Моделирование динамической нагруженности анкерного каната при работе харвестера на крутом склоне
- Авторы: Лагерев А.В.1, Макулина А.В.1
-
Учреждения:
- Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского
- Выпуск: № 1 (65) (2025)
- Страницы: 61-72
- Раздел: Технологии и машины лесного дела
- URL: https://ogarev-online.ru/2306-2827/article/view/303839
- DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2827.2025.1.61
- EDN: https://elibrary.ru/NAFMUI
- ID: 303839
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Расширение сферы безопасной механизированной лесозаготовки требует адаптации лесохозяйственной техники к эксплуатации лесосек с большими углами наклона на основе разработки новых конструктивных систем, машин и механизмов для решения указанной проблемы. Однако вопросы проектирования и моделирования рабочих процессов машин для лесозаготовки в условиях сильно пересечённой холмистой местности с крутыми склонами в настоящее время исследованы недостаточно. Известные исследования носят, в основном, экспериментальный характер. Целью исследования является разработка динамической математической модели канатной анкерной системы как структурного компонента безопасности колёсного харвестера. Объекты и методы исследования. Объект – канатная анкерная система. Для построения системы дифференциальных уравнений движения центров масс основных конструктивных компонентов харвестера и анкерной системы использовался метод Лагранжа II рода. Результаты. Применительно к трёхосному харвестеру с колёсной формулой 6К6 выполнены расчёты колебательных процессов динамических параметров, определяющих нагруженность анкерной системы и безопасность эксплуатации харвестера в процессе манипулирования сортиментом. Выводы. Динамическая модель позволяет учесть и провести системный анализ большого числа количественных конструктивных и режимных параметров харвестера и физико-механических свойств грунтов, которые характеризуют динамическое поведение и нагруженность как структурных элементов анкерной системы, так и самого харвестера. Перспективным направлением её дальнейшего использования является разработка практических рекомендаций по проектированию эффективных и надёжных канатных анкерных систем.
Ключевые слова
Об авторах
А. В. Лагерев
Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского
Автор, ответственный за переписку.
Email: inno-bgu@yandex.ru
Доктор технических наук, профессор, профессор кафедры профессионально-технологического образования и безопасности жизнедеятельности, Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского.
Россия, 241036, Брянск, ул. Бежицкая, 14А. В. Макулина
Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского
Email: inno-bgu@yandex.ru
Ассистент кафедры информатики и прикладной математики, Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского.
Россия, 241036, Брянск, ул. Бежицкая, 14Список литературы
- Can nature conservation and wood production be reconciled in managed forests? A review of driving factors for integrated forest management in Europe / F. Aggestam, A. Konczal, M. Sotirov et al. // Journal of Environment Management. 2020. Vol. 268, iss. 9. Art. 110670. doi: 10.1016/j.jenvman.2020.110670.
- Naillon T., Rappin C. Best management and operating practices for steep slope machine logging. Technical Report No.: 98-02-2019. Safety and Health Assessment and Research for Prevention Program. WA: Washington State Department of Labor & Industries, 2019. 46 p.
- Лесозаготовительные машины для работы на склонах / И. Григорьев, О. Куницкая, С. Рудов и др. // Бюллетень ассоциации Лестех. 2020. № 2 (2). С. 4–9. EDN: ORQYUO.
- Машинная заготовка древесины на горных лесосеках / В. А. Каляшов, Д. Т. Ань, О. И. Григорьева и др. // ЛесПромИнформ. 2022. № 5. С. 82–83.
- Past, present and future of industrial plantation forestry and implication on future timber harvesting technology / A. McEwan, E. Marchi, R. Spinelli et al. // Journal of Forest Research. 2020. Vol. 31, iss. 2. Pp. 339–351. doi: 10.1007/s11676-019-01019-3.
- Bont L., Heinimann H. R. Optimum geometric layout of a single cable road // European Journal of Forest Research. 2012. Vol. 131, iss. 5. Pp. 1439–1448. doi: 10.1007/s10342-012-0612-y.
- Visser R., Stampfer K. Expanding ground-based harvesting onto steep terrain: A review // Croatian Journal of Forest Engineering. 2015. Vol. 36, iss. 2. Pp. 321–331.
- Assessment of timber faller working conditions in mixed hand and tethered-machine cut harvest units on steep slopes – A case study in western Oregon / M. Pokharel, F. Belart, W. Chung et al. // International Journal of Forest Engineering. 2023. Vol. 34, iss. 3. Pp. 408–416. doi: 10.1080/14942119.2023.2170149.
- Development and benefits of winch-assist harvesting / T. Holzfeind, R. Visser, W. Chung et al. // Current Forestry Reports. 2020. Vol. 6, iss. 3–4. Pp. 201–209. doi: 10.1007/s40725-020-00121-8.
- Kováč J., Remper M., Krilek J. Analysis of the frictional coefficient at the pulling load on the tilted plane // Acta Facultatis Technicae. 2011. Vol. 16, iss. 1. Pp. 65–72.
- Berkett H., Visser R. Measuring slope of forestry machines on steep terrain. Harvesting Technical Note HTN05-02. Rotorua, NZ: Future Forests Research Ltd, 2012. 8 p.
- Benchmarking operational conditions, productivity, and costs of harvesting from industrial plantations in different global regions / F. Di Fulvio, M. Acuna, P. Ackerman et al. // International Journal of Forest Engineering. 2024. Vol. 35, iss. 2. Pp. 225–250. doi: 10.1080/14942119.2023.2296789.
- Green P. Insight into the productivity, cost and soil impacts of a cable-assisted harvester forwarder thinning in western Oregon. Corvallis: Oregon State University, 2019. 125 p.
- Lundbäck M., Häggström C., Nordfjell T. Worldwide trends in methods for harvesting and extracting industrial roundwood // International Journal of Forest Engineering. 2021. Vol. 32, iss. 3. Pp. 202–215. doi: 10.1080/14942119.2021.1906617.
- The analysis of the new conception transportation cableway system based on the tractor equipment / P. Beňo, J. Krilek, J. Kováč et al. // FME Transactions. 2018. Vol. 46, iss. 1. Pp. 17–22. doi: 10.5937/fmet1801017B.
- Monitoring cable tensile forces of winch-assist harvester and forwarder operations in steep terrain / F. Holzleitner, M. Kastner, K. Stampfer et al. // Forests. 2018. Vol. 9, iss. 2. Art. 53. doi: 10.3390/f9020053.
- Field and laboratory research of the rut development process on forest roads / O. Machuga, A. Shchupak, O. Styranivskiy et al. // Forests. 2024. Vol. 15, iss. 1. Art. 74. doi: 10.3390/f15010074.
- Лагерев А. В., Лагерев И. А., Таричко В. И. Надежность и безопасность эксплуатации мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексов: монография. Брянск: Брянский государственный университет, 2022. 207 с.
- Lagerev A. V., Lagerev I. A. Design of passenger aerial ropeway for urban environment // Urban Rail Transit. 2019. Vol. 5, iss. 1. Pp. 17–28. doi: 10.1007/s40864-018-0099-z; EDN: WUVCOS.
- Биргер И. А., Шорр Б. Ф., Шнейдерович Р. М. Расчет на прочность деталей машин. М.: Машиностроение, 1966. 616 с.
- Лагерев А. В., Лагерев И. А., Таричко В. И. Определение усилий натяжения канатов при эксплуатации мобильных транспортно-перегрузочных канатных комплексов // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. № 3. С. 194–210. doi: 10.22281/2413-9920-2022-08-03-194-210; EDN: EVLPWZ.
- Яблонский А. А. Курс теоретической механики. Ч. II. Динамика. М.: Высшая школа, 1977. 430 с.
- Лагерев А. В., Лагерев И. А., Макулина А. В. Динамическая модель харвестера, оснащенного канатной анкерной системой, при проведении лесозаготовительных работ на крутом склоне // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2024. № 3. С. 188–206. doi: 10.22281/2413-9920-2024-10-03-188-206; EDN: HPDZFV.
- Динамика харвестера с анкерным канатом при проведении лесозаготовительных работ на крутом склоне: свид-во о государственной регистрации программы для ЭВМ / Лагерев И. А., Лагерев А. В., Макулина А. В.; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет». № 2024668708; заявл. 22.07.24; опубл. 09.08.24. Бюл. 8. EDN: LNQHBT.
- Федоренчик А. С., Герман А. А., Протас П. А. Лесные машины «Амкодор». Минск: БГТУ, 2013. 240 с.
Дополнительные файлы
