CC BY
16
УДК 630*378
DOI: 10.15350/2306-2827.2016.3.48
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫГРУЗКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ С ВОДЫ НА РЕЙДАХ ПРИПЛАВА ЛЕСОПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
И. Г. Гайсин
Поволжский государственный технологический университет, Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3 E-mail: gaisin.ilschat@yandex.ru
Представлены результаты экспериментальных исследований выгрузки многорядных плоских сплоточных единиц с воды на рейдах приплава лесопромышленных предприятий. На основе выполненных лабораторных экспериментов и статистической обработки полученных данных определена продолжительность цикла выгрузки многорядных плоских сплоточных единиц конструкции АГТУ и ПГТУ с воды на берег. Выполнена экспериментальная проверка прочности грузозахватного устройства для перевалки длинномерных плоских сплоточных единиц на береговых лесных складах и рейдах приплава. Выполнены исследования амплитуды колебаний усилий подъёма и периода колебаний грузозахватного устройства при выгрузке плоских сплоточных единиц краном с воды на рейдах приплава.
Ключевые слова: рейд приплава; башенный кран; плоская сплоточная единица; продолжительность цикла выгрузки; усилие в грузовом канате.
Введение. В период становления рыночных отношений в России основным направлением развития производительных сил лесопромышленного комплекса является внедрение в производство перспективных технологических процессов и применение эффективных технических решений, способствующих повышению производительности труда и снижению себестоимости выпускаемой продукции на основе экологически безопасного и рационального использования лесосырьевых ресурсов [1].
Учитывая роль и значение водного транспорта леса для доставки лесоматериалов потребителям, проблема совершенствования лесоперевалочных процессов выгрузки плоских сплоточных единиц с воды на предприятиях с рейдами приплава является весьма актуальной.
Целью настоящих исследований является повышение эффективности выгрузки многорядных плоских сплоточных единиц с воды на рейдах приплава лесопромышленных предприятий.
Задачи, поставленные при исследовании: разработать методику и в лабораторных условиях провести экспериментальные исследования продолжительности цикла и нагрузок на грузозахватные устройства при выгрузке плоских сплоточных единиц различных конструкций с воды на рейдах приплава.
Техника эксперимента. Анализ теоретических и экспериментальных исследований [2], а также проведённые экспертные оценки, отсеивающий и производственный эксперимент [1] позволили установить, что продолжительность цикла и величина случайной нагрузки на кран от перегрузки веса груза при выгрузке плоских сплоточных единиц (ПСЕ) с воды на берег рейдов приплава лесопромышленных предприятий зависит от: массы лесного груза, т; скорости его перемещения, и; габаритов груза: длины, L; ширины, В; высоты, Н; среднего диаметра круглых лесоматериалов, dср; плотности лесоматериалов, рд; ускорения свободного падения, g; коэффициента кинематической вязкости воды, V.
© Гайсин И. Г., 2016.
Для цитирования: Гайсин И. ^Экспериментальные исследования выгрузки лесоматериалов с воды на рейдах приплава лесопромышленных предприятий // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2016. № 3 (31). С. 48-58. DOI: 10.15350/2306-2827.2016.3.48
В соответствии с теорией подобия [3] из девяти значимых факторов, среди которых три параметра т, и, L выбраны основными, можно составить шесть безразмерных комплексов, являющихся критериями подобия процесса выгрузки плоских сплоточных единиц с воды на берег:
t=f
V
mg
vd L B de
\
gL BHßpu2
_cp
v
_ _ cp
BH h
, (1)
где и - скорость вертикального перемещения лесного груза, м/с; g - ускорение свободного падения, м/с2; ЦВ,Н- длина, ширина, высота ПСЕ, м; т - масса лесного груза, кг; W - объём лесного груза, м3; pg - плотность древесины, кг/м3; в - коэффициент полнодревесности; dср - средний диаметр круглых лесоматерилов, м; V - коэффициент кинематичесой вязкости воды, м2/с.
Для сравнения результатов исследований продолжительности цикла выгрузки трёхрядных плоских сплоточных единиц с воды на берег в лабораторных и производственных условиях ПГТУ воспользуемся критерием Фруда:
tH = tM -А
(2)
где ^ - продолжительность цикла выгрузки ПСЕ с воды башенным краном на модели, с; X - масштаб моделирования, 1:10.
Экспериментальные исследования продолжительности цикла выгрузки и гидромеханических нагрузок на грузоподъёмное оборудование при выгрузке ПСЕ с воды проводились на физической модели механизма подъёма башенного крана в масштабе 1:10, оснащённого разборным грузозахватным устройством.
Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях кафедры ТОЛП ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет» в гидравлическом лотке размерами 1,5^1,0x0,3 м. Экспериментальная установка включала в себя: 1) грузоподъёмный механизм башенного типа с изменяющимися: грузоподъёмностью от 49 до 490 Н в зависимости от веса и объёма ПСЕ, скоростью подъёма груза 0,3 м/мин; 2) модели плоских сплоточных единиц различных параметров (одно-, двух-, трёх-, четырехрядные) и массой от 5 до 30 кг; 3) физическую модель новой грузозахватной рамы с грузозахватными стропами и крюками; 4) гидравлический лоток1,5х1,0х0,3 м с варьируемыми размерами глубины и габаритов выгрузочного дворика; 5) комплект измерительных приборов, регистрирующую и осветительную аппаратуру; 6) пульт дистанционного управления механизмом подъёма, измерительной и осветительной аппаратурой (рис. 1).
Рис. 1. Экспериментальная установка для исследования процесса выгрузки ПСЕ с воды:
1 - электродвигатель переменного тока; 2 - червячный редуктор; 3 - сварной барабан; 4 - трособлочная система; 5 - датчик силы ии-К50; 6 - датчик силы ии-К10; 7 - модуль по преобразованию аналогового сигнала N19219; 8 - грузозахватная рама; 9 - модель плоской сплоточной единицы; 10 - персональный компьютер НР 550
Для исследования процесса выгрузки плоских сплоточных единиц с воды на берег использовались многорядные плоские сплоточные единицы конструкции АГТУ и ПГТУ (рис. 2-4, табл. 1-4). Было сформировано шесть вариантов плоских сплоточных единиц: одно-, двух-, трёхрядных длиною и шириною 4, 5, б м; количеством брёвен 15, 16, 32, 45 шт.; средним диаметром сортиментов 0,25; 0,3; 0,4 м; объёмом 3,14; 5,65; 11,3; 22,61; 33,91 м3; массой 1978, 3561, 6545, 7122, 14243 г. Разработан послойный способ погрузочно-выгрузочных операций с плоскими сплоточными единицами (рис. 5) на приречных лесных складах и рейдах приплава, защшцённый патентом РФ № 2476366. Для расширения технологических возможностей крановой выгрузки плоских сплоточных единиц различных конструкций и размеров предложены и обоснованы три грузозахватных устройства: специ-
альное (рис. 6) (патент 2476366), складное (патент 2526767), разборное.
Экспериментальные исследования процесса выгрузки плоских сплоточных единиц проводились в два этапа [4, 5]. На первом этапе была проведена проверка продолжительности цикла выгрузки одно-, двух-, трёхрядной ПСЕ конструкции АГТУ и ПГТУ с воды и с суши (рис. 2-4). Опыты проводились в следующей последовательности. Исследуемая модель плоской сплоточной единицы помещалась в гидравлический лоток заданных размеров выгрузочного дворика. Замерялись вес, объём, осадка груза, после чего он порядно поднимался с воды краном на высоту 1 м с заданной скоростью. Продолжительность цикла выгрузки плоской сплоточной единицы измерялась с помощью механического секундомера. Повторяемость опытов для определения продолжительности выгрузки ПСЕ с воды равнялась !5 наблюдениям.
I'll с. 2. Модели плоских Сплоточных единиц конструкции АГТУ, связанных формировочным такелажем:} оплошное бревно; 2 проволочная пли центы стяжка; 3 нижняя обвязка; 4 верхняя обвязка; 5 вертикальная связь
Рис. 3. .1 /одели плоских сплоточных едйшщ конструкции 2 ПГТУ'
Рис. 4. Модели плоских сплоточных единиц конструкции 3 ПГТУ
На втором этапе исследовались усилия, возникающие в основном грузовом канате башенного крана и в чокерных захватах при выгрузке ПСЕ с воды (рис. 5, 6). Опыты проводились в следующей последовательности. Исследуемая модель плоской сплоточной единицы помещалась в гидравлический лоток заданных размеров выгрузочного дворика. Замерялись вес, объём, осадка груза, после чего он порядно поднимается с воды краном на высоту 1,0 м с заданной скоростью. Возникающие усилия в основном грузовом канате при выгрузке ПСЕ с воды измерялись с помощью датчика силы ЦЦ-К50,
имеющего предел измерения 0,5 кН. Возникающие усилия в чокерных канатах при выгрузке ПСЕ с воды измерялись с помощью датчиков силы ии-К10 с пределом измерения 0,1 кН. Повторяемость опытов была установлена расчётом и равнялась 15 наблюдениям.
Результаты исследований. На основе выполненных лабораторных экспериментов и статистической обработки полученных данных определена продолжительность цикла выгрузки многорядных плоских сплоточных единиц конструкции АГТУ и ПГТУ с воды на берег (табл. 1, 2).
Рис. 5. Подъём первого ряда плоской сплоточной единицы: слева - конструкция АГТУ; справа - конструкция ПГТУ
Рис. 6. Подъём двух рядов плоской сплоточной единицы: слева - конструкция АГТУ; справа - конструкцияПГТУ
Таблица 1
Продолжительность цикла выгрузки плоских сплоточных единиц конструкции АГТУ
с воды башенным краном
Наименование операции Время, с
Тип сплоточной единицы Габарит ПСЕ, см однорядная (400х400х25) двухрядная (500х500х60) трехрядная (600х600х120)
Вид эксперимента модель натура модель натура модель натура
1. Снятие верхних обвязок ПСЕ 22 71
2. Перекатывание боковых бревен первого ряда в центр ПСЕ 6 20
3. Опускание грузозахватного устройства по центру ПСЕ 3 9,5 3 9,5 6 19
4. Захват первого ряда бревен ПСЕ 13 41,1 15 47,4 52 163
5. Подъем первого ряда бревен ПСЕ 3 9,5 3 9,5 7 21
6. Поворот башенного крана с грузом 15 47,4 15 47,4 28 89
7. Опускание первого ряда бревен ПСЕ на эстакаду 2 6,3 2 6,3 3 10
8. Снятие чокеров с лесного груза 6 19 7 22,1 6 20
9. Поднятие ГЗУ краном при холостом ходе 2 6,3 2 6,3 3 10
10. Поворот башенного крана 15 47,4 15 47,4 29 91
11. Опускание ГЗУ по центру ПСЕ 7 21
12. Захват ГЗУ оставшихся рядов ПСЕ 37 117
13. Подъем оставшихся рядов ПСЕ краном 6 20
14. Поворот башенного крана в грузовом положении 28 89
15. Опускание лесного груза на эстакаду 3 10
16. Снятие чокеров с лесного груза 13 40
17. Поднятие ГЗУ краном при холостом ходе 6 20
18. Поворот башенного крана 29 92
Итого: 59 186,6 62 195,9 292 923
Сравнивая продолжительность цикла выгрузки плоских сплоточных единиц конструкции АГТУ (табл. 1) и ПГТУ (табл. 2) с воды на эстакаду, видно, что для натурных условий она ниже для конструкции ПГТУ: 1) однорядные ПСЕ на 22,3 с, или 14 %; 2) двухрядные ПСЕ на 38 с, или 24 %; 3) трёхрядные ПСЕ на 173,7 с, или 54 %. Самым эффективным способом выгрузки трёхрядных плоских сплоточных единиц конструкции ПГТУ с воды на эстакаду является четвёртый способ (II вариант), когда лесной груз поднимают в два этапа: на первом этапе поднимают 1 ряд круглых лесоматериалов; на втором этапе 2 и 3 ряды брёвен сплоточной единицы. Снижению продолжительности цикла способствует применение специального грузозахватного устройства и грузозахватных обвязок плоских сплоточных единиц конструкции ПГТУ.
Выполнена экспериментальная проверка прочности грузозахватного устройства для перевалки длинномерных плоских сплоточных единиц на береговых лесных складах и рейдах приплава. Сравнивая максимальные усилия подъёма многорядных плоских сплоточных единиц с воды (табл. 3) в чокерах грузозахватного устройства башенного крана Т2=57291,4Н (эксперимент ГВ42, подъём 2-го и 3-го рядов трёхрядная ПСЕ, габаритом 6х6х0,8 м, объёмом 22,6 м3, массой 14,2 т) с разрывным усилием в чокерных захватах ^2=146952,7Н (диаметр каната do=16,5 мм двойной свивки типа ТК конструкции 6х19(1+6+12)+1+19(1+6+12), маркировочной группы 1670 Н/мм2), видно, что запас прочности чокерных захватов превышает в 2,57 раза эксплуатационные нагрузки лесоперевалочного процесса на рейдах приплава.
Продолжительность цикла выгрузки плоских сплоточных единиц конструкции ПГТУ с воды башенным краном
Наименование операции Время
Тип сплоточной единицы Габарит ПСЕ, см однорядная (400х400х25) двухрядная 1 (500х500х60) двухрядная 2 (500х500х60) трехрядная 1 (600х600х120) трехрядная 2 (600х600х120)
Вид эксперимента модель натура модель натура модель натура модель натура модель натура
1. Опускание грузозахватного устройства по центру ПСЕ 3 9,5 3 9,5 3 9,5 3 9,5 3 9,5
2. Захват первого ряда бревен ПСЕ 7 22,1 6 19 5 15,8 6 19 4 12,6
3. Подъем первого ряда бревен ПСЕ 3 9,5 3 9,5 3 9,5 3 9,5 3 9,5
4. Поворот башенного крана с грузом 15 47,4 15 47,4 15 47,4 15 47,4 15 47,4
5. Опускание первого ряда бревен ПСЕ на эстакаду 2 6,3 2 6,3 2 6,3 2 6,3 2 6,3
6. Снятие чокеров с лесного груза 5 15,8 4 12,6 5 15,8 6 19 3 9,5
7. Поднятие ГЗУ краном при холостом ходе 2 6,3 2 6,3 2 6,3 2 6,3 2 6,3
8. Поворот башенного крана 15 47,4 15 47,4 15 47,4 15 47,4 15 47,4
9. Опускание грузозахватного устройства по центру ПСЕ 3 9,5 3 9,5 3 9,5
10 Захват второго ряда бревен ПСЕ 7 22,1 6 19 5 15,8
11. Подъем второго ряда бревен ПСЕ 3 9,5 3 9,5 3 9,5
12. Поворот башенного крана с грузом 15 47,4 15 47,4 15 47,4
13. Опускание второго ряда бревен ПСЕ на эстакаду 2 6,3 2 6,3 2 6,3
14. Снятие чокеров с лесного груза 5 15,8 3 9,5 3 9,5
15. Поднятие ГЗУ краном при холостом ходе 2 6,3 2 6,3 2 6,3
16. Поворот башенного крана 15 47,4 15 47,4 15 47,4
17. Опускание грузозахватного устройства по центру ПСЕ 3 9,5
18. Захват третьего ряда бревен ПСЕ 5 15,8
19. Подъем третьего ряда бревен ПСЕ 3 9,5
20. Поворот башенного крана с грузом 15 47,4
21. Опускание третьего ряда бревен ПСЕ на эстакаду 2 6,3
22. Снятие чокеров с лесного груза 3 9,5
23. Поднятие ГЗУ краном при холостом ходе 2 6,3
24. Поворот башенного крана 15 47,4
Итого: 52 164,3 50 158,0 102 322,3 101 319,3 143 451,9
Результаты экспериментальной проверки прочности грузозахватного устройства для перевалки плоских сплоточных
единиц с воды на рейдах приплава
Эксперимент Масштаб Х=10 Плоская сплоточная единица Усилие подъёма 2 Т - Т Т x100 %
тип габарит LxBxH, м в канате Т, Н в чокерах ГЗУ, Н ЕТ1
Т1 Т2 Тэ Т4
ГВ1 модель 1-рядная 0,4x0,4x0,025 27,4 6,4 8,0 6,2 7,5 28,1
натура 4x4x0,25 27409,6 6443,0 7963,0 6227,2 7453,1 28086,3 2,46
ГВ2 модель 2-рядная 0,5x0,5x0,06 98,0 24,2 21,7 27,0 26,0 98,9
натура 5x5x0,60 97870,4 24183,2 21672,7 26997,7 26026,8 98880,4 1,03
ГВ3 модель 2-рядная (1 ряд) 0,5x0,5x0,03 47,6 12,4 12,0 12,0 12,5 48,9
натура 5x5x0,30 47622,1 12448,6 11994,5 12004,3 12472,1 48919,5 2,72
модель 2-рядная (2 ряд) 0,5x0,5x0,03 52,2 12,9 13,7 12,8 13,7 53,1
натура 5x5x0,30 52168,4 12877,1 13663,6 12840,8 13729,3 53110,8 1,80
ГВ4 модель 3-рядная (1 ряд) 0,6x0,6x0,04 94,4 22,6 24,4 23,5 25,6 96,1
натура 6x6x0,4 94438,0 22555,3 24418,6 23536,0 25595,4 96105,3 3,84
модель 3-рядная (2 и 3 ряд) 0,6x0,6x0,08 199,4 44,9 57,3 44,0 54,1 200,3
натура 6x6x0,8 199424,1 44944,9 57291,4 43983,8 54067,0 200287,1 0,43
ГВ5 модель 3-рядная (1 ряд) 0,6x0,6x0,04 94,6 22,9 24,2 24,0 25,6 96,7
натура 6x6x0,4 94634,2 22947,6 24222,4 24026,3 25595,4 96791,7 2,28
модель 3-рядная (2 ряд) 0,6x0,6x0,04 105,3 26,5 27,3 26,4 25,8 106
натура 6x6x0,4 105349,9 26453,4 27308,6 26379,9 25806,2 105948,1 0,57
модель 3-рядная (3 ряд) 0,6x0,6x0,04 104,4 23,6 28,8 23,7 29,4 105,5
натура 3-рядная (3 ряд) 6x6x0,4 104351,6 23558,5 28758,0 23674,2 29417,0 105407,7 1,01
Результаты экспериментальных исследований амплитуды колебаний нагрузок в грузозахватном устройстве при выгрузке
плоских сплоточных единиц с воды краном
Эксперимент Масштаб Х=10 Плоская сплоточная единица Амплитуда колебаний усилия подъёма Время нарастания нагрузки, с
тип масса т, кг абарит LxBxH, м в канате Т, кгс в чокерах ГЗУ, Н t Ъ t2 tз 14
Т1 Т2 Тэ Т4
АВ1 модель 1-рядная 1,978 0,4x0,4x0,025 2,0 0,3 0,3 0,3 0,3 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
натура 1978 4x4x0,25
АВ2 модель 2-рядная 7,122 0,5x0,5x0,06 3,1 0,2 1,3 0,2 1,2 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
натура 7122 5x5x0,60
АВ3 модель 2-рядная (1 ряд) 3,561 0,5x0,5x0,03 1,7 1,4 0,2 1,2 0,2 1,0 1,0 0,6 1,0 0,6
натура 3561 5x5x0,30
модель 2-рядная (2 ряд) 3,561 0,5x0,5x0,03 2,4 0,9 0,2 0,7 0,2 1,0 1,0 0,6 0,6 0,6
натура 3561 5x5x0,30
АВ4 модель 3-рядная (1 ряд) 6,545 0,6x0,6x0,04 0,3 0,3 0,3 0,2 0,1 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
натура 6545 6x6x0,4
модель 3-рядная (2 и 3 ряд) 14,243 0,6x0,6x0,08 7,6 2,2 1,7 1,5 1,7 1,0 1,0 0,6 0,6 0,6
натура 14243 6x6x0,8
АВ5 модель 3-рядная (1 ряд) 6,544 0,6x0,6x0,04 1,8 0,6 0,4 0,3 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
натура 6544 6x6x0,4
модель 3-рядная (2 ряд) 7,122 0,6x0,6x0,04 5,1 0,8 0,1 0,7 0,3 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
натура 7122 6x6x0,4
модель 3-рядная (3 ряд) 7,122 0,6x0,6x0,04 5,0 1,4 1,4 1,0 1,3 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
натура 7122 6x6x0,4
Рис. 7. Амплитуда колебаний усилий в грузовом канате ГЗУ при выгрузке двухрядной ПСЕ с суши
Экспериментально подтверждена справедливость принятого допущения в теоретических расчётах [1] специального грузозахватного устройства, когда общая нагрузка на грузозахватную траверсу башенного крана равномерно распределена на четыре чокерных захвата (табл. 3). Достоверность принятого допущения составила (ЛУГ>100 % / Т =97,57 %.
Выполнены исследования амплитуды колебаний усилий подъёма и периода колебаний грузозахватного устройства при выгрузке плоских сплоточных единиц краном с воды на рейдах приплава (табл. 4). Амплитуда колебаний усилий подъёма грузозахватным устройством лесных грузов с суши на 11-33 % больше, чем с воды, чему способствуют демпфирующие свойства жидкости (рис. 7, 8).
Рис. 8. Амплитуда колебаний усилий в грузовом канате ГЗУ при выгрузке двухрядной ПСЕ с воды
Выводы. На основе лабораторных исследований выполнена экспериментальная проверка прочности грузозахватных устройств, защищённых патентами РФ № 2476366, № 2526767 [6, 7]. Определена продолжительность цикла выгрузки ПСЕ конструкции АГТУ и ПГТУ с воды на берег (табл. 1, 2) башенным краном, оснащённым специальным грузозахватным устройством (рис. 1) для перевалки длинномерных плоских сплоточных единиц на береговых лесных складах и рейдах приплава лесопромышленных предприятий. Экспериментально подтверждена гипотеза в теоретических расчётах специального грузозахватного устройства о равномерности распределения общей нагрузки на ГЗУ на четыре чокерных захвата (табл. 3, 4). Достоверность принятого допущения составила 97,6 %.
Список литературы
1. Войтко П.Ф., Гайсин И.Г. Совершенствование выгрузки плоских сплоточных единиц с воды на рейдах приплава // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2013. № 1. С. 28 -33.
2. Митрофанов А. А. Лесосплав. Новые технологии, научное и техническое обеспечение: монография. Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2007. 492 с.
3. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. - 5-е изд. М.: Наука, 1966. 416 с.
4. Войтко П.Ф., Гайсин И.Г. Способ выгрузки плоских сплоточных единиц с воды на рейдах приплава. Материалы XIII Междунар. молодеж.
науч. конф. «Севергеоэкотех - 2012». Ухта: УГТУ, 2013. С. 171-174.
5. Войтко П.Ф., Гайсин И. Г. Способ выгрузки лесных грузов с воды на рейдах приплава // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2014. Т. 2. № 3. Ч. 2. С. 56-60.
6. Пат. № 2476366 РФ, В65G35/62, В66С1/14, В66С1/32. Устройство для выгрузки плоских сплоточных единиц с воды на берег / Войтко П.Ф., Гайсин И.Г. Опубл. 27.02.13, Бюл № 6.- 6 с.
7. Пат. 2526767. РФ, В66С1/22. Складное грузозахватное устройство/ П.Ф. Войтко, И.Г. Гайсин, Е.М. Царев; заявитель и патентообладатель ПГТУ. № 2013117086/11, заявл. 15.04.13; опубл. 27.08.14. Бюл. № 24.
Статья поступила в редакцию 12.07.16.
Информация об авторе
ГАЙСИН Ильшат Гилазтинович - старший преподаватель кафедры технологии и оборудования лесопромышленных производств, Поволжский государственный технологический университет. Область научных интересов - водный транспорт леса, оптимизация технологических процессов рейдов приплава и складов древесного сырья. Автор шести публикаций.
UDC 630*378
DOI: 10.15350/2306-2827.2016.3.48
EXPERIMENTAL RESEARCH OF TIMBER DISCHARGE IN LOG RECEIVING PORTS
AT WOOD ENTERPRISES
I. G. Gaisin Volga State University of Technology, 3, Lenin Square, Yoshkar-Ola, 424000, Russian Federation E-mail: gaisin.ilschat@yandex.ru
Key words: log receiving port; crane tower; flat raft; duration of uploading sequence; lift rope capacity.
ABSTRACT
Introduction. During the fledging years of marketing in Russia the main development trend in forestry productive power is the manufacturing application of prospective technological processes and the use of effective technical solutions, that are bound to speed up the labour productivity and reduce the production costs following environmentally friendly and rational use offorest raw material resources. Taking into consideration the role and meaning of water transportation used for timber shipment, the issue of efficiency enhancing of reloading and processing offlat rafts at log receiving ports is quite urgent. The current research is aimed at the enhancement of efficiency of multi-row flat rafts at wood enterprises of log receiving ports. The object of the current research is the load lifting crane equipped with special load grippers used for uploading multi-row flat rafts at log receiving ports. Results. We defined the duration of uploading sequence applicable to multi-row flat timber rafts from the water to the shore constructed by Arkhangelsk State Technical University and Volga State University of Technology based on the laboratory experiments and statistical processing of the obtained data. We also carried out a strength test of the crane load gripper used for transposition of lengthy flat rafts in timber onshore yards and log receiving ports. We also carried out research into fluctuation amplitude of the lifting force and oscillation period of the load gripper during the process offlat raft uploading from the water at log receiving ports. The fluctuation amplitude of the lifting force of the load-gripper from the ground is higher by 11 - 33 %, than from the water facilitated by the water damping capacity. Conclusion. Based on the laboratory research we experimentally tested the durability of load grippers patented in the Russian Federation under No 2476366 and No 2526767. As a result of the current research we experimentally confirmed the hypothesis of theoretical calculations of the special load gripper on the equitability of gross load distribution on the gripper applicable to general purpose lifting apparatus for four choker grapples. The certainty assumption amounted to 97,6 %.
REFERENCES
1. Voytko P.F., Gaysin I.G. Sovershenstvovanie vygruzki ploskikh splotochnykh edinits s vody na rey-dakh priplava [Efficiency enhancement of uploading flat rafts from with water at log receiving ports]. Vest-nik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa - Lesnoy vestnik [Vestnik of Moscow State University of Forestry- Forest Vestnik]. 2013. No 1. Pp. 28 -33.
2. Mitrofanov A. A. Lesosplav. Novye tekhnologii, nauchnoe i tekhnicheskoe obespechenie: monografiya [New technologies, research and technical
facilities: monograph]. Arkhangelsk: Arkhangelsk State Technical University Publishing House, 2007. 492 p.
3. Sedov L.I. Metody podobiya i razmernosti v mekhanike [Methods of analogues and marking in mechanics]. 5th edition. Moscow: Nauka, 1966. 416 p.
4. Voytko P.F., Gaysin I.G. Sposob vygruzki ploskikh splotochnykh edinits s vody na reydakh priplava [The method for uploading of flat rafts from the water at log receiving ports]. Materialy XIII Mezhdu-nar. molodezh. nauch. konf. "Severgeoekotekh -
2012" [Proceedings of 13th international youth conference "Severgeoekotekh - 2012"]. Ukhta: Ukhta State Technical University, 2013. Pp. 171-174.
5. Voytko P.F., Gaysin I. G. Sposob vygruzki lesnykh gruzov s vody na reydakh priplava [Method of uploading timber cargos from the water at log receiving ports]. Aktualnye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Urgent directions of scientific research development in the 21st
century: theory and practice]. 2014. Vol. 2. No. 3, part. 2. Pp. 56-60.
6. Voytko P.F., Gaysin I.G. Ustroystvo dlya vygruzki ploskikh splotochnykh edinits s vody na bereg [Unloader for flat rafts from the water to the shore]. Patent RF, no 2476366 2013.
7. Voytko P.F., Gaysin I.G., Tsarev E.M. Sklad-noe gruzozakhvatnoe ustroystvo [Foldable load gripper]. Patent RF, no 2526767, 2014.
The article was received 12.07.16.
Citation for an article: Gaisin I. G. Experimental Research of Timber Discharge in Log Receiving Ports at Wood Enterprises // Vestnik of Volga State University of Technology. Ser. : Forest. Ecology. Nature Management. 2016. No 3(31). Pp. 48-58. DOI: 10.15350/2306-2827.2016.3.48
Information about the author
GAISIN Ilshat Gilaztinovich - Senior Lecturer of the Department of Technology and Machinery of Forest Engineering Production, Volga State University of Technology. Research interests - water timber transportation, optimization of technological processes of log receiving ports and raw wood warehouses. Author of 6 publications.
