автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование параметров технологии трелевки древесины комбинированным способом

На правах рукописи

ШИРНИН Александр Юрьевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ТРЕЛЕВКИ ДРЕВЕСИНЫ КОМБИНИРОВАННЫМ СПОСОБОМ

Специальность 05.21.01. - «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Йошкар-Ола — 2006

Работа выполнена в Марийском государственном техническом университете.

Научный руководитель - кандидат технический наук, доцент

Шестаков Яков Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мазуркин Петр Матвеевич

кандидат технический наук Козлов Адольф Васильевич

Ведущая организация - Сыктывкарский лесной институт

(филиал) Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии им. С.М. Кирова

Защита состоится «26» декабря 2006г. в 8 ч. ЗОмин. на заседании диссертационного совета Д212.115.02 при Марийском государственном техническом университете по адресу 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, МарГТУ, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МарГТУ.

Автореферат разослан «16» ноября 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Войтко П.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Лесной фонд Европейской части Российской Федерации, характеризуется повышенной истощенностью, особенно в благоприятных для лесозаготовок условиях в близи транспортных путей, на равнинных и не заболоченных территориях. Поэтому в настоящее время, отводимые в рубки участки лесного фонда, постепенно перемещаются на заболоченные грунты и на пересеченный рельеф местности.

В лесном фонде Российской Федерации значительную долю, свыше 40% территории, занимают молодняки и средне возрастные насаждения, требующие рубок ухода за лесом. Характерной особенностью таких насаждений является их повышенная в расчете на 1га численность древостоя до 750 деревьев. Такое положение затрудняет, при ее габаритах, применение существующей лесозаготовительной техники при проведении рубок ухода за лесом.

В холмистой и горной местности при уклонах свыше 15%, при условии охраны труда и техники безопасности, запрещено применение трелевочных машин.

Применение машин на трелевке ограничено также и на заболоченных грунтах с низкой несущей способностью. Для таких условий чаще всего применяется канатная трелевка.

Из существующих видов рубок ухода в лесопромышленных предприятиях применяется в основном узкопасечная технология из-за того, что не везде есть техника позволяющая увеличить ширину пасек. Но она также мало эффективна из-за прорубки технологических коридоров через 15-20м.

В этой связи актуальным является разработка технологии и оборудования комбинированного способа трелевки древесины, сочетающего в себе достоинства трелевочных машин и канатных установок.

В данном случае под комбинированным способом понимается сочетание в одном технологическом процессе двух видов трелевки: канатной и тракторной.

Цель работы: повышение эффективности лесозаготовок на заболоченных грунтах, в пересеченной местности и при рубках ухода за лесом путем обоснования параметров технологии комбинированного способа трелевки древесины.

Объект исследования: технологические процессы и оборудование лебедочной и тракторной трелевки древесины.

Предмет исследования: математические модели, зависимости, уравнения регрессии, характеризующие взаимосвязь параметров, оборудования и технологии комбинированного способа трелевки.

Методы исследования. В процессе исследования использованы методы анализа, математического моделирования, натурного эксперимента, теории вероятности и математической статистики.

Научная новизна. Новизной обладает машина и способ, обеспечивающий комбинированную трелевку древесины.

Математическая модель комбинированного способа трелевки, отличающаяся совмещением в одном целом процессов канатной и тракторной трелевки и возможностью получения формулы для нахождения производительности труда.

Новой является математическая зависимость отличающая, возможностью определения расстояния от мачты до места трелевочного волока, в котором происходит подъем переднего конца трелюемой пачки.

Результаты экспериментальных исследований в виде регрессионных зависимостей расстояния от мачты до места подъема переднего конца хлыстов от объема пачки для различных высот размещения опорного блока.

Под передним концом пачки хлыстов понимается та ее часть, которая при трелевке направлена в сторону перемещения, в данном случае к мачте.

Положения, выносимые на защиту.

1. Защищенные патентом способ и машина для комбинированного способа трелевки;

2. Математическая модель, позволяющая определить производительность комбинированного способа трелевки;

3. Математическая зависимость параметров комбинированного способа трелевки, дающая возможность определять расстояние от мачты до места подъема переднего конца хлыстов при различных объемах трелюемой пачки.

4. Регрессионные уравнения зависимости расстояния между мачтой и местом подъема переднего конца хлыстов от объема пачки, позволяющие рассчитывать ширину разрабатываемых делянок при различных высотах размещения опорного блока.

Практическая значимость.

Реализация выводов и рекомендаций данной работы позволяют круглый год разрабатывать лесосеки на заболоченных грунтах, в пе-

ресеченнбй местности и при рубках ухода за лесом с соблюдением ле-соводственных требований.

Полученная формула дает возможность рассчитывать производительность труда при комбинированном способе трелевки.

Разработанные методики, позволяют проводить расчеты по обоснованию: высоты мачты, ширины делянки в целях организации технологического процесса.

Разработанное оборудование для комбинированного способа трелевке может быть рекомендовано для использования в конструкторских бюро заводов лесного машиностроения при модернизации существующих лесосечных машин.

Реализация результатов работы. Основные результаты работы приняты к внедрению на муниципальном предприятии «Русь» РМЭ, что подтверждено соответствующим актом.

Результаты работы внедрены в учебный процесс при чтении дисциплины «Конструкция, расчет и потребительские свойства технологических изделий», что также подтверждено актом.

Апробация. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы были заслушаны и получили одобрение:

на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МарГТУ в 2005, 200бгг;

на Всероссийской междисциплинарной научной конференции «Глобализация и проблемы национальной безопасности России в XXI веке» (Йошкар-Ола, 2003).

Публикации. По материалам диссертации получен один патент и опубликовано 7 статей, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАКом для публикации материалов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, шесть глав, заключение, список литературы, включающий, 154 наименований, из них 29 на иностранных языках, и приложений. Диссертация содержит 141стр., из них 116стр основного текста, 42 рисунка и 9 таблиц. Приложение содержит 30стр., 19 рисунков и 4 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цель, научная новизна, выносимые на защиту положения, научная и практическая значимость.

В первой главе анализируется состояние вопроса, сформулированы задачи исследований.

Анализ работ В.Г. Атрохина, JI.B. Берга, В.И. Гарькуши, С.А. Генсирука, Ю.Ю. Герасимова, Г.П. Дроздовского, И.К. Иевиня, В.Г. Кочегарова, П.М. Мазуркина, Ф.В. Пошарникова, B.C. Сюнева и др. показал, что существующие средства и способы трелевки древесины при разработке лесосек на заболоченных грунтах, в горной местности и при рубках ухода за лесом имеют целый ряд недостатков. Трелевка с использованием канатов выполняется главным образом волоком, что не исключает встречи с препятствиями (пни, валежник) в результате чего могут быть обрывы каната, разрушения трелюемой древесины.

Способы рубок ухода за лесом и разработки заболоченных лесосек изложены в ряде авторских свидетельств и патентов, полученных B.JL Вожаком, В.П. Волковым, В.П. Заикиным, В.Г. Кочегаровым, В.П. Торлоповым и др. Предлагаемые схемы имеют густую сеть технологических коридоров и волоков с использованием каната на подгрелевке древесины без его подъема над поверхностью волока.

Анализ, посвященных энергосиловым параметрам канатной трелевки, исследований В.Г. Кочегарова, А.П. Матвейко, Е.А. Овсянникова, СЛ. Рахманова, В.П. Татаринова и др. показал, что пачка хлыстов рассматривается как жесткий стержень. При исследовании тракторной трелевки в работах A.B. Кувшинова, Г.Н. Петруши - пачка хлыстов рассматривается как упругое тело.

Производительности канатных установок трелевочных машин посвящены работы В.Г. Кочегарова А.П. Матвейко, Е.А. Овсянникова Ю.А. Ширнина и др. Их анализ показал, что методика расчета комбинированного способа трелевки, соединяющая в себе элементы канатной и тракторной трелевки, не опубликована.

Во второй главе изложено описание патента [1] на способ и машину для комбинированной трелевки деревьев (хлыстов).

Предложенный способ позволяет трелевать деревья без прокладки пасечных волоков. Машина 1 (рис. 1) заезжает на лесосеку 2 с предварительно поваленными деревьями 3, закрепляет стрелой 4 опорный блок 5 на стволе одного го оставленных деревьев 7. Через блок пропускается грузонесущий канат б и разматывается до поваленных деревьев.

Рис. 1. Комбинированный способ трелевки

На конце каната размещаются чокера 8, которыми чокеруются поваленные деревья. Зачокерованные деревья, образуя пачку 10, подтреле-вываются к дереву лебедкой 9. Затем пачку отцепляют. Далее цикл повторяется до тех пор, пока не будут подтрелеваны все деревья на пасеке на длину каната. Рукоять складывается у стрелы и закрепляется за кронштейн. Далее пачки хлыстов трелюются на погрузочный пункт (верхний склад): тракторами с канатно-чокерным оборудованием, с пачковым клещевым захватом, либо с конико-зажимным устройством.

Предлагаемая конструкция трелевочной машины позволяет расширить область ее применения и снизить повреждаемость почвы, подроста и корневой системы оставшихся деревьев.

В диссертации также дано описание машины для комбинированной трелевки сортиментов, на которую получено решение на выдачу патента на изобретение.

В третьей главе представлена (рис.2.) схема разработки лесосеки комбинированным способом трелевки. Лесосека 1 разбивается на делянки с границей 2. По середине делянке разрубается магистральный волок 3. Делянку разбивают на пасеки 4. По середине пасеки размечают пасечные волоки 5. Валку деревьев проводят вершинами к пасечному волоку бензомоторными пилами. Далее у поваленных де-

ревьев обрезают сучья и оставляют хлысты 7. Во время валки, обрезки сучьев и трелевки на делянках сохраняют подрост, либо не подлежащие валки деревья 8 (при рубках изреживания). Зачокерованные Хлысты, образуя пачку, подтрелевываются к машине 9 лебедкой. Пачку 10 отцепляют и оставляют у магистрального волока. Далее цикл повторяется до тех пор, пока не будут подтрелеваны все хлысты на пасеке в пределах досягаемости каната. С использованием клещевого захвата, пачки трелюются на погрузочный пункт 11, расположенный у лесовозной дороге 12, где осуществляется их выгрузка. После трелевки всех заготовленных на данной пасеке деревьев трелевочная машина переезжает к другой пасеке и процесс повторяется.

Рис. 2. Схема разработки пасек комбинированной трелевкой

Методом последовательного моделирования получены информационно-логическая и математическая (рис. 3) модели процесса комбинированной трелевки древесины в виде блок схем.

Рис. 3 Блок-схема математической модели комбинированного способа трелевки

Рис. 3 (окончание)

На их основе выведена формула производительности

ч

и*

) , м3/см, (1)

У

где М - объем пачки, трелюемой машиной,м3; гп - число часов в сме-

ну, ч; ^ - коэффициент использования времени смены;г - число чоке-ров; lg — среднее расстояние трелевки трактором, м; 1к — среднее расстояние подтрелевки лебедкой, м; Vcp - средний объем хлыста, м3; Ux

— средняя скорость трелевочной машины без груза, м/с; Ug — средняя скорость трелевочной машины с грузом, м/с; Up — средняя скорость движения трелевочного каната без груза, м/с; U - средняя скорость движения трелевочного каната с грузом, M/c;tmc - время маневров машины на верхнем складе, с; txxm — время холостого хода машины, с; tpcm - время раскладывания стрелы манипулятора, с; t^ - время крепление захвата на дереве, с; txxk - время растаскивания каната, с; tch -время чокеровки хлыстов, с; tpxk — время на подтрелевку хлыстов лебедкой, с; tCCh - время снятия чокеров, с; ton — время на обвязку пачки одним чокером, с; tccm - время складывания стрелы манипулятора, с; ^ - время опускание клещевого захвата, с; tnc — время подъема стрелы, с; tgxn, — время грузового хода машины, с; toC2 — время опускание стрелы захвата, с; t^ - время выгрузки пачки, с; tcc - время снятия чекера, с; ty{0 - время установки технологического оборудование в транспортное положение, с; П] - число стреЛеванных машиной пачек в смену; п2 - число пачек, стрелеванных в смену при помощи каната; п3

— число зачокерованных хлыстов или деревьев в смену; П4 — число деревьев, трелюемых при помощи каната за один прием (число чокеров).

Зависимость сменной производительности трелевочной машины от нагрузки на рейс и расстояния трелевки, рассчитанная по формуле (1), представлена на рис. 4.

Из графика рис. 4 видно, что производительность трелевочной машины уменьшается при увеличении расстояния трелевки. Динамика снижения производительности тем больше, чем больше нагрузка на рейс трелевочной машины.

ч* -

м.*5

V.

Уй

1А'

1с. м

Рис. 4. График сменной производительности (Псм) трелевочной машины в зависимости от расстояния трелевки 1с и нагрузки на рейс М

В четвертой главе рассматривается этап тре левки древесины волоком с приподнятым передним концом пачки.

Из расчетной схемы (рис. 5) определены математические зависимости вертикальной составляющей силы натяжения каната Р

ухяха0гхЬ\хМ ({\ + К)г | 2 48хУ К1

ухжхс!0 хЬг

М х//хйх Мху-

Г(1+*)2

48

Кг

+ 2

(2)

Ьхх/XV

где ц - коэффициент сопротивления движению; М - объем трелюемой пачки; у - объемный вес древесины, Н/м3; ёо — диаметр хлыста в вернем отрубе, м; \ — сбег хлыста; Ь - высота подъема переднего конца, м; Ьх - длина поднятой части хлыста в статическом положении, м; Ьх - длина поднятой части хлыста в движении м; Г - коэффициент, учитывающий увеличение Ьх и незначительное увеличение Р ; К - параметр размеров и положения хлыста

К=-

1

(3)

1 + т0хЬх

где ш0 - величина, зависящая от геометрических размеров хлыста, равная

Рис.5. Схема сил, действующих на пачку при движении по волоку

Из выражения (2) путем преобразования получаем формулу для определения расстояния от мачты до места трелевочного волока, в котором происходит подъем переднего конца трелюемой пачки

¿ = //хЯх

ЖХ.(1а хЬг

48

0 + *)2 К2

+ 2 +

//хЛх

М -

0 хЬх 48

ГО±К?

+ 2

¿>,х/

, м

(4)

где Н - высота мачты, м.

В диссертации дано описание методики расчета канатоемкости барабана лебедки и ширины разрабатываемой делянки при переменной высоте размещения опорного блока.

В пятой главе изложены результаты экспериментальных исследований, которые проводились в РМЭ, в Килемарском районе в муниципальном предприятии «Русь» в квартале №119 Визимьярского лесничества. При проведении исследований велись хронометражные наблюдения за перемещением пачки по волоку, измерялись диаметр в комлевой части и длина хлыста, расстояние подтрелевки, сила натяжения каната и расстояние от места начала подъема переднего конца пачки до мачты.

Грузонесущий канат лебедки ТЛ-7 1 (рис. б,в) пропускается через опорный блок, прикрепленный к мачте (рис. 6,6). На рисунке 6, а

а б в

Рис. 6. Фотоматериалы производственной проверки комбинированного способа трелевки: в - лебедка, б - опорный блок, а - момент начала подъема переднего конца пачки хлыстов от земли

изображен момент начала подъема переднего конца пачки хлыстов от земли. После обработки данных получены регрессионные уравнения расстояния от места начала подъема на волоке переднего конца пачки до мачты (Ь) от объема пачки (М):

Ь=63,4996+0,6109*М-0,6139*М2 (г =0,99), при Н=4м; (5)

Ь=83,878-2,4755*М-0,0942*М2 (г =0,997), при Н=6м; (6)

Ь=110,6889-5,7677*М+0,0318*М2 (г =0,998), при Н=8м. (7)

На рис. 7 изображен график зависимости (£)• Во время эксперимента проводился хронометраж. Выделялись следующие промежутки времени при трелевки на трех высотах: время на чокеровку хлыстов, время на формирование пачки (когда отдельно лежащие зачокерованные деревья в процессе движения собираются в единый пакет), время, когда пачка по всей своей длине соприкасается с поверхностью волока, время, при котором трелевка пачки выполняется с приподнятым передним концом, время на разворот пэна, время на холостой ход пэна. По хронометражным наблюдением для всех промежутков времени при трелевки определены: закон распределения, среднеарифметическое значение, выборочная дисперсия, среднеквадратичное отклонение, коэффициент вариации, среднеквадратичная ошибка среднего значения, доверительный интервал, которые представлены в диссертации и в приложении №6.

Рис. 7. График зависимости расстояния от места подъема переднего конца хлыстов до мачты (Ь) от объема пачки (М) при высоте

подъема блока 4м: .... - фактические данные;__по регрессионной

зависимости

На рисунке 8 представлены теоретический и экспериментальный графики, полученные по формулам (4) и (б). Теоретическая кривая построена при следующих значениях: /1 = 0,25', Н=6м;

^ = 8430#/л/3; с!0=0,05м; 1=0,024; Ь'х= 2,6м; Ьх=\Ъм\ Ь=0,005м;

Г=1,28; У=0,ЗЗм3.

-

\ NN

Рис. 8 Графики зависимости расстояния от места подъема переднего конца хлыстов до мачты от объема пачки хлыстов: 1 - экспериментальная кривая, 2 - теоретическая кривая.

Из графика видно, что максимальное расстояние между кривыми находится при объеме пачки 5м3 и составляет 2,1м, что в процентном отношении составляет 3,2%.

Таким образом, полученная математическая зависимость (4) адекватна результатом экспериментальных исследований (6).

В шестой главе дана оценка эффективности внедрения комбинированного способа трелевки в малообъемных лесозаготовительных предприятиях. Для сравнения выбраны два комплекта машин: базовый, основанный на применении лебедки ТЛ-7 и трактора ТДТ-55А и проектируемый, в основе которого машина для комбинированного способа трелевки хлыстов. Срок окупаемости проектируемого варианта составил 1,1 года.

Основные выводы. Повышение эффективности лесозаготовок в заболоченных и холмистых лесосеках, а также при проведении рубок ухода за лесом путем обоснования параметров технологии для комбинированного способа является научно квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические решения, имеющие существенное значение для экономики отрасли.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующие выводы.

1. Предложенный способ комбинированной трелевки древесины значительно увеличивает длину пасек и расстояние между магистральными волоками. Это позволяет сократить затраты на обустройство магистральных волоков и дает возможность осваивать в летний период значительные площади заболоченных лесосек, обеспечивает проведение рубок ухода за лесом с соблюдением лесоводственных требований.

2. Защищенная патентом машина для комбинированной трелевки хлыстов (деревьев) дает возможность в короткий период времени устанавливать опорный блок на мачте и проводить подтрелевку древесины с приподнятым передним концом трелюемой пачки, что обеспечивает сохранение лесной среды, преодоление возможных препятствий.

3. Полученная математическая модель процесса комбинированной трелевки и формула (1) позволяют находить производительность машины в широком диапазоне изменения факторов.

4. Разработанная математическая зависимость (4) позволяет рассчитывать расстояния от мачты до места подъема переднего конца хлыстов от объема пачки при различных высотах размещения опорно-

го блока. Это дает возможность на стадии проектирования технологического процесса определять длину пасеки и расстояние между магистральными волоками.

5. Результаты расчетов, выполненные по полученной математической зависимости (4) показывают, что:

• при увеличении объема трелюемой пачки расстояние от мачты до места подъема переднего конца хлыстов уменьшается. Динамика снижения тем больше, чем больше высота размещения опорного блока.

• чем больше высота размещения блока, тем больше расстояние от мачты до места подъема переднего конца хлыстов.

6. Экспериментальная зависимость расстояния от места подъема переднего конца хлыстов до мачты от объема пачки выражается полиномом 2ой степени (5)-(7). Причем, чем больше высота установки блока, тем больше расстояние от места подъема переднего конца пачки до мачты.

7. При средней высоте древостоя 20м с помощью подтрелевки можно обрабатывать заболоченные лесосеки с шириной делянки от 104 до 148м при высоте подвески блока 4м, от 150 до 182м - 6м, от 186 до 224м-8м.

8. Результаты расчета по математической зависимости (4) согласуются с данными регрессионного уравнения (6), полученные в результате экспериментальных исследований. Математическая зависимость (4) позволяет находить расстояния от мачты до места подъема переднего конца пачки в разных природно-производственных условиях.

Рекомендации.

1. Технологическая схема без прокладки пасечных волоков для комбинированного способа трелевки рекомендуется использовать в лесозаготовительных предприятиях при разработке лесосек в холмистой местности, на заболоченных территориях и при проведении рубок ухода за лесом.

2. Методика определения ширины делянки рекомендуется к использованию в лесозаготовительных предприятиях и в учебных заведениях при проектировании лесосечных работ. '

3. Разработанное оборудование для комбинированного способа трелевке может быть рекомендовано для использования в конструкторских бюро заводов лесного машиностроения при модернизации существующих лесосечных машин.

4. Методика расчета производительности труда при комбинированном способе трелевки рекомендуется для использования на лесозаготовительных предприятиях при нормировании труда и расчетах экономической эффективности.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Патент №2224417 РФ, МКИ7 АО1023/02. Способ и машина для трелевки / Ширнин Ю. А., Шестаков Я. И., Ширнин А. Ю. ; заявитель и патентообладатель Марийский гос. тех. университет. — 2002110040; заявл. 16.04.2002; опубл. 27.02.2004, Бюл. №16. - 8с.

2. Ширнин А.Ю. Анализ комбинированного способа трелевки на основе блок-схем информационно-логической и математической моделей / Ширнин А.Ю. // Наука в условиях современности: Сб. статей / Под общей редакцией проф. В.А. Иванова. — Йошкар-Ола: Мар-ГТУ, 2003. — С.213-216.

3. Ширнин А. Ю. Вопросы исследования подтрелевки лесоматериалов канатом волоком и в полуподвешенном положении / А. Ю. Ширнин // Транспорт в лесном комплексе. Сборник научных трудов посвященный 70-летию кафедры сухопутного транспорта леса Мар-ГТУ. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. - С93-96.

4. Ширнин А.Ю. Исследование технологии комбинированной трелевки древесины / Ширнин А.Ю. // Лесной вестник. - №6 - 2005. -С. 90 - 98.

5. Ширнин А.Ю. Исследования процесса начала подъема переднего конца пачки хлыстов при лебедочной трелевки / Ширнин А.Ю.// ИВУЗ Лесн. журн. №4. - 2006. - С. 37-41.

6. Ширнин А. Ю. Обоснование возможности увеличения ширины пасек при транспортном освоении квартала / А. Ю. Ширнин. - М., 2006. - С. 5 - Библиогр.: 2 назв. - Рус. - Деп. В ВИНИТИ 13.06.2006, № 780-В2006.

7. Ширнин А.Ю. Способ и машина для трелевки. / А.Ю. Шир-1шн, Я. И. Шестаков // Седьмые Вавилонские чтения. Глобализация и проблемы национальной безопасности России в 21 веке: Сб. материалов / Под общей редакцией проф. В.П. Шалаева. В 2-х частях — Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. - С. 118-119.

8. Ширнин А.Ю. Экспериментальные исследования канатной подтрелевки / Ширнин А.Ю.// Лесной вестник - №1 - 2006.- С. 72 -75.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д212.115.02 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, МарГТУ, ученому секретарю. Тел/факс (8-8362) 41-08-72.

Подписано в печать 14.11.2006. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №. 3481

Редакционно-издательский центр Марийского государственного технического университета 424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17

Введение.

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования.

1.1. Анализ исследований процесса трелевки древесины на заболоченных грунтах, в холмистой местности и при рубках ухода за лесом.

1.2.Патентные исследования способов и машин для трелевки древесины на заболоченных грунтах и при рубках ухода за лесом.

1.3. Исследования энергосиловых параметров трелевки древесины.

1.3.1. Исследования энергосиловых параметров лебедочной трелевки.

1.3.2. Исследования энергосиловых параметров тракторной трелевки.

1.3.3. Выводы.

1.4. Производительность труда на трелевке древесины.

1.4.1. Производительность труда при лебедочной трелевке.

1.4.2. Производительность труда при тракторной трелевке.

1.5. Цель и задачи исследования.

2. Технические и технологические решения для выполнения комбинированного способа трелевки.

2.1. Разработка машины для комбинированного способа трелевки хлыстов.

2.2. Разработка машины для комбинированного способа трелевки сортиментов.

2.3. Выводы.

3. Технология и производительность комбинированного способа трелевки древесины.

3.1. Технологическая схема разработки лесосеки при комбинированном способе трелевки. Определение ширины делянок.

3.2. Моделирование процесса комбинированного способа трелевки.

3.3. Анализ производительности комбинированного способа трелевки.

3.4. Выводы.

4. Обоснование параметров канатной подтрелевки древесины.

4.1. Аналитические исследования процесса канатной подтреле-ки древесины.

4.2. Обоснование канатоемкости барабана лебедки.

4.3. Выводы.

5. Экспериментальные исследования комбинированного способа трелевки.

5.1. Условия проведения экспериментальных исследований.

5.2. Результаты экспериментальных исследований канатной трелевки.

5.3. Статистическая обработка результатов наблюдений рабочих циклов канатной трелевки.

5.4. Сравнение графиков экспериментальной и теоретической зависимостей расстояния от мачты до места подъема переднего конца хлыстов от объема пачки при канатной трелевке древесины.

5.5. Выводы.

6. Оценка экономической эффективности комбинированного способа трелевки.

Актуальность темы. Важнейшим фактором развития лесозаготовительного процесса является состояние лесного фонда. На этот процесс также оказывают влияние последствия экономических реформ в России и действующее лесное законодательство.

Лесной фонд Российской Федерации, особенно Европейской части, характеризуется повышенной истощенностью, особенно в благоприятных для лесозаготовок условиях: в близи транспортных путей, на равнинных и не заболоченных территориях. Поэтому в настоящее время отводимые в рубки участки лесного фонда постепенно перемещаются на заболоченные грунты и на пересеченный рельеф местности.

Основные площади заболоченных территорий расположены в таежно-лесной и тундровой зонах (Карельская республика, Коми-Пермяцкий автономный округ, Мурманская, Архангельская, Ленинградская, Вологодская области, Западно-Сибирская низменность и Дальний Восток). В этих зонах площадь заболоченных территорий составляет около 163 млн. га [89].

В лесном фонде Российской Федерации значительную долю (свыше 40% [80] территории) занимают молодняки и средне возрастные насаждения, требующие рубок ухода за лесом. Характерной особенностью таких насаждений является их повышенная, в расчете на 1га, численность древостоя до 750 деревьев [77]. Такое положение затрудняет применение существующей лесозаготовительной техники, из-за ее больших габаритов, при проведении рубок ухода за лесом.

В холмистой и горной местностях при уклонах свыше 15% по требованиям охраны труда и технике безопасности запрещено применение трелевочных машин.

При трелевке древесины машинами требуется частая прорубка волоков, поэтому на значительной территории лесосек уничтожается подрост.

Применение машин на трелевке ограничено также и на заболоченных грунтах с низкой несущей способностью. Для таких условий чаще всего применяется канатная трелевка.

Канатная трелевка использовалась на лесозаготовках в самом начале их механизации. Совершенствовались конструкции канатных установок и трелевочных лебедок. Так в России [29, 30, 31] были созданы мобильные трелевочные установки, позволяющие за короткий период времени устанавливать мачту и другое технологическое оборудование, повышая, таким образом, производительность труда.

Несмотря на это процесс канатной трелевки сопряжен с наличием большого объема ручного труда, повышенным травматизмом и невысокой производительностью труда.

Согласно действующему лесному законодательству арендаторы лесного фонда [60] должны проводить, кроме лесозаготовительных, еще и лесо-восстановительные работы. Как известно, [69] существуют два вида лесовос-становление: естественное и искусственное.

Искусственное восстановление леса посевом семян, посадкой саженцев или сеянцев более результативно и позволяет восстанавливать на вырубках желаемые и хозяйственно ценные породы. Однако искусственное возобновление требует больших материальных затрат [69].

Естественное возобновление является наиболее простым и экономичным способом [69]. Поэтому необходимо на лесосеках как можно больше сохранять подроста при рубках главного пользования. Для этого применяется метод узких лент [105]. Но при этом методе требуется прорубать большое количество волоков, что увеличивает время на подготовительные работы.

До рубок главного пользования необходимо проводить рубки ухода за лесом. Из существующих видов рубок ухода в лесопромышленных предприятиях применяется в основном узкопасечная технология из-за того, что не везде есть техника позволяющая увеличить ширину пасек. Но она также мало эффективна, так как при ее использовании необходима прорубка технологических коридоров через 15-20м [80].

В этой связи актуальной является разработка технологии и оборудования комбинированного способа трелевки древесины, сочетающего в себе достоинства трелевочных машин и канатных установок.

В данном случае под комбинированным способом понимается сочетание в одном технологическом процессе двух видов трелевки: канатной и тракторной.

Цель работы: повышение эффективности лесозаготовок на заболоченных грунтах, в пересеченной местности и при рубках ухода за лесом путем обоснования параметров технологии комбинированного способа трелевки древесины.

Объект исследования: технологические процессы и оборудование лебедочной и тракторной трелевки древесины.

Предмет исследования: математические модели, зависимости, уравнения регрессии, характеризующие взаимосвязь параметров, оборудования и технологии комбинированного способа трелевки.

Методы исследования. В процессе исследования использованы методы анализа, математического моделирования, натурного эксперимента, теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна. Новизной обладает машина и способ, обеспечивающий комбинированную трелевку древесины.

Математическая модель комбинированного способа трелевки, отличающаяся совмещением в одном целом процессов канатной и тракторной трелевки и возможностью получения формулы для нахождения производительности труда.

Новой является математическая зависимость отличающая, возможностью определения расстояния от мачты до места трелевочного волока, в котором происходит подъем переднего конца трелюемой пачки.

Результаты экспериментальных исследований в виде регрессионных зависимостей расстояния от мачты до места подъема переднего конца хлыстов от объема пачки для различных высот размещения опорного блока.

Под передним концом пачки хлыстов (деревьев) понимается та часть пачки, которая при трелевке направлена в сторону перемещения, в данном случае к мачте.

Положения, выносимые на защиту.

1. Защищенные патентом способ и машина для комбинированного способа трелевки;

2.Математическая модель, позволяющая определить производительность комбинированного способа трелевки;

3. Математическая зависимость параметров комбинированного способа трелевки, дающая возможность определять расстояние от мачты до места подъема переднего конца хлыстов при различных объемах трелюемой пачки.

4. Регрессионные уравнения зависимости расстояния между мачтой и местом подъема переднего конца хлыстов от объема пачки, позволяющие рассчитывать ширину разрабатываемых делянок.

Практическая значимость.

Реализация выводов и рекомендаций данной работы позволяют круглый год разрабатывать лесосеки на заболоченных грунтах, в пересеченной местности и при рубках ухода за лесом с соблюдением лесоводственных требований.

Полученная формула дает возможность рассчитывать производительность труда при комбинированном способе трелевки.

Разработанные методики, позволяют проводить расчеты по обоснованию: высоты мачты, ширины делянки в целях организации технологического процесса.

Разработанное оборудование для комбинированного способа трелевке может быть рекомендовано для использования в конструкторских бюро заводов лесного машиностроения при модернизации существующих лесосечных машин.

Реализация результатов работы. Основные результаты работы приняты к внедрению на МП «Русь», что подтверждено соответствующим актами.

Результаты работы внедрены в учебный процесс и используются при подготовке специалистов по специальности 230100 по дисциплине «Конструкция, расчет и потребительские свойства технологических изделий», что также подтверждено актом.

Апробация. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы были заслушаны и получили одобрение: на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МарГТУ в 2005,2006гг; на всероссийской междисциплинарной научной конференции «Глобализация и проблемы национальной безопасности России в XXI веке» (Йошкар-Ола. 2003).

Публикации. По материалам диссертации получен один патент и опубликовано 7 статей, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАКом для публикации материалов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

Основные выводы и рекомендации

Повышение эффективности лесозаготовок в заболоченных и холмистых лесосеках, а также при проведении рубок ухода за лесом путем обоснования параметров технологии для комбинированного способа является научно квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические решения, имеющие существенное значение для экономики отрасли.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующие выводы.

1. Предложенный способ комбинированной трелевки древесины значительно увеличивает длину пасек и расстояние между магистральными волоками. Это позволяет сократить затраты на обустройство магистральных волоков и дает возможность осваивать в летний период значительные площади заболоченных лесосек, обеспечивает проведение рубок ухода за лесом с соблюдением лесоводственных требований.

2. Защищенная патентом машина для комбинированной трелевки хлыстов (деревьев) дает возможность в короткий период времени устанавливать опорный блок на мачте и проводить подтрелевку древесины с приподнятым передним концом трелюемой пачки, что обеспечивает сохранение лесной среды, преодоление возможных препятствий.

3. Полученная математическая модель процесса комбинированной трелевки и формула (3.8) позволяют находить производительность машины в широком диапазоне изменения факторов.

4. Разработанная математическая зависимость (4.12) позволяет рассчитывать расстояния от мачты до места подъема переднего конца хлыстов от объема пачки при различных высотах размещения опорного блока. Это дает возможность на стадии проектирования технологического процесса определять длину пасеки и расстояние между магистральными волоками.

5. Результаты расчетов, выполненные по полученной математической зависимости (4.12) показывают, что:

• при увеличении объема трелюемой пачки расстояние от мачты до места подъема переднего конца хлыстов уменьшается. Динамика снижения тем больше, чем больше высота размещения опорного блока.

• чем больше высота размещения блока, тем больше расстояние от мачты до места подъема переднего конца хлыстов.

6. Экспериментальная зависимость расстояния от места подъема переднего конца хлыстов до мачты от объема пачки выражается полиномом 2ой степени (5.1-5.3). Причем, чем больше высота установки блока, тем больше расстояние от места подъема переднего конца пачки до мачты.

7. Зависимость силы натяжения каната от объема пачки хлыстов выражается полиномом 2ой степени (5.4-5.6). Причем чем больше высота подвески блока, тем меньше сила натяжения каната.

8. При средней высоте древостоя 20м с помощью подтрелевки можно обрабатывать заболоченные лесосеки с шириной делянки от 104 до 148м при высоте подвески блока 4м, от 150 до 182м - 6м, от 186 до 224м - 8м.

9. Результаты расчета по математической зависимости (4.12) согласуются с данными регрессионного уравнения (5.2), полученные в результате экспериментальных исследований. Математическая зависимость (4.12) позволяет находить расстояния от мачты до места подъема переднего конца пачки в разных природно-производственных условиях.

10.Экономический эффект за 5 лет при внедрении комбинированного способа трелевки в малообъемные лесозаготовительные предприятия составит 1190 тыс. рублей.

Рекомендации.

1. Технологическая схема без прокладки пасечных волоков для комбинированного способа трелевки рекомендуется использовать в лесозаготовительных предприятиях при разработке лесосек в холмистой местности, на заболоченных территориях и при проведении рубок ухода за лесом.

2. Методика определения ширины делянки рекомендуется к использованию в лесозаготовительных предприятиях и в учебных заведениях при проектировании лесосечных работ.

3. Разработанная машина для комбинированного способа трелевке может быть рекомендована для использования в конструкторских бюро заводов лесного машиностроения при модернизации существующих лесосечных машин.

4. Методика расчета производительности труда при комбинированном способе трелевки рекомендуется для использования на лесозаготовительных предприятиях при нормировании труда и расчетах экономической эффективности.

1. Александров В.А. К вопросу определения изгибной жесткости дерева \ Машины и орудия для механизации лесозаготовок: Межвуз. сб. науч. тр. -Л., РИО ЛТА, 1972. №1 - С. 22 - 24.

2. Алябьев В. И. Механизмы для трелевки и погрузки леса / Алябьев В.И., Аболь П.И. Лесн. пром-сть, 1974. - 48с.

3. Алябьев В. И. Тракторы и лебедки на трелевке и погрузке леса. / В. И. Алябьев. М.: 1964. - 22с.

4. Алябьев В. И. Трелевочные лебедки / В. И. Алябьев. М.: ГЛБИ, 1963. -287с.

5. Анспокс Я.П. Повышение эффективности управления лесозаготовительными машинами для рубок ухода на этапе проектирования: автореф. дис. . канд. техн. наук (05.21.01)/Анспокс Янис Петрович.-Л.: 1988.- 18с.

6. Анучин Н.П. Определение объемов хлыстов и сортиментов / Н.П. Анучин. -М.: Лесн. пром-сть, 1985. 184с.

7. А.с. №906447 СССР, МКИ A 01G 23/08. Лесозаготовительная маши-на/Занегин Л.А., Гарькуша В.Н., Шабалин А.Н., Ефремов Л.Н. Опубл. 23.02.82. Бюл. №7.

8. А.с. №938836 СССР, МКИ A 01G 23/08. Способ разработки лесосек при рубках ухода и постепенных рубках/Божак В.Л. Мурахтанов Е.С., Бурмак П.С., Поляков Н.Е., Решетников А.П., Клищенко A.M. Опубл. 30.06.82. Бюл. №31.

9. А.с. №952162 СССР, МКИ A 01G 23/08. Способ разработки лесосеки в горных условиях при трелевке леса воздушным транспортом/Заикин В.П., Холявко B.C., Цуриков С.Г. Опубл. 23.08.82. Бюл. №31.

10. Ю.А.с. №1168139 СССР, МКИ A 01G 23/08. Способ разработки лесосеки с сохранением подроста/Торлопов В.П., Кочегаров В.Г., Сабов В.В. -Опубл. 23.07.85. Бюл. №27.

11. A.c. №1186156 СССР, МКИ A 01G 23/08. Способ разработки лесосеки/Волков В.П., Беседин В.И., Бабайлов В.Е., Панычев А.П. Опубл. 23.10.85. Бюл. №47.

12. А.С. №1360649 СССР, МКИ A 01G 23/08. Способ заготовки деревьев/Виноградов Г.К., Вороницын К.И., Гугелев С.М., Стефанов О.А. -Опубл. 23.12.87. Бюл. №47.

13. А.С. №1382442 СССР, МКИ A 01G 23/08. Способ разработки лесосе-ки/Торлопов В.П. Опубл. 23.03.88. Бюл. №11.

14. А.С. №1720578 СССР, МКИ A 01G 23/04. Способ рубок ухода за ле-сом/Ширнин Ю.А.- Опубл. 23.03.92. Бюл. №11.

15. Атрохин В.Г. Рубки ухода за лесом и промежуточное лесопользование /В.Г. Атрохин, И.К. Иевинь. -М.: Агропромиздат, 1985. -225 с.

16. Атрохин В.Г. Биоэкологические основы формирования высокопродуктивных насаждений / В.Г. Атрохин. М. - 1967. - 231с.

17. Белая Н.М. Канатные лесотранспортные установки / Н.М. Белая, А.Г. Прохоренко. М. -1964. - 299с.

18. Баловнев В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин / В.И. Баловнев. М.: Машиностроение, 1994. -432с.

19. Берг JI.B. Лебедки и трелевочные установки для горных условий / J1.B. Берг, А.П. Ливанов, В.И. Родионов -М. 1974. - 133с.

20. Берг Л.В. Кубецкой В .Я. Опыт эксплуатации канатной установки УК-1. М., ЦБНТИ лесхоза, 1972. 19с.

21. Берг Л.В. Эффективность и перспективы применения дистанционного управления канатными установками / Л.В. Берг // Труды ЦНИИМЭ, Химки. 1971.-вып. 118.-6с.

22. Береславская В.А. Экономическое обоснование организации технического обслуживания и ремонта машин и оборудования на предприятиях лесного комплекса / В.А. Береславская, Л.В. Кошелева. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001.-76с.

23. Вопросы механизации горных лесозаготовок. ЦНИИМЭ, № 118. Химки, 1971.

24. Воробьев Г. И. Рубки ухода в СССР и их влияние на формирование качественных и высокопродуктивных насаждений // Формирование эталонных насаждений. ЛитНИИЛХ, 1979. - С. 3—9.

25. Воронин И.В. Эффективность затрат на рубки ухода за лесом / И.В. Воронин, Л.И. Панищева, М.Г. Струкова // Лесное хозяйство. 1980. - № 2. -с. 4—5.

26. Вороницын К.И. Организация и механизация горных лесозаготовок в СССР / К.И. Вороницын // Труды ЦНИИМЭ. 1971. - вып. 118. - с. 12.

27. Воропанов П. В. О повышении общей продуктивности лесов рубками ухода/П. В. Воропанов. -М. -1960. 156с.

28. Воропанов П.В. Уход за приростом в лесу / П.В. Воропанов // Лесное хозяйство. 1980. - №10. - с. 48—51.

29. Гарькуша В.Н. Особенности освоения горных лесов Восточной Сибири / В.Н. Гарькуша, Б.Р. Ильяшенко // Труды ЦНИИМЭ 1971. - вып. 118 - с. 9.

30. Гарькуша В.Н. Теоретические основы определения параметров мобильных средств и технологических процессов для освоения горных лесов: ав-тореф. дис. . д-ра. техн. наук: (05.21.01) / Гарькуша Валерий Николаевич. Краснодар, 2002. - 43с.

31. Генсирук С.А. Комплексное лесное хозяйство в горных условиях / С.А. Генсирук. М.: Лесная промышленность, 1971. - 248с.

32. Георгиевский Н.П. Рубки ухода за лесом / Н.П. Георгиевский. М. - Л. Гослесбумиздат, 1957.- 142с.

33. Герасимов Ю.Ю. Лесосечные машины для рубок ухода: Компьютерная система принятия решений / Ю.Ю. Герасимов, B.C. Сюнев. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1998. -236с.

34. Герасимов Ю.Ю. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок / Ю.Ю. Герасимов, B.C. Сюнев. Йоэнсуу: Изд-во университета Йоэнсуу, 1998. - 178с.

35. Герц Э.Ф. Теоретическое обоснование технологий рубок с сохранением лесной среды (на примере уральского региона): автореф. дис. . д-ра. техн. наук: (05.21.01, 06.03.03) / Герц Эдуард Федорович. Екатеринбург, 2004. - 44с.

36. Гринченко В. Передовая технология и организация рубок ухода за лесом на базе комплексной механизации работ / В. Гринченко. Пушкино. -1981.-93с.

37. Гринченко В.В. Прогрессивная технология рубок ухода за лесом. Конспект лекций /В.В. Гринченко. Пушкино. -1980.-53с.

38. Гуцелюк Н. Перспективное направление в развитии технологии и машин для рубок ухода за лесом / Н. Гуцелюк // Лесное хозяйство. 1982. - №5. - с. 48—49.

39. Давыдов А.В. Рубки ухода за лесом / А.В. Давыдов. М. Лесная промышленность. - 1971. - 184с.

40. Данилин А.В. Применение электрифицированных машин на рубках ухода за лесом / А.В. Данилин.- Л. 1977. - 50с.

41. Иевинь И.К. Проблемы технологии рубок ухода / И.К. Иевинь, А .Я. Ка-жемак. Рига.: Зинатне, 1973. - 295с.

42. Иевинь И. К. Технология рубок ухода, продуктивность насаждений и лесопользование / И. К. Иевинь, В. П. Клявинып, Э. Я. Саусиня // Лесное хозяйство. 1975. - №8. - с. 31—36.

43. Изюмский П.П. Рубки промежуточного пользования в равнинных лесах / П.П. Изюмский. М. -1969. - 152с.

44. Калуцкий К. К. Технология лесоразработок и лесовосстановления в горных условиях / К. К. Калуцкий, М. Ф. Лазарев, В. С. Холявко. М. - 1967. -136с.

45. Каневский И.В. Лесозаготовки в горных районах СССР и за рубежом / И.В. Каневский, К.И. Вороницын, А.И. Писаренко и др. М. - 1974. -384с.

46. Каневский И.В. Проблемы лесозаготовок в горных условиях / И.В. Каневский, К.И. Вороницын, А.П. Ливанов // Лесная промышленность. 1972. -№3. - с. 29-32.

47. Кейн О.П. Повышение эффективности выборочных рубок путем обоснования оптимального технологического процесса (в условиях Республики Коми): автореф. дис. . канд. техн. наук (05.21.01) /Кейн Ольга Павловна. -С.-П., 2000.-21с.

48. Кожевников A.M. Научные основы рубок ухода в сосняках и технология их проведения // Применяемые технологии проведения рубок ухода за лесом. Пушкино, 1971. - С. 24—37.

49. Кораблев А.И. Самоходная трелевочная установка / А.И. Кораблев, Л.В. Берг // Лесная промышленность. 1967. - №7 - с. 2.

50. Кочегаров В.Г. Технология и машины лесосечных работ: Учебное пособие / Кочегаров В.Г., Бит Ю.А., Меньшиков В.Н. М.: Лесн. пром-сть, 1990.-392с.

51. Кочегаров В.Г. Технология и машины лесосечных и лесовосстановитель-ных работ / Кочегаров В.Г., Федяев Л. Г., Лавров И. А. М.: Лесн. пром-сть, 1970,-400с.

52. Кронит Я. Больше внимания механизации рубок ухода. — Лесн. хоз-во, 1932. №7. с. 59—60.

53. Кронит Я.Я. Рубки ухода за лесом / Я. Я. Кронит. Рига. - 1964. - 85с.

54. Кувшинов А.В. Исследование коэффициента приведенной жесткости трелюемого пакета / Кувшинов А. В. // Машины и орудия для механизации лесозаготовок: Межвуз. сб. науч. тр. Л., РИО ЛТА, 1974. - №2 - С. 24 -27.

55. Кувшинов А.В. К определению усилий, возникающих при трелевке пакетов хлыстов / Машины и орудия для механизации лесозаготовок: Межвуз. сб. науч. тр. Л., РИО ЛТА, 1972. - №1 - С. 14 - 16.

56. Кувшинов А.В. Определение упругих перемещений конца пакета хлыстов, трелюемого трактором / Машины и орудия для механизации лесозаготовок: Межвуз. сб. науч. тр. Л., РИО ЛТА, 1972. - №1 - С. 21 - 24.

57. Лесной кодекс Российской Федерации. М.: Проект, 2001. - 64 с.

58. Ливанов А.П. Комплексная механизация лесосечных и транспортных работ в горных условиях. / А.П. Ливанов. М. - 1969. - 24с.

59. Ливанов А.П. Условия безопасной работы тракторов на горных склонах / А.П. Ливанов, В.Я. Хлуд и др. // Лесная промышленность. 1974. №5 - С. 25—26.

60. Лямин И.В. К вопросу взаимодействия хлыста с бесчокерным оборудованием / И.В. Лямин, А.В. Кувшинов // Машины и орудия для механизации лесозаготовок: Межвуз. сб. науч. тр. Л., РИО ЛТА, 1975. - №4 - С. 62 -64.

61. Мазуркин П.М. Поисковое конструирование лесотехнического оборудование / П.М. Мазуркин. Саранск: Изд-во Сарат. ун-та. Саран, фил., 1990. -304с.

62. Мазуркин П.М. Способы лесозаготовок / П.М. Мазуркин, И.Н. Поляков -Йошкар-Ола: АО «Мариэнерго», 1994. 144с.

63. Мазуркин П.М. Динамика рубок леса: Научное издание / П.М. Мазуркин,

64. Н., А.Н. Фадеев Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002, - 217с.

65. Мартынихин В. Д. Современная тенденция и задачи развития лесотранс-портных канатных установок // Материалы Всесоюзной научной конференции «Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог». Минск, 1972. - 4с.

66. Матвейко А. П. Технология и машины лесосечных работ / А. П. Матвейко Мн.: Высшая школа, 1984. - 334с.

67. Матвейко А. П. Технология и машины лесосечных работ / А. П. Матвейко, А.С. Федоренчик. Мн.: Технопринт, 2002. - 480с.

68. Мелехов И. С. Вопросы рубок ухода в Скандинавии / И. С. Мелехов, И. К. Иевинь, Я. К. Матузанис // Лесн. хоз-во. 1970. - №2. - С. 26—30.

69. Методика планирования экспериментов и обработки их результатов при исследовании технологических процессов в лесной и деревообрабатывающей промышленности. Учеб. пособие для ФПКП и аспирантов. В 3-х4. под общей ред. А.А. Пижурина. М. - 1972.

70. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко. М.: Наука, 1978. -400с.

71. Можаев Д.В. Тросовые установки на трелевке леса за рубежом / Д.В. Мо-жаев. М.: ЦНИИТЭИ, 1967. - 46с.

72. Муратшин Г.М. Обоснование параметров малогабаритных машин и технологии заготовки и переработки древесины в малых объемах: дис. .канд. техн. наук 05.21.01 / Муратшин Геннадий Михайлович. Йошкар-Ола-2003. - 142с.

73. Несплошные рубки леса /Н.Р. Гильц, В.В. Федоров, В.А. Васюков, К.К. и др. М.: Лесн. пром-сть, 1986. -192с.

74. Овсянников Е.А. Технология лесоразработок / Е.А. Овсянников, М.В.

75. Патент №2224417 РФ, МКИ7 A01G23/02. Способ и машина для трелевки / Ширнин Ю. А., Шестаков Я. И., Ширнин А. Ю. ; заявитель и патентообладатель Марийский гос. тех. университет. 2002110040; заявл. 16.04.2002; опубл. 27.02.2004, Бюл. №16. - 8с.

76. Патент 2175187 Россия, МПК' A01G23/02. Способзаготовки деревьев прирубках ухода за лесом / Л.К. Прохоров, В.Ф. Зинин №97101074/13; Заявл. 27.01.1997; Опубл. 27.10.2001.

77. Патент 2175187 Россия, МПК6 A01G23/02. Способканатной трелевки лесоматериалов и устройство для его осуществления / В.Н. Березин, B.C. Суханов, Г.К. Ступнев №96124545; Заявл. 26.12.96; Опубл. 20.02.99.

78. Патент 2173514 Россия, МПК7 A01G23/00, В61В7/00. Способ трелевки леса и установка для его осуществления / Е.П. Прокофьев №2000112994/13; Заявл. 24.05.2000; Опубл. 20.09.2001.

79. Патент 2173514 Россия, МПК7 В61В7/00 A01G23/00. Установка для канатной трелевки лесоматериалов / В.Н. Березин, B.C. Суханов №9911980/13; Заявл. 14.09.1999; Опубл. 27.08.2001.

80. Патент 6167928 США, МПК7 A01G23/08. Helicopter logging system / Jar-man Philip №09/084203; Заявл. 26.05.1998; Опубл. 02.01.2001. НПК 144/336

81. Патент 6731030 США, МПК7 B66D1/00. Minimal topsoil disturbance log skidder / Smith Robert C. №09/570020; Заявл. 12.05.2000; Опубл. 15.05.2001. НПК 254/324

82. Петруша Г.Н. Некоторые вопросы взаимодействия хлыстов с трелевочными механизмами / Г.Н. Петруша // Труды JITA имени С.М. Кирова. №83, -Л.-С. 83 -98.

83. Почвоведение / И.С. Кауричев, Л.Н. Александрова, Н.П. Панов и др.; Под ред. И.С. Кауричева. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1982. - 496с.

84. Процессы комплексного освоения участков лесного фонда при малообъемных лесозаготовках: Научное издание/ Ю.А. Ширнин, К.П. Рукомойников, Е.М. Онучин; Под. ред. Ю.А. Ширнина. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005.- 196с.

85. Рахманов С. И. Машины и оборудования лесоразработок / Рахманов С.И., Гороховский К.Ф. М.: Лесн. пром-сть, 1967. - 532с.

86. Рахманов С. И. К вопросу о расчете трелевочных мачт / Рахманов С. И. // ИВУЗ. Лесн. журн. 1959. - №5. - С. 62 - 69.

87. Рахманов С. И. Расчет натяжения тросов в подвесных установках / Рахманов С. И. // ИВУЗ. Лесн. журн. 1960. - №1 - С. 63 - 72.

88. Рахманов С. И. К вопросу о режиме работы трелевочных лебедок / Рахманов С. И. // ИВУЗ. Лесн. журн. 1962. - №3 - С. 62 - 68.

89. Редькин А. К. Основы моделирования и оптимизации процессов лесозаготовок / Редькин А. К.: Учебник для вузов М.: Лесн. пром-сть, 1988. -256с.

90. Русинова Н.В. Разработка технологии рубок ухода (прореживания) с учетом размещения биогрупп деревьев: дис. . канд. техн. наук 05.21.01 / Ру-синова Наталья Владимировна. Йошкар-Ола, 2003. - 195с.

91. Сеннов С.И. Рубки ухода за лесом в зарубежных странах / С.И. Сеннов. -М.- 1972.-20с.

92. Сеннов С. Н. Программы рубок ухода за лесом // Новое в лесовыращива-нии.-М: Лесн. пром-сть, 1976.-С. 151-184.

93. Сеннов С.Н. Рубки ухода за лесом / С.Н. Сеннов. М: Лесн. пром-сть, 1977.- 160с.

94. Сеннов С.Н. О методе рубок ухода в хвойных древостоях / С.Н. Сеннов // Лесн. хоз-во. 1978. - №2. - с . 11 - 14.

95. Сеннов С.Н. Совершенствовать рубки ухода за лесом / С.Н. Сеннов // Лесн. хоз-во. 1979. - №2. - с. 24-26.

96. Силаев Г. В. Механизация работ в комплексном лесном предприятии / Силаев Г. В. Шапкин О. М., Золотаревский А.А. М.: Лесн. пром-сть, 1989.-272с.

97. Смирнов М.Ю. Повышение эффективности вывозки лесоматериалов автопоездами: Научное издание / М.Ю. Смирнов. Йошкар-Ола: Мар-ГТУ, 2003.-280с.

98. Сортаментная заготовка леса: Учеб. Пособие/ Азаренок В.А., Герц Э.Ф., Мехренцев А.В.; Урал. гос. лесотехн. акад. Екатеринбург, 1999. -130с.

99. Сосунов П. П. Технология разработки горных лесосек Дальнего Востока. / П. П. Сосунов, В. И. Беспрозванный, В. А. Сукноваленко // Лесная промышленность. -1977. №8. - с. 13—14.

100. Схемы освоения горных лесосек / В. Родионов, В. Заикин, Г. Хупения и др. Лесная промышленность, 1970, - №5 - с.2.

101. Суханов B.C. Малоотходные технологические процессы производства щепы при рубках главного пользования: автореф. дис. . д-ра. техн. наук: (05.21.01) / Суханов Валерий Сергеевич. М. - 1994. - 39с.

102. Татаринов В.П. Лесозаготовки (Состояние и проблемы повышения эффективности) / В.П. Татаринов. М. Лесн. пром-сть, 1979. - 224с.

103. Цыгарова М.В. Повышение эффективности освоения лесосек с переувлажненными грунтами путем обоснования рациональной технологии (в условиях Республики Коми): автореф. дис. . канд. техн. наук (05.21.01) / Цыгарова Марина Валентиновна. С.-П., 1998. - 21с.

104. Чайка О.Р. Обоснование параметров рабочего оборудования машин и технологии для рубок ухода в плантационных лесонасаждениях: автореф. дис. . канд. техн. наук (05.21.01) / Чайка Олег Растиславович. Л., 1984. -20с.

105. Черепухин С.А. САПР режимов и технологий рубок ухода за лесом как объектов оптимального управления лесовыращиванием: автореф. дис. . канд. техн. наук (05.13.12) / Черепухин Сергей Александрович. Воронеж. -1998.-14с.

106. Шелгунов Ю. В. Технология и оборудования лесопромышленных предприятий: Учебник / Ю. В. Шелгунов, Г. М. Кутуков, Н. И. Лебедев -М.: МГУЛ, 1997.-589 е.: ил.

107. Ширнин А. Ю. Обоснование возможности увеличения ширины пасек при транспортном освоении квартала / А. Ю. Ширнин. М., 2006. - с. -Библиогр.: 2 назв. - Рус. - Деп. В ВИНИТИ 13.06.2006, № 780-В2006.

108. Ширнин А.Ю. Исследование технологии комбинированной трелевки древесины / Ширнин А.Ю. // Лесной вестник. №6 - 2005. - С. 90 - 98.

109. Ширнин А.Ю. Экспериментальные исследования канатной подтрелевки / Ширнин А.Ю.//. Лесной вестник №1 2006.- С. 72 - 75.

110. Ширнин А.Ю. Исследования процесса начала подъема переднего конца пачки хлыстов при лебедочной трелевки / Ширнин А.Ю.// ИВУЗ Лесн. журн. №4.-2006.-С. 37-41.

111. Ширнин Ю. А. Моделирование процессов заготовки сортированных деревьев и хлыстов / Ю.А. Ширнин: Монография. Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1992. - 204с.

112. Ширнин, Ю.А. Комплексное освоение участков лесного фонда / Ширнин, Ю.А. // ИВУЗ. Лесн. журн. 2002. - №4 - С. 89 - 95.

113. Ширнин, Ю.А. Технология и эффективность рубок с естественным возобновлением леса: Учебное пособие. / Ю.А. Ширнин, Е.И.Успенский, А.С.Белоусов. Йошкар-Ола: МарПИ, 1991. - 100 с.

114. Ширнин, Ю.А. Технология и машины лесосечных работ: Курс лекций / Ю.А. Ширнин. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. - 304 с.

115. Ширнин Ю. А. Технология и оборудование лесопромышленных производств. Часть 1. Лесосечные работы: Учебное пособие / Ширнин Ю.А. -М.: МГУ Л, 2004.-446с.

116. Ширнин Ю.А. Технология и оборудование малообъемных лесозаготовок и лесовосстановление: Учебное пособие. / Ю.А. Ширнин, Ф.В. По-шарников Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. - 398 с.

117. Широкопасечная технология разработки лесосек с использованием трелевочной лебедки JIT-400. М.: Лесн. пром-сть, 1979. - 170с.

118. Das einges pielte Team Feichtner christa // Osterr. Fostzt. 2002. - №6. -C.4.

119. Eineingespieltes Team Feichtner christa // Osterr. Fostzt. 2002. - №11. -C.9.

120. Feichtner christa // Osterr. Fostzt. 2002. - № 10. - С. 1 -2.

121. Fortschritt liche seilwinde // Osterr. Fostzt. 2000. - №2. - C.7.

122. Fuukgesteuerte Klein skidder // Wald andHolz. 2002. - №3. - C.32-34.

123. Han-Sup Han Scar closure and future timber value losses from thinning damage in western Oregon / Han Han-Sup, Kellogg Loren D., Fillip Gregory M., Brown Terence D. // Forest Prod. 2000. - №1. - C.36-42.

124. Horelc Premysl Tschechische seilkrane / Premysl Horek // Osterr. Fostzt. -2002. №5. -C.6.

125. Granpner Jochen Seilkrananlagen fur die Holzbrirgung / Jochen Granpner, Martin Gehringer// AFZ/Wald. 2002. - №26. - C. 13 80-1381.

126. Langstrecnen-Seilbahnsysteme / Osterr. Fostzt. 2002. - №5. - C.9.

127. Linbeck-Lilienan Barbara Seilruckung im Baumkerfahren / Barbara Lin-beclc-Lilienan, Karl Stampfer, Herman Schmiderer // Osterr. Fostzt. 2002. -№9. - C.l-3.

128. Loschek Johannes Rationalisierung im Sellgelande / Johannes Loschelc // Osterr. Fostzt. 2003. - №3. - C.6-7.

129. Kararizos PI. Seilwindemit vielen Moglichkeiten / PL Kararizos, A. Trzes-niowslc, E. ICaragionnis, G. Ranter // Osterr. Fostzt. 2002. - №26. - C.1380 1381.

130. Kippmast auf Bagger / Osterr. Fostzt. 2002. - №5. - C.7.

131. Mobile seil system einfach bedienen / Osterr. Fostzt. 2002. - №5. - C.9.

132. Partner im Wald / Osterr. Fostzt. 2002. - №6. - C.3.

133. Raab Stefan Rationeller Freischneder-Einsats / Stefan Raab, Gunther Ohrner // Osterr. Fostzt 2001. - №9. - C. 10-13.

134. Seilkram-Eigenbau / Osterr. Fostzt. 2001. - №5. - C.7.

135. Seilkrantechnik wirtschaftich / Osterr. Fostzt. 2002. - №5. - C.7.

136. Seilwinde ffir den Holzprofi // Osterr. Fostzt. 2000. - №2. - C.5.

137. Small tackle put through woodland paces // Farmers weekly. 1997. - №8. -C.68.

138. Soppa Rainer Fortalices von LIGNA plus / Rainer Soppa // AFZ/Wald. -1999. №14. - C.108-109.

139. Sprenger Anton Durchforstung im steihang / Anton Sprenger // Osterr. Fostzt. -2001,- №5. -C.4.

140. Sprenger Anton Gewich tsrorteil / Anton Sprenger // Osterr. Fostzt. 2001. - №5. - C.5.

141. Sprenger Anton Leistung ffir die Durchforstung / Anton Sprenger // Osterr. Fostzt. -2001.- №9. -C.6.

142. Sprenger Anton Stabilund flexibed / Anton Sprenger // Osterr. Fostzt.2001. №9. -C.7.

143. Sprenger Anton Vorarlbery-FOMA / Anton Sprenger // Osterr. Fostzt.2002. №2.-C. 10-11.

144. Sprenger Anton Zugkraftiges hespann / Anton Sprenger // Osterr. Fostzt. -2002. №3. - C.l-3.1. Утверждаю

145. Ж Vo, ,, Директор МП «Русь»my^f ЛхгаГ --1 Г-/ V //'./у1. VJ*»^,}» О f 2005 г.1. С.Н.Мамаевпроведения экспериментального исследования процесса канатной трелевки хлыстов

146. Утверждаю даяе^тор {уШ «Русь»тМамаев С.Н. «V/» 2006 г.1. АКТвнедрения в производство результатов научных исследований аспиранта МарГТУ Ширнина А.Ю.

147. Использование рекомендаций аспиранта МарГТУ Ширнина А.Ю. позволило повысить эффективность процесса лебедочной трелевки при освоении заболоченных лесосек.

148. Методика экспериментальных1. Иванов В ЛА. :-у:2(Й)5г.

149. Цели и задачи экспериментальных исследовании

150. Цель экспериментальных исследований: определение технологических параметров процесса канатной трелевки при переменных значениях расположения опорного блока на мачте и объема трелюемой пачки.

151. Приборы и оборудования: лебедка.

152. Инструменты: динамометр, секундомер, рулетка, вилка.

153. Неуправляемые факторы средний объем хлыста, число хлыстов (деревьев) в пачки.

154. Управляемые факторы высота блока, расстояния трелевки, нагрузка

155. Установить динамометр на канате. Нарубить вешек и установить их на всю длину трелевки через 3 метра.

156. В таблице 1 столбцы 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 заполняются в процессе эксперимента, столбец б заполняется путем вычитания, столбец 9 заполняется после эксперимента.на рейс.1. Подготовительные работы

157. Рис. 1. Схема проведения эксперимента.

158. В таблице 2 столбец 1 заполняется путем измерения, столбец 2 заполняется в ходе эксперимента, столбец 3 заполняется данными из справочника 6., столбец 4 заполняется путем складывания объемов отдельных деревьев, составляющих пачку.

159. Наименование элементов опера- Условные обозначения Текущее время Продолжительность Расстояние (м) 1 Сила натяжения , канатов (кН) Примечаниечас мин сек 1 2 3 4 5 6 7 8 9

160. Подготовь тельные работы ПР 8 0 0

161. Растягивания каната РК 8 40 0 40

162. Чоке-ровка деревьев (хлыстов) Ч 9 20 0 401. Сбор пачки СП 9 30 0 10

163. Диаметр на пне Порода дерева Табличные показания среднего объема хлыста по отношению к диаметру на высоте груди Средний объем пачки1 2 3 41. Пачка №1 1