автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование параметров малогабаритной тягово-транспортной машины для рубок промежуточного пользования

На правах рукописи

Ушницкий Александр Алексеевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАЛОГАБАРИТНОЙ ТЯГОВО-ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ РУБОК ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2006

Работа выполнена на кафедре «Технология и оборудование лесозаготовок» Сибирского государственного технологического университета

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, доцент Лозовой Владимир Андреевич

доктор технических наук, доцент Холетгав Владимир Андреевич

кандитат технических наук, старший научный сотрудник Гуслицер Игорь Исаакович

ОАО «Красноярский завод лесного машиностроения»

Защита диссертации состоится 28 февраля 2006 г. в Ю на заседании диссертационного Совета Д212.253.04 при Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, проспект Мира, 82.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан «2? » чА-кЖ®"^--* 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Мелешко А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Опыт эксплуатации существующих трелевочных и транспортных машин на лесосеках показывает, что проведение рубок промежуточного пользования сопровождается неоправданно высокой степенью уничтожения запаса насаждения, что влечет за собой уменьшение продуктивности оставляемого древостоя.

Проведение рубок промежуточного пользования, на данном этапе развития техники и технологии работ, наряду с вырубкой нежелательных деревьев сопровождается уничтожением потенциально пригодных к доращива-нию экземпляров доминирующей породы для прокладки технологических коридоров. Результатом такого ухода становится снижение продуктивности насаждения из-за недоиспользования долгое время продуцирующей земли и пространства между кронами деревьев, которое в средневозрастных и старшего возраста насаждениях может достигать до 2 м3/га в год. Кроме того, уплотнение почвы в технологических коридорах, неизбежно возникающее при многократном проезде машин даже небольшой массы, ухудшение ее водно-физических свойств и повреждение корневых систем деревьев, растущих рядом с коридором, приводят иногда не только к недополучению ожидаемого дополнительного светового прироста, связанного с разреживанием, но и к снижению текущего прироста этих деревьев.

В целом можно заключить, что на уровень повреждения леса и минерализации почвы оказывают весомое влияние конструктивные факторы лесных машин, в числе которых габаритные размеры, давление на опорную поверхность, способ маневрирования и способ размещения груза (хлыстов и деревьев). Очевидно, что сокращение количества поврежденных деревьев возможно за счет уменьшения площади технологических коридоров путем снижения габаритов лесных машин при одновременном повышении их проходимости и маневренности.

В условиях рубок промежуточного пользования и лесосечно-восстановительных процессов, малогабаритные переместительные машины являются наиболее эффективными в имеющейся номенклатуре трелевочной техники с точки зрения сохранности лесорастительных условий и последующего максимального выхода деловой древесины. Наиболее широко данное направление развивается за рубежом. Так, в Швеции, при проведении первых приемов рубок ухода, удаления семенников в лесах естественного возобновления, разработке труднодоступных лесосек и бурелома наряду с традиционными средствами трелевки применяют легкие, маневренные, малогабаритные машины, наносящие меньший вред окружающей среде.

Как показывает анализ, парк малогабаритной лесной техники представлен в основном дорогостоящими узкоспециализированными зарубежными машинами на базе компоновочных схем колесных и гусеничных тягово-опорных систем. Поэтому, создание многофункциональной и пггт"г~птй 1ргттпп матттинът яштяется актуальной задачей для лесохозяйственного комйй&сйАЛраМьм ьная I

библиотека 1

СПгг^бург п\

Иель работы. Обоснование параметров малогабаритной тягово-транспортной машины для повышения эффективности рубок промежуточного пользования и малообъемных лесозаготовительных производств.

Задачи исследования:

1. Разработать и теоретически обосновать компоновочную схему малогабаритной тягово-транспортной машины (МТТМ).

2. Теоретически обосновать основные конструктивные параметры в зависимости от применяемой технологии.

3. Провести теоретический анализ эксплуатационных свойств МТТМ.

4. Разработать эквивалентную динамическую схему, математическую модель системы «машина - хлыст» и выполнить экспериментальные исследования динамической нагруженности элементов конструкции на натурном образце с целью определения достоверности результатов теоретических исследований.

5. Экспериментально исследовать влияние МТТМ на лесорасти-тельные условия, определить тяговые возможности и проходимость натурной модели.

Научная новизна. Впервые для рубок промежуточного пользования: теоретически обоснована структурно-компоновочная схема малогабаритной тягово-транспортной машины, отличающаяся видом взаимодействия с грузом при трелевке в полупогружегшом положении и высокой степенью унификации с минимальным использованием оригинальных деталей; предложен способ трелевки в полупогружепном положении одноосным транспортным средством с опорой на хлыст для стабилизации в продольном направлении; разработана методика определения эксплуатационных параметров расчетных хлыстов, отличающаяся учетом упругих характеристик предмета труда; разработана имитационная модель движения малогабаритной машины под пологом леса, отличающаяся математическим описанием траектории имитирующей стратегию оператора по выбору возможной траектории движения и способа генерирования пространственною расположения деревьев с учетом законов естественного отбора, использование которой позволяет оценивать доступность насаждения к освоению; разработана математическая модель системы «машина - хлыст», отличающаяся расчетной схемой учитывающей особенности размещения и перемещения гибкого груза под воздействием кинематических возмущений от колесно-шагающего хода.

Основные положения, выносимые на защиту:

• структурно-компоновочная схема малогабаритной тягово-транспортной машины;

• результаты теоретических и экспериментальных исследований трелевки в полупогруженном положении одноосным транспортным средством с опорой на хлыст для стабилизации в продольном направлении;

• выражений для определения параметров прогиба и момента инерции в любом сечении по длине хлыста;

• результаты имитационного моделирования проникаемости насаждения;

• методики установления эксплуатационных параметров предмета труда, рациональных режимов работы и прогнозирования проходимости малогабаритной машины;

• результаты экспериментальных исследований экологичности и эффективности колесного и колесно-шагающего хода.

Практическая значимость работы. В результате выбора и расчета основных конструктивных узлов с учетом технологии производства работ, обоснованы параметры рациональной по массогабаритным, экологическим и стоимостным показателям, альтернативной зарубежным и отечественным образцам, многофункциональной тягово-транспортной машины для рубок промежуточного пользования и малообъемных лесозаготовительных производств. Полученные математические зависимости позволяют: производить расчеты рациональной компоновки и важнейших эксплуатационных показателей как существующих, так и вновь создаваемых «железных коней»; определять параметры технологического процесса рубок промежуточного пользования с использованием наряду с традиционными средствами трелевки легких средств для перемещения древесины.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на всероссийских научно-технических конференциях «Транспортные системы Сибири» (Красноярск, 2003, 2004), «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы» (Красноярск, 2004), «Лесоэксплуатация» (Красноярск, 2005), «Лесной и химический комплексы - проблемы и решения» (Красноярск, 2006).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 134 наименований и 5 приложений.

Содержание работы изложено на 172 страницах и содержит 60 рисунков и 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен анализ влияния элементов ходовых систем существующей номенклатуры лесозаготовительной техники на лесорасти-тельные условия, возможных направлений повышения их экологической совместимости, снижения техногенного воздействия на лесную растительность и продуктивность лесов путем синтезирования различных технических решений; рассмотрены возможные пути создания и организации производства малогабаритной техники для нужд лесного хозяйства. Установлено, что в процессе создания новой техники необходимо учитывать роль возникающих колебаний из-за их значительного влияния на погрешности в работе машин и механизмов, надежность и возникновение аварий. В результате сделано заключение, что данное направление представляет большой научный интерес и значимость для экологии и нужд лесохозяйственного комплекса страны.

Получены следующие основные выводы:

1. Традиционные лесные машины отрицательно влияют на лесную среду, последствия их воздействия проявляются на протяжении длительного времени выращивания леса, многократно накладываются при проведении ухода за лесом, накапливаются и часто приводят к значительному лесово-дственному и экологическому ущербу.

2. Существующие зарубежные и отечественные разработки зачастую недоступны широкому кругу потребителей из-за высокой стоимости или предъявляемым лесоводственно-экологическим требованиям к их движителям.

3. Потребитель всегда исходит из соображений стоимости, долговечности и функциональности приобретаемой техники, поэтому создаваемая техника должна быть недорогой, надежной и иметь широкий спектр применения. При этом достигается востребованность продукции, более полная загрузка базовой машины и существенное уменьшение простоев техники из-за поломок, сезонности и недостаточных объемов работ.

4. Для альтернативных традиционным колесам и гусенице движителей характерна высокая конструктивная сложность, которая влечет за собой и усложнение создаваемых на их базе транспортных средств.

5. Аналитический обзор работ, посвященный динамике лесной техники, показывает необходимость учета динамических нагрузок в элементах конструкции и отсутствие работ в данном направлении при трелевке древесины в полупогруженном положении на конике малогабаритных трелевочных машин. Также отсутствуют данные по исследованию влияния на работу указанных машин возмущающих сил от кинематических особенностей колесно-шагающего хода.

В результате проведенного анализа сформулированы цели и задачи исследования.

Вторая глава посвящена обоснованию структурно-компоновочной схемы и теоретическому анализу эксплуатационных параметров машины. Рациональная компоновка машины, по массогабаритным и экологическим показателям, предлагается на основе модульного принципа проектирования. Применив двухмодульную разъемную композицию, содержащую универсальный малогабаритный тягово-энергетический модуль, серийно выпускаемый промышленностью и специальный грузонесущий модуль, можно получить малогабаритную машину в виде переносного технологического инструмента, доставляемую к месту проведения работ любым доступным видом транспорта.

Трелевка древесины предлагается двумя способами - в полностью и полупогруженном положении (рис. 1). Необходимость транспортировки в полностью погруженном положении МТТМ-1 (рис. 1а) возникает в периоды распутицы для исключения загрязнения древесины, для подвозки сортиментов или маломерной древесины, для подвозки технологического инструмента. Транспортировка древесины по второму варианту машиной МТТМ-2 (рис. 16) может осуществляться для трелёвки хлыстов, в условиях сильно пересечённой местности и наличии различного рода препятствий. Главным от-

личием транспортировки по второму варианту от известных способов является использование хлыста в качестве третьей точки опоры.

б)

Рисунок 1 - Способы трелевки древесины: а) в полностью погруженном

положении мини-форвардером МТТМ-1; б) в полупогруженном положении мини-скиддером МТТМ-2.

Для реализации данной идеи предлагается грузонесущий модуль с одной степенью свободы в горизонтальной плоскости в месте сцепки с тягово-энергетическим модулем. На данном модуле расположены коники, сочетающие в себе функции зажимного механизма, для вертикальной и продольной фиксации трелюемых хлыстов, и накопительного устройства для транспортировки сортимента. В задней его части предусмотрены широкопрофильные ведомые колесные движители, способные перемещаться относительно оси 1фепления к модулю. Грузонесущий модуль универсальный, одинаковый для обоих типов машин. Трансформация МТТМ-1 в МТТМ-2 происходит путем перемещения задних полуосей широкопрофильных колесных движителей относительно крепления к грузонесущему модулю.

При транспортировке сортиментов оператор устанавливает ведомые Б-образные полуоси вертикально вниз и фиксирует их. Далее в зависимости от объема пачки разводит коники в стороны и производит погрузку сортиментов. При трелевке хлыста оператор укладывает его на коники и перемещает

ведомые в-образные полуоси до приблизительного совпадения продольных осей хлыста и грузового модуля и зажимает коники. Далее полуоси поднимаются вертикально вверх и фиксируются, при этом машина становится одноосной и опирается на хлыст, используя его в качестве стабилизатора в продольном направлении.

Для обоснованного выбора габаритов машины разработана методика определения рациональной длины грузопесущего модуля, обеспечивающая целенаправленное распределение массы М'П'М-1 с грузом и устойчивую работу двигателя тягово-энергетического модуля МТТМ-2 из-за специфики условий работы.

Компоновка машины, исходя из рекомендаций специалистов в области разработки лесозаготовительной техники, должна обеспечивать распределение массы без груза в пределах 55-70 % на колесно-шагаюгцие движители (КШД) и 45-30 % на колеса грузового модуля. При движении с пачкой сор- (

тиментов давление под движителями должно быть одинаковым. Выражение для определения нагрузки на опорную поверхность получено с использованием обобщенного метода решения задач по общей динамике, в соответствие с которым на схеме машины были выделены точки соединения корпуса с ходовой частью, нанесены действующие силы и составлено уравнение моментов приложенных к корпусу сил.

Рисунок 2 - Расчетная схема к определению длины базы по условию

целенаправленного распределения масс.

В расчетной схеме приняты следующие обозначения: Ом6, <5^, (7„, Окшд - силы тяжести тягового модуля, грузопесущего модуля, пачки сортиментов и КШД; кмб, Ик, - высота центров тяжести тягового модуля, движителей и грузонесущего модуля; 16, 1М, 1„, 1мб -соответственно длина базы, половины длин грузонесущего модуля и пачки

сортиментов, расстояние от оси КШД до узла сцепки; Z¡, Z2 - реакции ходовой части; а - угол наклона поверхности пути.

Выражение для определения длины базы, из условия равномерности нагрузок имеет следующий вид:

j = 2{<Э*б(Кб-К)ыъ<х-вЛ1щ cos»-(/i,M - A )sin а] - Gn [ln cosa- (hn - /гJsin а} 6 (2^6-G„-G„+4G^)cosa

Корректировка длины грузонесущего модуля в зависимости от допустимого наклона, при котором возможна устойчивая работа двигателя, производится по следующему выражению:

/Ж=3,864^-/Лб. (2)

Величина рейсовой нагрузки определялась в соответствии с теорией

технологии лесозаготовительных производств по трем ограничениям: грузоподъемности машины, касательной силы тяги и состояния опорной поверхности. Выражения для определения рейсовой нагрузки в полностью G"2 и

полупогруженном G^ положении получены в виде:

С,? =ÍX^(d2K+dKde+dl)- G? = ^{dl +dKde +d¿)\ (3)

Gn _ FK -G^iji^ cosa + s'ma)+G¡MijiK cosa±sin«), 2 cosa ± sin a

FC4 = °сц(Рсц = {GMTTM-1 + Gn}Pc4> (5)

Cxn Fy - Gmitm-2 (Мкшд cos a ± sin a) . ^

2 ^ÍMiaudC0Sa ^ХМхл cosa±sina)'

рсц = СсцРсц = (вмтт-2 + <3хпк)(Рсц > (7)

где х, I - длины сортимента и хлыста; dg, dK - диаметры вершинного и комлевого отрезов; р - плотность древесины; g - ускорение свободного падения; коэффициент распределения нагрузки между трактором и волоком; ^ - касательная сила тяги; ик[!щ — коэффициент сопротивления движению

КШД; /ик - коэффициент сопротивления движению колесного шасси грузового модуля; /лдд- коэффициент сопротивления движению хлыста по поверхности пути; <рса - коэффициент сцепления между трактором и волоком.

Формулы (3) представляют собой силы тяжести пакетов сортиментов и хлыстов, ограничиваемых грузоподъемностью тягового модуля; (4) и (6) - по величине реализуемой касательной силы тяги ведущих движителей, эти же выражения, при подстановке вместо касательной силы тяги сцепной силы тяжести машины (5) и (7), являются ограничением объема перевозимой древесины по условию сцепления ведущих движителей с грунтом.

Чтобы при трелевке не происходило боронования почвы грузонесущим модулем, необходимо чтобы хлыст, на который опирается машина, имел определенную жесткость. Анализ имеющихся выражений для определения жесткое ги показал, что они либо слишком громоздки для расчета, либо расчетные схемы не соответствуют рабочим условиям трелевки в полупогруженном положении. Поэтому была разработана оригинальная методика определения жесткости хлыста на основании решения задачи о прогибе. Для этого хлыс! представлен как плоская балка с распределенной массой, в которой выделена часть эквивалентная объему цилиндра с диаметром равным диаметру вершины. Отсеченная цилиндром обзольная часть показывает изменение массы и диаметра по длине хлыста (рис. 3).

[&В

Рисунок 3 - Расчетная схема прогиба хлыста. В расчетной схеме принято:

1 , „ /(за+2&). 6

0\=ч\1\ £>2 = 2^; кА=-

(8)

7ЯГ

где и <73 - распределенная нагрузка; и _ сила тяжести соответственно цилиндрической и обзольной части хлыста.

В результате решения универсального уравнения упругой линии, выражение для определения прогиба хлыста получено в следующем виде:

64/г

Г = -

„

КА----а-,-+ .

А 6 124 120/ жУ4

/

11

к \

24

120

Е1

(Ю)

где Е - модуль упругости древесины; I момент инерции; г - текущая координата сечения.

С помощью данного выражения можно решать следующие задачи: находить величину прогиба; путем однократного дифференцирования определять угол поворота сечения; находить точки максимального прогиба и каса-

ния тела хлыста с поверхностью почвы; определять коэффициент распределения нагрузки между трактором и волоком (рис. 4).

к

0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Объем, куб. м

-Малогабаритный трактор

^-Крупногабаритный трактор

Рисунок 4 - Изменение коэффициента распределения массы в зависимости от объема хлыста.

В частности, результаты расчета коэффициента распределения нагрузки между малогабаритным трактором и волоком показывают существенное его отличие от данного показателя для крупногабаритных тракторов, что объясняется различием высоты погруженной части хлыстов. Полученные значения коэффициента позволяют точнее определять рейсовую нагрузку, что способствует более полной загрузке базовой машины, а следовательно и повышению производительности.

Процесс обоснования основных концептуальных параметров подразумевает и аналитическое рассмотрение возможностей конструируемой техники. Поэтому был проведен теоретический анализ эксплуатационных свойств «железного коня», включающий в себя установление диапазона размерных характеристик предмета труда, сравнения различных способов трелевки при преодолении препятствий, определение вероятности проезда машины под пологом леса без прокладки технологических коридоров, экономическую оценку эффективности использования МТТМ и зарубежных аналогов.

Диапазон размерных характеристик предмета труда определен на основании выражений (3)-(10). Так, МТТМ номинальной грузоподъемностью тягового модуля 2-5 кН обеспечат вытрелевку хлыстов диаметром 0,2-0,36 м на высоте груди в еловых и сосновых лесах П-Ш разрядов. В еловых лесах и сосновых лесах ТУ-У разрядов - диаметром 0,2-0,4 м.

Процесс преодоления препятствий рассмотрен для транспортировки в полностью погруженном и полупогруженном положении. В первом случае машина взаимодействует с опорной поверхность только ведущими и ведомыми движителями, во втором - ведущими движителями и волочащейся ча-

стью хлыста. При движении по ровной поверхности наиболее целесообразной по энергетическим затратам на перемещение является транспортировка в полностью погруженном положении, т. к. сопротивление движению задних колес МТТМ-1 будет значительно меньше сопротивления движению со стороны хлыста при его трелевке МТТМ-2. Однако картина может кардинально измениться при наличии препятствий (кочек, пней, поваленных деревьев). С учетом того, что всегда существует возможность объезда пней, рассмотрен процесс преодоления препятствия в виде кочек и стволов поваленных деревьев МТТМ-1 и МТТМ-2, при условии, что ведущие движители уже преодолели препятствие. В результате получено выражение для определения диаметра (высоты) преодолеваемого препятствия в функции от геометрических параметров колеса, мощности энергетической установки машины, скорости движения и нормальной нагрузки:

где Л - радиус ведомого колеса;

N - мощность двигателя;

V - скорость движения;

Рг - нормальная нагрузка на ведомое колесо.

Установлено, что тягово-энергетическому модулю МТТМ-2 для перемещения хлыста через препятствие в виде ствола поваленного дерева диаметром 0,211 м потребуется мощность равная 0,6 кВт, что в 7,3 раза меньше для МТТМ-1. Что позволяет сделать вывод о том, что ответственный за подбор комплекта маппш для лесосечных работ должен руководствоваться условиями труда на лесосеке, и в регионах, где сортиментная вывозка не является традиционной, рекомендовать МТТМ-2 для трелевки при наличии различного рода препятствий и в сильно пересеченной местности. Вывозка леса МТТМ-1 может быть рекомендована для подвозки сортиментов и маломерных хлыстов либо для исключения загрязнения древесины в период распутицы.

Немаловажным критерием результативности проведения рубок промежуточного пользования является выполнение запланированной программы рубок, успешная реализация которой подразумевает удаление всех намеченных в рубку нежелательных деревьев. При рубках без прокладки технологических коридоров эта задача сводится к установлению доступности насаждения к освоению в зависимости от таксационных характеристик древостоя и конструктивных параметров применяемой машины. Для установления данной зависимости было проведено имитационное моделирование движения малогабаритной машины под пологом леса по алгоритму представленному на рис. 5.

■2

(И)

Рисунок 5 - Блок-схема алгоритма программы на языке программирования Delphi 7 имитирующей движение машины в насаждении

Имитационная модель движения машины получена на основании решения задачи о плоскопараллельном движении твердого тела среди случайно распределенных препятствий, и включает поэтапное решение следующих вопросов:

1. Генерирование пространственной структуры древостоя.

2. Математическое описание траектории движения максимально удаленных друг от друга двух точек машины, одна из которых принимается за полюс.

Для математического описания траектории движения машина представлена в виде отрезка конечной длины, равного длине машины с грузом. Ширина (колея) машины, во избежание излишней громоздкости модели, задана увеличенным на определенную величину диаметром деревьев.

При этом приняты следующие допущения:

1) поворот происходит вокруг мгновенного центра скоростей, в качестве которого принимается комлевой или вершинный (в зависимости от способа трелевки) отрез хлыста, на который опирается машина, а перемещение и скорость точек корпуса машины пропорциональны их удалению от точки опоры хлыста на опорную поверхность;

2) при повороте в области сцепки тягово-энергетического и грузонесу-щего модулей отсутствует степень свободы в горизонтальной плоскости;

3) при отсутствии препятствий движение машины параллельно оси ор-

динат. Г

^—""ч 1

((Х1; 1

Г I 1

I

1)

Изб. I

X

Рисунок 6 - Расчетная схема траектории машины при объезде растущего дерева.

Первое допущение принято для достижения естественной стратегии оператора по оцениванию возможной траектории движения заблаговременно до встречи с препятствием, при этом расстояние остающееся между машиной и деревом компенсирует занос хлыста при повороте и исключает пересечение необходимой зоны безопасности вокруг каждого дерева.

Второе допущение принято из-за сравнительно малого расстояния от вертикальной оси управляемых движителей до узла сцепки с грузонесущим модулем по сравнению с общей длиной машины.

Третье допущение необходимо для минимизации траектории движения.

Моделирование движения производим следующим образом. При встрече с препятствием, машина заранее, не дожидаясь столкновения, начинает поворачивать на некоторый достаточно малый угол попеременно в обе стороны до тех пор, пока абсцисса точки А (начало машины) не совпадет с абсциссой максимально удаленной от центра дерева точкой зоны безопасности (рис. 6). Затем, путем последовательного приращения по оси ординат машина начинает прямолинейное движение, которое продолжается до совпадения ординат точки В и центра дерева, после чего происходит выравнивание машины до равенства абсцисс начала и конца машины. Далее, для минимизации длины траектории движения, машина последовательно поворачивает на малый угол в противоположную началу поворота сторону, одновременно пе-

редвигаясь вверх по оси ординат до тех пор, пока абсциссы точки В и вертикальной оси полосы движения не будут равны, при этом после каждого приращения проверяется условие допустимости нового положения.

В результате многократных испытаний на модели (количество испытаний равно 1000) получено следующее регрессионное уравнение определения доступности насаждения к освоению:

7J = 612,40 - 0,70« - 558,786 -10,871 + 3,31-10"V +

+ 0,28я-6 + 127,2062 + 7,586-1; (12)

й2 = 98%; ^=3%, где ^ - проникаемость насаждения, %;

п - густота насаждения, пгг/га;

Ъ - колея машины, м;

L - длина машины с грузом, м.

Л2 - коэффициент детерминации;

Se - стандартная ошибка модели.

Экономическая оценка эффективности произведена для сравнительно низко энергонасыщенного отечественного мотоблока МБ-2К «Нева» и сопоставимого по техническим характеристикам зарубежного мини-скидцера «Goliat G8» при одинаковых условиях работы. Расчет эффективности эксплуатации произведен по укрупненным показателям при условии, что весь объем заготовленной древесины реализуется в круглом виде по цене 900 руб./м3, нормы расхода топлива одинаковы и составляют 2 л/ч, длительность бесснежного периода 150 дней. Годовой экономический эффект от использования МТТМ-1 на базе отечественного мотоблока МБ-2К «Нева» вместо зарубежного мини-скидцера «Goliat G8», при транспортировке сортиментов составит 72000 руб. на одну машину.

Из рассматриваемых способов трелевки, наиболее производительной оказывается трелевка в полупогруженном положении по сравнению с транспортировкой в полностью погруженном положении на 13%, а как следствие и менее затратной - затраты на заготовку 1 м3 в этом случае меньше на 11,6 руб.

В третьей главе рассмотрено влияние колесно-шагающего хода на динамику одноосной машины в процессе трелевки хлыстов. Здесь установлено влияние различных факторов на колебания системы «машина - гибкий груз» в целом, разработана эквивалентная динамическая схема с конечным числом степеней свободы.

Отличительной особенностью работы МТТМ-2 является использование в качестве дополнительной точки опоры тела хлыста, который в данном случае помимо предмета труда, выполняет функции стабилизатора машины в продольном направлении. При этом эффективной, с экологической точки зрения и по энергетическим затратам на перемещение, является работа МТТМ-2 без боронования лесной почвы грузовым модулем.

Однако, в результате вынужденных колебаний, возникающих из-за конструктивных особенностей КЩД, возможна дополнительная минерализа-

ция лесной почвы грузовым модулем, основными отрицательными последствиями которой будет нарушение условий произрастания древостоя и резкое повышение крюковой нагрузки из-за зацепления находящихся вблизи к верхним слоям горизонта корней и т. п. Более того, колебания, генерируемые ко-лесно-шагающим ходом, могут вызвать резонансные явления в элементах конструкции машины, влиять на плавность хода, долговечность деталей и условия работы оператора. Хлыст, являясь гибким телом, в случае совпадения собственных частотных характеристик и возмущающей силы также может способствовать увеличению или уменьшению амплитуды колебаний.

Рисунок 7 - Динамически эквивалентная схема МТТМ-2 с гибким грузом.

Дифференциальное уравнение движения составлено с использованием основного уравнения динамики (второго закона Ньютона) и имеет следующий вид:

Р

т

У =

ТО^Г-м^у

(14)

где т- приведенная масса МТТМ-2 с гибким грузом; т0- масса, приходящаяся на ведущие полуоси; у, у и у - соответственно ускорение, скорость и перемещение поступательно движущейся массы; с - жесткость хлыста; к -коэффициент демпфирования; Н - амплитуда возмущающей силы; Ях - радиус фазы движения; 1Х - длина фазы движения; V - скорость движения; г -время; <р0- начальная фаза колебаний; / - собственная частота колебаний хлыста; р - частота колебаний, генерируемых К1ПД; д - отношение коэффициента демпфирования к приведенной массе системы; уст - статическое перемещение, вызываемое постоянной силой; у - фазовый угол.

При нахождении параметров динамически эквивалентной схемы использованы оригинальные методики определения жесткости и момента инерции хлыста. Для нахождения момента инерции, в теле хлыста были выделены элементарные массы комлевой и вершинной частей (рис. 8).

с1т 1

<ЗГП2

¿1с

ЦТ

а

Рисунок 8 - Расчетная схема определения момента инерции хлыста относительно оси, проходящей через его центр тяжести. Момент инерции хлыста, относительно оси, проходящей через его центр тяжести:

а , Ь _

= ¡Х2с1т1 + (¡т2 , (15)

с о о

Л- {¿с~(2у

-ил . ШГ1"1 — ---

4

с!х ; <1т2 = р-

(16)

где с1с- диаметр в центре тяжести; а и Ъ - расстояния от комлевого и вершинного отреза до центра тяжести; х и г - текущие координаты комлевого и вершинного сечения; и (¿щ - элементарные массы комлевого и вершинного участков; г - сбег хлыста.

В соответствие с теоремой Гюйгенса-Штейнера, момент инерции хлыста, относительно оси, проходящей через комлевую часть и перпендикулярной продольной оси, получен в следующем виде:

2*Л __ И"

г ~ 4

Да-»)2.(17)

Расчет амплитуды колебаний конца грузового модуля был произведен для кинематических параметров модели КШД зарегистрированной патентом № 2038248 РФ, циклически реализующей в процессе движения не симметричные колебания различной амплитуды и частоты. Так как в этом случае нельзя достаточно точно аппроксимировать возмущающую функцию, то процесс установления вынужденных колебаний определяли путем дискретизации процесса, для чего его разбивали на два полусйнусоидальных импульса с амплитудой и продолжительностью соответствующих фаз движения. В результате установлено, что вынужденные колебания практически не отличаются от закона изменения возмущающей силы и максимальная амплитуда отклонения в колесной и шаговой фазе составляют соответственно 9-Ю"3 м и 8Д-10"3 м.

Также были рассмотрены такие неблагоприятные с точки зрения динамической нагруженности КШ Д, рабочий процесс которых состоит из эквивалентных друг другу колесной и шаговой фаз движения. Для таких движителей введено понятие резонансной скорости и получено выражение для ее определения:

у = О8)

2 х\т

где 1Х - длина фазы движения; с - жесткость хлыста; т - приведенная масса системы «машина - хлыст».

Для рассматриваемой модели КШД резопапсиая скорость составляет 7,5 км/ч, тогда как максимальная скорость МТТМ-2 с грузом не должна превышать скорости пешего хода человека равной 5 км/ч.

В результате сделан вывод, что трелевка рассчитанного диапазона размерных характеристик хлыстов будет происходить без боронования лесной почвы грузовым модулем.

Четвертая глава посвящена методике и результатам 'экспериментальных исследований характеристик малогабаритной машины. Ее отличительной особенностью является комплексно-дифференцированный подход к изучению предмета исследования. Полученные результаты позволяют прогнозировать важнейшие эксплуатационные характеристики как существующей, так и вновь создаваемой техники.

В качестве объекта исследований и воздействия на лесорастительные условия на кафедрах «Автомобили и двигатели» КГТУ и «Технологии и оборудования лесозаготовок» СибГТУ был спроектирован и собран эксперимен-

тальный образец, имитирующий модель малогабаритной тягово-транспортной машины.

Рисунок 9 - Экспериментальный образец малогабаритной тягово-транспортной машины.

Экспериментальные исследования по определению влияния колесно-шагающего хода на динамику процесса трелевки одноосной МТТМ-2 проводили путем регистрации виброускорений системы «машина - хлыст» при помощи виброизмерительного комплекса (рис. 10) в составе датчика колебаний КД-39, виброизмерительного прибора ВМ-20, платы аналогово-цифрового преобразования и персонального компьютера.

Рисунок 10 - Структурная схема компоновки виброизмерительного комплекса.

Принцип действия данного комплекса заключается в следующем: виброускорения системы воспринимаются датчиком колебаний и поступают на виброизмерительный прибор ВМ-20, используемый в качестве усилителя вследствие незначительной амплитуды генерируемого датчиком сигнала. Далее усиленный сигнал в одноканальном режиме поступает на плату Ь-154, где преобразовывается в цифровую форму и фиксируется на жестком диске компьютера.

Обработку сигнала, исходная форма которого представлена на рис. 11а), производили в модуле послесеансной обработки программы «PowerGraph». Основные гармоники колебательного процесса определяли путем разложения в ряд Фурье с последующим построением амплитудно-частотного спектра. При этом ось частот предварительно разбивали на отрезки соответствующие отставным полосам, с отношением верхних граничных частот к нижним равным двум и определяли амплитуду для каждой полосы в отдельности.

Проведенный спектральный анализ показывает, что определяющими процесс колебаний будут две основные гармоники с частотами 10,3 и 50 Гц, генерируемые соответственно колесно-шагающим ходом и двигателем энергетической установки, причем собственные частоты колебаний хлыста и КШД лежат в одной октавной полосе. Так как нас интересует эффект от наложения собственных частот КШД и хлыста, они были дифференцированы от остальных возмущений (рис. 116).

После фильтрации исходного сигнала, амплитуда колебаний, при максимальном значении ускорения в шаговой фазе движения равной 4,045 м/с2, составила 310"3 м, расчетное значение амплитуды с учетом диссипации колебаний по мере удаления от источника возбуждения равно 3,8-10'3 м. Таким образом, эксперимент подтверждает наши выводы о незначительности собственных колебаний хлыста и изменении вынужденных колебаний по закону возмущающей функции. Однако, для предотвращения усталостного разрушения, элементы конструкции должны быть экранированы от двигателя, а скорость движения не превышать 3,6 км/ч, так в этом случае ускорения колебательного движения превышают машиностроительный норматив, принятый в нашей стране и равный полуторному ускорению свободного падения.

В целом проведенный эксперимент является композиционным, состоящим из нескольких частей. Кроме рассмотренного влияния кинематики колесно-шагающего хода на процесс трелевки хлыста одноосной машиной, были проведены экспериментальные исследования эксплуатационных показателей малогабаритной машины, которые включают в себя эксперименты по определению коэффициента буксования, плотности почвы после однократного проезда машины и высоты преодолеваемого препятствия. В частности коэффициент буксования комплексно характеризует такие эксплуатационные показатели как касательная сила тяги, проходимость, величина рейсовой нагрузки и уровень повреждаемости лесной подстилки.

Методика эксперимента по определению коэффициента буксования заключался в следующем. Машину нагружали нормальной и крюковой нагрузкой. Нормальную нагрузку формировали путем приложения к тяговому модулю вертикальной силы, а крюковую нагрузку - путем транспортировки короба по прорезиненному настилу, сопротивление движению которого, во избежание погрешности измерения из-за инерционности динамометра, определяли при помощи равномерного протаскивания лебедкой. Численные значения коэффициента определяли в результате замедленного покадрового воспроизведения отснятого видеоматериала в мультимедийном проигрывателе персонального компьютера.

Эксперимент был спланирован как реализация серии активных полнофакторных опытов по униформ-ротатабелъному плану второго порядка, использующего в качестве структурной модели алгебраический полином второго порядка. Такой план был выбран в связи с тем, что анализ априорной информации показан, что максимальное значение коэффициента наблюдается внутри области варьирования факторов, а УРП позволяет с большой точностью определить поведение объекта вблизи номинального режима, находящегося недалеко от центра плана.

Минимизация суммы квадратов, характеризующих расхождение между экспериментальными точками и полученным уравнением при помощи параметрической идентификации модели, позволила получить следующую регрессионную модель:

у = -24,335061+ 0,01128Уг +0,120908?^ + + 6-10~бР/ + 11-10~б7>^) -84-10~~6РгРкр; (19)

Л2 =0,98; Яе = 2%,

где Рг - нормальная нагрузка, Н; Ркр - крюковая нагрузка, Н.

Расчет сопротивления движению эксплуатационных хлыстов показал, что максимальный коэффициент буксования составит 14,4% при трелевке еловых и сосновых хлыстов за комли объемом соответственно 0,26 и 0,24 м3. Далее по мере увеличения объема до 0,43 м3 еловых и 0,39 м3 сосновых хлыстов коэффициент уменьшайся до нуля.

При дальнейшем повышении рейсовой нагрузки тягово-энергетического модуля до 4 кН, реализуемая по условию сцепления с фунтом касательная сила тяги будет превышать сопротивление движению от волочащейся части хлыстов в 9,8 раза, однако, удельное давление на грунт в этом случае будет равно максимально допустимому для гусеничных движителей и составит 60 кПа.

Значительное превышение силы тяги над сопротивлением хлыста движению позволяет сделать вывод, что трелевку хлыстов целесообразней осуществлять за вершины, что позволит повысить объем перевозимой древесины, и, как следствие, производительность МТТМ. В отличие от трелевки за комли, максимальный коэффициент буксования из-за перераспределения нагрузок в этом случае будет равен 26,4% при объеме перемещаемых еловых хлыстов 0,29 м3, сосновых - 0,27 м3. При увеличении нагрузки на рейс до 1780 Н, коэффициент буксования снижается до нуля. Объемы трелюемых еловых и сосновых хлыстов при трелевке за вершины увеличиваются на 21 и 21,8 % и составляют 1,15 и 1,06 м3 соответственно, а производительность процесса увеличивается на 24%. Трелевка за вершины также характеризуется значительным превышением силы тяги над сопротивлением хлыста движению при повышении грузоподъемности тягового модуля.

Экспериментальное исследование плотности после прохода машины показало, что плотность почвы под башмаком КШД остается практически

неизменной, уплотнение происходит лишь в местах опоры движителя на концы башмаков. Абсолютный прирост плотности после воздействия КШД в 1,73 раза меньше чем от серийного движителя мотоблока.

Эксперимент по преодолению препятствия в виде круглого сортимента показал, что высота преодолеваемого препятствия КШД больше чем у колеса в 9,4 раза и равна 297 мм. Необходимо отметить, статический радиус колеса несколько меньше чем у КШД (соответственно 0,22 и 0,3 м). При сопоставимых размерах движителей соотношение высот препятствий составит 1 : 7 в пользу КШД.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Параметрический ряд М'ГТМ рекомендуется разрабатывать по универсальной компоновочной схеме, позволяющей применять различную технологию работ (сортиментную или хлыстовую). Для этого МТТМ следует изготовлять в виде переносного технологического агрегата в составе тягового модуля серийно выпускаемого промышленностью, универсального грузоне-сущего модуля, кониково-зажимного устройства, КШД в качестве ведущих движителей и широкопрофильных ведомых колес. При этом необходимо обеспечить возможность трансформации агрегата в зависимости от применяемой технологии путем перемещения ведомых движителей относительно крепления к грузонесущему модулю.

2. Длина грузонесущего модуля, в соответствии с размерными характеристиками еловых и сосновых хлыстов II-V высотных разрядов и параметров мотоблока, при трелевке в полностью и полупогруженном положении должна составлять 1,44-2 м.

3. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена методика определения параметров системы «машина - хлыст» при трелевке одноосной МТТМ с опорой на хлыст: разработана методика определения прогиба хлыстов; определена необходимая мощность силовой установки для трелевки хлыстов и сортиментов; разработана методика определения длины грузонесущего модуля, обеспечивающая равномерную загрузку элементов ходовой части при транспортировке сортиментов и исключающая минерализацию почвы рамой машины при трелевке хлыстов.

4. В результате проведенного теоретического анализа эксплуатационных свойств МТТМ получены следующие выводы:

1) МТТМ номинальной грузоподъемностью тягового модуля 2-5 кН обеспечат трелевку хлыстов диаметром 0,2-0,36 м на высоте груди в еловых и сосновых лесах П-Ш разрядов, в тех же лесах IV-V разрядов - диаметром 0,2-0,4 м;

2) сравнительный анализ способов трелевки одноосной и двуосной машинами показал, что одноосная машина с опорой на хлыст обладает большей проходимостью; на преодоление одного и того же максимально возможного препятствия для тягового модуля мощностью 4,4 и 10,7 кВт, необходимые энергетические затраты для одноосной и двуосной МТТМ составят 7:1 и 5:1 соответственно; при пропорциональном увеличении грузоподъемности от

2 до 4 кН и мощности от 4,4 до 10,7 кВт, диаметры преодолеваемого препятствия увеличиваются от 0,21 до 0,28 м.

3) имитационное моделирование проникаемости лесонасаждений показало, что наиболее эффективной, с точки зрения выполнения намеченной программы рубок, будет петлевая схема разработки лесосек с криволинейными технологическими коридорами шириной не более 1,5 м, при этом трудозатраты на прокладку коридоров будут в 2,7 раза меньше в сравнении с традиционной крупногабаритной техникой; для обеспечения наилучшей маневренности необходимо чтобы колея и база машины не превышали 0,9 и 3 м соответственно; полученная модель позволяет прогнозировать доступность насаждений к освоению с учетом таксационных характеристик древостоя (густота, диаметр) и параметров машины с грузом (ширина, длина).

5. Кинематические возмущения в системе «машина - хлыст» от колес-но-шагающего хода представляют собой вынужденные незатухающие периодические колебания, изменяющиеся по полусинусоидальному закону.

6. Экспериментально определено, что амплитуда вынужденных колебаний центра вращения КШД составляет 0,005 и 0,015 м в шаговой и колесной фазах соответственно.

7. Теоретические расчеты показали, что амплитуда вынужденных колебаний наиболее податливого хлыста в районе крепления полуосей ведомых движителей к грузовому модулю не превышает 0,01 м, т. е. трелевка рассчитанного диапазона размерных характеристик хлыстов будет происходить без боронования лесной почвы.

8. Для обеспечения необходимой для транспортировки груза касательной силы тяги необходимым и достаточным будет использование тягово-энергетических модулей номинальной мощностью 4-5 кВт, что в целом сопоставимо с мощностью двигателей существующей техники данного класса.

9. При использовании в качестве ведущих движителей рассмотренной модели КШД, суммарная величина сил тяжести приходящегося на машину груза и тягово-энергетического модуля не должна превышать 5 кН.

10. Значительное превышение касательной силы тяги над сопротивлением хлыстов движению (в 6,6 раза) позволяет осуществлять трелевку хлыстов за вершины. В этом случае объемы перемещаемой древесины в сравнении с трелевкой за комли больше на 21 %, а производительность увеличивается на 24 %. В целях максимального сохранения напочвенного покрова рейсовая нагрузка должна быть не менее 0,5 м\

11. Разработанные параметры МТТМ, использующей в качестве тягово-энергетического модуля серийно выпускаемые промышленностью мотоблоки, позволят организовать производство отечественных «железных коней» имеющих сопоставимые с зарубежными аналогами производительность, габаритные размеры, мощность двигателя, скорость перемещения, обладающих при этом в 1,3...2,15 раза меньшей массой. Ориентировочная стоимость прототипа составляет 2000 долл. США, что меньше зарубежных и отечественных аналогов соответственно в 5 и 2,15 раза.

12. Годовой экономический эффект от использования МТТМ вместо зарубежного мини-скиддера при транспортировке сортиментов составит 72000 руб. на одну мЗшину.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Уптницкий, Л. А. Проблемы создания лесных машин для технологических процессов рубок ухода / В. Г. Анопченко, В. А. Лозовой, А. А. Ушницкий // Транспортные системы Сибири : материалы Всерос. на-уч.-техн. конф. с междунар. участием. - Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2003. -С. 18-20.

2. Ушницкий, А. А. К проблеме сохранения лесорастительных условий при трелевке ликвида от рубок ухода / А. А. Ушницкий // Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы : сб. ст. по материалам Всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск : СибГТУ, 2004. - Т. 2.

- С. 54-56.

3. Ушницкий, А. А. Исследование возможности использования одноосного колесно-шагающего тягового модуля для перевозки древесины / В. Г. Анопченко, К. И. Васильченко, А. А. Ушницкий // Транспортные системы Сибири : материалы II Всерос. науч.-техн. конф. - Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2004. - С. 10-12.

4. Ушницкий, А. А. Влияние способа размещения груза на высоту преодолеваемого препятствия при трелевке древесины малой трелевочной машиной / А. А. Ушницкий // Лесоэксплуатация : межвуз. сб. науч. тр.

- Красноярск : СибГТУ, 2005. - Вып. 6. - С. 160-166.

5. Ушницкий, А. А. Математическая модель малогабаритной колесно-шагающей машины / А. А. Ушницкий // Лесоэксплуатация : межвуз. сб. науч. тр. Красноярск : СибГТУ, 2005. - Вып. 6. - С. 166-173.

6. Ушницкий, А. А. Анализ возможности применения мотоблока в качестве тягово-энергетического модуля малогабаритной лесной машины /

A. А. Ушницкий // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения : сб. ст. по материалам Всерос. науч.-практ. конф., Красноярск, 12-14 окт. 2005 г. - Красноярск : СибГТУ, 2005. - Т. 2. - С. 237-240.

7. Ушницкий, А. А. Аналитические исследования параметров прогиба для разработки рациональных конструкций лесозаготовительных машин /

B. К. Александров, А. А. Ушницкий // Лесной и химический комплексы - проблемы и решения : сб. ст. по материалам Всерос. науч.-практ. конф., Красноярск, 12-14 окт 2005 г. - Красноярск : СибГТУ, 2005. - Т. 2. - С. 240-243.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 660049, г. Красноярск, проспект Мира 82, ученому секретарю диссертационного совета.

Сдано в производство 25.01.06 Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз.

Изд. № 1. Заказ №1508. _Лицензия ИД №06543 16.01,02._

Редакпионно-издательский центр СибГТУ 660049, г.Красноярск, пр. Мира, 82

Введение.

1 Обоснование и актуальность темы.

1.1 Причинно-следственный анализ возникновения ущерба при промежуточных и малообъемных рубках.

1.2 Исследование возможных путей создания малогабаритных машин.

1.3 Обзор работ, посвященных исследованиям динамических процессов взаимодействия лесных машин с предметом труда.

1.4 Выводы по главе, цель и задачи исследования.

2 Разработка малогабаритной тягово-транспортной машины (МТТМ).

2.1 Структурно-компоновочная схема машины.

2.2 Обоснование компоновочной схемы.

2. 3 Определение нагрузки на машину.

2.4 Определение коэффициента распределения нагрузки между машиной и волоком.

2.5 Теоретический анализ эксплуатационных параметров МТТМ.

2.5.1 Обоснование параметров расчетных хлыстов.

2.5.2 Результаты расчета диапазона размерных характеристик трелюемых хлыстов.

2.5.3 Сравнительный анализ различных способов трелевки.

2.5.4 Имитационное моделирование движения малогабаритной лесной машины.

2.5.5 Сравнительная оценка эффективности использования МТТМ и зарубежных аналогов.

3 Влияние колесно-шагающего движителя на динамическую нагруженность одноосной машины.

3.1 Составление динамической расчетной схемы.

3.2 Динамическая модель движения.

3.3 Определение основных параметров динамической системы «машина-хлыст».

3.4 Исследование динамической нагруженности системы «машина -хлыст».

4 Экспериментальные исследования.

4.1 Методика и планирование экспериментальных исследований.

4.1.1 Определение прочностных характеристик почвы.

4.1.2 Методика определения коэффициента буксования.

4.1.3 Метод определения плотности почвы.

4.1.4 Установление размеров преодолеваемого препятствия.

4.1.5 Методика определения колебаний системы «машина-хлыст».

4.2 Определение объема репрезентативной выборки.

4.3 Расчет погрешности измерений.

4.4 Результаты экспериментальных исследований.

4.4.1 Зависимость коэффициента буксования от нормальной и крюковой нагрузки.

4.4.2 Приращение плотности лесной почвы после прохода движителя.

4.4.3 Максимальная высота преодолеваемого препятствия.

4.4.4 Амплитуды и частоты вынужденных колебаний системы «машина-хлыст».

Опыт эксплуатации существующих трелевочных и транспортных машин на лесосеках показывает, что проведение рубок промежуточного пользования сопровождается неоправданно высокой степенью уничтожения запаса насаждения, что влечет за собой уменьшение продуктивности оставляемого на доращивание древостоя.

Воздействие лесозаготовительной техники на лесную экосистему исследовалось многими авторами. Начало этому было положено в трудах классика отечественного лесоводства М. Е. Ткаченко, позднее воздействие лесозаготовительной техники в той или иной степени изучали А. В. Побединский, И. С. Мелехов, В. Ю. Савицкий, С. М. Гугелев, В. Н. Меньшиков, В. И. Да-нилюк и др. Основы теории движения колесных и гусеничных машин, а также степени воздействия лесозаготовительных машин были заложены и обобщены в трудах В. П. Горячкина, И. П. Ксеневича, В. А. Скотникова, М. И. Ляско, М. Г. Беккера, А. С. Агейкина, Г. М. Анисимова, Б. М. Большакова, Ю. Ю. Герасимова, И. И. Водяника, В. С. Сюнева и др.

Всесторонние исследования воздействия лесозаготовительных машин производились в основном с позиций снижения влияния техногенных факторов с учетом экологического состояния почв на лесосеках. При этом не оказался не рассмотренным вопрос обоснования параметров малогабаритных машин для рубок промежуточного пользования. Опубликованные работы носят лишь рекомендательный характер, в частности в регламентирующих технологический процесс документах устанавливаются пределы давления на грунт и в случаях, когда применение традиционной крупногабаритной техникой затруднено, рекомендуется вывозка летательными аппаратами и конная трелевка. Необоснованными оказываются также рекомендации по целесообразности применения в качестве тяговых базовых средств малогабаритных тракторов, большинство которых изначально разрабатывалось для обработки сельхозугодий и в силу этого имеющих специфическую компоновку.

Распределение массы у тракторов классической сельскохозяйственной компоновки не соответствует условиям труда и характеру расположения груза для лесопромышленного трактора, в статическом состоянии без груза сила тяжести МТЗ-80(82), ЛХТ-55 и др. распределяется в соотношении 40% на переднюю ось и 60% на заднюю. При установке на них трелевочного оборудования и погрузке древесины нагрузка на заднюю ось становится еще больше, вследствие чего давление под ведущими движителями возрастает, а управляемость из-за разгрузки передней оси ухудшается.

Поэтому, проведение рубок промежуточного пользования, на данном этапе развития техники и технологии работ, наряду с вырубкой нежелательных деревьев сопровождается уничтожением потенциально пригодных к до-ращиванию экземпляров доминирующей породы при прокладке технологических коридоров. Результатом такого ухода становится снижение продуктивности насаждения из-за недоиспользования долгое время продуцирующей земли и пространства между кронами деревьев, которое в средневозрастных и старшего возраста насаждениях может достигать до 2 м /га в год. Кроме того, уплотнение почвы в технологических коридорах, неизбежно возникающее при многократном проезде машин даже небольшой массы, ухудшение ее водно-физических свойств и повреждение корневых систем деревьев, растущих рядом с коридором, приводят иногда не только к недополучению ожидаемого дополнительного светового прироста, связанного с разреживанием, но и к снижению текущего прироста этих деревьев.

В целом можно заключить, что на уровень повреждения леса и минерализации почвы оказывают весомое влияние конструктивные факторы лесных машин, в числе которых габаритные размеры, давление на опорную поверхность, способ маневрирования и способ размещения груза (хлыстов и деревьев). Очевидно, что сокращение количества поврежденных деревьев возможно за счет уменьшения площади технологических коридоров путем снижения габаритов лесных машин при одновременном повышении их проходимости и маневренности.

Наиболее широко данное направление развивается за рубежом. Так, в Швеции, при проведении первых приемов рубок ухода, удаления семенников в лесах естественного возобновления, разработке труднодоступных лесосек и бурелома наряду с традиционными средствами трелевки применяют легкие, маневренные, малогабаритные машины, наносящие меньший вред окружающей среде.

Как показывает анализ, парк малогабаритной лесной техники представлен в основном дорогостоящими узкоспециализированными зарубежными машинами на базе компоновочных схем колесных и гусеничных тягово-опорных систем.

На основе изучения отечественного производства мини-техники можно сделать вывод, что наиболее рациональную компоновку по массогабарит-ным, тяговым и экологическим показателям можно получить на базе колес-но-шагающей двухмодульной системы в составе серийно выпускаемого промышленностью тягово-энергетического и специального грузонесущего модулей.

В условиях рубок промежуточного пользования и лесосечно-восстановительных процессов, малогабаритные переместительные машины являются наиболее эффективными в имеющейся номенклатуре трелевочной техники с точки зрения сохранности лесорастительных условий и последующего максимального выхода деловой древесины. Неоспоримым их преимуществом является минимизация трудозатрат на разработку транспортной составляющей процесса освоения лесосеки, в виду беспрепятственного проезда по труднодоступным участкам лесосеки к намеченным в рубку деревьям.

Высокая степень унификации машины вызывает необходимость разработки методики выбора и теоретического обоснования основных параметров конструктивно-компоновочной схемы для адаптации к трелевочным работам, которая в дальнейшем, по мере развития производства с последующим неизбежным переходом к конструированию оригинальных узлов и деталей, сможет послужить основой для вновь проектируемых машин.

Поэтому, обоснование параметров многофункциональной малогабаритной переместительной машины для беспрепятственного проезда по труднодоступным участкам лесосеки к намеченным в рубку деревьям при рубках промежуточного пользования является актуальной задачей в виду ее значимости для экологии и лесохозяйственного комплекса страны.

В первой главе диссертационной работы выполнен анализ влияния элементов ходовых систем существующей номенклатуры лесозаготовительной техники на лесорастительные условия, возможных направлений повышения их экологической совместимости, снижения техногенного воздействия на лесную растительность и продуктивность лесов путем синтезирования различных технических решений. Установлено, что в процессе создания новой техники необходимо учитывать роль динамики лесных грузов, накладывающей определенные ограничения на применяемую технологию и значительного влияния на погрешности в работе машин и механизмов, надежность и возникновение аварий. В результате сделаны выводы о том, что данное направление представляет большой научный интерес и значимость для экологии и нужд лесохозяйственного комплекса страны. Определены цели и задачи исследования.

Цель работы: обоснование параметров малогабаритной тягово-транспортной машины для повышения эффективности рубок промежуточного пользования и малообъемных лесозаготовительных производств.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать и теоретически обосновать компоновочную схему МТТМ.

2. Теоретически обосновать основные конструктивные параметры в зависимости от применяемой технологии.

3. Провести теоретический анализ эксплуатационных свойств МТТМ.

4. Разработать эквивалентную динамическую схему, математическую модель системы «машина - хлыст» и выполнить экспериментальные исследования динамической нагруженности элементов конструкции на натурном образце с целью определения достоверности результатов теоретических исследований.

5. Экспериментально исследовать влияние МТТМ на лесорасти-тельные условия, определить тяговые возможности и проходимость натурной модели.

Вторая глава посвящена обоснованию структурно-компоновочной схемы и теоретическому анализу эксплуатационных параметров машины. В ней, рассмотрена конструктивная схема малогабаритной колесно-шагающей трелевочной системы, в том числе оригинальной одноосной машины использующей тело хлыста в качестве стабилизатора в продольном направлении; на основе рассмотрения задачи о деформации хлыста, учитываемой при проектировании лесозаготовительной техники, определены размерные характеристики эксплуатационных параметров расчетных хлыстов; выполнен эксплуатационный и экономический анализ различных способов трелевки; разработаны математическая модель и алгоритм имитационной модели движения малогабаритной лесной машины под пологом леса.

В третьей главе рассмотрено влияние колесно-шагающего хода на динамику процесса трелевки хлыстов одноосной машиной. Здесь установлено влияние различных факторов на колебания системы «машина - гибкий груз» в целом, разработана эквивалентная динамическая схема с конечным числом степеней свободы. Разработана методика приведения распределенных параметров хлыста, в частности универсальное выражение для определения момента инерции в любом сечении по длине хлыста, проведено исследование системы «машина - гибкий груз».

Четвертая глава посвящена методике и результатам экспериментальных исследований характеристик малогабаритной машин. Ее отличительной особенностью является комплексно-дифференцированный подход к изучению предмета исследования. Полученные результаты позволяют прогнозировать важнейшие эксплуатационные характеристики как существующей, так и вновь создаваемой техники.

Научная новизна. Впервые для рубок промежуточного пользования: теоретически обоснована структурно-компоновочная схема малогабаритной тягово-транспортной машины, отличающаяся видом взаимодействия с грузом при трелевке в полупогруженном положении и высокой степенью унификации с минимальным использованием оригинальных деталей; предложен способ трелевки в полупогруженном положении одноосным транспортным средством с опорой на хлыст для стабилизации в продольном направлении; разработана методика определения эксплуатационных параметров расчетных хлыстов, отличающаяся учетом упругих характеристик предмета труда; разработана имитационная модель движения малогабаритной машины под пологом леса, отличающаяся математическим описанием траектории имитирующей стратегию оператора по выбору возможной траектории движения и способа генерирования пространственного расположения деревьев с учетом законов естественного отбора, использование которой позволяет оценивать доступность насаждения к освоению; разработана математическая модель системы «машина - хлыст», отличающаяся расчетной схемой учитывающей особенности размещения и перемещения гибкого груза под воздействием кинематических возмущений от колесно-шагающего хода.

Основные положения, выносимые на защиту:

• структурно-компоновочная схема малогабаритной тягово-транспортной машины;

• результаты теоретических и экспериментальных исследований трелевки в полупогруженном положении одноосным транспортным средством с опорой на хлыст для стабилизации в продольном направлении;

• выражений для определения параметров прогиба и момента инерции в любом сечении по длине хлыста;

• результаты имитационного моделирования проникаемости насаждения;

• методики установления эксплуатационных параметров предмета труда, рациональных режимов работы и прогнозирования проходимости малогабаритной машины;

• результаты экспериментальных исследований экологичности и эффективности колесного и колесно-шагающего хода.

Практическая значимость работы. В результате выбора и расчета основных конструктивных узлов с учетом технологии производства работ, обоснованы параметры рациональной по массогабаритным, экологическим и стоимостным показателям, альтернативной зарубежным и отечественным образцам, многофункциональной тягово-транспортной машины для рубок промежуточного пользования и малообъемных лесозаготовительных производств. Полученные математические зависимости позволяют: производить расчеты рациональной компоновки и важнейших эксплуатационных показателей как существующих, так и вновь создаваемых «железных коней»; определять параметры технологического процесса рубок промежуточного пользования с использованием наряду с традиционными средствами трелевки легких средств для перемещения древесины.

Экспериментальные исследования были проведены на натурном образце, разработанном и изготовленном на кафедрах «Автомобили и двигатели» Красноярского государственного технического университета и «Технология и оборудование лесозаготовок» Сибирского государственного технологического университета. Испытания экспериментального образца малогабаритной лесной машины проведены лично автором, при содействии кафедр «Автомобили и двигатели» КГТУ и «Проектирование лесного оборудования» Сиб-ГТУ в условиях реальной лесосеки в учебно-опытном лесхозе СибГТУ. Теоретическая часть разработана автором на кафедре «Технология и оборудование лесозаготовок» СибГТУ в период обучения в аспирантуре.

Автор выражает глубокую признательность профессору, доктору технических наук Анопченко В. Г. за помощь в изготовлении колесношагающих движителей и ценные замечания полученные в ходе выполнения работы.

Выводы по главе

1. Уменьшение коэффициента буксования при достижении величин нормальной и крюковой нагрузки соответственно 1120,4 и 550 Н позволяет сделать вывод о том, что при их пропорциональном увеличении с определенного момента определяющим фактором процесса реализации тягового усилия будет нормальная нагрузка на КШД. Недоиспользование грузоподъемности тягово-энергетического модуля приведет к излишней минерализации лесной почвы, тогда как увеличение объема нагрузки на рейс сверх рассчитанных объемов будет способствовать повышению величины касательной силы тяги, что в целом согласуется с рекомендациями курса теории автомобиля по повышению проходимости путем увеличения сцепного веса.

2. Величина реализуемой касательной тяги позволяет осуществлять трелевку за вершины, что увеличивает производительность машины на 24%.

3. Известно, что рост корней ели прекращается при плотности почвы о

1500 кг/м [134]. Средние значения плотности почвы после однократного проезда колеса и КШД с нормальной нагрузкой 1500 Н составили соответственно 1553,8 и 1482,8 кг/м , т. е. использование серийного колеса мотоблока в качестве движителей МТТМ в еловых насаждениях с куртинами молодняка недопустимо.

Эксперименты показывают, что после однократного прохода КШД плотность почвы под башмаком остается практически неизменной, уплотнение происходит лишь в местах опоры движителя на концы башмаков. Абсолютный прирост плотности лесной почвы после воздействия КШД в 1,73 раза меньше, чем от серийного колеса мотоблока.

4. По результатам третьей части эксперимента можно судить о том, что высота преодолеваемого препятствия КШД больше чем у колеса в 9,4 раза. Необходимо отметить, что статический радиус колеса и КШД составляют соответственно 0,22 и 0,3 м, тогда соотношение высот препятствий при сопоставимых размерах движителей составит примерно 1:7 в пользу КШД.

5. Колебания, генерируемые источником возмущения в элементах системы «МТТМ-2 - хлыст», многократно накладываясь, искажают истинную величину определяющих процесс колебаний.

6. Воздействие колебаний на оператора будет ощутимым, но легко переносимым.

7. Экспериментальные исследования по определению амплитуды колебаний подтверждают правильность аналитических выводов о величине и характере колебательного процесса системы «МТТМ-2 - хлыст» и, что возмущения, генерируемые колесно-шагающим ходом, не будут вызывать резонансных явлений и минерализации лесной почвы грузовым модулем.

Заключение

В диссертационной работе рассмотрены вопросы обоснования основных параметров конструктивных узлов малогабаритной лесной машины с учетом технологии производства работ, в результате чего определены рациональные по массогабаритным, экологическим и стоимостным показателям эксплуатационные характеристики альтернативного зарубежным и отечественным образцам прототипа многофункциональной тягово-транспортной машины для рубок промежуточного пользования и малообъемных лесосечно-восстановительных процессов.

Теоретически обоснованная компоновка узлов и агрегатов отвечает функциональным требованиям, выполнение которых гарантирует заданный процесс взаимодействия машины с предметом труда и работоспособность конструкции. Выбранная конструктивно-компоновочная схема МТТМ, исходя из поставленных задач, обеспечит трелевку хлыстов и сортиментов на небольшие расстояния с минимальной площадью технологических коридоров и максимальным сохранением подроста и лесорастительных условий.

В процессе работы были получены следующие теоретические и практические результаты и выводы:

1. Параметрический ряд МТТМ рекомендуется разрабатывать по универсальной компоновочной схеме, позволяющей применять различную технологию работ (сортиментную или хлыстовую). Для этого МТТМ следует изготовлять в виде переносного технологического агрегата в составе тягового модуля серийно выпускаемого промышленностью, универсального грузоне-сущего модуля, кониково-зажимного устройства, КШД в качестве ведущих движителей и широкопрофильных ведомых колес. При этом необходимо обеспечить возможность трансформации агрегата в зависимости от применяемой технологии путем перемещения ведомых движителей относительно крепления к грузонесущему модулю.

2. Длина грузонесущего модуля, в соответствии с размерными характеристиками еловых и сосновых хлыстов II-V высотных разрядов и параметров мотоблока, при трелевке в полностью и полупогруженном положении должна составлять 1,44-2 м.

3. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена методика определения параметров системы «машина - хлыст» при трелевке одноосной МТТМ с опорой на хлыст: разработана методика определения прогиба хлыстов; определена необходимая мощность силовой установки для трелевки хлыстов и сортиментов; разработана методика определения длины грузонесущего модуля, обеспечивающая равномерную загрузку элементов ходовой части при транспортировке сортиментов и исключающая минерализацию почвы рамой машины при трелевке хлыстов.

4. В результате проведенного теоретического анализа эксплуатационных свойств МТТМ получены следующие выводы:

1) МТТМ номинальной грузоподъемностью тягового модуля 2-5 кН обеспечат трелевку хлыстов диаметром 0,2-0,36 м на высоте груди в еловых и сосновых лесах II-III разрядов, в тех же лесах IV-V разрядов - диаметром 0,2-0,4 м;

2) сравнительный анализ способов трелевки одноосной и двуосной машинами показал, что одноосная машина с опорой на хлыст обладает большей проходимостью; на преодоление одного и того же максимально возможного препятствия для тягового модуля мощностью 4,4 и 10,7 кВт, необходимые энергетические затраты для одноосной и двуосной МТТМ составят 7:1 и 5:1 соответственно; при пропорциональном увеличении грузоподъемности от 2 до 4 кН и мощности от 4,4 до 10,7 кВт, диаметры преодолеваемого препятствия увеличиваются от 0,21 до 0,28 м.

3) имитационное моделирование проникаемости лесонасаждений показало, что наиболее эффективной, с точки зрения выполнения намеченной программы рубок, будет петлевая схема разработки лесосек с криволинейными технологическими коридорами шириной не более 1,5 м, при этом трудозатраты на прокладку коридоров будут в 2,7 раза меньше в сравнении с традиционной крупногабаритной техникой; для обеспечения наилучшей маневренности необходимо чтобы колея и база машины не превышали 0,9 и 3 м соответственно; полученная модель позволяет прогнозировать доступность насаждений к освоению с учетом таксационных характеристик древостоя (густота, диаметр) и параметров машины с грузом (ширина, длина).

5. Кинематические возмущения в системе «машина - хлыст» от колес-но-шагающего хода представляют собой вынужденные незатухающие периодические колебания, изменяющиеся по полусинусоидальному закону.

6. Экспериментально определено, что амплитуда вынужденных колебаний центра вращения КШД составляет 0,005 и 0,015 м в шаговой и колесной фазах соответственно.

7. Теоретические расчеты показали, что амплитуда вынужденных колебаний наиболее податливого хлыста в районе крепления полуосей ведомых движителей к грузовому модулю не превышает 0,01 м, т. е. трелевка рассчитанного диапазона размерных характеристик хлыстов будет происходить без боронования лесной почвы.

8. Для обеспечения необходимой для транспортировки груза касательной силы тяги необходимым и достаточным будет использование тягово-энергетических модулей номинальной мощностью 4-5 кВт, что в целом сопоставимо с мощностью двигателей существующей техники данного класса.

9. При использовании в качестве ведущих движителей рассмотренной модели КШД, суммарная величина сил тяжести приходящегося на машину груза и тягово-энергетического модуля не должна превышать 5 кН.

10. Значительное превышение касательной силы тяги над сопротивлением хлыстов движению (в 6,6 раза) позволяет осуществлять трелевку хлыстов за вершины. В этом случае объемы перемещаемой древесины в сравнении с трелевкой за комли больше на 21 %, а производительность увеличивается на 24 %. В целях максимального сохранения напочвенного покрова рейсовая нагрузка должна быть не менее 0,5 м3.

11. Разработанные параметры МТТМ, использующей в качестве тяго-во-энергетического модуля серийно выпускаемые промышленностью мотоблоки, позволят организовать производство отечественных «железных коней» имеющих сопоставимые с зарубежными аналогами производительность, габаритные размеры, мощность двигателя, скорость перемещения, обладающих при этом в 1,3.2,15 раза меньшей массой. Ориентировочная стоимость прототипа составляет 2000 долл. США, что меньше зарубежных и отечественных аналогов соответственно в 5 и 2,15 раза.

12. Годовой экономический эффект от использования МТТМ вместо зарубежного мини-скиддера при транспортировке сортиментов составит 72000 руб. на одну машину.

1. Ширнин, Ю. А. Технология и оборудование малообъемных лесозаготовок и лесовосстановление : учеб. пособие / Ю. А. Ширнин, Ф. В. Пошар-ников. Йошкар-Ола : МарГТУ, 2001. - 398 с.

2. Иванов, Г. А. Лесные машины с улучшенными экологическими свойствами / Г. А. Иванов, А. А. Иванов // Лесн. пром-сть. 1991. - № 3. - С. 18-19.1. KS

3. Бредберг, К. И. Разработка машин для рубок ухода, наносящих меньший вред насаждениям / К. И. Бредберг // Проблемы рубок ухода. М. : Лесн. пром-сть, 1987.-С. 16-22.

4. Савицкий, В. Ю. Воздействие лесосечных машин на лесную среду / В. Ю. Савицкий, С. М. Гугелев // Лесн. пром-сть. 1993. - № 5. - С. 27-28.

5. Герасимов, Ю. Ю. Экологическая оптимизация технологических процесисов для лесозаготовок / Ю. Ю. Герасимов, В. С. Сюнев. Иоэнсуу : Изд-во ун-та Йоэнсуу, 1998. - 178 с.

6. Буш, К. К. Экологические основы рубок ухода / К. К. Буш // Сборник материалов конференции Международного союза лесных исследовательских организаций (ИЮФРО). М.: Лесн. пром-сть, 1987.

7. Влияние плотности почвы на рост корневых систем саженцев древесных пород // Лесоведение. 1992. - № 4. - С. 74-78.

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

9. Оценка сдваивания колёс тракторов классов 30 и 50 кН по некоторым показателям / О. Л. Уткин-Любовцов и др. // Тракторы и с.-х. машины. 1981.-№3.-С. 4-7.

10. ГОСТ 26953-86. Техника сельскохозяйственная мобильная. Методы определения воздействия движителей на почву. Введ. 01.01.87. - М.: Изд-во стандартов, 1986. — 11 с.

11. ГОСТ 26954-86. Техника сельскохозяйственная мобильная. Метод определения максимального нормального напряжения в почве. Введ. 01.01.87. - М. : Изд-во стандартов. - 5 с.

12. ГОСТ 26955-86. Техника сельскохозяйственная мобильная. Нормы воздействия движителей на почву. Введ. 01.01.87. - М.: Изд-во стандартов, 1986.-8 с.

13. ГОСТ 7057-81. Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний. Взамен ГОСТ 7057-81; введ. 01.01.2003. М.: Изд-во стандартов, 2003. -14 с.

14. ГОСТ 23734-98. Тракторы промышленные. Методы испытаний. Взамен ГОСТ 23734-79; введ. 01.07.2000. - М.: Изд-во стандартов, 1998. -16 с.

15. ГОСТ Р51629-2000. Машины лесозаготовительные. Тракторы лесопромышленные. Методы определения среднего давления движителей на грунт. Введ. 01.01.2001 -М.: Изд-во стандартов, 2001. - 7 с.

16. Лесоводственные требования к технологическим процессам лесосечных работ.-М., 1993.

17. Лесоводственные требованиями к технологическим процессам рубок ухода.-М., 1993.

18. Рыскин, Ю. Е. Воздействие колёсных тракторов на грунт / Ю. Е. Рыскин, М. И. Андрюшин // Лесн. пром-сть. 1992. - № 3. - С. 20-21.

19. Ляско, М. И. Оценка достоверности методик определения стандартных показателей воздействия на почву колёсных движителей / М. И. Ляско, А. Г. Курденков // Тракторы и с.-х. машины. 1989. - № 5. - С. 9-12.

20. Ермольев, В. П. Механика воздействия машин на лесные почвы / В. П. Ермольев, Г. К. Виногоров // Лесн. пром-сть. 1995. - № 3. - С. 27-29.

21. Анисимов, Г. M. Новые концепции теории лесосечных машин: научное издание / Г. М. Анисимов, Б. М. Большаков. СПб. : JTTA, 1998. - 116 с.

22. Гугелев, С. М. Новое в лесоводственных требованиях / С. М. Гугелев // Лесн. пром-сть. 1994. - № 5-6. - С. 14.

23. Куляшов, А. П. Экологичность движителей транспортно-технологических машин / А. П. Куляшов, В. Е. Колотилин. М. : Машиностроение, 1993. - 288 с.

24. Китредж, Дж. Влияние леса на климат почвы и водный режим : пер. с англ. / Дж. Китредж. М. : Изд-во иностр. лит., 1951. - 456 с.

25. Шумаков, В. С. Некоторые особенности физических свойств лесных почв / B.C. Шумаков // Сб. науч. работ по лесному почвоведению. М. : Лесн. пром-сть, 1973. - С. 4-22.

26. Онучин, Е. М. Совершенствование прицепа лесной машины с модулями для малообъемных лесосечно-лесовосстановительных процессов : авто-реф. дис. . канд. техн. наук : 05.21.01 / Е. М. Онучин. Йошкар-Ола : МарГТУ, 2004.-20 с.

27. Новый лесохозяйственный колесный трактор ТЛ-55 / С. И. Матвеев и др. // Лесн. хоз-во. 1998. -№ 5. - С. 41-43.

28. Бартенев, И. М. Перспективные конструкции тракторов для лесного комплекса / И. М. Бартенев, В. А. Борисенков // Лесн. хоз-во. 1994. - № 4.-С. 45-47.

29. Желдак, В. И. Лесоводственные требования и разработка машин для рубок ухода / В. И. Желдак, В. Ф. Зинин, Л. Н. Прохоров // Лесн. хоз-во. -1997.-№4.-С. 41-43.

30. Машины и механизмы для трелевки леса при несплошных рубках в горной местности / В. В. Скобей и др. // Лесоэксплуатация и лесосплав. -1987.-№3.-С. 23-31.

31. Заготовка древесины в труднодоступных районах // Лесоэксплуатация и лесосплав.-1989.-№6.-С. 15-18.

32. Применение трелевочных мини-тракторов на гусеничном ходу в Швеции // Лесоэксплуатация и лесосплав. 1989. - № 1. - С. 21-25.

33. Курвитс, П. Т. Мини-техника для рубок промежуточного пользования / П. Т. Курвитс, Т. А. Нурк // Лесн. хоз-во. 1994. - № 3. - С. 8-9.

34. Технология и оборудование лесопромышленных производств : справ, материалы : учеб. пособие / Ю. А. Ширнин и др.. Йошкар-Ола : Мар-ГТУ, 1999.-252 с.

35. Скурихин, В. И. Технология и оборудование лесопромышленных производств. Техника и технология лесосечных работ при заготовке сортиментов : учеб. пособие / В. И. Скурихин, В. П. Корпачев. Красноярск : СибГТУ, 2004.- 186 с.

36. Муратшин, Г. М. Результаты производственных испытаний технологии и комплекта машин при малообъемных лесозаготовках / Г. М. Муратшин // Лесн. пром-сть. 2003. - № 2. - С. 13-14.

37. Тимберджек = ТтЬецаск : обзор, информ. Хельсинки, 1993-1996. -подборка материала.

38. Кемурджиан, А. Л. Планетоходы / А. Л. Кемурджиан. М. : Машиностроение, 1981. - 319 с.

39. Анопченко, В. Г. Нетрадиционные колесовидные движители транспортных средств : учеб. пособие / В. Г. Анопченко. Красноярск : КГТУ, 1994.-222 с.

40. Пат. 2038248 РФ, МКИ В 62 Д 57/028. Колесно-шагающий движитель / В. Г. Анопченко. опубл. 1995, Бюл. № 18,

41. Анопченко, В. Г. Математическое моделирование перемещения колесно-шагающего движителя / В. Г. Анопченко, Д. Д. Абазин // Совершенствование строительных и дорожных машин для Севера : межвуз. сб. науч. тр. Красноярск, 1996.-С. 81-85.

42. Анопченко, В. Г. О возможности реализации колесно-шагающего хода наземных транспортных средств / В. Г. Анопченко // Транспортные средства Сибири : докл. науч.-практ. конф. с междунар. участием. -Красноярск : КГТУ, 1995. С. 32-37.

43. Полетайкин, В. Ф. Экспериментальные исследования динамики элементов конструкции гусеничных лесопогрузчиков/ В. Ф. Полетайкин // Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1972. - С. 27-34.

44. Полетайкин, В. Ф. Динамика переходных режимов работы лесных погрузчиков / В. Ф. Полетайкин // Химико-лесной комплекс проблемы и решения : межвуз. сб. науч. трудов. - Красноярск : КГТА, 1993. - С. 3251.

45. Мельников, В. И. Об изгибе балок применительно к условиям вывозки леса в хлыстах / В. И. Мельников // Сборник трудов ЛЛТИ. Л. : ЛЛТИ, 1956.-№50.-С. 49-70.

46. Жуков, А. В. Колебания транспортных машин. / А. В. Жуков, И. И. Лео-нович. Минск : Изд-во БГУ, 1973. - 239 с.

47. Жуков, А. В. Влияние на динамику лесотранспортных систем гибкости пакета хлыстов при его поперечном положении / А. В. Жуков // Тракторы и сельхозмашины. 1973. - № 9. - С. 45-56.

48. Жуков, А. В. О выборе расчетной модели погруженных деревьев при исследовании колебаний лесных машин / А. В. Жуков // Изв. вузов. Лесн. журн. 1977. -№ 4. - С. 75-78.

49. Экспериментальное исследование ударных нагрузок при падении деревьев / А. В. Жуков и др. // Изв. вузов. Лесн. журн. 1975. - № 3. - С. 42-47.

50. Жуков, А. В. Исследование продольной устойчивости челюстных погрузчиков с учетом гибкости хлыстов / А. В. Жуков // Лесное хозяйство, бумажная, деревообрабатывающая промышленность : респ. межведомст. обозрение. Минск, 1973. - С. 43-47.

51. Мельников, В. П. Использование грузоподъемности челюстных погрузчиков / В. П. Мельников // Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1969. - № 102. -С. 67-70.

52. Мельников, В. П. Динамическое воздействие на челюстной погрузчик колебаний хлыстов при погрузке / В. П. Мельников // Труды ЦНИИМЭ. -Химки, 1972.-№ 108.-С. 57-63.

53. Мельников, В. П. О грузоподъемности челюстных погрузчиков / В. П. Мельников // Лесн. пром-сть. 1972. - № 11. - С. 7.

54. Полетайкин, В. Ф. Некоторые вопросы динамики конструкций гусеничного лесопогрузчика: дис. . канд. техн. наук / В. Ф. Полетайкин. -Красноярск : СТИ, 1971. С. 71-139.

55. Полетайкин, В. Ф. Проектирование лесопогрузчиков : учеб. пособие / В. Ф. Полетайкин. Красноярск : КПИ, 1991. - 116 с.

56. Полетайкин, В. Ф. Моделирование рабочих режимов тракторных лесопогрузчиков : моногр. / В. Ф. Полетайкин. Красноярск : КГТА, 1996. -248 с.

57. Гастев, Б. Г. Основы динамики лесовозного подвижного состава / Б. Г. Гастев, В. И. Мельников. М. : Лесн. пром-сть, 1967. - 115 с.

58. Гастев, Б. Г. Некоторые вопросы теории перевозок древесины в хлыстах на лесовозных дорогах : автореф. дис. . д-ра техн. наук / Б. Г. Гастев. -Львов, 1955.-30 с.

59. Цофин, 3. С. Исследование физико-механических характеристик пакетов хлыстов, перевозимых по лесовозным дорогам : автореф. дис. . канд. техн. наук / 3. С. Цофин. М., 1964. - 19 с.

60. Цофин, 3. С. Механизация транспортировки леса за рубежом / 3. С. Цо-фин.-М. : ВНИПИЭИлеспром, 1970.-С. 15-18.

61. Цофин, 3. С. Исследование изменения интенсивности нагрузки от собственного веса пакета хлыстов / 3. С. Цофин // Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1969.-№29.-С. 28-35.

62. Цофин, 3. С. Исследование геометрических и статических характеристик пакетов хлыстов / 3. С. Цофин // Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1963. - № 42.-С. 34-36.

63. Комаров, М. С. Динамика механизмов и машин / М. С. Комаров. М. : Машиностроение, 1969.-295 с.

64. Житомирский, В. К. Механические колебания и практика их устранения / В. К. Житомирский. М. : Машиностроение, 1966. - С. 20-30.

65. Безносенко, П. Д. Расчетная модель дерева для определения динамических нагрузок на рабочее оборудование валочно-пакетирующей машины / П. Д. Безносенко // Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1973. - № 129. - С. 1323.

66. Неумоин, Н. И. Исследование некоторых вопросов, связанных с вывозкой леса в хлыстах / Н. И. Неумоин // Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1973. -№ 10.-С. 11-17.

67. Старков, Г. И. К вопросу экспериментального определения силы сопротивления воздушной среды, действующей на дерево в период повала / Г. И. Старков // Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1964. - № 49. - С. 17-23.

68. Перспективы развития нижних складов / Д. К. Воевода и др. // Лесн. пром-сть. — 1975. — № 2. — С. 12-15.

69. Верхов, Ю. И. Теоретические основы проектирования лесных погрузоч-но-транспортных машин / 10. И. Верхов. Красноярск : Изд-во КПИ, 1984.-267 с.

70. Орлов, С. Ф. Проектирование и применение специальных активных полуприцепов в лесном хозяйстве : учеб. пособие / С. Ф. Орлов. Л. : ЛТА, 1979.-88 с.

71. Баринов, К. Н. Проектирование лесопромышленного оборудования : учеб. пособие / К. Н. Баринов, В. А. Александров. Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1988.-240 с.

72. Дебердеев, А. А. О влиянии поперечных изгибных колебаний на соударение дерева / А. А. Дебердеев // Изв. вузов. Лесн. журн. 1969. - № 1. -С. 21-28.

73. Кушляев, В. К. Моделирование дерева как механической системы / В. К. Кушляев//Лесн. пром-сть. 1970.-№ 11.-С. 12-13.

74. Коротяев, Л. В. О положении центра тяжести стволов с кронами и хлыстов, заготовляемых в европейского Севера СССР / Л. В. Коротяев // Изв. вузов. Лесн. журн. 1959. -№ 2. - С. 104-110.

75. Закревский, П. Б. Изменение объемного веса ствола и кроны растущих деревьев по высоте / П. Б. Закревский // Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1998.-№ 123.-С. 92-102.

76. Дебердеев, А. А. К вопросу о центре тяжести и моменте инерции дерева / А. А. Дебердеев // Изв. вузов. Лесн. журн. 1966. - № 6. - С. 53-63.

77. Орлов, С. Ф. Теория и применение агрегатных машин на лесозаготовках /С. Ф. Орлов.-М., 1963.-271 с.

78. Полищук, А. П. Эксплуатационные показатели деревьев и древостоев лесного фонда СССР / А. П. Полищук // Труды ЦНИИМЭ. Химки, 1968.-С. 59-65.

79. Александров, В. А. Динамические нагрузки в лесосечных машинах / В. А. Александров. Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1984. - 152 с.

80. Горячкин, В. П. Собрание сочинений : в 3-х т. / В. П. Горячкин. М. : Колос, 1968.-Т. 2.-456 с.

81. Матвейко, А. П. Технология и машины лесосечных и лесовосстанови-тельных работ / А. П. Матвейко. Минск : Высш. шк., 1975. - 520 с.

82. Виногоров, Г. К. Лесосечные работы / Г. К. Виногоров. М. : Лесн. пром-сть, 1981.-272 с.

83. Машины и оборудование лесозаготовок, лесосплава и лесного хозяйства : учебник для вузов / Ю. В. Шелгунов и др.. М. : Лесн. пром-сть, 1982.-520 с.

84. Гороховский, К. Ф. Технология и машины лесосечных и лесоскладских работ : учеб. пособие для вузов / К. Ф. Гороховский, В. П. Калиновский, Н. В. Лившиц. М. : Лесн. пром-сть, 1980. - 384 с.

85. Дингес, Н. П. Технология лесопромышленных производств / Н. П. Дин-гес, В. А. Лозовой. Красноярск : СибГТУ, 2003. - 224 с.

86. Феодосьев, В. И. Сопротивление материалов / В. И. Феодосьев. М. : Наука, 1986.-512 с.

87. Лозовой, В. А. Расчеты лесозаготовительного оборудования с учетом колебаний : учеб. пособие / В. А. Лозовой. Красноярск : СибГТУ, 1999. -135 с.

88. Лозовой, В. А. Исследование динамических характеристик хлыстов и деревьев / В. А. Лозовой, Ю. И. Верхов // Надежность и долговечность строительных машин. Красноярск : КПТИ, 1975. - Вып. 2. - 89 с.

89. Лозовой, В. А. К определению жесткости одиночных крупномерных хлыстов / В. А. Лозовой ; Сиб. технол. ин-т. Красноярск, 1977. - 11 с.-Деп. в ВНИИПИЭИлеспром 19.01.78, № 366.

90. Лозовой, В. А. Особенности расчета собственных частот колебаний одиночных крупномерных хлыстов / В. А. Лозовой ; Сиб. технол. ин-т. -Красноярск, 1977. 10 с. - Деп. в ВНИИПИЭИлеспром 19.01.78, № 365.

91. Лозовой, В. А. Теоретические и экспериментальные исследования взаимодействия хлыстов с лесными машинами : автореф. . канд. техн. наук / В. А. Лозовой. М., 1982. - 18 с.

92. Терегулов, И. Г. Сопротивление материалов и основы теории упругости и пластичности / И. Г. Терегулов. М. : Высш. шк., 1984. - 472 с.

93. Работнов, Ю. Н. Сопротивление материалов / Ю. Н. Работнов. — М. : Физматгиз, 1962.-435 с.

94. Полетайкин, В. Ф. Проектирование лесных машин. Динамика элементов конструкции гусеничных лесопогрузчиков : учеб. пособие / В. Ф. Полетайкин. Красноярск : КГТА, 1997. - 248 с.

95. Полетайкин, В. Ф. Проектирование лесных машин. Моделирование рабочих режимов тракторных лесопогрузчиков : моногр. / В. Ф. Полетайкин. Красноярск : КГТА, 1996. - 248 с.

96. Лозовой, В. А. Структурный синтез поточных линий для обработки древесного сырья : дис. . д-ра техн. наук / В. А. Лозовой. Красноярск, 2000.-346 с.

97. Гусев, И. И. Лесосечные отходы в лесах Севера / И. И. Гусев, В. И. Калинин // Труды АЛТИ. Архангельск : Сев.-Зап. книж. изд-во. 1968. - № 20.-С. 154-160.

98. Анучин, Н. П. Сортиментные и товарные таблицы / Н. П. Анучин. М. : Лесн. пром-сть, 1981. - 536 с.

99. Виногоров, Г. К. К методике обоснования расчетных деревьев при решении эксплуатационных задач / Г. К. Виногоров // Труды ЦНИИМЭ. -Химки, 1971.-С. 51-57.

100. Шевелев, С. Л. Лесотаксационный справочник для южно-таежных лесов Средней Сибири / С. Л. Шевелев и др.. М. : ВНИИЛМ, 2002. - 116 с.

101. Коротяев, Л. В. Природные характеристики деревьев и хлыстов : справ, материалы / Л. В. Коротяев. Архангельск : Изд-во АрхГТУ, 1998. - 101 с.

102. Боровиков, А. М. Справочник по древесине / А. М. Боровиков, Б. Н. Уголев. М.: Лесн. пром-сть, 1989. - 296 с.

103. Ширнин, Ю. А. Результаты имитационного моделирования движения колесной лесной машины по ленте леса / Ю. А. Ширнин, Е. М. Онучин // Лесн. вестн. 2003. - № 5. - С. 107-114.

104. Ширнин, Ю. А. Имитационное моделирование движения многооперационной лесной машины / Ю. А. Ширнин, Е. М. Онучин // Изв. вузов. Лесн. журн. 2003. - № 4. - С. 65-71.

105. Герасимов, Ю. Ю. Лесосечные машины для рубок ухода: компьютерная система принятия решений / Ю. Ю. Герасимов, В. С. Сюнев. -Петрозаводск : Изд-во Петрозавод. ун-та, 1998. 235 с.

106. Барановский, В. А. Системы машин для лесозаготовок / В. А. Барановский, Р. М. Некрасов. М. : Лесн. пром-сть, 1977. -245 с.

107. Составление программ для рубок ухода за лесом : метод, указания / ЛенНИИЛХ. Л., 1978.-32 с.

108. Грабовский, А. Г. Повышение эффективности трелевки леса колесными тракторами путем обоснования основных конструкционных параметров:автореф. дис.канд. тех. наук / А. Г. Грабовский. Л.: ЛТА, 1992. - 18 с.

109. Фалалеев, Э. Н. Ход роста основных лесообразующнх пород Сибири : учеб. пособие / Э. Н. Фалалеев. Красноярск : СибТИ, 1975. - Ч. II. - 196 с.

110. П.Тимофеев, В. А. Инженерные методы расчета и исследования динамических систем / В. А. Тимофеев. Л.: Энергия, 1975. - 134 с.

111. Александров, В. А. Динамические нагрузки в лесосечных машинах / В.

112. A. Александров. Л. : ЛГУ, 1984. - 152 с.

113. Александров, В. А. Моделирование технологических процессов лесных машин / В. А. Александров. М. : Экология, 1995. - 257 с.

114. Холодов, А. М. Основы динамики землеройно-транспортных машин / А. М. Холодов. -М. : Машиностроение, 1968. 156 с.

115. Верхов, Ю. И. Теоретические основы проектирования лесных погрузоч-но-транспортных машин / Ю. И. Верхов. Красноярск : Изд-во Красно-яр. ун-та, 1984.-268 с.

116. Попов, Д. А. Системы подрессоривания современных тракторов / Д. А. Попов, Е. Г. Попов. М. : Машиностроение, 1974. - 264 с.

117. Ротенберг, Р. В. Подвеска автомобиля / Р. В. Ротенберг. М. : Машиностроение, 1972.-314 с.

118. Колебания силового агрегата автомобиля / В. Е. Тольский и др.. М. : Машиностроение, 1976. -264 с.

119. Дмитриев, А. А. Теория и расчет нелинейных систем подрессоривания гусеничных машин / А. А. Дмитриев, В. А. Чобиток, А. В. Тельминов. -М. : Машиностроение, 1976. -413 с.

120. Бусленко, Н. П. Лекции по теории сложных систем / Н. П. Бусленко, В.

121. B. Калашников, И. Н. Коваленко. М. : Сов. радио, 1973. - 440 с.

122. Левин, А. И. Математическое моделирование в исследованиях и проектировании станков / А. И. Левин. М. : Машиностроение, 1978. - 261 с.

123. Бутенин, Н. В. Курс теоретической механики / Н. В. Бутенин, Я. Л. Лунц, Д. Р. Меркин. М. : Наука, 1985. - 496 с.

124. Вибрации в технике : справ. : в 6 т. М. : Машиностроение, 1978. -352 с.

125. Степин, П. А. Сопротивление материалов / П. А. Степин. М. : Высш. школа, 1983.-303 с.

126. Полетайкин, В. Ф. Проектирование лесопромышленного оборудования : учеб. пособие / В. Ф. Полетайкин. Красноярск : Изд-во КГУ, 1988. -176 с.

127. Пановко, Я. Г. Устойчивость и колебания упругих систем / Я. Г. Панов-ко, И. И. Губанова. М. : Наука, 1979. - 381 с.

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

129. Родионов, П. М. Основы научных исследований : учеб. пособие / П. М. Родионов. Л., 1989. - 100 с.

130. Крылов, Г. В. Практикум по методологии научных исследований / Г. В. Крылов, М. С. Розенблит. М. : МЛН, 1981. - 80 с.

131. Леонтьев, Н. Л. Техника статистических вычислений / Н. Л. Леонтьев. -М.: Лесн. пром-сть, 1966. 252 с.

132. Лихачев, В. С. Испытания тракторов / В. С. Лихачев. М. : Машиностроение, 1974. - 286 с.

133. Джонсон, Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и в науке : методы обработки данных : пер. с англ. / Н. Джонсон, Ф. Лион. -М. : Мир, 1980.-610 с.

134. Пижурин, А. А. Исследование процессов деревообработки / А. А. Пижу-рин, М. С. Розенблит. М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 232 с.

135. Влияние плотности почвы на рост корневых систем саженцев древесных пород // Лесоведение. 1992. - № 4. - С. 74-78.