автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Повышение эффективности технической эксплуатации лесоосушительных систем на основе разработки технологического комплекса машин

Санкт-Петербургская лесотехническая академия

На правах рукописи

ДОБРЫНИН Юрий Андреевич

ДОВЬЕЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗКСШУАТАЩИ ЛЕССОСЖКТЕЯЬНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА МАШИН

05.21.01. Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 1992

Работа выполнена в Ленинградском научно-исследовательском институте лесного хозяйства (ЛенНИИЛХ).

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства (ВНИШШ).

Защита диссертации состоится 27 октября 1992 г. в II часов на заседании специализированного совета Д 063.50.01 при Санкт-Петербургской лесотехнической академии (194018, Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, главное здание, зал заседаний).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан сентября 1992 г.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор

Доктор технических наук, старший научный сотрудник

Доктор технических наук, профессор

Бартенев И.М. Сабо Е.Д.

Еуков А.В.

Ученый секретарь специализированного совета

Анисимов Г.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основным направлением повышения продуктивности лесов на переувлажненных землях, составляющих более 2С$ территории лесного фонда таежной зоны, является гидролесомелиорация. Эффективность гидролесомелиорации определяется главным образом величиной дополнительного прироста древесины, получаемой за счет осушения, и интенсификацией ведения лесного хозяйства на основах рационального природопользования. При этом одно из главных мест среди многочисленных мелиоративных мероприятий должны занимать механизированные работы по технической эксплуатации осушительных систем, актуальность проведения которых предусматривается Программой по механизации лесохозяйственного производства на 1990-1995 годы, Государственной комплексной программой "Лес", Концепцией развития лесного хозяйства, где внедрение комплексов машин, прогрессивных энергосберегающих технологий и средств механизации трудоемких операций в лесохозяйствен-ном производстве определено как первоочередное.

Осушенные земли лесного фонда, превышающие к настоящему времени 6 млн.га, на площади около 3,5 млн.га с протяженностью каналов более 250 тыс.км нуждаются в неотложном проведении ремонта. За последние 20-30 лет из-за неудовлетворительного содержания лесоосушительных систем недополучено более 50 шш.м3 дополнительного прироста древесины, что свидетельствует о имеющейся проблеме, связанной с осуществлением планомерной технической эксплуатации объектов осушения в общей системе ведения лесного хозяйства на новом техническом и организационном уровне. Решение этой проблемы невозможно без проведения исследований для разработки научных положений по системному проведению эксплуатационных работ, обеспечивающему устанавливаемые нормы надежности функционирования лесоосушительных каналов, и по создании комплекса машин. Специфика выполнения работ по технической эксплуатации осушительных систем в лесном хозяйстве выдвигает требования по создании специализированных мелиоративных машин, приспособленных к работе в лесных условиях.

Цель работы - повышение эффективности функционирования лесо-

осушительных систем на основе разработки оптимальных технологий (стратегий) их технической эксплуатации и создания технологического комплекса машин.

Объекты исследования. Б качестве объектов исследования технологических процессов эксплуатационных работ использовались осушительные системы Сиверского и Гатчинского мехлесхозов Ленинградской обл., Спасогубского и Гирвасского лесхозов Министерства лесного хозяйства Карелии, Калининградского и Новгородского ле-сохозяйственных территориальных производственных объединений (ЛХТПО) Министерства лесного хозяйства РСФСР, Каарапересской лесной опытной станции Эстонского научно-исследовательского института лесного хозяйства и охраны природы (ЭстНИИЛХОП). Объектами исследований служили также опытные и серийные образцы специализированной машины КЛН-1,2 со сменными рабочими органами для ухода и ремонта лесоосушительных каналов и кюветов лесных дорог, макетные и опытные образцы многофункционального оборудования для содержания каналов ОСК-3 на базе тракторов семейства "Оне-жец" (ТДТ-55А, Л2Т-55, ДХТ-ЮО), макетные и опытные образцы ка-налокопателя лесного фрезерного КЛФ-0,8, агрегатируемого с трактором ЛХТ-ЮОБ.

Методы исследования. В основу исследований положены методы: принятия гипотез (стационарности интенсивности отказов каналов-осушителей, режима фрезерования, внешних воздействий на отдельных режимах работы машины и др.), моделирования стохастических процессов функционирования каналов, подвергающихся профилактическому обслуживанию и также рабочих процессов машин, разработки концепции лесомелиоративной машины и реальных конструкций на основе блочно-модульного построения, проведения экспериментов и црименения компьютерной техники.

Научная новизна. Для лесоосушительных систем впервые разработана методология управления надежностью процесса функционирования каналов на назначенном сроке службы^гидролесомелиоративных объектов, позволяющая на основе проведения регламентированных технологических операций эксплуатационных работ реализовать потенциальные возможности лесорастительных условий, не допуская начала вторичного заболачивания систем; дня оценки технического состояния каналов осушительной сети разработаны и предложены по-

казатели надежности; разработаны детерминированное и стохастические (полумарковские) модели процессов профилактического обслуживания каналов и оптимальные стратегии проведения технологических операций эксплуатационных работ; предложена концепция лесомелиоративной машины для технической эксплуатации лесоосу-шительных систем, для которой разработаны вероятностные модели агрегатирования на основе дискретных марковских цепей; разработана модель взаимодействия рабочего органа лесомелиоративной машины с руслом ремонтируемого канала, отражающая специфику конструкции рабочего органа, объекта труда и позволяющая получать аналитические выражения для момента сопротивления (модель расчетной нагрузки); на основе анализа и синтеза структуры привода рабочего органа получены аналитические выраяенпя для установления параметров жесткости (податливости) и демпфирования в приводе; проведена оценка динамических нагрузок на несущее технологическое оборудование лесомелиоративной машины в рабочем режиме при экстремальных внешних воздействиях, наличии дебалан-са рабочего органа и возникновении гироскопического эффекта. Оригинальные технические решения выполнены на уровне изобретений.

Практическая значимость работы состоит в повышении эффективности эксплуатационных работ на осушительных системах путем создания и внедрения в производство комплекса специализированных машин с квазиоптимальными параметрами и характеристиками, применяемых по соответствующему регламенту.

Применяются и могут использоваться в практике следующие конкретные результаты работы:

методика прогнозирования состава эксплуатационных работ и периодичности их выполнения на гидролесомелиоративном объекте;

технологические карты на процессы работы каналоочистителя со сменными рабочими органами по эксплуатации каналов-осушителей;

серийные образцы каналоочистительных машин со сменными рабочими органами для ухода за донной частью канала и срезания кустарника;

методика обоснования параметров привода активных рабочих органов;

конструктивные мероприятия, направленные на снижение нагру-женности элементов привода, рабочих органов и навесного технологического оборудования;

компоновочные схемы агрегатирования технологического оборудования и сменных рабочих органов на базовой матине;

методика расчета конструкций лесомелиоративных машин и сами машины в учебном процессе при подготовке инженерных кадров дня лесного хозяйства и лесной промышленности.

Реализация работы. Основные научные положения и результаты исследований включены в отраслевую Систему машин, определяющую техническую политику в лесном хозяйстве, и "Руководство по осушению лесных земель", которое является нормативным документом при изыскании, проектировании, строительстве и эксплуатации осушительных систем лесохозяйственного назначения. Они использованы ЛенНШШХом, ЭстНШЛХОПом, ВНИИземмаш, НПО "БелНИИМиВХ", Выриц-ким опытно-механическим заводом, Нелидовским заводом "Торфмаш", Минским опытно-механическим заводом при создании каналоочисти-тельных машин и сменных рабочих органов для ухода за донной частью канала и срезания кустарника.

Каналоочистителмше машины КЛН-1,2 широко внедрены на предприятиях Министерства лесного хозяйства России, Беларуси, Литвы, Эстонии, Ленгорисполкома, ПРСО "Ленавтодор", ЛПОЭЭ "Ленэнерго", на ряде предприятий Миннефтегазстроя, МПС бывшего СССР.

Навесное многофункциональное оборудование ОСК-3 и каналоко-патель КДФ-0,8 в 1990 г. успешно прошли приемочные государственные испытания и в настоящее время проводится работа по подготовке их серийного выпуска на Вырицком опытно-механическом заводе.

Сменный рабочий орган для ухода за донной частью канала, входящий в комплект машин КЛН-1,2 и ОСК-3 при агрегатировании с серийными каналоочистителями №-14 (разработка ВНИИземмаш), внедрен в Межрайонных управлениях осушительных и оросительных систем Министерства мелиорации и водного хозяйства Беларуси.

Проектные разработки и методики расчета по лесомелиоративным машинам внедрены в учебный процесс в Санкт-Петербургской лесотехнической академии.

Адробашя работы. Основные научные положения и результаты исследований подтверждены путем исследовательских, эксплуатаци-

онных, предварительных и приемочных испытаний разработанных машин. Технологические приемы механизированных работ, параметры машин и их рабочих органов отработаны в процессе создания комплекса машин.

Машина КЛН-1,2 со сменными рабочими органами экспонировалась на ВДЕК СССР (1987, 1989 гг.) и удостоена серебряной и бронзовой медалями.

По теме диссертации сделаны и одобрены доклады на Втором (г.Москва, 1980 г.) и Третьем ( г.Псков, 1982 г.) советско-финских симпозиумах, посвященных проблемам лесоосушения, на УШ Международном конгрессе по торфу (г.Ленинград, 1988 г.), на координационных совещаниях Межведомственного научно-технического совета ОШТС) по гидролесомелиоращга (г.Ленинград, IS82 г., IS89 г.; г.Йошкар-Ола, 1987 г.; г.Сыктывкар, 1988 г.; г.Свердловск, 1989 г.; г.Кирипи, 1992 г.), на специализированном постоянно действующем семинаре "Проблемы формирования систем машин и техники новых поколений" (г.Москва, ЕНИИПМ, 1990 г.), на научно-технических конференциях в лесотехнической академии в 1982-1984 гг., 1986 г., 1987 г., 1992 г., на Ученых советах ЛенНИИЛХа в 1980-I9SI гг. при рассмотрении программ, методик и отчетов о научно-исследовательской работе по темам, научным руководителем которых был автор. В заключительном виде диссертация рассматривалась на заседании Ученого совета ЛенНИИЛХ (г.Санкт-Петербург, 1992 г.).

Публикация. По теме диссертации опубликовано 44 научных работы, получено 18 авторских свидетельств, 9 из которых реализованы в конструкциях машин и прошли производственную проверку.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми разделов, заключения, списка использованной литературы 197 наименований и 30 приложений. Основное содержание работы изложено на 348 страницах машинописного текста, иллюстрировано 74 рисунками и 12 таблицами. В приложения (65 с.) включены вспомогательные данные, технические характеристики созданных лесомелиоративных мапшн, акты эксплуатационных и приемочных испытаний машин, справки о выпуске машин и внедрении их в производство, а такхе об использовании результатов исследований в различных организациях.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность теш диссертационной работы, сформулирована ее цель и основные положения, выносимые на защиту.

I. Состояние проблемы и задачи исследования. В разделе отражены существующие технологии проведения работ по технической эксплуатации лесоосупштельных систем на основе отраслевой системы машин, проводится анализ способов осушения лесных земель и методов эксплуатации осушительных систем, рассматриваются их недостатки, приводящие к отрицательному эффекту и дискредитации гидролесомелиорации.

Развитие гидролесомелиорации у нас в стране связано с именами таких ученых как А.Д.Дубах, М.П.Елпатьевский, Х.А.Шсарьков, Н.И.Пьявченко, С.Э.Вомперский, Е.Д.Сабо, Б.В.Бабиков, В.К.Константинов и др. Вопросам технической эксплуатации лесоосупштельных систем уделено большое внимание в научных работах М.П.Ел-патьевского, В.Г.Рубцова, А.Ф.Тимофеева, Е.Д.Сабо и В.К.Константинова, заложивших основы этого направления науки.

В результате анализа литературных источников, опыта осушения, накопленного научно-исследовательскими институтами, проектными организациями, передовыми предприятиями (лесхозами, ЛММЗ), выяснена и обоснована необходимость разработки системы профилактического обслуживания объектов осушения на основе прогнозирования, оптимизации технологических операций эксплуатационных работ и применения комплекса специализированных лесомелиоративных машн, который необходимо создать. Создание же машин требует решения вопросов обоснования параметров рабочих органов, их привода, несущего технологического оборудования.

Обоснованию параметров землеройно-фрезерных машин посвящено множество работ в дорожно-строительном, мелиоративном, сельскохозяйственном и горнодобывающем машиностроении. Здесь значительный вклад в развитие научных методов внесли Г.Г.Домбровский, Ю.А.Ветров, А.Н.Зеленин, А.Д.Далин, Д.П.Волков, Д.И.Федоров, В.А.Скотников, А.А.Мащенский, З.П.Горячкин, Г.Н.Синеоков, С.Г. Солопов, Л.Н.Самсонов и др.

Вопросы обоснования параметров привода исполнительных органов машин нашли свое отражение в трудах Я.И.Алыпица, В.М.Бермана,

А.В.Докукина, Ю.Д.Красникова, Г.Ю.Козина, Э.Я.Хургина и др.

Нагрузки, воспринимаемые несущим технологическим оборудованием исполнительных машин и рабочих органов весьма подробно изучены применительно к сельскохозяйственным и землеройным машинам З.П.Горячкиным, Г.Н.Синеоковым, А.С.Иофиновым, А.Б.Лурье, Д.А. Чудаковым, А.М.Холодовым, Т.В.Алексеевой и многим другими учеными. Применительно к лесным машинам нагрузки в технологическом оборудовании были предметом исследований А.З.Еукова, З.А.Александрова, В.Ф.Полетайкина и др. В направлении обоснования параметров лесохозяйственных машин существенный вклад в развитие отраслевой науки внесли Т.Т.Малюгин, И.М.Бартенев, В.Р.Карамы-шев и др.

Анализ работ показал, что существующие теоретические разработки по обоснованию параметров элементов конструкций землеройных, дорожно-строительных, мелиоративных и горнодобывающих машин могут успешно применяться при решении частных вопросов проектирования, а в целом не могут использоваться из-за специфики объекта труда и требований технологии технической эксплуатации ле-соосушительных систем, что приводит к необходимости разработки соответствующих моделей функционирования и методов расчета проектных параметров специализированных лесомелиоративных машин.

Исходя из цели работы, в диссертации сформулированы следующие задачи исследования: разработать методологию прогнозирования и назначения технологического регламента проведения эксплуатационных (профилактических) работ на объектах гидролесомелиорации с позиций теории надежности систем; выработать концепцию создания машины для технической эксплуатации лесоосушительных систем на основе блочно-модульного принципа построения конструкций; разработать основные положения теории взаимодействия профильной фрезы с руслом ремонтируемого канала, провести энергетическую оценку рабочего процесса при наличии в канале воды и выработать рекомендации по снижению гидродинамических сопротивлений, определить выносную способность фрезы, соответствующую технологическим требованиям; разработать совокупность частных математических моделей для обоснования проектных параметров наиболее энергоемкого рабочего органа, его привода и несущего технологического оборудования; провести испытания машин в производственных

условиях с целью установления адекватности разработанных математических моделей, разработки теоретико-экспериментальных моделей я реализации планов активных экспериментов по определению оптимальных режимов работы; реализовать новые технические решения в конструкциях машин, обеспечивапцие повышение эффективности эксплуатационных работ на лесоосупштельных системах.

2. Разработка методологии управления надежностью состояния каналов лесоостппительных систем. В разделе дается анализ методов оценки технического состояния лесоосупштельных каналов и для развития их совершенства предлагается использовать методы теории надежности систем с использованием таких показателей надежности как вероятность безотказной работы, среднее время безотказной работы, ремонтопригодность каналов, функция надежности объекта осушения, а также коэффициент технического использования. Определены и систематизированы критерии отказов каналов-осушителей в процессе их эксплуатации до предельного состояния. В качестве прогнозирующего параметра состояния канала принят интегральный показатель его функционирования - глубина. Характер изменения глубины канала во времени (процесс его естественного заиления) отождествлен с показателем надежности функционирования канала -¿ероятность безотказной работы (ВБР) при стационарной интенсивности отказов

р^З = ехр {-Н). (2.1)

Установлено пороговое значение ВБР канала-осушителя Ра) ъ-0,58, при дальнейшем снижении которого начинается сокращение зоны эффективного осушения в межканальной области осушаемого древостоя и развитие вторичного заболачивания гидролесомелиоративного объекта.

Для различных норм надежности осушителей, принятых в процессе проведения эксплуатационных работ на лесоосупштельных системах,на основе рассмотрения простого процесса восстановления установлены функции восстановления для капитального рф , текущего ¿трЫ), профилактического ремонтов £шр1±) и ухода за каналом НЕ*а) . Эти функции восстановления служат основанием для разработки вероятностных моделей профилактического обслуживания и работы каналов-осушителей (по однородным стратегиям), описываемых полумарковскиы процессом

1 о

аи 1±> I

и

0

М о

(2.2)

где Рр - матрица переходов в процессе "работа-ремонт"; - матрица удельных доходов и затрат (штрафов); матрица полумарковского процесса функционирования канала; функция удельного дохода от работы осушителя, выражающаяся в получении дополнительного прироста (запаса) древостоя на объекте гвдролесоме-лиорации, руб/га; функция удельных затрат на профилактическое мероприятие, проводимое на канале, руб/га.

Как видно из (2.2), вероятностная модель функционирования канана и проведение технологических операций эксплуатационных работ по однородным стратегиям С=(Тг,£г) , 1= к,т, Л , где Т; - назначаете периоды регулярного выполнения капитального,текущего и профилактического ремонта соответственно (рис.1), полностью определяется функцией удельных доходов-затрат, которая в свою очередь зависит от того или иного управляющего воздействия (УВ).

Т

т

' п

Рис.1. Реализация процесса Функционирования канала по схеме "работа-ремонт"

Функции удельных доходов-затрат в течение назначенного

срока слунбы канала с учетом функций восстановления имеют вид:

для УЗ по реализации стратегии капитальных ремонтов (КР)

= Е М[и] М{СЦ А,-ЕМ{1„Щс21 %

к ы ^

для УВ по реализации стратегии текущих ремонтов (ТР)

= Е М{и\М1СЦ{ГГ М{ьЦ ¿тр (*) I

для УВ по реализации стратегии профилактических ремонтов (ПР)

для УВ по реализации стратегии ухода за каналом

С(*) = £(*) - а),

где МЦь1 - математическое ожидание (МО) дополнительного

прироста древостоя и его потерь соответственно, м3/га в год;

- МО удельной стоимости одного кубометра дополнительного прироста древостоя и его потерь соответственно, руб/га; М{г\%, М}Ст)>], , МО удельной стоимости КР,_ТР, ПР и ухода соответственно, руб/га; ¿кр , 2пр(*), £<,{*) -интегральные функции восстановления при КР, ТР, ПР и уходе соответственно; /к ,- интервалы времени, по которым определяются МО дополнительного прироста (запаса) древостоя от осушения и его потерь соответственно, лет (. к = 10 , 20 , 30 , 40, 50; М =

= 20, 40).

Установленное преимущество реализации технологии проведения ПР в сочетании с уходом в реальной практике проведения эксплуатационных работ дополняется периодическими технологическими операциями ТР, предусматривающими восстановление профиля канала, что приводит к необходимости разработки моделей функционирования осушителей по неоднородным стратегиям с соответствующими закономерностями переходов , Е-, -* ,

В диссертации приведены конкретные выражения для неоднородных стратегий с функцией удельных доходов-затрат

Я и (*) = 51м 4 - МиЪь ¿тр ю -

- 1„р(г) - МЦ\*$ М . (2,3)

Реализация неоднородной стратегии предусматривает активное управление процессом функционирования канала-осушителя с обеспечением приемлемого уровня надежности работы канала Р 0,58, позволяющего исключить появление вторичного заболачивания, приводящего к потере дополнительного прироста и снижению доходов. На рис.2 приведена зависимость ВЕР канала-осушителя от времени, из которого видно, что для рассматриваемых лесорастительных условий неоднородная по номеру шага стратегия, оптимизированная методом динамического программирования, предусматривает при трех ТР проведение семи ПР на соответствующих шагах процесса, при

20 30 40 Время, лет . Рис.2

этом ВБР не опускается ниже критического уровня, а среднее значение этого показателя надежности имеет относительно высокое значение - 0,82.

Для оценки эффективности производства эксплуатационных работ по рассмотренным стратегиям введен показатель удельных доходов с объекта осушения в зависимости от назначаемых профилактических мероприятий

^ уштт*

тмндмш-

---------—,(2.4)

-г. мал

к = ю, 20 , 30 , 40 , 50; М = 10, 20.

Его значения приведены в таблице:

Однородные стратегии Неоднородные стратегии Ж»)

Капитальный ремонт Текущий ремонт Профилактиче ский ремонт 1,351 1,082 1,049 Стратегия комбинированная Оптимальная по линейному программированию Оптимальная по динамическому программированию 1,077 1,065 1,063

Сравнение полученных значений показателя удельных доходов

указывает на наиболее выгодную стратегию - систематическое проведение ПР, однако реальные условия эксплуатации объектов осушения требуют периодического проведения и ТР, что приводит к необходимости применения неоднородных стратегий. Итеративное снижение показателя удельных доходов закончено на методе динамического программирования, поскольку исчерпаны все возможности сокращения числа профилактических мероприятий с сохранением приемлемого уровня надежности осушителя на стадии эксплуатации.

3. Концепция разработки машины для технической эксплуатации лесоосушительных систем. При разработке концепции машины для эксплуатационных работ на лесоосушительных системах учтены следующие основные факторы: технологии выполнения работ, лесотехнические требования, включающие в себя вопросы экологии, тенденции развития базовой тракторной техники, а также технико-экономические предпосылки. В соответствии с лесотехническими требованиями предпочтение отдается машинам с активными рабочими органами, а отсутствие в настоящее время и в ближайшем будущем специализированного лесомелиоративного шасси приводит к альтернативному выбору модели машины данного назначения на базе трактора лесной компоновки, используемого в соответствии с тягово-энергети-ческой концепцией.

Создание многофункциональных машин и оборудования, переналаживаемых при изменении технологических процессов и операций эксплуатационных работ на лесоосушительных системах,обуславливает применение модульного принципа построения лесомелиоративных тракторных агрегатов, обеспечивающего использование унификации деталей и узлов, уменьшение габаритов, металлоемкости, совершенствование традиционных методов проектирования. Основным преимуществом модульного построения лесомелиоративных машин является возможность создания на базе уже известных функциональных назначений отдельных модулей (блоков), принципиально нового технологического применения машины.

В составе лесомелиоративной машины выделен энергетический модуль (ЭГЛ), включающий двигатель, трансмиссию, ходовую систему и пост управления (собственно трактор). На заднюю и переднюю навесные системы ЭМ навешиваются специализированные технологические модули (СТМ), а при необходимости выполнения работ по

боковой (консольной) схеме размещения СТУЛ - на несущее технологическое оборудование. Подвод энергии к СИ активного действия производится от вала отбора мощности трактора (механический привод) или по рукавам высокого давления от эиерголреобразующего технологического модуля (ЭТИ) з случае гидравлического привода (ркс.З).

Совокупность 31.1, Эта с набором СТ.',! позволила рассматривать

машину для эксплуа-

6)

1 стм

3 м

I этм |

ТХГР

ГИшП С.УГшЛ

Г7*П —энергетический модуль

| зтм 1 —знергопреодравующий технологический' модуль

1 СТМ | — слециалиэироЗснный технологический модуль

—разъемное в эксплуатации соединение модулей

■¡локирующее регулируемое устройств — технологическая опора —0 — технологическая опора активная ----подВод энергии

Рис.3. Принципиальная схема построения лесомелиоративных машин на базе трактота лесной компоновки: а - каналокопатель фрезерный; б - кусторез фронтальный для ухода за эксплуатационными проездами; в - лесомелиоративная машина для ухода и ремонта каналов-осушителей и кюветов лесных дорог

тавдонных работ на лесоосутпительных системах как интегрированный модуль (ИМ), способный выполнять широкий комплекс технологических операций одной малиной в рамках преимущественно тягово-энергетИ" ческой концепции трактора. Это согласуется с современной концепцией машин, представляющей собой концепцию системы машин, то есть любая современная машина представляет собой то существу механическую систему, созданную целенаправленным когшлекси-рованием функциональных машин определенного назначения.

Процесс модульного агрегатирования трактора с функциональными машинами, имеющий вероятностную природу, смоделирован дискретной марковской цепью, описываемо5 уравнением Колмогорова-Чепмена ^

р11> - рЛ> П*ь>> (з.1)

позволяющим вычислить вероятности состояний на любом шаге при наличии информации о предшествующих состояниях. Это позволяет, проводить анализ использования сменит- рабочих органов (СТЫ), переходить к прогнозу ожидаемых технико-экономических показателей и др. По выражению (3.1) устанавливаются значения финальных вероятностей состояния системы, указывающее на средней время пребывания машины в рассматриваемых состояниях, что позволяет определять среднюю эффективность применения лесомелиоративной машины и стратегию ее эксплуатации, позволяющую извлекать максимальную прибыль.

Концепция разработки машины для эксплуатационных работ на лесоосушительных системах связывается также с представлением машины в виде обслуживающей системы (ОС), выполняющей несколько видев работ на уровне решения однотипных задач.

Работа ОС представлена как марковский случайный процесс с дискретными состояниями. Поскольку рабочий процесс ОС имеет топологию звездного графа с конечным числом возмоянах состояний, математическая модель случайного процесса функционирования ОС будет описываться дифференциальными уравненияг.ш Колмогорова

е1Рг/еН=Р.А1-Рт/*'-» (3#2)

аР»1*>И ^Ык-Р."/1*.

Для практического использования (3.2) целесообразно перейти к предельному стационарному режиму, в ходе которого ОС случайным образом меняет свои состояния, но их вероятности уже не зависят от времени

Р* + =

Р1№ = РсА1\ (з.з)

Здесь А1 и {Г; - интенсивности потопа заявок и обслугдвания соответственно.

По известным значениям Л и вычисляются финальные вероятности (3.3) и определяется средняя з(т$ектагаость ОС.

Например, для лесного кглалоочяститепя КЯН-1,2, представляющего собой ОС, средняя эффективность составит

Э = Р101 + Р232 + Р3Э3 = 0,20*3723 + 0,11-2660 + 0,37-10247 = = 744,6 + 292,0 + 3791,4 = 4828,6 руб.

Наряду с композицией лесомелиоративной машины на основе блочно-модульного принципа, ее концепция предусматривает осуществление декомпозиции полученной слокнон механической системы на простые подсистемы с целью определения основных проектных параметров. Характерной особенностью образованной сложной системы является то, что элементы на ее концах заранее определены (рис. 4): конструкция и параметры трактора известны и служат ограничениями при решении вопросов применяемости ого в качестве базы

(ст.,1)

I--------1

Рис.4. Структурная схема специализированной машины для технической эксплуатации лесоосушителышх систем

функциональных малин, а параметры объекта труда (лесоосутаитель-ного каната, эксплуатационного проезда) также известны из лесотехнических (исходных) требований на машину и методология выбора стратегий управления параметрами состояния объекта труда была изложена выше. 3 этой связи возникает задача установления параметров трех элементов системы: рабочего органа (ста), которых у машины несколько, привода и технологического оборудования,

входящих в ЭТЛ. Ирм этом параметры привода и технологического оборудования будут определять нагрузив от наиболее металлоемкого и энергоемкого рабочего органа из комплекта СТМ, которым оснащается лесомелиоративная магазша.

4. Лодзлитование взаимодействия ггоойильной Фтезн с ттуслом лесоостштельного канала. .Анализ проведенных исследований процессов взаимодействия ротационных рабочих органов с грунтом, выполненных в сменных отраслях народного хозяйства показал, что для лесомелиоративных машин, имеицих в силу специфики лесоболот-ных условий и лесотехнических (исходных) требований оригинальные конструкции рабочих органов, необходима дальнейшая разработка теории их взаимодействия с объектом труда.

Для выяснения параметров, определяющих зкносную способность наиболее энергоемкого рабочего органа - профильной фрезы, тлеющей наклонную ось вращения, рассмотрено движение частицы рабочем среды по поверхности ножа при высоких окружных скоростях переносного двы?.ения 5 м/с). Поскольку взаимодействие носат ударный характер, движение частицы рассмотрено при упругой и неупрутом ударе об идеально гладкую и шероховатую поверхности пока. Анализ относительного движения частиц грунта позволил устанозить условря, при которых возможно управление движением путем изменения угла резания и длины резца и его формы для формирования таких параметров схода частиц с резцов, при которых будут минимальны потери энергии на выбрасывание .массы рабочей среды из русла канала но его берму. Получены и проанализированы решения дифференциального уравнения относительного ,движения частицы в воздушной среде с учетом ее сопротивления, что позволило установить основные значения параметров направленного метания частиц грунта профильной фрезой, удовлетворяющие технологическим требованиям по дальности и равномерности выброса отфрезерованного грунта на берму канала.

Для выбора и обоснования параметров профильной фрезы удовлетворяющих лесотехническим требованиям построена кинематическая модель фрезерования русла лесоосушительного канала. Обеспечение процесса функционирования профильной фрезы на редюите лесомелиоративного канала с позиции выполнения работы каждым резцом и соответствующих энергозатрат с учетом основных механических характеристик грунта проанализировано на основе результатов исследо-

вания энергосиловой модели. Последняя учитЕ'вает фазовое смещение ребер фрезы, при котором обобщенные силы имеют вид

<?»" "14>гЬ<к* &(2А-Я&*6и,6 -2¿<и ) >-

+ 2?% (2,5-Я С* ¿и, 6 - Я )},

* {кгСгI)

-к ¿) игНиьи ({^Ля ¿.»г),

где ^р - плотность грунта, г/см3; к - удельное сопротивление, И/сгГ; / - коэффициент трения резца по грунту; 21- радиус установки ¿-го резца, м; - шаг фрезн, гл; ¿'6 Л г - коэффициенты выносной способности ноже?:, расположенных на боковой п торцовой части фрезы, соответственно; £ - ширина резца по передней кромке, гл; £г - длина откоса канала, обрабатываемого торцовой частью фрезы, м.

Выражения (4.1) позволяют вычислять на стадии проектирования приводную мощность, необходимую для функционирования фрезы

- , = <?ср + ¿?п ¿?л , (4.2)

где - обобщенная сила, или суммарный момент сопротивления фрезы; Ч^, - КДД силовой, передачи от двигателя трактора к фрезе.

На рис.5 представлена реализация процесса фрезерования по выражениям системы (4.1). Средняя приводная мощность, вычисленная по зависимости (4.2) для отмеченных условий при этом составляет 25,96 кВт.

Одной из отличительных особенностей процесса ремонта лесо-осуиительного канала является наличие в его русле зоды, уровень которой может достигать половины, а иногда и более его глубины. ¡Этим сшдш проявляется неоднородность среды, с которой приходится взаимодействовать фрезерному рабочему органу машины, испытывающему сопротивление от воды и грунта. Сравнительно высокие скорости вхождения в воду элементов конструкции фрезы ( V- 9...20 м/с) вызывают сопротивления гидродинаг.шческой природы, поглощающие заметную часть приводной мощности. Характерной особенностью элементов фрезы с точки зрения гидромеханики

(«да)

Рпс.5. Изменение обобщенных сил в процессе фгаезеравания о торфованного грунта (р = 0,6 г/см3,к = 2~Н/сг,г) профильной грезой: I - сила разгона стружки грунта ; 2 - сила, затрачиваемая на подъем стружки : 3 - активная сила ¿?«_; 4 - суммарная обобщенная сила (момент сопротивления фрезы) ¿?у>

является то обстоятельство, что эти элементы относятся к плохо-сбтекаемым телам. Поэтому силы лобового сопротивления на несколько порядков выше, чем силы вязкого трения, обусловленные пограничным слоем. Принимая в первом приближении режим квазистационарного обтекания, установлено лобовое сопротивление ребра фрезы по формуле

(4.4)

где Сх. - коэффициент лобового сопротивления, зависящий от числа Рейнольдса;^^.- массовая плотность жидкости; 5 - площадь миделе-ва сечения; V— скорость вхождения ребра фрезы в воду; г^ - ско-

рость воды.

Применительно к профильной фрезе каналоочистителыюй машины КЛН-1,2, ребра которой выполнены из трубы, число Рейнольдса при движении в чистой воде составит/?е = б«1Сг...9'ГО', которому соответствует значение С*. = 0,3...0,4. Если уровень вода в канале составляет 0,5 м, то мощность, теряемая на преодоление лобового сопротивления ребрам фрезы будет равна 22,8 кВт, т.е. соизмерима с затратами мощности на фрезерование и метание грунта. Для снижения этих потерь следует снижать до минимума угловую скорость фрезы, выбирать параметры фрезы, обеспечивающие наименьшие значения числа Яе, и использовать специальные конструктивные мероприятия, исключающие взаимодействия фрезы с водой, кроме того необходимо применять технологические приемы выполнения эксплуатационных работ, позволяющие избежать или свести к минимуму наличие воды в канале.

5. Исследование динамических сбойств системы "двигатель -трансмиссия - рабочий орган - трактор". В результате прозеденна-го анализа исследований динамики приводов в мелиоративном, горнодобывающем и торфяном машиностроении обособлена для решения самостоятельная задача исследования динамики привода рабочего органа лесомелиоративной машины, имеющей свои конструктивные особенности и возмущения по каналам связи с. внешней средой.

На основании композиции параллельных одноименных участков трансмиссии лесомелиоративной машины с одинаковыми параметрами и декомпозиции механической системы в силу слабых обратных связей элементов системы, имеющих высокие парциальные частоты на порядок и более превышающие основной спектр частот внешнего воздействия, а также с учетом динамических свойств гидропередачи эквивалентная расчетная схема упрощена до двухмасоовой. ГЛатема-тическая модель функционирования привода в этом случае представляется следующей системой дифференциальных уравнений

Ъ 'А -=-Мср (е) ;, Ь (5Л)

Решения системы (5.1) при стационарном возмущении случайного характера позволило получить расчетное выражение для дисперсии динамического давления в напорной магистрали

<т\ - Г

<рр ~ ко Ь^^ос г (5-2)

где и - приведенный момент инерции системы; Мо,и>0- амплитуда и частота основной гармоники крутящего момента двигателя; 5)дисперсия момента сопротивления; оС - коэффициент корреляционной связи; 6? - податливость гидравлической магистрали; к0 - коэффициент объемных потерь в гидромашинах; ^ - объемная постоянная гидромашин.

Для нестационарных режимов нагружения получены аналитические выражения давления при пуске рабочего органа

Ри) » 7е*Р М (1-МЬ)^ Ъ* (5.3)

и при импульсном воздействии на систему, имеющему место при взаимодействии рабочего органа с объектом труда

+ ~ е*Ч> (ьф-е* , (5.4)

где ^ = ко/(2е)~ коэффициент затухания; \) = у/УТе - собственная частота незатухающих колебаний.

Анализ выражений (5.2...5.4) позволил установить влияние параметров системы на динамические нагрузки и посредством изменения управляемых параметров определять пути снижения динамических нагрузок в приводе на стадии его проектирования и совершенствования существующих приводов рабочих органов лесомелиоративных машин.

Для установления рациональной структуры привода решена задача синтеза путем композиции одномерной модели с помощью матриц переноса для стационарного и нестационарного режимов нагружения. В результате чего получены функциональные зависимости дня определения значений податливости напорной магистрали для стационарного режима и 0.=2$*/&,и>г)тя нестационарного нагружения привода в момент пуска рабочего органа. Коэффициенты демпфирования при этом должны соответствовать значениям, определяемым по формулам:р-у^Щге) для стационарного и р уУг/(^е)

для нестационарного режимов.

Эти значения податливости можно получить путем подключения к напорной магистрали пневмогидроаккумулятора, а для реализации соответствующих коэффициентов демпфирования необходима существенная модернизация трансмиссии привода рабочего органа путем применения специального демпфирующего устройства.

6. Исследование динамических нагрузок на несущее технологическое оборудование лесомелиоративной машины. Консольное расположение рабочих органов на несущем их технологическом оборудовании обусловлено лесотехническими требованиями на механизированный ремонт каналов и вытекает из концепции разработки лесомелиоративной машины. При этом нагрузки, возникающие в результате взаимодействия рабочего органа с объектом труда, передаются на технологическое оборудование и базовый трактор. В этой связи изучена система "профильная фреза - канал" и получены выражения для обобщенных сил

= , 6?* = &ЧЫ,

(¿^Т + (6.1) •

&) Ч Н к ^ -л ^ ^ ь)].

Анализ обобщенных сил (6.1) позволил установить, что с целью исключения поперечного воздействия, передающегося от рабочего органа через технологическое оборудование на базовый трактор, следует применять технические решения по сочленению фрезы со стрелой технологического оборудования, позволяющие фрезе самоустанавливаться в русле канала (автоматически центрироваться) в зависимости от сопротивлений резанию на боковой и торцовой частях фрезы = 0). Кроме того, определена восстанавливающая сила, пропорциональная 8с., препятствующая уводу трактора от

прямолинейного движения.

Исследование сферического движения несбалансированной фрезы (рис.6) позволило получить выражения для обобщенных возмущающих сил. Так, для частного случая равномерного движения трактора и фрезы (ЗСо-г^г±0-1Г , , Ч'^ю ) 01Ш имеют вид

0хо - есОг£аи)£ ;

= и/фв^М; (6-2}

(к^ - Мч> у с

Из (6.2) видно, что в уравнениях состояния имеются слагаемые с периодическими коэффициентами. Гармоническое воздействие осуществляется не только на технологическое оборудование и раму трактора по обобщенным сферическим координатам фрезы, но и на привод непосредственным инерционным возмущением от эксцентричности

фрезы. У динамически сбалансированной Фрезы (б = 0) отсутствует природа инерционного возмущения, а следовательно, и упомянутая взаимосвязь между обобщенными координата*.®.

Неизбежное пространственное перемещение сил вращения профильной фрезы в процессе работы приводит к возникновению гироскопического эффекта, оказывающего влияние па нагруженность технологического оборудования и устойчивость движения. Исходя из динамических уравнений Эйлера для сферического движения получено для частного случая выражение для гироскопической реакции на опорах фрезы

Ц=Ъсо,и)л/£, (6.3)

где ~ момент инерции Фрезы относительно оси вращения; СО г -угловая скорость вращения фрезы; сл)А - угловая скорость поворота вала фрезы вместе с машиной; В - расстояние между опорами вала Слезы.

При превышении реакций опор гироскопический эффект может влиять на устойчивость движения машины, неравномерность заглубления фрезы в ремонтируемо о русло канала, что приводит к неравномерности работы привода рабочего органа.

Оценка нагрузок на несущее технологическое оборудование проведена для сдучач горизонтального критического удара на фрезу по его реакции. При этом получены уравнения колебании технологического оборудования шесте с (фрезой

«/• = * Г* М- к* * > (6'4)

где , у^ - коз'Тйициенты форм главных колебаний; Л,,' , А'} ~ амплитуды главных колебаний, определяемые по начальным условиям. Решения системы (6.4) позволяют определять динамический изгибающий .момент в сечении вала фрезы

(6.5)

и динамическую силу, воспринимаемую гидроцилиндром поворотной колонны

А/=СгкгР> Л/так = Сг . (6.6)

Полученные результаты проведенного исследования позволили обоснованно подходить к вопросу совершенствования конструктивных параметров лесного каналоочистителя с целью повышения его надежности в эксплуатации. Кроме того, они послужили основой при назначении проектных параметров многофункционального оборудования ОСК-3, где принципиально изменена конструкция съемного технологического оборудования, позволившая исключить поворотную колонку и, как следствие, присутствие поворотного гидроцилиндра, что существенно повысило надежность технологического оборудования.

Для снижения динамического изгибающего момента в сечении приводного вала фрезы необходимо применять конструкции рабочих органов, предусматривающих упругое смещение режущих элементов прп внезапных ударных нагрузках. Экспериментальный образец такой фрезы, проходивший опытно-производственную проверку, показал положительные результаты.

Кардинальное снижение ударных нагрузок на технологическое оборудование каналоочистительной машины осуществляется при навешивании сменного рабочего органа, предназначенного для профилактического ремонта каналов-осушителей. Гибкая связь в креплении рабочего органа к несущему технологическому оборудованию и малая его масса при встрече с каменистыми включениями в грунте позволяет без поломок фрезы обходить их. При этом ударные импульсы не проходят на конструкцию технологического оборудования и машина имеет высокие показатели надежности в процессе эксплуатации.

7. Результаты испытаний лесомелиоративных машин в производственных условиях. В разделе представлена программа и условия проведения исследовательских испытаний, дано описание конструктивных особенностей образцов машин, регистрируемых параметров и измерительной аппаратуры, изложена методика обработки полученных данных.

Анализ результатов испытаний показал их удовлетворительную сходимость с результата™, полученными при математическом моделировании изучаемых процессов фрезерования русла канала, нагру-женности привода рабочего органа и несущего технологического обо-

рудования в характерных режимах работы лесомелиоративных машин (стационарных и нестационарных), что подтверждает адекватность разработанных математических моделей и достоверность полученной инфорлации.

Исследовательскими, э кс плуатацк о иными и государственными (приемочными) испытаниями разработанного комплекса машин установлено соответствие основных проектных параметров машин лесотехническим (исходным) требованиям и разработанным техническим заданиям на каждую машину. 3 процессе испытаний проведена оценка энергоемкости выполняемых технологических процессов эксплуатационных работ. Выявлено преимущество предложенных технических решений по конструкциям машин, способствующих повышению эффективности их работы.

Для типичных условии Северо-Западного гидролесомелиоративного района установлены рациональные режимы работы машин при выполнении технологических операций эксплуатационных работ.

По результатам эксплуатационных и государственных (приемочных) испытаний определена экономическая эффективность их работы: для каналокопателя КЛФ-0,8 годовой экономический эффект составляет 40,7 т.руб, достигаемый за счет повышения производительности процесса строительства каналов-осушителей и снижения суммарного объема выемки грунта на I га осушенной площади в сравнении с экскаватором Э-3043; экономический эффект для многофункционального оборудования для содержания каналов ОСК-3 проведен по методологическому подходу, предложенному для машин со сменными рабочими органами на основе моделирования процесса функционирования дискретной цепью Маркова и составил 11,2 т.руб. (данные приведены в ценах на 1990 г.).

Лесомелиоративные машины и оборудование КЛФ-0,8 и ОСК-3 на основании результатов государственных (приемочных) испытаний рекомендованы к постановке на производство.

8. Внедрение результатов исследования в производство. Результаты проведенного исследования включены в Систему машин, определяющую техническую политику в отрасли на перспективу, в нормативные документы по гидролесомелиорации. Методические рекомендации по проведению эксплуатационных работ на лесоосушительных системах используются производственниками, методики расчета по

лессмаЕлворатлвныи мяптиям внедрены в учебный процесс лесотехнической академии. Лесной каналоочнститель КЛН-1,2 выпускается серийно и применяется как в лесном хозяйстве, так и в производственных предприятиях других отраслей. Техническая документация на сменный рабочий орган дая очистки донной части канала от наносов передала научным организациям других ведомств дая использования в разработках мелиоративных иашн для сельскохозяйственной мелиорации.

Для развития технической эксплуатации лесоосушительных систем на близлйшую перспективу предлагаются разработанные оригинальные технические решения дая лесомелиоративных машин и рабочих органов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным жгогол выполненного исследования, направленного на решение проблемы повышения эффективности функционирования лесоосушительных систем является разработка методологии управления надежностью состояния осушительных каналов на назначенном сроке службы гидролесомелиоративного объекта с применением методов теорий надежности, восстановления, стохастических процессов и оптимизации. Реализация этой методологии в процессе технической эксплуатации лесоосушительных систем непосредственно связывается с выработанной концепцией машины, создаваемой на базе лесного трактора по блочно-ыодульному принципу. ГЛашина, представляющая собой интегрированный модуль, предназначена дая выполнения основных рабочих операций эксплуатационных работ по оптимизированным технологиям (стратегиям), исключающим возможности начала процессов вторичного заболачивания объектов и, как следствие, потерь дополнительного прироста древостоев.

В разработанных машинах реализованы эффективные (на уровне изобретений) конструкции рабочих органов, их привода и несущего технологического оборудования. Проектные параметры определены на основе результатов математического моделирования реальных процессов функционирования машины и ее систем. Исследовательскими, эксплуатационными, предварительными и государственными (приемочными) испытаниями образцов машин установлена адекватность газработанных математических моделей и соответствие основных па-

раметров лесотехническим требованиям. Разработанная методология и созданный комплекс машин внедряются в лесохозяйственное производство.

Из полученных результатов исследования вытекают следующие основные вывода и рекомендации.

1. Для оценки технического состояния осушительных систем в лесном хозяйстве и назначения технологического регламента эксплуатационных работ впервые предлагается использовать методы теории надежности с разработкой показателей надежности функционирования каналов-осушителей и определения функций восстановления, по которым можно устанавливать ожидаемую потребность основных технологических операций на назначенном сроке службы объекта гидролесомелиорации.

2. На основе разработки вероятностных моделей процессов функционирования и профилактического обслуживания каналов осушительной сети обеспечивается возможность оптимального управления надежностью их технического состояния по стационарным и неоднородным стратегиям при минимуме затрат на механизированные работы, исключающего переходы за критический уровень (Р ^ 0,58), сопровождаемые потерями дополнительного прироста древостоя от осушения.

3. Эффективность производства эксплуатационных работ по различным стратегиям рекомендуется оценивать разработанными математическими зависимостями, связывающими доходы от дополнительного прироста древостоя при осушении, с затратами (штрафами) на механизированное профилактическое обслуживание каналов-осушителей и показателем удельных доходов с гидролесомелиоративнсго объекта, предложенным в работе.

4. Разработанный методологический подход прогнозирования и управления надежностью каналов лесоосушительннх систем непосредственно связан с разработкой концепции машины для их технической эксплуатации, созданием и внедрением машин в лесохозяйственное производство, что позволит восстановить работоспособность запущенных объектов гидролесомелиорации и в дальнейшем осуществить регламентированное проведение технологических операций, исключающее возможность потерь дополнительного прироста древостоев.

5. 3 основу концепции разработки машины для производства

основных эксплуатационных работ на лесоосушительных системах полонено блочно-модульное построение конструкций специализированных машин на базе лесного трактора. Модульные методы создания, агрегатирования и применения комплекта сменных рабочих органов и функциональных машин на технической эксплуатации объектов осушения позволяют проводить технологические операции одной многофункциональной машиной (интегрированным модулем), что определяет принципиально новое направление производства эксплуатационных работ на лесоосушительных системах, обеспечивающее повышение технического уровня, и способствует расширению сферы применения трактора в лесохозяйственном производстве.

6. Установлено, что процесс модульного агрегатирования ле-сохозяйственных машин и орудий с базовым трактором имеет топологию звездного графа и в «злу вероятностных свойств может моделироваться однородной дискретной цепью Маркова, а сама многофункциональная машина монет быть представлена в виде обслуживающей системы, процесс функционирования которой моделируется дифференциальными уравнениями Колмогорова.

7. На основе разработанной совокупности математических моделей рабочих процессов специализированных лесомелиоративных машин и их испытаний установлены аналитические зависимости, позволившие определить основные проектные параметры рабочих органов машин, их привода, связей с базовым трактором, производительность, расчетные нагрузки, энергоемкость и разработать исходные (лесотехнические) требования к конструкциям машин.

8. Пассивным управлением конструктивными параметрами фрезерного рабочего органа, режимами фрезерования и активным управлением технологическими процессами проведения эксплуатационных работ на лесоосушительных системах достигается снижение энергоемкости рабочих процессов, в зависимости от условий на 10...50$.

9. Результаты теоретических исследований выносной способности фрезерных рабочих органов при ремонте и строительстве канала на практике удовлетворительно согласуются с лесотехническими требованиями по дальности, равномерности метания и забросу частиц грунта в отремонтируемое (построенное) русло канала, при этом коэффициент надежности технологических процессов эксплуатационных работ составляет 0,98...О,99.

10. На основании теоретических исследований и испытаний машин в условиях Северо-Западного гидролесомелиоративного района установлены основные ренимные характеристики рабочих процессов при выполнении технологических операций машинами КЯН-1,2 (ОСК-3) и КЛФ-0,8 (угловая скорость рабочих органов -СО , поступательная скорость машины -V), которые рекомендуются к использованию при проектировании новых машин аналогичного назначения

и для реализации в производственной эксплуатации созданных машин: прокладка канала-осушителя - со - 9 с-*,

0,11...0,18 м/с (380...652 м/ч); ремонт канала (текущий, капитальный) -¿0= 13 с7*,

0,10...0,19 м/с (350...680 м/ч); профилактический ремонт канала - со = 38 с--'-,

0,21...0,67 м/с (750...2400 м/ч); срезание кустарника - СО = 14 с-^, = 0,21...0,67 ( 750...2400 м/ч). '

11. По результатам исследований разработаны новые технические решения конструктивного исполнения лесомелиоративных машин, их приводов и рабочих органов, защищенные авторскими свидетельствами Ж 1082908, 1129300, 1395207, 1465498, 1469041, 1587147, 1631134, 1689530, 1663132, реализованными в серийных и опытных образцах шшин.

12. Внедрение результатов проведенного исследования осуществлено на отраслевом и межотраслевом уровне в научно-исследовательских и проектных организациях, в производственных предприятиях, в учебных заведениях.

13. Экономический эффект от внедрения лесомелиоративных машин за счет увеличения производительности и улучшения технико-эксплуатационных показателей составил от 0,9 до 40,7 тыс.руб. в год на одну машину.

Ожидаемый эффект от внедрения систематических технологических операций по ремонту и содержанию лесоосушительных систем, когда поддершзвается высокий уровень надежности функционирования каналов и реализуется максимально возможный по производительности лесорастительных условий дополнительный прирост, составляет для лесов П группы эффективности осушения 270 руб/га и более высокий для лесов I группы (данные представлены в ценах 1990 г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Столяров Д.П., Ершов Е.В., Добрынин Ю.А. Комплексная механизация лесомелиоративных и лесовосстановительных работ// Лесн.хоз-во. - 1882. - Я 5. - С.20-24.

2. Добрынин Ю.А. Влияние гироскопического эффекта на устойчивость движения каналоочистительной машины с фрезерным рабочим органом // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз.сб.науч.тр./ ЛТА. - Л., 1982. - С.53-58.

3. Добрынин Ю.А. Повышение технического уровня и эффективности производства гидролесомелиоративных работ // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Ыежвуз. сб.науч.тр./ ЛТА. - Л., 1983. - С.46-50.

4. Журавлев Н.И., Добрынин Ю.А. К вопросу определения энергоемкости процесса фрезерования лесных почвогрунтов // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз. сб.науч.тр./ ЛТА. - Л., IS84. - С.43-47.

5. Добрынин Ю.А., Осмаков С.А., Каменский С.А. О математической модели для исследования крутильных колебаний системы "фреза - гидропередача - трансмиссия" // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз.сб.науч.тр./ ЛТА. - Л., 1985. - С.38-42.

6. Добрынин ¡O.A., Тутов H.H., Каменский С.А. Сменный рабочий орган для срезания кустарника на лесоосушительных каналах // Лесн.хоз-во. - 1985. - Л 3. - С.49-50.

7. Добрынин Ю.А. и др. Машина для ремонта каналов // Лесн. хоз-во. - 1986. -1 2. - С.62-63.

8. Осмаков С.А., Добрынин Ю.А., Антуфьев Н.Е., Карпов А.Н. Динамика технологического оборудования каналоочистителя КИН-1,2 при критическом горизонтальном ударе // Обоснование параметров и технических решений машин и оборудования лесной промышленности и лесного хозяйства: Межвуз.сб.науч.тр./ ЛТА. - Л., 1988. -С.54-58.

9. Варава В.И., Чукичев А.Н., Добрынин Ю.А. Декомпозиционный и частотный анализы силовой передачи машинно-тракторных агрегатов // Обоснование параметров и технических решений машин

и оборудования лесной промышленности и лесного хозяйства: Межвуз.сб.науч.тр./ ЛТА. -Л., 1988. - С. 22-26.

10. Chukichev A.N., ЪобгупСп Ju.A., Reim М.Р. fifec-haniza-

iion о/ Fofesi Reciamai ion Cctnaí Re¡>a¿r and MaCnie пайсе Dperraiíons VIII Jnternaiíonaé pea-¿ cen^ness РгвьееЫинцз, Sec-étp» ///, - ¿ей¿и<¡rac/f f98X.- P. ZS-Zf.

11. Добрынин Ю.А. Лесомелиоративные машины на базе тракторов повышенной проходимости // Актуальные проблемы осушения лесов на Среднем Урале: Информ.материалы к совещ, г.Свердловск, 2-4 авг.1989 г./ УрО АН СССР. - Свердловск, 1909. - С.86-89.

12. Добрынин Ю.А., Сенников Б.В. Машины и рабочие органы для ремонта лесоосушительных каналов // Лесн.хоз-зо. - 1989. -К 8. - С.43-45.

13. Варава В.Л., Чукичев А.П., Добрынин Ю.А. Анализ нестационарной нагруженности трансмиссии лесохозяйственного тягово-приводного агрегата // Лесн.журн. - 1989. - ñ I. - С.14-19. -

(Изв.высш.учеб.заведений).

14. Варава В.И., Чукичев А.Н., Добрынин Ю.А. Синтез привода лесохозяйственного машинно-тракторного агрегата с пассивным а активным рабочими органами // Лесн.журн. - 1989. - JE 3. -

С.9-13. - (Изв.высш.учеб.заведений).

15. Добрынин Ю.А. Обоснование агрегатирования лесохозяйст-венных машин с базовыми тракторами на основе дискретных марковский цепей // Интенсификация лесозаготовительных и лесохозяйст- . венных производств: Межвуз.сб.науч.тр./ JTTA. - Л., 1989. -

С. 38-42.

16. Технология л механизация работ по уходу и ремонту каналов гидролесомелиоративных систем: Методические рекомендации/ Ю.А.Добрынин, В.К.Константинов; ЛенНИИЛХ. - Л., 1989. - 48 с.

17. Добрынин Ю.А., Карпов А.Н. Снижение нагрузок в приводе лесного каналоочистителя. - Л., 1989. - 15 с. - Деп.в ЩИИТЗ-строймаш, 15.06.89, & 59-сд.89.

18. Добрынин Ю.А., Карпов А.Н. Оптимизация режимов работы лесного ганалоочистителя. - Л., 1989. - 15 с. - Деп.в ЦНИИТЭ-строймаш, 15.06.89, В 60-сд.89.

19. Добрынин Ю.А. Моделирование рабочего процесса лесного каналоочистителя со сменными рабочими органами // Обоснование параметров машин и механизмов для лесозаготовок и лесного хозяйства: Межвуз.сб.науч.тр./ ЛТА. - Л., 1990. - С.42-46.

20. Чукичев А.Н., Добрынин Ю.А., Сенников В.В. и др. Перс-

пективные технологические комплексы машин для выполнения лесохо-зяйственных работ на базе трактора ЛХТ-ЮОБ и их моделирование// Проблемы формирования систем машин и техники новых поколений: Специализир.пост.действ.семинар / ВНШПМ. - М., 1990. - Т.2. -С.15-22.

21. Добрынин Ю.А. и др. Машина КЛН-1,2: сменный рабочий орган для ухода за лесомелиоративными каналами // Лесн.хоз-во. -1990. - № 9. - С.55-56.

22. Добрынин Ю.А. Организация использования машин для ремонта и содержания осушительных каналов на основе теории надежности систем // Гидролесомелиоративный мониторинг и эксплуатация лесоосушительных систем: Сб.науч.тр./ ЛенНЖЛХ. - Л., 1991.

- С.108-118.

23. Баранов К.Н., Добрынин Ю.А. Характерные режимы движения изолированных частиц грунта по поверхности ножей фрезы кана-лоочистительной машины. - Л., 1991. - 9 с. - Деп.в ВНИИЦлесре-сурс, 10.01.91, Л 848 - лх 91.

24. Добрынин Ю.А'. Построение расчетных моделей разветвленной системы привода лесного каналоочистителя. - Л., 1991. - 21с.

- Деп.в БШЩлесресурс, 10.01.91, Л 849 - лх 91.

25. Добрынин Ю.А. Машина для очистки лесоосушительных каналов КЛН-1,2 // Механизация лесохозяйственных работ в таежной зоне: Сб.науч.тр./ ЛенНИИЯХ. - Л., 1992. - С.94-100.

26. А.с.1082908 СССР, МКИ3 Е02Г 5/08. Фреза каналокопателя/ В.А.Якимчук, А.А.Савельев, Ю.А.Добрынин (СССР). - 6 е.: ил.

27. А.с.1129300 СССР, МКИ3 Е02Г 9/20. Привод рабочего органа землеройной машины / А.Н.Чукичев, В.И.Варава, Ю.А.Добрынин, В.В.Куличенко (СССР). - II е.: ил.

28. А.с.1465498 СССР, МКИ4 Е02Р 3/24. Рабочий орган землеройной машины / А.Н.'Чукичев, Ю.А.Добрынин, В.В.Сенников, И.В. Оафроненко (СССР). - 4 е.: ил.

29. А.с.1469041 СССР, Жй4 Е02Г 5/02. Рабочий орган'канало-очистителя / Н.Е.Антуфьев, Ю.А.Добрынин, С.А.Осмаков, А.Н.Карпов (СССР). - 3 е.: ил.

30. А.с.1587147 СССР, МКИ5 Е02Г 5/28. Рабочий орган каналоочистителя / В.З.Сенников, Ю.А.Добрынии, А.Н.'Чукичев (СССР). -

6 е.: ил.

31. А.с.1631134 СССР, МКИ5 Е02Г 5/28. Мелиоративная машина/ 3.В.Сенников, А.Н.Чукичев, Ю.А.Добрынин (СССР). - 6 о.: ил.

32. А.с.1663132 СССР, МКИ5 Е02Г 5/С8. Рабочий орган канало-эчистителя / А.Н.Чукичев, Ю.А.Добрынин, И.З.Сафроненко, В.В.Сен-гаков (СССР). - 6 о.: ил.

33. А.с.1645394 СССР, МХИ5 Е02Г 5/08. Рабочий орган землеройной машины / Ю.А.Добрынин, А.В.Дмитриев (СССР). - 5 е.: ил.

34. А.с.1689530 СССР, МКИ5 Е02Р 5/28. Устройство для креп-гения режущего элемента землеройной машины / Н.Е.Антуфьев, Ю.А. Добрынин, С.А.Осмаков, В.В.Сенников, В.В.Андреев, А.Н.Карпов [СССР). - 5 е.: ил.

35. Каналоочиститель / В.И.Варава, Ю.А.Добрынин, Н.Е.Ан-гуфьев, В.И.Буков. - Заявл.15.05.91, Л 4940366/03 СССР, ЮТ5 502F 5/28. - Полож.реш. от 04.12.91.

36. Фреза каналокопателя / Ю.А.Добрынин, А.В.Дмитриев. -Заявл.21.05.90, № 4838253/03 СССР, МКИ5 E02F 5/08. - Полож.реш. эт 28.06.91.

37. Добрынин Ю.А. Специализированные машины на технической эксплуатации каналов гидролесомелиоративных систем // Гидролесо-лолиорация и рациональное природопользование: Информ.материалы

х координац.науч.-произв.совещ., г.Кириши Лен.обл., S-I2 июня Г952 г./ ЛенНИИЛХ. - СПб., 1992. - С.57-60.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями направлять по адресу: 194018, г.Санкт-Петербург, .Институтский пер., 5, Лесотехническая академия, Ученый Совет.