. -Взамен ГОСТ 21616 - 76; введен 01.01.92 -М.: Изд-во стандартов, 1991. - 47 с.

115. Кузнецов Е. Н. Использование усилительной тензометрической аппаратуры при испытании лесохозяйственных машин Текст. /

116. Е. Н. Кузнецов, А. Н. Чукичев. Л. : ЛенНИИЛХ, 1976. - 44 с.

117. Тасьман, Д. М. Применение тензометрии в лесной промышленности Текст. / Д. М. Тасьман, Н. И. Гедз. М.: Лесная промышленность, 1965. — 108 с.

118. Лихачев, В. С. Испытания тракторов Текст. : учеб. пособие для вузов / В. С. Лихачев. — М.: Машиностроение, 1974. — 288 с.

119. ГОСТ Р 51254-99 (ИСО 6789-92) Инструмент монтажный для нормированной затяжки резьбовых соединений. Ключи моментные. Общие технические условия Постановление Госстандарта России от 11.03.1999 N 73 ГОСТ Р от 11.03.1999 N51254-99.

120. ГОСТ 24372-80 (СТ СЭВ 600-77) Ключи гаечные торцовые немеханизированные со сменными головками. Квадраты присоединительные наружные и внутренние. Размеры Постановление Госстандарта СССР от 25.08.1980 N4423.

121. Гальперин, М. В. Усилители постоянного тока Текст. / М. В. Гальперин, Ю. П. Злобин, В. А. Павленко. -М.: Энергия, 1978. 248 с.

122. ГОСТ 20915-75 (СТ СЭВ 5630-86) Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний. Постановление Госстандарта СССР от 19.06.1975 N 1588.

123. ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования. Постановление Госстандарта России от 26.10.2001 N 439-ст ГОСТ от 26.10.2001 N 24104-2001.

124. Розенблит, М. С. Практикум по планированию эксперимента Текст. / М. С. Розенблит, Н. С. Житарев; под общ. ред. А. А. Пижурина. -М.: МЛТИ, 1983.-75 с.

125. Плехотин, А. П. Методы организации эксперимента и обработка его результатов Текст. / А. П. Плехотин. Ленинград, 1982. - 60 с.

126. Митропольский, А. К. Техника статистических вычислений Текст. / А. К. Митропольский. -М.: Физматгиз, 1961.-479 с.

127. Пижурин, А. А. Основы моделирования и оптимизации процессовдеревообработки Текст.: уч. для вузов / А. А. Пижурин, М. С. Розенблит. -М.: Леси, пром-сть, 1998.-296 с.

128. ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия. Постановление Госстандарта России от 27 июля 1999 г. № 220-ст ГОСТ от 27.07.99 N 7502-98.

129. Гуцелюк, Н. А. Выбор трактора для лесохозяйственных работ Текст.: Учебное пособие для студентов специальностей 250201, 250203 и 150405 / Н. А. Гуцелюк, С. В. Спириднов. Санкт-Петербург: ПрофиКС, 2006.-136 с.

130. Сухарев, Э. А. Оптимизация рабочих процессов и параметров строительных и мелиоративных машин Текст.: Учебное пособие / Э. А. Сухарев, С. Ф. Медвидь. К.: УМК ВО, 1992. - 92 с.

131. Пен, Р. 3. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства Текст.: Учебное пособие / Р. 3. Пен. Красноярск: КГУ, 1982. - 192 с.

132. Пен, Р. 3. Планирование эксперимента в Statgraphics Текст. / Р. 3. Пен. Красноярск: СибГТУ - Кларетианум, 2003. - 246 с.

133. Соболева, В. В. Решение задач и математическое программирование в табличном процессоре Excel Текст.: Учебное пособие / В. В. Соболева, С. В. Ушанов. Красноярск: СибГТУ 2003. - 152 с.

134. Додж, Марк Эффективная работа в Microsoft Excel 2000 Текст. / Марк Додж, Стинсон Крейг Спб.: Питер, 2000. - 1056 с.

135. Утюшев, P. Н. Excel. Инструменты анализа и прогноза Текст.: Учебное пособие / Р. Н. Утюшев, О. А. Стоялова. Красноярск, 2006. — 92 с.