автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование параметров комбинированного орудия для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев в лесных питомниках

На правах рукописи

Главацкий Сергей Григорьевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОГО ОРУДИЯ ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ПОДРЕЗКИ И ВЫКОПКИ СЕЯНЦЕВ В ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКАХ

Специальность 05.21.01 — Технология и машины лесозаготовок

и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2004

Работа выполнена в Сибирском государственном технологическом университете.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Невзоров Виктор Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Козинов Георгий Леонидович

кандидат технических наук Мельников Вениамин Георгиевич

Ведущая организация: Федеральное государственное учреждение

«Дальневосточный научно-исследовательский институт лесного хозяйства» (ФГУ «ДальНИИЛХ»)

Защита состоится «29» октября 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.253.04 при Сибирском государственном технологическом университете {СибГТУ) по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82. СибГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан «28» сентября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Мелешко А.В.

2005-4 12848

ВВЕДЕНИЕ. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Объемы воспроизводства лесов в Российской Федерации с 1990 по 2001 г. уменьшились почти в 2 раза, что вызвано снижением финансирования лесного хозяйства, старением машино-тракторного парка, сокращением номенклатуры машин и оборудования, применяемых в технологиях выращивания посадочного материала в лесных питомниках.

Площади искусственного лесовосстановления в различных регионах страны составляют до 30 % от общих объемов воспроизводства лесов. Преобладающим способом искусственного лесовосстановления является посадка лесных культур стандартным посадочным материалом. Значительная часть таких культур списывается. Основная причина - низкое качество посадочного материала из-за несоблюдения технологий выращивания, снижения уровня механизации технологических процессов в лесных питомниках и при уходах за лесными культурами.

В сложившихся хозяйственно-экономических условиях повысить уровень механизации, производительность и качество работ по искусственному лесо-восстатовлению можно при использовании современного многооперационного оборудования, использующего прогрессивные способы реализации технологических процессов. Применение такого оборудования позволит сократить номенклатуру технических средств для механизации работ в лесном хозяйстве и затраты на его приобретение и эксплуатацию.

Такой подход вытекает из Концепции развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003-2010 гг., одобренной распоряжением Правительства № 69-р от 18.01.2003 г., в которой сказано, что в современных условиях воспроизводство лесов должно быть обеспечено за счет применения современных технологий и технических средств для выращивания посадочного материала.

Одним из реальных путей повышения качества искусственного лесовос-становления является применение укрупненного посадочного материала с мочковатой компактной корневой системой, создаваемой методом подрезки сеянцев в посевах. За рубежом подрезка является обязательным технологическим приемом при выращивании посадочного материала и осуществляется, как правило, машинами и орудиями с вибрационными рабочими органами. Корнепод-резчики с пассивными рабочими органами, разработанные в России, не обеспе-чизают качественное проведение подрезки, что сдерживает ее широкое применение в лесном хозяйстве.

Технологические операции подрезки и выкопки сеянцев в нашей стране и за рубежом выполняются отдельными, специально предназначенными для этого машинами и механизмами.

В этой связи проведение исследований по созданию комбинированного орудия со сменными рабочими органами для вибрационной подрезки и выкоп-ки сеянцев в лесных питомниках, разработка технологии выращивания укруп-

ненного посадочного

является актуальной задачей для лесной науки. Успешное решение этой задачи будет способствовать повышению уровня механизации работ в лесных питомниках, снижению затрат на выращивание посадочного материала и проведение искусственного лесовосстановления.

Диссертационная работа подготовлена по результатам исследований, выполненных автором по плану научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ФГУ «ВНИИПОМлесхоз» на 2001-2003 гг. (задание Министерства природных ресурсов Российской Федерации, Государственный контракт № 02-10/6Л-4-01 от 02.04.2001 г., базовый проект 3.11, тема 3.11.5 «Провести модернизацию корнеподрезчика КН-1,2») и по гранту Министерства образования РФ№ АОЗ-3.21-571 (2003-2004 гг.).

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование и разработка комбинированного орудия и технологий вибрационной подрезки и выкопки сеянцев в лесных питомниках.

Для достижения поставленной цели исследования необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести анализ работы, обосновать основные параметры рабочих органов для подрезки и выкопки сеянцев.

2. Разработать экспериментальные модели орудия для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

3. Провести натурные испытания экспериментальных моделей, обосновать оптимальные эргономические и лесотехнические параметры комбинированного орудия со сменными рабочими органами для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

4. Разработать опытный образец комбинированного орудия, провести его эксплуатационные испытания в различных почвенных условиях лесных питомников, определить энергетические и эксплуатационно-технологические параметры вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

5. Разработать проект рекомендаций по вибрационной подрезке и выкоп-ке сеянцев в лесных питомниках.

Научная новизна. Выполнено теоретико-кинематическое обоснование рабочих органов комбинированного орудия для подрезки и выкопки сеянцев, определены оптимальные режимы и условия, обеспечивающие резание корней со скольжением и стабильность хода подрезающего и выкопочного ножей по глубине. Установлены численные значения кинематических, эргономических, лесотехнических, энергетических и эксплуатационно-технологических параметров, подтверждающих эффективность технологических процессов вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

Новизна исследований подтверждена свидетельством на полезную модель и патентом на изобретение.

Практическое значение. В результате проведенного исследования разработаны технологии вибрационной подрезки и выкопки сеянцев в лесных питомниках, создано навесное комбинированное орудие к тракторам тягового

класса 6-14 кН для реализации технологий. По результатам эксплуатационно -хозяйственных испытаний в лесхозах технологии и оборудование рекомендованы для внедрения. Использование результатов исследования в лесном хозяйстве позволит выращивать укрупненный посадочный материал с мочковатой компактной корневой системой, обладающий повышенной приживаемостью и сохранностью в лесных культурах.

Положения, выносимые на защиту.

1. Комбинированное орудие со сменными рабочими органами для реализации технологий вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

2. Технологии вибрационной подрезки и выкопки сеянцев сосны, кедра сибирского, ели и лиственницы в лесных питомниках, обеспечивающие получение укрупненного посадочного материала с мочковатой компактной корневой системой без перешколивания.

Обоснованность и достоверность результатов исследований. Исследование выполнено с применением современных методик планирования экспериментов, методов математической статистики и средств программного обеспечения. Достоверность полученных результатов обеспечена статистически обоснованным объемом опытных данных.

Личный вклад автора. Автором сформулирована цель и задачи работы, разработана программа и методика, выполнены теоретические исследования. Под руководством и при непосредственном участии автора разработаны конструкции экспериментальных моделей и опытного образца комбинированного орудия, проведены их испытания. Лично автором выполнены систематизация, обработка и анализ экспериментальных данных, составлены выводы, подготовлены практические рекомендации.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследования доложены: на Международной научно-практической конференции «Химико-лесной комплекс - научное и кадровое обеспечение в XXI веке. Проблемы и решения» (Красноярск, 2000; 2002); на научно-практической конференции «Инновационный потенциал лесопромышленного комплекса Красноярского края» (Лесосибирск, 2001); на 2-й Всероссийской научно-практической конфе-ренцйи-выставке «Проблемы экологии и развития городов» (Красноярск, 2001); на Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы: проблемы и решения» (Красноярск, 2003; 2004); на XV Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 2004); на Ученых советах Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной охраны лесов и механизации лесного хозяйства (2001-2004); на объединенном заседании кафедр «Автомобили, тракторы и лесные машины», «Проектирование лесного оборудования» и «Технологии конструкционных материалов и машиностроения» Сибирского государственного технологического универси-тгта (Красноярск, 2004).

Технологии вибрационной подрезки и выкопки сеянцев и комбинированное орудие были представлены участникам региональной выставки-ярмарки

«Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 2003) и межотраслевой выставки достижений науки в системе МПР России (Москва, 2003); делегатам 5-го Всероссийского съезда лесоводов (Москва, 2003).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы и защищаемые положения изложены в 21 работе, 7 из которых опубликованы в материалах научных и научно-практических конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Общий объем рукописи составляет 217 страниц, содержит 23 таблицы, 37 рисунков и 6 приложений. Библиография включает 192 наименования, в том числе 9 иностранных.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Особенности технологии и техника для подрезки и выкопки сеянцев в лесных питомниках. Исследования особенностей роста сеянцев и технологий выращивания укрупненного посадочного материала различных пород в нашей стране проводили А.И. Савченко, М.А. Дударев, О.С. Москалева, В.П. Законова, Н.А. Смирнов, Н.С. Прошин, Н.П. Калиниченко, В.И. Казаков, Ф.М Овчинников, М.И. Харинский и др. Установлено, что при подрезке сеянцев происходит интенсивное образование мелких корней и замедленный рост стволиков. Такое развитие отдельных частей сеянца позволяет выращивать укрупненный и крупномерный посадочный материал с оптимальным соотношением надземных и подземных органов.

Анализ показал, что разработанные в нашей стране корнеподрезчики с пассивными рабочими органами не обеспечивают качественное выполнение подрезки. Вследствие накапливания на рабочих органах растительных остатков и налипшей почвы происходит выглубление ножей и повреждение гряд. В зарубежных странах преимущественное применение нашла подрезка с использованием активных рабочих органов, которая является обязательным агротехническим приемом при выращивании посадочного материала.

Для выкопки сеянцев в нашей стране и за рубежом применяются устройства с пассивными и активными рабочими органами. Недостатками выкопоч-ных орудий пассивного действия являются плохое перерезание корней, сгру-живание почвы, нестабильность технологического процесса выкопки.

Для активной подрезки сеянцев преимущественно используется плоский горизонтальный нож, совершающий поперечные колебания в почве, для выкоп-ки - скобы, вибрирующие в продольной плоскости.

1.2. Анализ воздействия вибрационных рабочих органов на корни растений. К числу современных достижений отечественной науки и техники, которые могут быть использованы для улучшения технологических показателей оборудования для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев в лесных пи-

темниках, относятся вибрационные и импульсные методы интенсификации технологических процессов. Исследованиями Г.Н. Синеокова, О.В. Верняева, А.А. Дубровского, Е.С. Босого, М.З. Циммермана, Н.С. Шкуренко, Н.Г. Дубровина, В.И. Цветникова, И.Я. Федоренко и других авторов установлено, что применение колеблющихся рабочих органов позволяет снизить тяговое сопротивление почвообрабатывающих орудий до 30-50 %. С увеличением частоты и амплитуды колебаний эффект вибрации возрастает, причем более интенсивно для продольных колебаний, чем для поперечных. Различными авторами предприняты попытки дать теоретическое обоснование снижения тягового сопротивления при действии вибрации.

1.3. Влияние вибрации на технические параметры машин и здоровье человека. Исследованиями П.А. Гладких, Р.В. Ротенберга, Б.И. Турбина, В.Н. Дроздова, Е.Я. Улицкого и других ученых установлено, что следствием применения вибрационных рабочих органов в конструкциях машин и оборудования является повышение уровней вибрации и шума, отрицательно влияющих на показатели надежности техники и здоровье человека.

Вибрации со стороны вибрационных рабочих органов передаются на операторов в направлениях трех взаимно перпендикулярных осей координат: вертикальной Z, горизонтальной продольной X (от спины к груди) и горизонтальной поперечной У (от правого плеча к левому). Они вызывают изменения в организме, затрагивающие функциональное состояние, работоспособность и здоровье. Интенсивность нарастания вредных последствий зависит от частоты, амплитуды, направления и продолжительности колебаний.

Вибрация поверхностей деталей машин является источником шума, что ведет к ухудшению слуха и другим функциональным расстройствам организма.

1.4. Основные этапы создания комбинированного орудия с вибрационными рабочими органами. Методология создания новой техники изложена s работах В.Г. Болтинского, A.M. Дворянкина, В.С Доева, В.Н. Дроздова, В.Ф. Полетайкина, Б.И. Турбина, В.А. Лозового, В.Н. Коршуна и других авторов. Она обладает общими закономерностями: 1 - выбор принципа реализации технологического процесса; 2 - определение принципиальной схемы машины и исходных значений ее параметров; 3 - конструирование и испытания экспериментальных моделей машины, определение оптимальных значений основных параметров; 4 — изготовление и испытания опытного образца, определение его соответствия оптимальным требованиям, доработка, подготовка рабочей технической документации. Исходя из этого исходной информацией для создания машины с вибрационными рабочими органами являются: а) математическое описание движения рабочих органов; б) ожидаемые параметры и вероятность улучшения процессов. Следовательно, процесс научного обоснования оптимальной технологической схемы комбинированного орудия должен включать следующие этапы: 1- определение законов движения вибрационных рабочих органов; 2 — выбор принципиальной схемы машины, реализующей законы движения рабочих органов; 3 ~ экспериментальные определения параметров схемы

с определением соответствия параметров качества и надежности технологических процессов исходным лесотехническим требованиям.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Оптимизационная модель объекта исследований. В качестве объектов исследований приняты: комбинированное орудие со сменными вибрационными рабочими органами; технологические процессы подрезки и выкопки сеянцев.

На основании системного анализа выделены входные факторы и параметры оптимизации, характеризующие процессы взаимодействия подрезающего ножа пассивного и активного типов с обрабатываемой почвой. Все входные факторы разделены на три группы: неуправляемые, управляемые и контролируемые.

Неуправляемые факторы включают все первичные входные факторы окружающей среды.

К управляемым факторам отнесены факторы, характеризующие кинематическую взаимосвязь поступательного движения агрегата с движением горизонтального подрезающего ножа, совершающего колебательные движения в почве: - рабочая скорость поступательного движения агрегата -

соответственно частота пн и амплитуда Бн колебаний ножа.

Параметры оптимизации объектов исследований разделены на первичные и вторичные. В качестве первичных технических параметров приняты одночи-словые параметры, характеризующие эргономичность орудия: уровень общей вибрации на сиденье оператора ; уровень локальной вибрации на рулевом колесе ; уровень непостоянного шума в кабине трактора

Вторичными выходными параметрами, оптимизирующими технологические процессы подрезки и выкопки сеянцев, приняты: - стабильность хода ножа по глубине; - биометрические показатели сеянцев; - показатели энергоемкости; - эксплуатационно-технологические показатели.

2.2. Обоснование параметров кинематической схемы навесного устройства. В вертикальной продольной плоскости параметры навесной системы определяются положением мгновенного центра вращения (МЦВ) (точка пересечения направлений верхних и нижних тяг в вертикальной плоскости) системы, который в рабочем положении орудия должен лежать в зоне, ограниченной углом наклона результирующей всех сил сопротивления [по Д.А. Чудакову]. В случае расположения МЦВ выше этой зоны не будет обеспечено заглубление кожей и устойчивый ход орудия при подрезке и выкопке сеянцев.

В горизонтальном направлении зона расположения МЦВ ограничена вертикалями, отстающими от оси ведущего колеса на расстоянии 0^ и 1,25Z, где Z — база трактора. С учетом положения МЦВ в системе «трактор + комбиниро-

ванное орудие» и требований к агрегату в транспортном и рабочем положениях, определены оптимальные конструктивные параметры присоединительных элементов орудия, обеспечивающие минимальные колебания агрегата на неровностях рельефа.

2.3. Обоснование параметров черенковых ножей. Рассмотрены три варианта расположения режущей кромки черенковых ножей по углу установки в вертикальной плоскости относительно направления движения агрегата (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Схема сил, действующих на черенковый нож в зависимости от угла установки в вертикальной плоскости

1. При а <90° возникает вероятность выдергивания слабоукоренившихся сеянцев, особенно на легких почвах. Со стороны сверхлежащего пласта действует реакция R, заглубляющая нож, что способствует стабильности процесса подрезки по глубине.

2. При а =90° возрастают энергетические потери на пассивное резание почвы и подрезку боковых корней, увеличивается вероятность вырывания сеянцев.

3. При а >90° черенковый нож опускает вниз частицы почвы и элементы корневых систем сеянцев. На нож действует выглубляюгцая реакция R почвы.

При расположении лезвия черенкового ножа под углом и движе-

нии агрегата действующее на нож сопротивление резанию RT создает слагающую силу сдвигающую корень вдоль лезвия. В зоне контакта лезвия с корнем растения возникает сила трения F = Ntgcp , где

которая препятствует сдвигу корня. При F <

Т имеет место неравенство:

RT -sina-tg(p<RT-cosa. (2.1)

После преобразований окончательное условие резания боковых корней черенковым ножом со скольжением может быть выражена неравенством а<(90°— ф), что согласуется с результатами исследований Г.Н. Синеокова.

Силы сопротивления, действующие на черенковый нож при подрезке бо-козых корней сеянцев, выражены следующими формулами: сила сопротивле-

ния почвы резанию по линии движения Лх = К-а-Ь, где К - удельное сопротивление резанию почвы; а - толщина ножа; Ь - глубина подрезки; боковая составляющая силы сопротивления почвы резанию 112 =ЯХ -^(Р + ф), где р-угол крошения почвы; результирующая сила сопротивления почвы резанию

/2 2~

Р. = + ; сила трения почвы по поверхности ножа Б = £ ■ N, где Г - коэффициент трения почвы о материал ножа; сила сопротивления от прилипания почвы о материал ножа Тпр = Б • (р0 + рЬ), где Б - видимая площадь контакта

ножа с почвой, р0 - коэффициент касательных сил удельного прилипания при отсутствии нормального давления, р- коэффициент удельного прилипания, вызываемого нормальным давлением; суммарное сопротивление скольжению Тобщ = V + ТПр; общее сопротивление ножа в почвенном горизонте

Лн=Ях+Тобщ; сопротивление перерезанию корней Rк=q•S•i, где q -удельное усилие для разрыва корней лесных пород, Б - площадь сечения корня, 1 - количество боковых корней, одновременно перерезаемых на глубине Ь.

С учетом расчетных значений сил сопротивления определены конструктивные параметры черенковых ножей.

2.4. Обоснование параметров горизонтального подрезающего ножа. У корнеподрезчиков с прямопоставленным пассивным горизонтальным ножом Ф = У (у-угол резания, ср-угол трения растения о лезвие) и резание происходит без скольжения (рисунок 2.2 а). На основании теоретического анализа движения элементарного участка лезвия ножа, совершающего переносное движение вместе с агрегатом со скоростью Уар и относительное движение в поперечном направлении со скоростью Уя, выведено условие резания корней со скольжением (рисунок 2.2 б):

Уар<Ун=2пн.8н. (2.2)

а) б)

Рисунок 2.2 — Условия резания корней сеянцев пассивным (а) и активным (б) ножами

Отношение Ун : Уар > 1 является кинематической характеристикой орудия, осуществляющего процессы вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

При поперечных колебаниях ножа уравнение движения любой его точки В можно представить в виде уравнений правильного гармонического колебания, которое определяется движением проекции точки ведущего шарнира кривошипа механизма привода ножа с радиусом г и угловой скоростью ю . В этом случае относительное перемещение любой точки ножа , отно-

сительная скорость , относительное ускорение

Максимальная скорость движения ножа будет иметь место при среднем положении ножа, совпадающим с осью посевной гряды, а максимальное ускорение - при крайних положениях ножа.

Переносное движение ножа совместно с агрегатом , перенос-

ная скорость , абсолютная скорость

Сила инерции ножа при возвратно-поступательном движении в поперечном направлении Рин =mra^ - r-sinot, где m - масса подвижной части подрезающего устройства. Расход энергии на привод ножа A = 0,5-mfí)"' -г^, а мощность, требуемая для преодоления силы инерции, N = 1,02 • то"' • г^ • 1кВт.

Глава 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Общая методика исследований. В работе использованы методы натурных, лабораторных и эксплуатационных испытаний.

В натурных условиях в питомниках лесхозов проведены исследования по оптимизации эргономических параметров ( Уов, Улв, Уш) и конструктивных параметров комбинированного орудия и технологических процессов вибраци-оккой подрезки и выкопки сеянцев (параметры Wt). Для моделирования технологических режимов разработаны две экспериментальные модели орудия с рабочими органами для пассивной и вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

При лесотехнической оценке технологий вибрационной подрезки и вы-кспки сеянцев определяли: а)стабильность процессов по глубине при работе рабочих органов в активном и пассивном режимах; б) качество работы, то есть способность экспериментальной модели осуществлять технологический процесс без повреждения посевных гряд и сеянцев.

Установочная глубина хода ножа во всех опытах по подрезке была равной 13 ± 0,5 см, при выкопке - 20 ± 0,5 см.

В лабораторных условиях выполнены исследования по количественной оценке влияния подрезки на биометрические показатели сеянцев (параметры W2).

По результатам натурных испытаний разработан опытный образец комбинированного орудия, проведены его эксплуатационно-хозяйственные ис-

пытания в почвенных условиях лесных питомников четырех лесхозов. В процессе испытаний определены энергетические ( >№3) и эксплуатационно-технологические ( ) параметры опытного образца.

Количество опытов на одну экспериментальную точку и брак измерений определяли по общепринятым методикам. Результаты экспериментальных исследований обрабатывали методами математической статистики и теории вероятностей с использованием пакета прикладных программ.

3.2. Методика определения технических параметров экспериментальных моделей комбинированного орудия. Исследования выполнены на базе двух агрегатов, включающих трактор Т-25А с навесными экспериментальными моделями орудия. Опыты проведены с применением методов планирования экспериментов. Факторный эксперимент типа 2П проводили при двух значениях скоростей агрегата (фактор ) с варьированием факторов и

на верхних, нижних и основных уровнях. Обеспечение идентичных условий испытаний позволило уравнять относительное влияние факторов внешней среды и факторов в параллельных опытах.

Измерение общей вибрации и шума в кабине трактора и локальной вибрации на рулевом колесе осуществляли в положении оператора «сидя». Уровень шума определяли на уровне головы оператора. Для измерения вибрации использовали виброграф-щуп ВР-1, для измерения шума — измеритель шума и вибрации ВШВ-003М.

Вычисление коэффициентов математических моделей проводили по методу наименьших квадратов, проверку гипотезы об адекватности моделей - по критерию Фишера.

Для оценки влияния параметров колебаний ножа на качество подрезки проведены испытания с изменением частоты ( пн= 5, 10 и 20 Гц) при Бн = 4 мм и амплитуды ( 8Н= 4, 12 и 18 мм) при пн= 4 Гц. Качество подрезки характеризовали частотой технологических отказов, то есть нарушением процесса в результате накопления на ноже растительных остатков и почвы, проявляющимся в сгруживании посевных гряд и выглублении ножа.

С учетом влияния частоты и амплитуды на эргономические параметры орудия и качество подрезки определены оптимальные параметры колебаний ножа, выполнена сравнительная оценка качества подрезки пассивным и активным ножами и стабильности хода ножа по глубине.

3.3. Методика оценки влияния подрезки на биометрические показатели сеянцев. Влияние подрезки на изменение биометрических показателей определяли измерением высоты стволиков и взвешиванием корневой системы неподрезанных и подрезанных сеянцев, отобранных на учетных площадках.

В лабораторных условиях проводили промывку, сушку и взвешивание корневых систем сеянцев на аналитических весах АДВ-200М с точностью до 0,0002 г. Высоту стволиков замеряли линейкой с ценой деления 1 мм.

3.4. Методика эксплуатационных испытаний опытного образца комбинированного орудия. Цель испытаний заключалась в определении способности опытного образца стабильно выполнять процессы вибрационной подрезки и зыкопки сеянцев в различных почвенных условиях питомников. Испытания проведены на средних и тяжелых суглинках. Программа эксплуатационно -хозяйстенных испытаний включала энергетическую и эксплуатационно-технологическую оценки. Согласно РД 10.2.2-89 при энергетической оценке определяли тяговое сопротивление, расход топлива и мощности на выполнение процессов пассивной и вибрационной подрезки и выкопки сеянцев. Тяговое сопротивление определяли прямым измерением методом буксировки агрегатов на холостом и рабочем ходах в режимах пассивной и вибрационной подрезки и выкопки сеянцев. По данным расхода топлива за время опыта вычисляли удельный расход. Эксплуатационно-технологическая оценка включала определение производительности, коэффициентов использования рабочего времени смены и надежности технологических процессов.

Глава 4. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ КОРНЕПОДРЕЗЧИКА

4.1. Устройство и взаимодействие составных частей экспериментальной модели. Основные узлы экспериментальной модели: неподвижная рама с установленными на ней опорными колесами и черенковыми ножами; подвижная скоба, шарнирно закрепленная на неподвижной раме, со съемным горизонтальным подрезающим ножом, установленным в нижней части скобы.

В средней части рамы расположен кривошипно-шатунный механизм привода подвижной скобы со сменными кривошипами, радиусы которых связаны с амплитудой колебаний скобы и подрезающего ножа соотношением 8Н = 2г. Амплитуда колебаний ножа при испытаниях достигалась установкой кривошипа с соответствующим радиусом, частота - регулировкой подачи масла на гидромотор механизма привода.

4.2. Определение оптимальных технических параметров экспериментальной модели. Испытания проведены на подрезке сеянцев сосны, кедра сибирского, ели и лиственницы. Общая наработка составила 1,64 га, в том числе па подрезке пассивным ножом - 0,27 га, активным ножом - 1,37 га.

Предварительные измерения эргономических параметров , и

при максимальных значениях управляемых параметров и на верхних уровнях варьирования, показали, что общая вибрация на сиденье оператора не превышает нормативных значений. Поэтому дальнейшие опыты были проведены только для изучения локальной вибрации по направлению У и уровня шума в кабине трактора.

В таблице 4.1 приведены результаты обработки экспериментальных данных по определению локальной вибрации на рулевом колесе трактора Т-25А

при вибрационной подрезке сеянцев ( Х1 = Уар =335 мм/с). Аналогичные расчеты выполнены для определения уровня шума в кабине трактора.

Таблица 4.1 _ - Результаты расчетов^ по определению локальной вибрации

Уравнения регрессии, выражающие в аналитическом виде взаимосвязи параметров оптимизации с варьируемыми факторами, имеют вид:

а) для локальной вибрации на рулевом колесе

У = 119,47 + ],67Х2+1,82ХЗ+0,325Х2ХЗ; (4.1)

б) для общего уровня звука (шума) в кабине трактора

У = 86,25 + 1,55X2 + 2,97Хз + 0,75X2X3. (4.2)

Проверка по Б-критерию Фишера показала, что оба уравнения являются адекватными. Независимая проверка коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента выявила значимость коэффициентов при факторах и и при их взаимодействиях. Знаки при коэффициентах регрессии указывают на отрицательное влияние частоты и амплитуды колебаний подвижной скобы на эргономические параметры модели. Влияние амплитуды колебаний более значимо, так как значения коэффициентов при выше.

При малой амплитуде ( =4 мм) изменение частоты колебаний ножа существенно не влияет на качество технологического процесса вибрационной подрезки сеянцев (рисунок 4.1). При увеличении амплитуды и постоянной частоте колебаний ( =4 Гц) повреждаемость гряд и сеянцев резко снижается и при 8Н »20 мм равна нулю (рисунок 4.2). Следовательно, при малых амплитудах колебаний работа активного ножа незначительно отличается от работы пассивного. С увеличением амплитуды создаются условия для самоочищения ножа и реализации кинематического соотношения

3,0

£

1,0

0 5 10 15 20 25

Частота колебаний пн, Гц

Рисунок 4.1 - Повреждение посевных гряд двулетних сеянцев сосны (1) и кедра сибирского (2) в зависимости от частоты колебаний подрезающего ножа при постоянной амплитуде Бд = 4 мм

Зависимости повреждаемости гряд от параметров колебаний ножа аппроксимированы уравнениями регрессии:

а) при =4 мм и изменении частоты

У = -0,016Х2+2,412 (4.3)

б) при =4 мм и изменении амплитуды

У = 1,91-е 63'01_ (4.4)

С учетом результатов экспериментальных исследований были приняты следующие кинематические параметры колебаний подрезающего ножа, обеспечивающие минимальные уровни эргономических параметров Улв и Уш, выполнение условия резания корней со скольжением ( ), и качество технологического процесса: пн = 15 Гц и Бн = 12 мм.

Построена номограмма, по которой можно определить оптимальные кинематические параметры, обеспечивающие выполнение условия Ун :Уар >1

при агрегатировании орудия с тракторами (Т-25А, Т-40А, МТЗ-82).

О 4 8 12 16 20 24

Амплитуда колебаний , мм

Рисунок 4.2 — Повреждение гряд при подрезке двулетних посевов кедра сибирского (5) в зависимости от амплитуды колебаний 8Н подрезающего ножа при постоянной частоте колебаний = 4 мм (1 - поступательная скорость агрегата Уар «170 мм/с; 2 - график средней скорости ножа Ун = 2пн -8Н при пн =4 Гц; 3 — график максимальной скорости ножа УНтах = 2УН при пн =4 Гц; 4 - график средней скорости движения подрезающего ножа при пн = 12 Гц)

На рисунке 4.3 приведена гистограмма и дифференциальная кривая распределения глубины хода ножа при вибрационной подрезке сеянцев. По критерию согласия Пирсона при уровне значимости а =0,05 и числе степеней свобо-

2 2

ды к = 3 значение критерия Х^щЦц ~ ^>44 < Хтабл = 7,8. С доверительной вероятностью 0,95 следует, что распределение является нормальным. Параметры распределения: среднее значение подрезки Ь = 13,59 см; дисперсия выборки

ер" = 2,16; коэффициент вариации V = 0,11 (11 %).

Глубина хода ножа при пассивной подрезке уменьшается с увеличением наработки. При длине гона 100-120 м глубина подрезки снижается до 6-7 см и наблюдается выволакивание сеянцев и повреждение посевных гряд (рисунок 4.4). Уравнение регрессии, характеризующее процесс, имеет вид:

У = -0,0006.Х2 +0,0111Х+ 13,94. (4.5)

<0

о

б (б

:г

24 20 16 12 8 4

¡¡¡и

/ /'¿Щиж*

,уС.__

^^Щ^р \

10 12 14 16 18

Глубина подрезки, см

Рисунок 4.3 - Гистограмма и дифференциальная кривая распределения глубины хода ножа при вибрационной подрезке сеянцев кедра сибирского

Лесные породы

Рисунок 4.4 - Повреждение сеянцев при подрезке пассивным ножом: 1 -сосна (двулетние сеянцы); 2 - сосна ( трехлетние сеянцы); 3 — кедр сибирский (двулетние сеянцы); 4 — лиственница (двулетние сеянцы), 5 - ель (двулетние сеянцы); 6 - ель (пятилетние сеянцы)

4.3. Влияние подрезки на биометрические показатели сеянцев. Превышение среднего значения высоты стволиков неподрезанных сеянцев по сравнению с подрезанными в течение одного сезона вегетации составило 3,51%. Прирост корневой массы подрезанных сеянцев за этот же период достиг 14,23%, причем он обеспечен за счет образования новых более мелких корней.

То есть, подрезка способствует уменьшению отношения массы стволиков к массе корневой системы, что по данным Н.П. Калиниченко с соавторами [1991] улучшает приживаемость и рост сеянцев в лесных культурах.

Глава 5. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ВЫКОПОЧНОГО ОРУДИЯ

5.1. Устройство и взаимодействие составных частей экспериментальной модели орудия. Принципиальная схема экспериментальной модели орудия для вибрационной выкопки сеянцев отличается от экспериментальной модели корнеподрезчика отсутствием черенковых ножей, расположением механизма привода подвижной скобы в верхней части неподвижной рамы и конструкцией выкопочного рабочего органа, новизна которого подтверждена патентом №2205531. Рабочий орган содержит выкопочный нож с шарнирно присоединенной пальцевой гребенкой, соединенной системой рычагов с механизмом привода подвижной скобы. Подвижная скоба посредством двух шарниров соединена своей средней частью с неподвижной рамой, а верхней - с шатуном механизма привода, под воздействием которого совершает колебания в продольной плоскости.

5.2. Кинематический анализ выкопочного рабочего органа. В процессе выкопки нож вместе с гребенкой совершает гармонические колебания. Параметры колебаний описываются уравнениями, приведенными в разделе 2.4.

Оптимальный режим движения выкопочного ножа характеризуется соотношением , благодаря чему обеспечиваются условия для

самоочищения лезвия и поверхностей ножа от растительных остатков и налипшей почвы. При этом в крайних точках скорость VH = 0, ускорение ан = max. При рабочем (вперед) и холостом (назад) ходах выкопочного ножа пальцевая гребенка совершает два полных колебания, передавая на подкопанный пласт силу инерции подвижных частей рабочего органа, чем способствует отделению почвы от корней сеянцев.

5.3. Определение оптимальных технических параметров выкопочного рабочего органа. Наработка на выкопке сеянцев сосны, кедра сибирского и ели пассивным ножом составила 0,49 га, на выкопке сеянцев сосны, кедра, ели и лиственницы с вибрацией ножа -1,07 га.

На основании экспериментальных данных, полученных при исследовании уровней локальной вибрации и уровня звука в кабине трактора (таблица 5.1), составлены уравнения регрессии:

а) для локальной вибрации на рулевом колесе

У = 117,40 + 1,60Х2 + 1,90Хз + 0,40X2X3 ; (5.1)

б) для общего уровня звука (шума) в кабине трактора

У = 82,90 + 1,90X2 + 2,90Хз + 0,60Х2Х3 (5.2)

Уравнения регрессии адекватны, а коэффициенты значимы. Знаки при коэффициентах свидетельствуют о том, что увеличение факторов Х2 и Х3 при выкопхе сеянцев ведет к повышению уровней локальной вибрации и шума на рабочем месте оператора. Влияние амплитуды колебаний на изменение уровней эргономических параметров более существенно, чем влияние частоты.

С учетом результатов кинематического анализа выкопочного рабочего органа и исследования эргономических параметров экспериментальной модели орудия для дальнейших опытов по оценке лесотехнических, энергетических и эксплуатационно-технологических параметров процесса вибрационной выкоп-ки сеянцев приняты следующие параметры колебаний выкопочного ножа: пн = 15 Гц, 8Н = 12 мм.

Таблица 5.1 - Результаты расчетов по определению уровня шума в кабине трактора Т-25 А при вибрационной выкопке сеянцев_

№ опы та Х0 Х2 Х3 Х2Х3 У; 1(Уч-У1)2 1 5; (У-У;)

1 + +(20) +(16) + 88,3 2,67 1,41 88,3 0,0

2 + -(4) +(16) - 83,7 2,67 1,41 83,3 0,16

3 + -(4) -(8) + 80,0 2,0 1,0 78,7 1,69

4 + +(20) -(8) - 82,3 2,67 1,41 81,3 1,0

5 А- +(20) 0(12) 0 85,0 2,0 1,0 84,8 0,04

6 + -(4) 0(12) 0 82,0 2,0 1,0 81,1 0,81

Сумма 501,3 14,01 3,7

5.4. Лесотехническая оценка технологий выкопки сеянцев. Исследование влияния факторов на качество вибрационной выкопки сеянцев выполнено при оптимальных значениях факторов. Наработка при пассивной выкопке составила 0,49 га, при активной - 1,07 га.

Устойчивость хода выкопочного ножа по глубине при работе в активном режиме описывается кривой нормального распределения. Критерий Пирсона

^набл = 3,60< Х^абл =12,6 %) при к = 6. Статистические характеристики:

Н =20,76 см; о2 = 2,56; V = 0,08 (8 %).

Изменение глубины пассивной выкопки является функцией наработки. В результате накопления растительных остатков и почвы нож выглубляется, что приводит к повреждению гряд и сеянцев. Экспериментальные данные глубины хода пассивного выкопочного ножа аппроксимируются уравнением вида:

У = -0,0002Х2 +0,0248Х + 19,924. (5.3)

Первые признаки повреждения посевных гряд появляются по длине гона, равной, в среднем, 300-320 м, вследствие чего повреждаемость гряд на выкопке

в 2,5-3 раза ниже, чем при подрезке (0,56% - сосна; 0,77% - кедр; 0,42% — ель). Такой характер протекания процесса можно объяснить более благоприятными условиями работы выкопочного ножа на большей глубине и особенностями укоренившихся корневых систем сеянцев при выкопке.

Выполнение условия Уар:Ун >1 ( Уабс=Уар—Ун <0) является обязательным для обеспечения стабильности процесса вибрационной выкопки сеянцев.

Глава 6. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА КОМБИНИРОВАННОГО ОРУДИЯ

6.1. Основные технические параметры опытного образца орудия и условия эксплуатационных испытаний. По результатам натурных испытаний

разработан опытный образец комбинированного орудия и проведены его испытания в почвенных условиях четырех лесных питомников. Базовыми сборочными единицами опытного образца являются сборочные единицы и детали, конструктивные и технологические параметры которых обоснованы в процессе натурных испытаний экспериментальных моделей. В конструкции опытного образца предусмотрены сменные рабочие органы для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев, изменение расположения и установки механизма привода для придания колебаний подвижной скобе с ножом в поперечной или продольной плоскостях.

Испытания проведены на средних и тяжелых суглинистых почвах при влажности почвы в слое 0-10 см от 15,3 до 27 % и твердости от 0,72 до 1,35 МПа.

6.1. Испытания орудия на подрезке сеянцев. Испытания проведены на посевах сосны, кедра сибирского и ели на площади 2,34 га, в том числе на подрезке пассивным ножом - 0,31 га, активным ножом — 2,03 га.

Тяговое сопротивление на вибрационной подрезке снизилось на 19,15%, полное тяговое сопротивление - на 12,06%. Применение вибрации рабочих органов не дает снижения эффективной мощности двигателя трактора.

Эксплуатационные испытания подтвердили стабильность и высокое качество вибрационной подрезки вследствие повышения коэффициента надежности технологического процесса. Коэффициент использования рабочего времени смены вырос на 27,6%, а производительность подрезки — на 30,68%.

6 3. Испытания орудия на выкопке сеянцев. Испытания проведены на посевах сосны, кедра сибирского и ели. Общая наработка орудия на выкопке составила 2,32 га, в том числе пассивным ножом - 0,27 га, с вибрацией ножа -2,05 га.

Тяговое сопротивление на вибрационной выкопке снизилось на 23,83%, полное тяговое сопротивление агрегата - на 16,26%, полная мощность двигателя, расходуемая на работу агрегата, увеличилась на 18,89%. Вследствие высокой технологической надежности процесса вибрационной выкопки коэффици-

ент использования рабочего времени смены вырос на 28,07%, а сменная производительность - на 35,71%, при снижении удельного расхода топлива (кг/га) на 20,47%.

6.4. Технико-экономическая эффективность технологий вибрационной подрезки и выкопки сеянцев. Расчеты выполнены в соответствии с отраслевыми методиками. В качестве базовых вариантов приняты: а) на подрезке — корнеподрезчик КН-1,2 на шасси Т-16М; б) на выкопке - выкопочная скоба НВС-1,2 с трактором МТЗ-82.

Расчетный годовой экономический эффект от внедрения технологий вибрационной подрезки и выкопки сеянцев составляет 105,5 тыс. руб. на одно орудие (при условии выпуска опытной партии объемом 50 изделий). Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений равен 2,3 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Одним из перспективных направлений эффективного увеличения объемов искусственного воспроизводства лесов является совершенствование и разработка современных технологий и технических средств многооперационного назначения для выращивания укрупненного посадочного материала методом подрезки сеянцев в период их вегетации в питомниках. Существующие орудия с пассивными рабочими органами не обеспечивают качественное выполнение технологического процесса, что сдерживает широкое применение подрезки в лесном хозяйстве страны.

2. Анализ достижений науки, техники и зарубежного опыта применения оборудования для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев свидетельствует о том, что для совершенствования технологий и орудий для выращивания укрупненного посадочного материала могут быть использованы вибрационные методы интенсификации технологических процессов. На основании расчетов и проведенного анализа выделены основные этапы, определяющие специфику создания новой техники с вибрационными рабочими органами, составлены лесотехнические требования к объектам исследования: комбинированному орудию и технологическим процессам вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

3. Выполнена формализация факторов и обоснованы первичные и вторичные параметры оптимизации, оптимизирующие технические, лесотехнические, эксплуатационно-технологические и экономические параметры новых технологий и комбинированного орудия для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев. Дано теоретическое обоснование характеристик движения, параметров колебаний, оптимальных режимов подрезки корней и основных конструктивных элементов рабочих органов, обеспечивающих высокую эксплуатационную технологичность орудия.

4. Разработаны экспериментальные модели корнеподрезчика и выкопоч-ного орудия. Новизна конструкций рабочих органов подтверждена свидетельством на полезную модель и патентом на изобретение.

5. В процессе натурных испытаний экспериментальных моделей подтверждена обоснованность принятых конструктивных решений. С применением математического планирования эксперимента определены оптимальные кинематические параметры колебаний подрезающего и выкопочного ножей, обеспечивающие допустимые уровни эргономических параметров - вибрации и шума на рабочем месте оператора и высокую стабильность технологических процессов вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

6. Подтверждено положительное влияние подрезки на биометрические показатели сеянцев. Масса надземной части подрезанных двулетних сеянцев сосны в течение одного сезона вегетации снизилось всего на 3,51 %. Масса корневой системы подрезанных сеянцев кедра сибирского увеличилась на 14,23 % по сравнению с неподрезанными. Отмечено обильное образование тонковолокнистых корней подрезанных сеянцев, то есть формирование мочковатой корневой системы в ограниченном объеме почвы.

7. Создан опытный образец комбинированного орудия со сменными рабочими органами для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев. Проведены эксплуатационно-хозяйственные испытания орудия в почвенных условиях лесных питомников четырех лесхозов. Испытания показали высокую технологическую надежность вибрационных процессов подрезки и выкопки сеянцев на средних и тяжелых суглинках при агрегатировании с тракторами Т-25А, Т-40А, МТЗ-82. Установлено, что при агрегатировании с трактором Т-25А и поперечной вибрации горизонтального ножа тяговое сопротивление на подрезке сеянцев снижается на 19,15 %, полное тяговое сопротивление агрегата — на 12,06 %, а на выкопке, при продольной вибрации выкопочного ножа, соответственно, -на 23,83% и 16,26%.

8. В результате более рационального использования рабочего времени производительность работ по вибрационной подрезке и выкопке сеянцев за час сменного времени соответственно на 30,68 и 34,88 % выше, чем при работе орудия в пассивных режимах. Удельный расход топлива снизился при подрезке на 0,46 %, при выкопке на 20,47 %.

9. По результатам эксплуатационно-хозяйственных испытаний технологии вибрационной подрезки и выкопки сеянцев и комбинированное орудие рекомендованы для внедрения в лесном хозяйстве. Для практической реализации результатов исследования разработаны технологические рекомендации и подготовлена документация для серийного выпуска комбинированного орудия с вибрационными рабочими органами.

10. Общий годовой экономический эффект от внедрения технологий вибрационной подрезки и выкопки сеянцев при выпуске опытной партии комбинированного орудия объемом 50 изделий с учетом стоимости сохраненных сеянцев составляет 105,5 тысяч рублей на одно орудие. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений равен 2,3 года.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Главацкий С.Г., Ворожейкин Г.Г. Корнеподрезчики для лесных питомников: состояние и необходимость совершенствования // В сб. статей Международной научно-практической конференции 19-20 октября 2000 г. «Химико-леской комплекс - научное и кадровое обеспечение в XXI веке. Проблемы и решения. СибГТУ, 2000. - С. 153-155.

2. Главацкий С.Г., Ворожейкин Г.Г. К обоснованию корнеподрезчика с активным подрезающим ножом // В сб. статей Международной научно-практической конференции 19-20 октября 2000 г. «Химико-лесной комплекс -научное и кадровое обеспечение в XXI веке. Проблемы и решения. СибГТУ, 2000.-С. 139-142.

3. Векшин В.Н., Бельков В.В, Овчинников Ф.М., Батин С.Ю., Главацкий С.Г. Анализ особенностей восстановления лесов в Красноярском крае / В кн. «Эколого-экономические проблемы Восточно-Сибирского региона». Красноярск, ИГЩ КГТУ, 2001. - С. 16-28.

4. Невзоров В.Н., Главацкий С.Г. Перспективный посадочный материал для создания лесных культур / В кн. «Эколого-экономические проблемы Восточно-Сибирского региона». Красноярск, ИГЩ КГТУ, 2001. - С. 29-34.

5. Главацкий Г.Д., Харинский М.И., Главацкий С.Г. К обоснованию процесса подрезки корней растущих сеянцев с вибрацией рабочих органов / В кн. «Эколого-экономические проблемы Восточно-Сибирского региона». Красноярск, ИПЦ КГТУ, 2001. - С. 96-104.

6. Максимов Е.И., Харинский М.И., Главацкий С.Г. Новое оборудование для подрезки коней и выкопки сеянцев в лесных питомниках / В сб. докладов научно-практической конференции «Инновационный потенциал лесопромышленного комплекса Красноярского края». Лесосибирск, 2001. - С. 52-57.

7. Ботенков В.П., Забегалин Е.М., Паутяк В.Г., Новикова Л.Ф., Главацкий СТ., Невзоров СВ. Перспективный посадочный материал для восстановления припоселковых и пригородных зеленых насаждений / В сб. статей по материалам 2-й Всероссийской научно-практической конференции-выставки «Проблемы экологии и развития городов», том 3. Красноярск. - С. 36-47.

8. Харинский М.И., Главацкий С.Г. Комбинированное орудие для лесных питомников. Информлисток Красноярского ЦНТИ № 29-047-02 от 15.03.2002 г.

9. Главацкий С.Г. Биологические особенности подрезки корневых систем сеянцев в лесных питомниках // В сб. статей Всероссийской научно-практической конференции 11-12 апреля 2002 г. «Химико-лесной комплекс -проблемы и решения». СибГТУ, 2002. - С. 201-204.

10. Ботенков В.П., Главацкий С.Г., Паутяк В.Г., Скулкина Л.И. Шелко-прздники и лесопроизводство // Лесохозяйственная информация, 2002, № 6. -С. 5-11.

11. Ботенков В.П., Забегалин Е.М., Скулкина Л.И., Новикова Л.Ф., Гла-вацкий С.Г. Малозатратная технология производства и посадки посадочного

материала с закрытой корневой системой // Лесное хозяйство, 2003, №5, -С.40-42.

12. Харинский М.И., Главацкий С.Г. О вибрационной подрезке и выкопке сеянцев в лесных питомниках // Лесное хозяйство, 2003, № 6. - С. 43-45.

13. Главацкий С.Г. Теоретическое обоснование работы ножей для подрезки боковых и стержневых корней сеянцев / В кн. «Охрана лесов от пожаров, ле-совосстановление и лесопользование». Красноярск, ИПЦ КГТУ, 2003. - С. 323335.

14. Главацкий С.Г. Методика экспериментальных исследований по оптимизации параметров вибрационного корнеподрезчика / В кн. «Охрана лесов от пожаров, лесовосстановление и лесопользование». Красноярск, ИПЦ КГТУ, 2003.-С. 335-350.

15. Главацкий С.Г. Планирование экспериментов при оптимизации параметров вибрационного корнеподрезчика // В сб. статей Всероссийской научно-практической конференции 24-25 апреля 2003 г. «Лесной и химической комплексы: Проблемы и решения». Том 2. — Красноярск: СибГТУ, 2003. — С. 106112.

16. Шмаков В.А., Главацкий С.Г. Рабочий орган корнеподрезчика. Свидетельство на полезную модель № 24614 от 20.08.2002 г.

17. Шмаков В.А., Главацкий С.Г. Рабочий орган выкопочной машины. Патент на изобретение № 2205531 от 10.06.03 г. Бюл. № 16.

18. Ботенков В.П., Скулкина Л.И., Главацкий С.Г. Биологические особенности выращивания посадочного материала кедра сибирского / В кн. «Охрана лесов от пожаров, лесовосстановление и лесопользование». Красноярск, ИПЦ КГТУ, 2003.-С. 311-322.

19. Главацкий С.Г. Комбинированное орудие для лесных питомников / В кн. «ВНИИПОМлесхоз - лесному хозяйству». Красноярск, Изд-во»Гротеск», 2003.-С. 85.

20. Главацкий С.Г. Технология и оборудование для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев в лесных питомниках. // В сб. статей по материалам XV Коми республиканской молодежной научной конференции 19-23 апреля 2004 г. Том I. Сыктывкар, 2004. - С. 55-57.

21. Главацкий С.Г. Влияние подрезки корней на биометрические показатели сеянцев. // В сб. статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции 13-14 мая 2004 г. «Лесной и химический комплексы: проблемы и решения». Красноярск, СибГТУ, 2004 (в печати).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направлять по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82. Сибирский государственный технологический университет. Ученому секретарю совета.

Подписано в печать 10.08.2004. Сдано в производство 21.09.2004. Формат 60x84 1/16. Бумага типографская. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Уч.-изд.л. 1,5. Тираж 100 экз. Изд. №311. Заказ № 920. Лицензия ИД №06543 16.01,2002г.

Редакционно-издательский отдел СибГТУ. 660049, Красноярск, пр. Мира, 82, тип. СибГТУ

»17663

РНБ Русский фонд

2005-4 12848

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Особенности технологий и техника для подрезки и выкопки сеянцев в лесных питомниках.

1.2. Анализ воздействия колеблющегося рабочего органа на корни растений.

1.3. Влияние вибрации на эргономические параметры машин и здоровье человека.

1.4. Основные этапы создания оборудования с вибрационными рабочими органами.

1.5. Выводы по главе 1.

1.6. Цель и задачи исследования.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Оптимизационная модель объекта исследования.

2.2. Обоснование параметров кинематической схемы навесного устройства.

2.3. Обоснование параметров черенковых ножей.

2.4. Обоснование параметров горизонтального подрезающего ножа.

2.5. Выводы по главе 2.

Глава 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Общая методика исследований.

3.2. Методика определения технических параметров экспериментальных моделей комбинированного орудия для подрезки и выкопки сеянцев.

3.3. Методика исследования влияния подрезки на биометрические параметры сеянцев.

3.4. Методика эксплуатационных испытаний опытного образца комбинированного орудия.

Глава 4. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ

МОДЕЛИ КОРНЕПОДРЕЗЧИКА.

4.1. Устройство и взаимодействие составных частей экспериментальной модели корнеподрезчика.

4.2. Обоснование оптимальных технических параметров экспериментальной модели корнеподрезчика.

4.3. Влияние подрезки на биометрические показатели сеянцев.

4.4. Выводы по главе 4.

Глава 5. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ

МОДЕЛИ ВЫКОПОЧНОГО ОРУДИЯ.

5.1. Устройство и взаимодействие составных частей экспериментальной модели орудия.

5.2. Кинематический анализ выкопочного рабочего органа.

5.3. Определение оптимальных технических параметров выкопочного рабочего органа.

5.4. Лесотехническая оценка технологии выкопки сеянцев.

5.5. Выводы по главе 5.

Глава 6. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОГО

ОБРАЗЦА КОМБИНИРОВАННОГО ОРУДИЯ.

6.1. Основные технические параметры орудия и условия эксплуатационных испытаний.

6.2. Испытания орудия на подрезке сеянцев.

6.3. Испытания орудия на выкопке сеянцев.

6.4. Технико-экономическая оценка эффективности технологий вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

6.5. Выводы по главе 6.

Объемы воспроизводства лесов в Российской Федерации с 1990 по 2001 г. уменьшились почти в 2 раза [47]. Это вызвано снижением финансирования лесного хозяйства и связанным с этим старением машинно-тракторного парка, сокращением номенклатуры машин и оборудования, применяемых в технологиях выращивания посадочного материала в лесных питомниках.

В настоящее время объемы искусственного воспроизводства лесов в различных регионах страны составляют до 30 % от общих объемов лесовос-становления. Преобладающим способом искусственного лесовосстановления является посадка лесных культур стандартным посадочным материалом [1,5, 21, 22, 26, 47, 143, 145, 146, 147, 148, 178].

Значительная часть культур, создаваемых стандартным посадочным материалом, списывается. Основная причина - низкое качество посадочного материала из-за несоблюдения технологий выращивания, в результате снижения уровня механизации технологических процессов в лесных питомниках и при уходах за лесными культурами [57].

Уровень механизации работ в 80-е годы 20-го века достигал 52 % [47]. В последние годы уровень механизации снизился до 20-25 %. Очевидно, что в сложившихся хозяйственно-экономических условиях повысить уровень механизации, а вместе с тем производительность и качество работ по искусственному лесовосстановлению можно путем создания современного многооперационного оборудования, использующего прогрессивные способы реализации технологических процессов. Применение такого оборудования позволит сократить номенклатуру технических средств для механизации работ в лесном хозяйстве и затраты на его приобретение и эксплуатацию.

Такой подход вытекает из Концепции развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003-2010 гг. [75], одобренной распоряжением Правительства № 69-р от 18.01.2003 г., в которой сказано, что в современных условиях воспроизводство лесов должно быть обеспечено, в том числе за счет применения современных технологий и технических средств для выращивания посадочного материала.

Одним из реальных путей повышения качества искусственного лесо-восстановления является применение укрупненного посадочного материала с мочковатой корневой системой, создаваемой методом подрезки сеянцев в посевах.

Исследованиями влияния подрезки корневых систем сеянцев в нашей стране занимались Н.П. Борисенко, В.И. Казаков, Н.П. Калиниченко, В.К. Макиенко, Е.Н. Медведев, П.И. Мелешин, Ф.М. Овчинников, Н.С. Прошин, Н.А. Смирнов и др. [17, 18, 61, 63, 89, 90, 91, 94, 95, 115, 116, 117, 118, 138, 155, 156]. Этими исследованиями установлено, что подрезка корней, проведенная в установленные агротехнические сроки, оказывает благоприятное влияние на последующий рост надземной и подземной части сеянцев. За рубежом подрезка является обязательным технологическим приемом при выращивании посадочного материала и осуществляется, как правило, машинами и орудиями с вибрационными рабочими органами.

В России разработано и доведено до стадии Государственных приемочных испытаний четыре типа корнеподрезчиков, оснащенных пассивными рабочими органами: ЮПИ-1,2 и КНУ-1,2 разработки ВНИИЛМ, КПРШ-1,2 конструкции А.П. Шадрина и КН-1,2 конструкции ВНИИПОМлесхоза. Характерной особенностью разработанных корнеподрезчиков является забивание их рабочих органов растительными остатками, приводящее к нарушению качества технологического процесса подрезки, что сдерживает ее широкое применение в лесном хозяйстве страны.

По аналогии с подрезкой растущих сеянцев в питомниках выполняется другая энергоемкая технологическая операция - выкопка посадочного материала. Хотя по своим функциональным возможностям корнеподрезчики и выкопочные орудия очень близки, но по конструктивным особенностям имеют ряд отличий. Разработкой и созданием машин и механизмов, которые могут быть использованы для выкопки посадочного материала, занимались ученые ВНИИЛМ и ЦОКБлесхозмаш.

На основании анализа отечественной и зарубежной научно-технической информации выявлен ряд авторских свидетельств и патентов на изобретения в области механизации лесохозяйственных работ, разработкой которых занимались научно-исследовательские, отраслевые институты, а также сотрудники кафедр лесных факультетов высших учебных заведений.

Технологические операции подрезки и выкопки сеянцев и саженцев в нашей стране и за рубежом выполняются отдельными, специально предназначенными для этого машинами и механизмами. Комбинированных орудий, которые могли бы выполнять оба технологических процесса, по результатам выполненного анализа литературных источников и производственного опыта лесхозов не выявлено.

К числу современных достижений науки и техники в области теории почвообрабатывающих машин, которые могут быть использованы для улучшения технологических показателей оборудования для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев в лесных питомниках, относятся вибрационные методы интенсификации технологических процессов. Исследования в этой области выполнили О.В. Верняев, Е.С. Босой, А.А. Дубровский, Г.Н. Синеоков, М.З. Циммерман и др. [19, 20, 25, 55, 151, 175]. Этими исследованиями изучены основные закономерности резания корней и стеблей растений. Установлено, что для качественного выполнения процесса подрезки, резание должно осуществляться со скольжением. В этом случае лезвие рабочего органа самоочищается от растительных остатков и почвы, в результате чего тяговое усилие снижается на 30 и более процентов.

Наряду с положительными сторонами следствием применения импульсных и вибрационных методов является повышение уровня вибраций и шума, которые оказывают вредное влияние на здоровье обслуживающего персонала, ухудшают показатели надежности машин и оборудования.

Поэтому проведение исследований по созданию комбинированного орудия со сменными рабочими органами для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев в лесных питомниках, разработка технологии выращивания укрупненного посадочного материала с мочковатой компактной корневой системой без перешколивания является актуальной задачей для лесной науки, успешное решение которой будет способствовать повышению уровня механизации работ в лесных питомниках, качества и сохранности создаваемых лесных культур, снижению финансовых, материальных и трудовых затрат на выращивание посадочного материала и проведение искусственного лесовос-становления.

Целью настоящей диссертационной работы является исследование и разработка комбинированного орудия и технологий вибрационной подрезки и выкопки сеянцев в лесных питомниках.

Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ работы, обосновать основные параметры рабочих органов для подрезки и выкопки сеянцев.

2. Разработать экспериментальные модели орудия для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

3. Провести натурные испытания экспериментальных моделей, обосновать оптимальные эргономические и лесотехнические параметры комбинированного орудия со сменными рабочими органами для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

4. Разработать опытный образец комбинированного орудия, провести его эксплуатационные испытания в различных почвенных условиях лесных питомников, определить энергетические и эксплуатационно-технологические параметры вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

5. Разработать проект рекомендаций по вибрационной подрезке и вы-копке сеянцев в лесных питомниках.

Положения, выносимые на защиту:

1. Комбинированное орудие со сменными рабочими органами для реализации технологий вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

2. Технологии вибрационной подрезки и выкопки сеянцев сосны, кедра сибирского, ели и лиственницы в лесных питомниках, обеспечивающие получение укрупненного посадочного материала с мочковатой компактной корневой системой без перешколивания.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Одним из перспективных направлений эффективного увеличения объемов искусственного воспроизводства лесов является совершенствование и разработка современных технологий и технических средств многооперационного назначения для выращивания укрупненного посадочного материала методом подрезки сеянцев в период их вегетации в питомниках. Существующие орудия с пассивными рабочими органами не обеспечивают качественное выполнение технологического процесса, что сдерживает широкое применение подрезки в лесном хозяйстве страны.

2. Анализ достижений науки, техники и зарубежного опыта применения оборудования для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев свидетельствует о том, что для совершенствования технологий и орудий для выращивания укрупненного посадочного материала могут быть использованы вибрационные методы интенсификации технологических процессов. На основании расчетов проведенного анализа выделены основные этапы, определяющие специфику создания новой техники с вибрационными рабочими органами, составлены лесотехнические требования к объектам исследования: комбинированному орудию и технологическим процессам вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

3. Выполнена формализация факторов и обоснованы параметры оптимизации первого и второго уровней, оптимизирующие технические, лесотехнические, эксплуатационно-технологические и экономические параметры новых технологий и комбинированного орудия для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев. Дано теоретическое обоснование характеристик движения, параметров колебаний, оптимальных режимов подрезки корней и основных конструктивных элементов рабочих органов, обеспечивающих высокую эксплуатационную технологичность орудия.

4. Разработаны экспериментальные модели корнеподрезчика и выкопочного орудия. Новизна конструкций рабочих органов подтверждена свидетельством на полезную модель и патентом на изобретение.

5. В процессе натурных испытаний экспериментальных моделей подтверждена обоснованность принятых конструктивных решений. С применением математического планирования эксперимента определены оптимальные кинематические параметры колебаний подрезающего и выкопочного ножей, обеспечивающие допустимые уровни технических параметров - вибрации и шума на рабочем месте оператора и высокую стабильность технологических процессов вибрационной подрезки и выкопки сеянцев.

6. Подтверждено положительное влияние подрезки на биометрические показатели сеянцев. Высота надземной части подрезанных двулетних сеянцев в течение одного сезона вегетации снизилось всего на 3,51 %. Масса корневой системы подрезанных сеянцев увеличилась на 14,23 % по сравнению с неподрезанными. Отмечено обильное образование тонковолокнистых корней подрезанных сеянцев, то есть формирование мочковатой корневой системы в ограниченном объеме почвы.

7. Создан опытный образец комбинированного орудия со сменными рабочими органами для вибрационной подрезки и выкопки сеянцев. Проведены эксплуатационно-хозяйственные испытания орудия в почвенных условиях лесных питомников четырех лесхозов. Испытания показали высокую технологическую надежность вибрационных процессов подрезки и выкопки сеянцев на средних и тяжелых суглинках при агрегатировании с тракторами Т-25А, Т-40А, МТЗ-82. Установлено, что при агрегатировании с трактором Т-25А и поперечной вибрации горизонтального ножа тяговое сопротивление на подрезке сеянцев снижается на 19,15 %, полное тяговое сопротивление агрегата - на 12,06 %, а на выкопке, при продольной вибрации выкопочного ножа, соответственно, - на 23,83 % и 16,26 %.

8. В результате более рационального использования рабочего времени производительность работ по вибрационной подрезке и выкопке сеянцев за час сменного времени соответственно на 30,68 и 34,88 % выше, чем при работе орудия в пассивных режимах. Удельный расход топлива снизился при подрезке на 0,46 %, при выкопке на 20,47 %.

9. По результатам эксплуатационно-хозяйственных испытаний технологии вибрационной подрезки и выкопки сеянцев и комбинированное орудие рекомендованы для внедрения в лесном хозяйстве. Для практической реализации результатов исследования разработаны технологические рекомендации и подготовлена документация для серийного выпуска комбинированного орудия с вибрационными рабочими органами.

10. Общий годовой экономический эффект от внедрения технологий вибрационной подрезки и выкопки сеянцев при выпуске опытной партии комбинированного орудия объемом 50 изделий с учетом стоимости сохраненных сеянцев составляет 105,5 тысяч рублей на одно орудие. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений равен 2,3 года.

1. Абаимов А.П. Лесоведение и лесоводство. Красноярск, КГУ, 2003.197 с.

2. Агаджанян Ж.А. и др. Устройство для выкопки саженцев. А.с. СССР №1389707, 1988. Бюл. № 15.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., Наука, 1971. - 283 с.

4. Албяков М.П. Механизация работ по возобновлению леса. М.: «Лесная промышленность», 1966. 223 с.

5. Албяков М.П., Ильин Г.П., Климов Г.Б. и др. Справочник механизатора лесного хозяйства. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Лесная промышленность», 1977. 296 с.

6. Анищенко A.M., Макарьин Ю.И. Выкопочная машина. А.с. СССР №959661, 1982. Бюл. № 35.

7. Бабин Г.Ф. Выкопочная скоба. А.с. СССР №214896,1968. Бюл. № 12.

8. Баловнев В.И. Дорожно-строительные машины с рабочими органами интенсифицирующего действия. М., Машиностроение, 1981. с.

9. Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и машин. М., Машиностроение, 1975.-494 с.

10. Баркан Д.Д. Виброметод в строительстве. М., Госстройиздат, 1959. -315с.

11. Блехман И.И. Синхронизация динамических систем. М., Наука, 1971.-894 с.

12. Бешнов Г.В. Выкопочная машина. А.с. СССР №1306502, 1987. Бюл.13.

13. Бешнов Г.В., Илюхин В.В. Выкопочная машина. А.с. СССР №1561867, 1990. Бюл. № 17.

14. Болтинский В.Г. Математические методы оптимального управления. М., Наука, 1969. 408 с.

15. Бондаренко С.В., Хорошавин В.Н., Харитонов Ю.Г. Рабочий орган выкопочно-выборочной машины. А.с. СССР №1554798, 1988. Бюл. №17.

16. Борисенко Н.П. О подготовке к посадке укрупненного посадочного материала сосны обыкновенной в условиях Емельяновского лесхоза // Труды СибНИИЛП, 1970, вып. 19.-С. 121-124.

17. Борисенко Н.П. К вопросу применения крупномерного посадочного материала сосны в культурах // Лесное хозяйство, 1970, № 12. С. 40-42.

18. Борисенко Н.П., Буровская Е.В. Особенности развития корневой системы сеянцев сосны под воздействием подрезки // Защитное лесоразведение и лесные культуры, 1978, № 5. С. 23-27.

19. Босой Е.С. Режущие аппараты уборочных машин. М., 1967.

20. Босой Е.С., Верняев О.В. и др. Теория, конструкция и расчет сельскохозяйственных машин. М., «Машиностроение», 1978. 587 с.

21. Вавилов А.В. Механизация подготовительных работ при лесовос-становлении. Минск, Изд-во «Ураджай», 1985. -47 с.

22. Вакулюк П.Г. Технология лесокультурных работ. М.: «Лесная промышленность», 1982. - 136 с.

23. Верняев О.В., Васильковский С.М. Исследование активной культи-ваторной лапы // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1967, № 6. С. 13-18.

24. Верняев О.В., Рябоконь А.Т. Использование принципа угловых колебаний в горизонтальной плоскости для создания культиватора-плоскореза с активными рабочими органами. В кн. Проектирование рабочих органов сельхозмашин. Ростов-на-Дону, 1975. - С. 39-47.

25. Верняев О.В. Активные рабочие органы культиваторов. М., Машиностроение, 1983. 80 с.

26. Вибрации в технике. Том 4 «Вибрационные процессы и машины», (под ред. Э.Э. Левендела). М., Машиностроение, 1981. 509 с.

27. Виноградов В.В., Климов Г.Б., Мореев В.П., Ковалев А.Я., Липов-цев П.Н. Корнеподрезчик. А.с. СССР №1605977, 1990. Бюл. № 42.

28. Влияние вибраций на организм человека и проблемы виброзащиты. Сборник статей. М., Наука, 1974. 848 с.

29. Ворожейкин Г.Г. Борисенко В.А., Лабзин В.А., Холопов В.Н. Устройство для подрезания корней саженцев в питомниках. А.с. СССР №1634149, 1991.

30. Вялкова П.Ф. Выкопка посадочного материала вибрирующим копачом // Лесное хозяйство, 1977, № 1. С. 69-71.

31. Гладких П.А. Борьба с вибрациями и шумом в машиностроении. М., Машиностроение, 1966. 100 с.

32. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М., Изд-во «Высшая школа», 1972. 368 с.

33. Гойденко А.А. Выкопочная машина. А.с. СССР №1664147, 1991. Бюл. № 27.

34. Горячкин В.П. Земледельческая механика. Том 1. М., Колос, 1968.720 с.

35. ГОСТ 20915-75. Сельскохозяйственная техника. Методы определения условий испытаний. М., 1975. 34 с.

36. ГОСТ 23941-79. Шум. Методы определения шумовых характеристик. Общие требования. М., 1979. 9 с.

37. ГОСТ 24056-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки на этапе проектирования. М., 1988. 8 с.

38. ГОСТ 17187-81. Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний. М., 1981. — 25 с.

39. ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие меры безопасности. М., 1983.- 9 с.

40. ГОСТ 12.4.012-83. Вибрация. Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. М., 1983. 6 с.

41. ГОСТ 24055-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения. М., 1988. 15 с.

42. ГОСТ 23728-88. Техника сельскохозяйственная. Основные положения и показатели экономической оценки. М., 1988. С. 1-3.

43. ГОСТ 23729-88. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки специализированных машин. М., 1988. С. 4-12.

44. ГОСТ 12.1.012-90. Вибрационная безопасность. Общие требования. М., 1990.-46 с.

45. ГОСТ 12.2.002-91. Техника сельскохозяйственная. Методы оценки безопасности. М., 1991. 60 с.

46. Государственный доклад о состоянии и использовании лесных ресурсов Российской Федерации в 2001 г. М., ВНИИгеосистем, 2002. 108 с.

47. Григорян Ш.М., Прпян Л.Г. и др. Устройство для выкопки саженцев. А.с. СССР № 1230505, 1986. Бюл. № 18.

48. Грэждяну В.В., Белов В.Ф. и др. Машина для выкопки корневищ растений. А.с. СССР №865172, 1981. Бюл. № 18.

49. Дворянкин A.M., Половинкин И.А., Соболев А.Н. Методы синтеза технических решений. М., Наука, 1977. 103 с.

50. Дыренков С.А., Румянцев Г.Т., Димитров В.Д., Максимов В.Е. Эффективность различных способов лесовосстановления. М., «Лесная промышленность», 1976. 88 с.

51. Доев B.C., Сергеев Д.А. Оптимизация движения динамических систем изменениями их параметров. ВДП, Рига, Зинатне, 1974, вып. 30. С. 98108.

52. Доспехов Г.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., Колос, 1968. 334 с.

53. Дубровин Н.Г. Об эффективности вибрирующих лап культиватора // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1965, № 1.-С. 5-7.

54. Дубровский А.А. Вибрационная техника в сельском хозяйстве. М., «Машиностроение», 1968. 203 с.

55. Дударев М.А., Москалева О.С. О развитии корневой системы сеянцев сосны в питомниках // Лесной журнал, 1970, №2. С. 137-138.

56. Жарикова Н.А. и др. Экономический анализ лесовосстановления в Красноярском крае. Хабаровск, 2000. 71 с.

57. Законова В.П. Особенности сезонного роста корневой системы некоторых видов лиственницы // Лесное хозяйство, 1974, № 1. С. 36-38.

58. Зима И.М., Малюгин Т.Т. Механизация лесохозяйственных работ. Изд. 3-е. М., Лесная промышленность, 1976. 416 с.

59. Исаев А.И., Борисенко Н.П., Сорокина Г.И. Влияние подрезки корневых систем на рост сеянцев сосны // Лесохозяйственная информация, 1978, №6.-С. 8-10.

60. Казаков В.И. Технология и механизация выращивания посадочного материала в питомниках лесной зоны. М.: ВНИИЛМ, 2001. - 186 с.

61. Калиниченко Н.П., Писаренко А.И., Смирнов Н.А. Лесовосстанов-ление на вырубках. М., 1991. 384 с.

62. Карасев А.Е., Овчинников Ф.М., Харинский М.И., Серегин Г.В. Корнеподрезчик КН-1,2 // Лесное хозяйство, 1985, № 9. С. 53-54.

63. Классификация основных видов работ и профессий по степени вредности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса в лесном хозяйстве. М.1998. С. 25.

64. Климов Г.Б. Машины и механизмы для работ в лесных питомниках // Лесное хозяйство, 1970, № 5. С. 44-48.

65. Климов Г.Б., Пожилов Е.И., Смирнов Н.А. Устройство для подрезки корней растений. А.с. СССР №338184, 1972. Бюл. № 16.

66. Климов Г.Б. Корнеподрезчики, применяемые в питомниках зарубежных стран // Лесохозяйственная информация, 1976, № 16. С. 13-14.

67. Климов Г.Б. Подрезка растущих сеянцев в ГДР. Экспресс-информация. М., ЦБНТИ Госкомлеса СССР, 1984, вып. 19. С. 1-6.

68. Климов Г.Б., Воропаев Б.И. и др. Выкопочно-выборочная машина. А.с. СССР №1338798, 1987. Бюл. № 35.

69. Климов Г.Б., Ковалев А.Я., Липовцев П.Н. Зарубежная техника для подрезки корней растущих сеянцев. Экспресс-информация. М.: ЦБНТИ Гос-комлеса СССР, 1988, № 16. С. 2-9.

70. Климов Г.Б., Ковалев А.Я., Виноградов В.В. Корнеподрезчик навесной управляемый КНУ-1,2. ж. «Лесное хозяйство», 1990, № 9. С. 56-57.

71. Климов Г.Б., Мореев В.П., Казаков В.И., Ковалев А.Я. Корнеподрезчик. А.с. СССР №1704668,1992, Бюл. № 2.

72. Климов О.Г. Рабочий орган выкопочной машины. А.с. СССР №818535, 1981. Бюл. № 13.

73. Кожевников С.Н., Есипенко Я.Н., Раскин Я.М. Механизмы. М., Машиностроение. 1976. 784 с.

74. Концепция развития лесного хозяйства на 2003-2010 годы // Лесо-хозяйственная информация, 2003, № 2. С. 2-10.

75. Коровин В.М. Машина для выкопки саженцев. А.с. СССР №1261574, 1986. Бюл. № 37.

76. Коршун В.Н. Роторные рабочие органы лесохозяйственных машин: Концепция конструирования: Монография. Красноярск: СибГТУ, 2003. -228 с.

77. Лабзин В.А., Борисенко В.А., Ворожейкин Г.Г., Невзоров В.Н., Холопов В.Н. Устройство с гибким подрезающим элементом. А.с. СССР №1542437, 1990.

78. Лабзин В.А. Невзоров В.Н. Способ подрезки корней. Патент на изобретение № 2111647, 1998.

79. Лабзин В.А., Холопов В.Н., Невзоров В.Н., Ворожейкин Г.Г. Устройство для подрезания корней. Патент на изобретение №1542482, 1999. Бюл. № 6.

80. Ларюхин Г.А., Климов Г.Б., Клячко А.Б., Корниенко П.П., Чернышев В.В. Механизация лесовосстановительных работ. М., «Лесная промышленность», 1975. 248 с.

81. Ларюхин Г.А., Бергер Д.С., Чукичев А.Н. Техника и технология ле-совосстановления и лесоразведения. М.: ВНИИЦлесресурс, 1989. 38 с.

82. Лесной фонд России (по данным государственного учета лесного фонда по состоянию на 1 января 1998 г.). Справочник. М., ВНИИЦлесресурс, 1999.-650 с.

83. Лесовосстановление, лесоразведение и механизация лесохозяйст-венных работ (под ред. А.И. Мухина). М, «Лесная промышленность», изд. 3-е испр. и доп., 1969. 414 с.

84. Лозовой В.А. Структурный синтез поточных линий для обработки древесного сырья. Автореферат дисс. доктора техн. наук. Красноярск, 2000. -42 с.

85. Лойер П. Машина для подрезки корней посаженных в ряд растений. Патент на изобретение (Франция). ЦНИИПИ, 1977, № 23.

86. Лучинский Н.Д. Общие соображения об изучении тягового сопротивления моделей бороздников при вибрациях. Труды ВИМ, том 24. М., Сельхозгиз, 1957. С. 3-8.

87. Макиенко В.К. Из практики создания культур сосны // Лесное хозяйство, 1973, № 3. С. 76-77.

88. Макиенко В.К. Выращивание сеянцев сосны с подрезанной корневой системой // Лесное хозяйство, 1976, № 2. С. 88-90.

89. Макаров В., Шахов К. Влияние подрезки корневой системы на рост и состояние саженцев ели в питомниках // Леса Урала и хозяйство в них. Свердловск, 1976, № 9. С. 41-47.

90. Максимов А.А., Зыков А.В. и др. Выкопочная машина. А.с. СССР №1454296, 1989. Бюл. № 4.

91. Марценковский Р. Комплексная механизация работ в базисном питомнике // Лесное хозяйство, 1973, № 3. С. 67-71.

92. Медведев Е.Н. Влияние подрезки корней сеянцев сосны на ее рост // Лесное хозяйство, 1966, № 6. С. 76-77.

93. Мелешин П.И. Влияние подрезки корней на приживаемость культур // Лесное хозяйство, 1966, № 9. С. 82-83.

94. Мелешин П.И. Выращивание крупномерных саженцев ели с компактной корневой системой. Л., 1979. 26 с.

95. Методика определения экономической эффективности научно-исследовательских работ в лесном хозяйстве. М., 1986. с. 153.

96. Методические указания по планированию эксперимента при разработке лесохозяйственных машин. М., 1987. 44 с.

97. Механизация сельского хозяйства. М., Колос, 1974. — 464 с.

98. Механизм для обрезки корней сеянцев // Лесохозяйственная информация, 1975, № 16. С. 22.

99. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М., Наука, 1971.-576 с.

100. Муканов А.С., Романов Н.П. Выкопочная скоба. А.с. СССР №536774, 1976. Бюл. № 44.

101. Мюллер П., Нойман П., Шторм Р. Техника статистических вычислений. М., Изд-во «Финансы и строительство», 1982. 272 с.

102. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М., Наука, 1965. 340 с.

103. Невзоров В.Н., Ворожейкин Г.Г., Холопов В.Н., Лабзин В.А. Устройство для подрезания корней и выкопки сеянцев. А.с. СССР №1591825, 1990. Бюл. №34.

104. Николаев Д.В. Корневосстановительная способность древесных пород при посадке // Лесное хозяйство, 1959, № 12. С. 42-44.

105. Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотранспортных двигателей. М., Колос, 1984. 335 с.

106. Новосельцева А.И. Работы в лесных питомниках. М., «Лесная промышленность», 1981. 72 с.

107. Новосельцев В.Д., Смирнов Н.А. Справочник про лесным питомникам. М., Лесная промышленность, 1983. 280 с.

108. Новосельцева А.И., Родин А.Р. Справочник по лесным культурам. М., «Лесная промышленность», 1984. 312 с.

109. Нормативно-справочный материал для экономической оценки ле-сохозяйственной техники, М., 1990. С. 132.

110. Нормативы годовых загрузок тракторов и лесохозяйственных машин. М.,1991. С. 33.

111. Нормы выхода стандартных сеянцев деревьев и кустарников в лесных питомниках Российской Федерации. М., ВНИИЦлесресурс, 1996. 47 с.

112. Нормы расхода горюче-смазочных материалов на механизированные работы, выполняемые в лесном хозяйстве. М.1999. С. 144.

113. Овчинников Ф.М., Охрамец Т.И. Влияние подрезки корневых систем на рост сеянцев лиственницы сибирской // В сб. науч. трудов «Механизация работ в лесном хозяйстве Сибири с применением новой техники и технологий». М., ВНИИЛМ, вып. 3, 1978. С. 75-82.

114. Овчинников Ф.М., Охрамец Т.И. Влияние подрезки корней на рост сеянцев сосны обыкновенной / В сб. научных трудов «Механизация работ в лесном хозяйстве Сибири с применением новой техники и технологий». М., ВНИИЛМ, вып. 4,1980. С. 101-104.

115. Овчинников Ф.М., Харинский М.И. Технология и механизация подрезки корней растущих сеянцев. Обзорная информация, М., 1980, № 1. -24 с.

116. ОСТ 56-98-93. Сеянцы и саженцы древесных и кустарниковых пород. Технические условия. М., ВНИИЛМ, 1993. 40 с.

117. ОСТ 56-36-2000. Машины лесохозяйственные. Общие требования безопасности и эргономики. М., 2000. 30 с.

118. OCT 56-38-2000. Машины лесохозяйственные. Методы определения показателей безопасности и эргономичности. М., 2000. 47 с.

119. Отраслевые методические указания по определению экономической эффективности использования в лесном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М., 1978. С. 181.

120. Павлов А.В., Корабельский В.И. и др. Почвообрабатывающая скоба. А.с.СССР №517280,1976. Бюл. № 22.

121. Панов И.М. Перспективные направления создания почвообрабатывающих машин с активными рабочими органами. М.„ ЦНИИТЭИтракто-росельхозмаш, 1971. —65 с.

122. Письменный Н.Р. Лесовосстановление и лесоразведение. Издание 4-е, испр. и доп. М., «Лесная промышленность», 1975. 103 с.

123. Пожилов Е.И., Климов Г.Б., Ковалев А .Я. Выкопочная машина. А.с. СССР № 1107775, 1984. Бюл. № 30.

124. Полетайкин В.Ф. Моделирование рабочих режимов тракторных лесопогрузчиков. Монография. Красноярск, 1997. 247 с.

125. Полетайкин В.Ф. Проектирование лесных машин. Динамика элементов конструкции в гусеничных лесопогрузчиках: Учебное пособие. -Красноярск, 1997. 240 с.

126. Полетайкин В.Ф., Авдеева Е.В. Погрузочные машины: Учебное пособие. Красноярск, 1999. - 200 с.

127. Пономарев Е.И., Исамханов У., Рухсатов А.К., Эм В.А. Комбинированный почвообрабатывающий орган. А.с. СССР № 1644743, 1991. Бюл. № 16.

128. Пономарев Е.И., Тукубаев А.Б. Караханов А., Рухсатов А.К. Рабочий орган для подрезки корневищ растений. А.с. СССР №1660598, 1991. Бюл. №25.

129. Пособие для определения числа объектов наблюдений. М., ГОСНИТИ, 1966.-30 с.

130. Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка. Издание 2-е. М., Колос, 1978.

131. Постановление Правительства Российской Федерации № 609 от 02.10.03 г. «О повышении тарифных ставок (окладов) единой тарифной сетки по оплате труда работников организации бюджетной сферы». СЛ.

132. Пронин А.Ф., Левитский А.Ф., Горлов М.М., Модестова Т.А. Машины для лесного хозяйства и мелиораций. М.: Высшая школа, 1982, с. 7578.

133. Протокол № 8 Государственных сравнительных испытаний корне-подрезчиков КПШ-1,2 и КН-1,2. Загорск, Лесная МИС, 1978. 70 с.

134. Протокол совещания в Государственной лесной службе МПР России №38-11 / 0074-пр от 24 февраля 2004 г. (утвержден первым заместителем Министра Рощупкиным В.П.). М., МПР России. 2004 г.

135. Прошин Н.С. Реакция сосновых саженцев на обрезку корневой системы // Лесохозяйственная информация, 1975, № 14. С. 15.

136. Прошин Н.С. Влияние подрезки корней на качественные показатели сеянцев сосны // Лесное хозяйство, 1988, № 4. С. 39-40.

137. РД 10.2.6-91. Надежность. Показатели и методы их оценки. М.,1991.-12 с.

138. РД 70.2.8-92. Надежность. Сбор и обработка информации. М.,1992. 122 с.

139. РД 10.2.2-89. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы энергетической оценки. Утвержден Управлением новой техники для с.-х. Производства ГНТУ при Госкомиссии Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам 14.12.89. 27 с.

140. Редько Г.И., Родин А.Р., Трещевский И.В. Лесные культуры. М.,1985. 400 с.

141. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. Колебания и плавность хода. М., Машиностроение, 1972. 392 с.

142. Руководство по организации и ведению хозяйства в кедрово-широко-лиственных лесах Дальнего Востока. Хабаровск, ДальНИИЛХ, 2003. -160 с.

143. Руководство по проведению лесовосстановительных работ в лесах Восточной Сибири. М., 1997. 94 с.

144. Руководство по проведению лесовосстановительных работ в лесном фонде на территории бассейна озера Байкал. М.: ВНИИЛМ, 2002. 64 с.

145. Руководство по проведению лесовосстановительных работ на Дальнем Востоке. Хабаровск, ДальНИИЛХ, 2003. 142 с.

146. Рябцев П.З., Баканов А.А. и др. Устройство для выкапывания растений. А.с. СССР №1630688, 1990. Бюл. № 8.

147. Савченко A.M. Рост корневых систем у однолетних сеянцев сосны и ели обыкновенной, дуба черешчатого, акации желтой. Сб. науч. работ Инта лесного хозяйства. Академия с.-х. наук БССР, Минск, 1960, вып. 13.

148. Синеоков Г.Н. Проектирование почвообрабатывающих машин. М., 1965.-311 с.

149. Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. М., Машиностроение, 1977. 278 с.

150. Скрынников Б.М., Коротких A.M. Выкопочная машина. А.с. СССР №1235465,1986. Бюл. № 21.

151. Смирнов Н.А. Выращивание посадочного материала для лесовос-становления. М., Лесная промышленность, 1981. 169 с.

152. Смирнов Н.А, Прошин Н.С. Выращивание 4-5-летнего посадочного материала сосны для создания культур на вырубках. М., 1975. 24 с.

153. Смирнов Н.А., Прошин Н.С. Влияние глубины подрезки корневой системы и густоты посевов на рост и развитие 3-летних сеянцев сосны // Ле-сохозяйственная информация, 1976, № 20. С. 6-8.

154. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. М., Машиностроение, 1967. 722 с.

155. Справочник лесничего. Под общей редакцией Филипчука А.Н., М., ВНИИЛМ, 2003. 640 с.

156. Стогов Б.Н., Власов Е.И. и др. Машины и механизмы лесозаготовок, лесосплава и лесного хозяйства. М., Лесная промышленность, 1967. -С.453-457.

157. Строй А.А., Кононенко Л.П. Приспособление для выкапывания саженцев. А.с. СССР №1318189, 1987. Бюл. № 23.

158. Строй А.А., Кукушкин В.К. и др. Устройство для выкопки сеянцев. А.с. СССР №1371570,1988. Бюл. № 5.

159. Тищенко А.И., Ларюхин Г.А., Савицкий П.А. Лесохозяйственная техника. Обзорная информация. 1982, № 2. С. 18-19.

160. Турбин Б.И., Дроздов В.Н. Снижение вибраций и шумов в сельскохозяйственных машинах. М., Машиностроение, 1976. 224 с.

161. Улицкий Е.Я. Проблема «человек-машина» в сельском хозяйстве. В кн. «Влияние вибраций на организм человека и проблемы виброзащиты». М., Наука, 1974. С. 834-840.

162. Федеральное отраслевое соглашение по лесному хозяйству Российской Федерации на 2004-2006 годы № 378-ВЯ от 23.01.04 г. С. 25.

163. Федоренко И.Я. Механизм трения вибрационных рабочих органов // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1986, № 6. С. 14-17.

164. Фрышев С.Г., Кротов A.M. и др. Рабочий орган для выкопки растений. А.с. СССР №1625379, 1991. Бюл. № 5.

165. Хайновский Е.И. Машина для выкопки растений. А.с. СССР №459184, 1975. Бюл. № 5.

166. Харинский М.И., Петров Ю.М. Корнеподрезчик КН-1,2. Информационный листок № 124. Красноярск, 1978.

167. Ходоревский В.А. и др. Орудие для выкопки сеянцев. А.с. СССР №435779,1974. Бюл. № 26.

168. Холопов В.Н., Невзоров В.Н., Лабзин В.А., Ворожейкин Г.Г., Бо-рисенко В.А. Вибрационный подрезающий аппарат. А.с. СССР №1553020, 1990.

169. Холопов В.Н., Невзоров В.Н., Ворожейкин Г.Г., Лабзин В.А., Борисенко В.А. Комбинированное орудие для лесных питомников. А.с. СССР №1613010, 1990. Бюл. № 46.

170. Холопов В.Н., Невзоров В.Н., Лабзин В.А., Ворожейкин Г.Г. Устройство для подрезания корней. А.с. СССР №1674707, 1991. Бюл. № 33.

171. Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. Издание 2-е. М., Колос, 1973.

172. Циммерман М.З. Рабочие органы почвообрабатывающих машин. М., Изд-во «Машиностроение», 1978. 295 с.

173. Цыпук A.M., Эгипти А.Э. Подрезчик корней растений. Патент на изобретение № 2097953, 1997.

174. Шадрин А.П. Технология механизированного выращивания посадочного материала в лесных питомниках // Лесное хозяйство, 2002, №3.-С.31-33.

175. Шаталов В.Г., Цареградская А.С., Законова В.П. Техника и технология создания лесных культур. М.: «Лесная промышленность», 1982.- 96 с.

176. Шкуренко Н.С. Экспериментальные исследования возможности снижения мощности при вибрировании режущего элемента. ЖТФ, т.25, вып.4,1955.-С. 700-706.

177. Шмаков В.А., Главацкий С.Г. Рабочий орган корнеподрезчика. Свидетельство на полезную модель № 24614 от 20.08.2002 г.

178. Шмаков В.А., Главацкий С.Г. Рабочий орган выкопочной машины. Патент № 2205531 от 10.06.2003 г. Бюл. № 16.

179. Щепетильников В.А. Усовершенствование центральных криво-шипно-ползунных механизмов. В кн. «Теория и практика уравновешивания машин и приборов». М., Машиностроение, 1970. С. 279-290.

180. Якунин А.А. Развитие корневых систем деревьев при разнойвлажности почвы // Лесное хозяйство, 1970 № 7. С. 32-35.

181. Атанасов Борис. Проучвания въярху подрязването на корените наиглолистни фиданки // Горскостопанска наука, 1969, № 3, 27-35.

182. Bacon G.J., Hawkins P.G. Studies on the establishment to open root Caribbean pine planting stock in Southern Queensland Australian Forestry, 1977, v.40, N 3, p. 173-191.

183. Benson A.D., Shepherd K.K. Effects of nursery practice on Pines radiate seedlings characteristics and field performance. II. Nursery root wrenching -New Zealand Journal of Forestry, 1977, v. 7, N 1, p. 68-76.

184. Dorsser J.C., Rook D.A. Conditioning of radiata pine seedlings by undercutting and wrenching: description of methods, equipment and seedling response New Zealand Journal of Forestry, 1972, v. 17, N 1, p. 61-73.

185. Eis S. Lateral root pruning a promising forest nursery practice - Forest Chronicle, 1968, v.44, N 5, p. 12-13.

186. Eis S., Long J.R. Lateral root pruning of sitka spruce and western hemlock seedlings Canadian Journal of Forest Research, 1972, v.2, N 3, p. 223227.

187. Mrazek F. Rationalisierung des Kulturbetriebes durch Verwendung Weihjahriger Kiefernsamlinge mit underschnittenem Wurzelssystem. Soz. Forstwirtschaft, 1973, v. 23, N 11, 343-344.

188. Szemeredy M. A fenyocsemeteneveles gondjai a felsotiszal erdogazda-sagban. Erdo, 1972, v. 21, N 5, p. 193-199.

189. Tanaka Yasnomi, Walstad J.D., Borrecco J.E. The effect of wrenching on morphology and field performance of Douglas fir and loblolly pine seedlings. -Canadian Journal of Forest Research, 1976, v.6, N 4, p. 453-458.