CC BY
58
Лггература
1. Горошко О.А., Савин Г.Н. Введение в механику деформируемых одномерных тел переменной длины. - К.: Наук. думка,1972. - 224 с.
2. Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. - М.: Мир, 1977. - 624 с.
3. Митропольский Ю.А. О построении асимптотического решения возмущенного уравнения Брезертона// Укр. мат. журн. - 1998. - 50, № 1. - С. 58-71.
4. Митропольський Ю.О. Сокш Б.1. Про застосування А1еЬ-функцш для побудови асимптотичного розв'язку збуреного нелшшного рiвняння Клейна-Гордона// Укр. мат. журн. -1998. - 50, № 5. - С. 665-670.
5. Мартинщв М.П., Сокш Б.1., Сокш М.Б. Хвильовi процеси в однорщних не-лiнiйно пружних системах i методи !х дослiдження// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Львiв: УкрДЛТУ. - 2003. - 136-143 с.
6. Кошляков Н.С., Глинер Э.Б., Смирнов М.М. Уравнения в частных производных математической физики. - М.: Высшая школа, 1970. - 710 с.
УДК630*232.32:658.011.54 Доц. В.К. Тунчик, канд. с.-г. наук - УкрДЛТУ
КОМПЛЕКСНА МЕХАН1ЗАЦ1Я I НОВА ТЕХН1КА ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ САДИВНОГО МАТЕР1АЛУ У Л1СОВИХ
РОЗСАДНИКАХ
Викладено питання мехашзацп po6iT у лiсових розсадниках, а також наведена нова техшка для проведення цих po6iT. На основш машини i знаряддя подаеться коротка техшчна характеристика.
Doc. V.K. Tiunchyk - USUFWT
Complex Mechanization And New Equipment For Growing Qarden
Material In Forest Nurseries
Problems of mechanization of operations in forest nurseries as new equipment for it have beer delivered. On the basis of machines and equipment brief characteristics have been given.
З ycix видiв робгг у люовому господарствi найбшьш складною i тру-домюткою е вирощування садивного матерiалy в люових розсадниках. Ком-плексне використання засобiв мехашзацп дозволить шдвищити продуктив-нiсть працi в люових розсадниках, знизити со6iвартiсть посiвного матерiалy за високо! li якостi. Впровадження комплексно! мехашзацп дае найбшьший ефект у великих за площею розсадниках. У таких розсадниках можуть широко використовуватися тракторш агрегати i передовi технологiчнi прийоми вирощування Ыянщв i саджанцiв.
Технологiчнi процеси вирощування садивного матерiалy у люорозсад-никах аналопчш вiдповiдним процесам при вирошуванш сшьськогоспо-дарських культур, особливо просапних i овочевих. Тому у розсадниках широко використовуються сiльськогосподарськi машини для: шдготовки грунту, внесення оргашчних i мiнеральних добрив, поливань, боротьби з шюдни-ками i хворобами хiмiчними засобами тощо. На жаль, така техшка не завжди вщповщае лiсiвничим i лiсокyльтyрним вимогам. У наш час вчеш i лiсiвники Росii провели значнi роботи з удосконалення i модернiзацii юнуючо!" технiки. Удосконалена сiвалка СЛУ-5-20, мульчувач насшня МСН-0,75, а також ви-
2. Лiсоексплуатацiя
67
готовленi культиватор мiжрядковий КСМ-1, культиватор-слiдорозпушувач КСР-2, Ывалка СПП-3Ш, коток для прикочування мульчi КН-1 [1].
Сiвалка лiсогосподарська ушверсальна СЛУ-5-20 призначена для ви-Ывання дрiбного сипного насiння хвойних порщ. Розрахована на застосуван-ня в умовах вщкритого та закритого грунту. Забезпечуе сiвбу насiння у вщ-критому грунтi по 5,6,10-ти рядкових схемах, а в закритому грунт - 20-ти рядкову Ывбу. Агрегатуеться самохiдним шасi Т-16М або з тракторами Т-40М, "Беларусь". Головш вузли сiвалки - рама, борозноутворювач, на-сiнневий бункер, механiзм приводу виЫваючих апаратiв, насiннепроводи, шлейф, пдроцилшдри i натяжний пристрiй.
Сiвалка СЛУ-20, яка серiйно випускаеться, мае ряд недолтв. Ширина поЫвно! стрiчки - 92 замiсть 80 см, як це прийнято. Цей недолж усу-ваеться змiною вiдстанi мiж першим i останнiм насiннепроводами, а також мiж ребордами, яка повинна бути 80 см. Як насшнепроводи використовують прогумованi гофрованi трубки вщ сiльськогосподарських сiвалок [1]. Крiм цього, Ывалка мае низьку "посадку", що утруднюе 11 застосування. Тому усу-нення цього недолiку досягаеться шдняттям насiнневого бункера як мiнiмум на 400 мм. Усунення цих та шших недолтв були запропонованi вченими i виробничниками Чувашсько! Республiки (РоЫя).
Сiвалка для розсадникiв Пошарникова СПП-3Ш випускаеться з 1992 року Лубенським заводом "Спецшсмаш" Полтавсько! областi. Вона призначена для широкострiчковоl сiвби дрiбного, середнього i великого сип-кого насшня з полiпшеною рiвномiрнiстю його розподшу i загортання як у вщкритому, так i закритому грунть
Сiвалка СПП-3Ш начiпна: продуктивнiсть - 0,3-0,6 га за 1 год. чистого часу, кшьюсть виЫваючих апарата - три, тракторний просвiт - не менше 250 мм, маса без насшня - 550 кг, швидюсть агрегату - 4-6 км/год., робоча ширина захоплення (включаючи одне мiжряддя) - 1,5 м, глибина проходу бороз-ноутворюючих робочих органiв - 0,5-10,0 см, термш служби - 8 роюв. Овалка застосовуеться у лiсовiй, лiсостеповiй, степовш, гiрськiй та гiрсько-лiсовiй зонах у перюд весняно! сiвби. Агрегатуеться з тракторами класу 9-14 кН.
Основна перевага ще! сiвалки перед шшими, що випускаються се-ршно, полягае у можливостi широкого дiапазону сiвби (вiд дрiбного до крупного насшня).
Мульчування насшня е важливим моментом агротехшки Ывби насшня. Мульчувачi покривають сходи тирсою i торфокрошкою, а також для за-сипання насiння компостом з добривами; в деяких випадках поверхню грунту покривають компостом i перед Ывбою.
Мульчувач Ытчастий навiсний МНС-0,75 складаеться з рами, двох опорних колю дiаметром 1350 мм i барабана дiаметром 960 мм - робочого органу. Барабан мютюстю 0,75 м цилшдрично! форми з глухими боковими i сiтчастою поверхнею. Вш закрiплений на спiльному ваш опорно-приводними колесами. Барабан завантажують, через завантажувальний люк на 75-80 % мульчуючим матерiалом. Маса знаряддя 160 кг, ширина захоплення - 1,05 м. Розмiр комiрок сiтки 12x12 мм. Товщина шару, що покривае поЫвш стрiчки
при одноразовому проходi агрегату 0,5 см. Довжина шляху впровадження барабану 140-200 м. Продуктившсть за змшу (при товщиш шару просiювання 1 см) до 0,55 га. Агрегатуеться мульчувач з тракторами Т-40М i "Беларусь".
Росшськими вченими i новаторами проведена деяка модершзащя мульчувача МСН-0,75 [1]. Дiаметр барабана i колю збшьшена на 30 см, Ытка замiнена на iншу з комiрками розмiром 28x28 або 32x32 мм (для тирси з до-мшками комiрки бiльшi). В результатi цього, мютюсть барабану збшьшуеть-ся у 2 рази i потрiбний шар наноситься на грунт за один прохщ мульчувача. Як показуе практика, для Ывби 2-3 га грунтово! дшянки необхiдно два об'ем-них мульчувача (один - в робот^ шший - пiд навантаженням).
У розсадниках люово! зони на грунтах з надмiрним зволоженням або з високим рiвнем грунтових вод, насшня виЫвають грядками [2]. У цьому ви-падку посiви не вимокають, лшше прогрiваються i дають дружш сходи. Грядки утворюють спещальними знаряддями - грядкоутворювачами.
Грядкоутворювач УГН-4К складаеться з бруса, що дае навюний при-стрiй i чотирьох борозноутворюючих корпуЫв, мiж якими приеднаш три фрези i три щитки. Гряду утворюють насипанням грунту двовщвальними корпусами у виглядi шдгортальника. За один прохiд грядоутворювач готуе три гряди шириною по 90-100 см i висотою до 28 см.
Поверхня кожно! гряди розпушуеться фрезою на глибину 5-6 см i ущшьнюеться щитками, при цьому грунт вирiвнюеться перед сiвбою. Для ви-користання сiльськогосподарських грядоутворювачiв у люових розсадниках, борозноутворюючi корпуси встановлюють на рамi через 1,5 м, що вщповщае прийнятим схемам Ывби люових порiд. Агрегатуеться з тракторами класу тяги 30 кН. Продуктивнiсть 2,5-3,4 за 1 год чистого часу.
У 1995 р. в Роси були виготовлеш, випробуваш i впровадженi в розсадниках культиватор мiжрядковий КМС-1, культиватор-слiдорозпушувач КСР-2 i коток КН-1 для прикочування посiвiв пiсля 1х мульчування.
Культиватор мiжрядковий КМС-1 призначений для розпушування i знищення бур,янiв мiж рядками посiвiв у розсадниках. Виготовлений за принципом культиватора ККП-1,5, але в полегшеному i спрощеному варiан-тг Начiпаеться на раму самохiдного шаЫ Т-16М за допомогою паралелог-рамного шдйомного механiзму навiски. Робочi органи легкоз'емш, при роботi можна використовувати долотоподiбнi, вузькострiлчастi полiльнi лапи для прополювання i голчастi диски. Культиватор тдходить пiд будь-якi схеми Ы-вби за рахунок перемiщення по рамi розпушувача-тримача. Глибина обробiт-ку грунту регулюеться опорними лижами.
Культиватор-слщорозпушувач КСР-2 навюний агрегатуеться з тракторами Т-40М, МТЗ-80, МТЗ-82, призначений для розпушування i знищення бур'яшв у мiжстрiчкових смугах посiвiв у розсадниках. Вщстань мiж оброб-люваними смугами регулюеться за рахунок перемщення в той чи шший бш поздовжшх брусiв вздовж рами, а глибину оброб^ку грунту - за допомогою опорних лиж.
Коток начшний для прикочування мульчi КН-1 використовуеться для прикочування посiвiв пiсля 1х мульчування, начiпаеться на трактори Т-40М,
МТЗ-80 i МТЗ-82. Ширина котка - 110, а дiаметр - 32 см. Коток обладнаний баластним ящиком для регулювання питомого тиску на грунт.
Впровадження нових машин у виробництво, в поеднанш з ддачими мехашзмами, дасть змогу комплексно механiзувати вс основнi виробничi процеси вирощування садивного матерiалу. Як показуе виробничий досвщ лiсiвникiв Чувашсько! Республiки, економляться витрати насшня в се-редньому до 115 кг, а вихщ стандартного садивного матерiалу з 1 га: сосни -108, ялини - 140 %.
Лiтература
1. Ведерников Н.М., Калегин А.А., Таралыгин. Об усоверешнствовании орудий и механизмов в питомниках // Лесн. хоз-во. - 1997, №1. - С. 49-50.
2. Ларюхин Г. А. и др. Механизация лесного и лесозаготовок. - М.: Агропромиздат, 1987. - 304 с.
УДК. 621.86.065 Acnip. В.В. Бариляк1 - УкрДЛТУ
ОЦ1НКА НАПРУЖЕНОГО СТАНУ КОНТАКТУЮЧО1 ПАРИ КАНАТ-БАРАБАН У ЗОН1 НАБ1ГАННЯ ВАНТАЖОП1Д1ЙМАЛЬНОГО КАНАТУ
Розглянуто роботу контактуючо'1' пари канат-барабан у зош наб^ання вантажо-пiдiймального канату. Отримано залежносп для визначення максимальних напру-жень. Виконано аналiз напруженого стану i наведено рекомендацп для тдвищення довговiчностi канату та ободу барабана.
Doctorate V.V. Baryliak - USUFWT
The estimation of the intense condition of contacting pair a cable-drum in a zone of winding of a load-lifting cable
Work of contacting pair a cable-drum in a zone of winding of a load-lifting cable is considered. Dependences for definition of the maximal pressure are received. The analysis of the intense condition is executed and recommendations for increase of service life of a cable and a rim of a drum are given.
Практика експлуатаци вантажошдшмальних машин i транспортерiв показала, що найбшьш небезпечною е зона наб^ання тягового та вантажош-дшмального кана^в на барабани приводу. У цш зош, ^м напружень розтягу у канатах i ободах барабашв, виникають значш знакозмшш контактш i до-тичш напруження, як призводять до руйнування як кана^в, так i ободiв барабашв i значно знижують довговiчнiсть роботи машин загалом.
Питанням дослiджень напруженого стану таких кана^в займалося ба-гато вчених [1-7]. Однак вiдомi дослiдження були спрямованi на дослщження певних конкретних напружень, якi були найбшьш небезпечними при розгля-нутих режимах експлуатаци: Ветров А.А., Цвирко М.А., Мартишхш В.Д. у своiх роботах [2, 4] дослщили, що напруження поперечноi форми канату та пасм на блоках i вадграють значну роль у втомному руйнуванш канату, особ-
1 Наук. кер1вник: проф. М.П. Мартинщв, д-р техн. наук - УкрДЛТУ
ливо руйнуванш внутрiшнiх дротин. Малiновський В. А. [5] врахував вплив жорсткост та внутршнього тертя канату на змшу величини згинальних нап-ружень. Деяк автори [6, 7] при ощнщ напруженого стану обмежувалися швидкiстю руху канату.
Однак ощнки напруженого стану контактуючо! пари канат-барабан при екстремальних режимах експлуатацп не було зроблено. У загальному ви-глядi задача ощнки напруженого стану тша у деформованому видi була поставлена i частково розв'язана в роботi Горошко О.А., Савiна Г.Н. [8]. Статис-тичнi данi про роботу шдвюних канатних лiсотранспортних установок свщ-чать про те, що мшмальними показниками працездатностi, порiвняно з шши-ми вузлами та деталями, володдать тягово-вантажопiдiймальнi канати [9]. Тому актуальною е задача пiдвищення довговiчностi тягових та вантажот-дiймальних канатiв люових машин.
Метою статтi е ощнка напруженого стану канату при наб^анш його на барабан i розробка рекомендацш для пiдвищення довговiчностi роботи контак-туючо! пари канат-барабан. Розрахункова схема канату наведена на рис. 1.
Рис. 1. Розрахункова схема намотування канату
Натяг тягово-вантажошдшмального канату Я(х, можна визначити, розглянувши динамжу пiдiймання, або перемщення вантажу (рис. 1). При цьому необхщно врахувати коливання канату. Прийнявши, що пiд час намотування на пiдходi до барабану дшянка канату здiйснюе поперечнi коливання, диференщальне рiвняння можна подати у такому виглядi [10]:
я (()с2у++2 у
сХ2
сХ2
сХ2
(1)
де В - згинальна жорстюсть канату.
Згинальну жорсткiсть канату у можна визначити зi залежностi, [9]:
в
16 ^
■ Тр ■ ск.
(2)
де:
- коефщент жорсткостi канату, [9]; ТР сСк - дiаметр канату.
розривне зусилля у канат;
Розв'язок рiвняння (2) можна знайти у виглядi розкладання у ряд Фу-р'е за фундаментальними функцiями. У початковий момент руху приймаемо у(0, г )= 0, тодi:
а2 у(0, г )=
т0
а2у(н>г) = 0. ау(х0)
Уо-
(3)
ах2 т0 ах2 аг
Врахувавши початковi умови (3) тсля диференцiювання рiвняння (1) та вщповщних математичних перетворень для визначення зусилля у канат можна представити в такому вигляда:
А ау
о/ \ у а2х зв аг
Б(х,г)= mg ■ ¡0 + т —- +
аг2 1к ■ р
с
а
2
в2
аг 2 2 1--+ а 2г2
2
х
X Б1П
(вг)+[(2 - а2 )г + 2а
§ соз(вг),
(4)
де: т - маса вантажу, який транспортуеться; g - пришвидшення вiльного па-дiння, g = 9,81 м/с; /0 - коефiцiент опору руховi вантажу; Азв - зведений модуль пружност канату, [9];
ЕК ■ АК
Азв =
1 + Ь ■ ЕК ■ АК
I
К
де: X - зведена податливють канатно! системи [9]; а - коефщент, що врахо-вуе пружнi властивостi каната, [9].
ау 1
а = —--,
аг 21 зв
I
де: 1зв = 1к + ХЕк ■ Ак - зведена довжина каната; Ак - площа металевого пере-рiзу каната; 1к - довжина каната; Ек - модуль пружност каната; в - коефь цiент, що визначаеться iз залежностi:
р
1
к2
^ ау/аг^ 21
V зв у
де: к2 = Азв
Ч
; ч - вага погонного метра каната.
1К ^
Змша зусиль у канатi ДБ з врахуванням його пружно-в'язких власти-востей у диференцiальнiй формi прийме вид, [8]:
. „ „ . аи . а2и(х, г)
ДБ = Ек ■ Ак ■ — + цЕк • Ак ■ У },
ах ах ■ аг
(5)
де: и(х,г) - перемщення канату в напрямку його поздовжньо! осц Ак - ко-ефщент в'язкого тертя.
Для визначення функци поздовжнiх перемiщень канату и (х, г) необ-хiдно перейти до рухомо! системи координат, яка рухаеться з верхшм кiнцем канату з постiйною швидюстю навивання його на барабан У0. Тодi залеж-нiсть и (х, г) прийме такий вигляд:
U (x,t ) = W (x,t) + V0t,
(6)
де W (x, t) - динамiчна складова поздовжнiх перемiщень, яка e результатом розв'язку рiвняння:
ir / I д w ir / I д w ir / i
(7)
g2w(x,t) г а g2w(x, t) г „ g3w(x, t) m = EK ■ Ak Л +^Ек ■ Ак
dt2 дх2 gxzgt
При W (0, t ) = 0:
w(0,t)
4r
2 Ek • AK
• x •
(x - 2/)
mg
Ek • AK
x;
gw (x,0)
gt
V).
Для визначення динамiчноl складово! можна використати метод роз-кладання за фундаментальними функщями.
да
Ж (х, г )=£фг (()• Х, (х), (8)
I=1
де фг () - деяка функщя часу для г-го тону коливань. Фундаментальна фун-кцiя Х, (х) при даних граничних умовах записуеться у видг
Х, (x )= sin Pi
Sin — x a
(9)
У piBMHm (9) p; кругова частота коливань [9], a =
Ek • AK
P
швид-
юсть розповсюдження пружно! хвилi.
Невщому функцiю ф, (() можна знайти за допомогою принципу вiрту-альних робiт з диференцiального рiвняння:
ф, + а^р2 -ф, + р2 -ф = 0. (10)
Розв'язок цього рiвняння мае такий вигляд:
HP;
Ф;
с 2 2 ^ с 2 2 ^
Qcos p'i 1P • t 4 + C2 sin pi 1 P • t 4
V V У
(11)
Постiйнi iнтегрування С1, С2 визначаються для заданих початкових i граничних умов. Знаючи натяг канату i характер його коливань можна знайти напруження розтягу ар:
5 (х, г )+М
CT,
A
(12)
к
2
e
2. Лiсоексплуaтaцiя
73
