CC BY
30
УДК 629.5 630.31 630.37
А.Ю. Жук, В.В. Яковлев
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ ДЛЯ МЕХАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ОСВОЕНИЯ АВАРИЙНОЙ И СВЕЖЕСРУБЛЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ ВОДОХРАНИЛИЩ
В статье затронуты вопросы освоения аварийной и свежесрубленной древесины в береговой зоне водохранилищ. Приведён один из разработанных алгоритмов расчёта дифферента устройства для сбора и транспортировки древесины.
Ключевые слова: древесина, механизация, транспортировка, береговая зона, водохранилище.
PARAMETER SUBSTUNTIATION OF THE DEVICES FOR MECHANIZATION OF THE PROCESSES OF THE ABNORMAL AND GREEN WOOD UPTAKE IN A COASTAL ZONE OF THE WATER- STORAGE BASINS
The issues of abnormal and green wood uptake in a coastal zone of the water-storage basins are mentioned in the article. One of the developed algorithms for different calculation of the device for wood gathering and transportation is given.
Key words: wood, mechanization, transportation, coastal zone, water-storage basin.
Очистка берегов водохранилищ от обсохшей древесины с целью её дальнейшей транспортировки к местам переработки на товарную продукцию является актуальной и своевременной задачей, поскольку это позволит восстановить экологическое равновесие водных бассейнов, где ранее формировалось ложе водохранилища, увеличить объемы древесного сырья без увеличения объемов вырубки леса.
При проведении анализа существующих технологий и техники, используемых для освоения вышеназванной древесины, можно сделать вывод, что недостаточно внимания уделяется сбору аварийной древесины в обсохшем состоянии, что не позволяет проводить очистительные работы в должных объемах и качестве [1].
Технической задачей, решаемой предложенными устройствами [2-4], является количественная и качественная очистка береговой зоны озер и водохранилищ, доставка аварийной и свежесрубленной древесины с береговой зоны в акваторию, уменьшение времени простоя оборудования, снижение количества машин, участвующих при сборе аварийной древесины, а также увеличение производительности сбора древесины.
Обоснование параметров предложенных устройств можно провести по разработанному алгоритму расчёта усилий, действующих на мачту и канаты установки, и, как итог, определения дифферента, который получит плавучее основание при перемещении древесины с береговой линии в акваторию или непосредственно на борт устройства (рис. 1-5).
Определение суммарной силы, действующей со стороны несущего каната лебёдки на мачту судна
Рис. 1. Расчётная схема для определения силы, действующей со стороны каната лебёдки на мачту судна
A.Yu. Zhuk, V.V. Yakovlev
иСк= О Р' соясс' = Р" сояу
£25к= О Р' зіпос' + Р" зіпу = Р.
Решая систему уравнений, получим:
Р' =■
Р
5І11 (X + С08СКҐ^
Р
эт у + с об^сс
; н.
(1)
(2)
(3)
Рис. 3. Схема к расчёту вращающего момента на барабане лебёдки Вращающий момент на барабане лебедки:
й
Мвр =^-^);Нм,
(4)
Н
Те хн и к а
где d - диаметр барабана лебедки, м.
Рис. 4. Схема к расчёту результирующего усилия на мачту канатной установки Результирующее усилие на мачту:
!■) = 4(Р/±)2 і (Н Г • 2Н /•' сои(а -сс");
7—т / * / 7—т // * //
F sin a +F sin а
У = arct8-і--------1 г~г,------------
F cosa +F cosa
(б)
(6)
Определение угла дифферента судна
Рис. 5. Расчётная схема для определения угла дифферента судна
Ft - суммарное натяжение от погрузочного каната, Н;
Ra - натяжение якорной цепи, Н;
так как = 0, то
FT cos a - Кя cos /? = 0, H
cos /3
Вертикальная нагрузка на судно G, Н
SZj, = G ; G = FT sin a + RK sin ft - FT (sin a + coscctg/3)
(7)
(8)
(9)
и
Осадка судна изменится на величину
G
АГ = ^,м, (10)
PgS
где S - площадь действующей ватерлинии, м2; pg - удельный вес воды, кг/м3.
Судно повернется вокруг оси, проходящей через центр тяжести конструктивной ватерлинии на угол дифферента (р [6].
Дифферентующий момент от погрузочного каната:
Мтр = (//, — 1\ — АТ + b)FT cos^ — <р) — xTFT sin(« — ср). (11)
Дифферентующий момент от натяжения якорной цепи:
Мя =(Нб -Тх - АТ)Яя cos(/3 + (р) + XjjRjj sin(J3 + р), (12)
где Нб - высота борта судна, м;
Ti - осадка судна, м.
Хг « О Хя « ^ , где L - длина судна, м Суммарный дифферентующий момент:
Мдифф =Mjp —Мя][\и, (13)
Восстанавливающий момент:
Мв = (D + G)H2 sin (р. (14)
D - водоизмещение судна, т;
Н2~Н - метацентрическая высота судна.
Mдифф~Мв
ИЛИ
(Нб - Тх - АТ + b)FT cos(а-ср)-(Нб - - AT)RK cos( fi + (p)- Ня sin(Р + ср) = (I) + (})Н sin <р, ^ ^
это тригонометрическое уравнение относительно угла дифферента (р.
Проведя соответствующие преобразования, получим:
<р = —arctg
( ^ L
<16 -Тх + А Т+b^T cos а- ЩТ6 -7J -АТ cos/?-—Яя sin /?
-Тх + AT+b^Tsma+ -Тх - АТ 1^я sin Р~—Яя cos fl- Q + G^H v 2
(16)
Выводы
Полученный угол ф для заданных геометрических параметров плавучего основания и веса транспортируемой пачки древесины позволяет сделать вывод о работоспособности устройства и, наоборот, при монтаже канатной установки на имеющееся плавучее основание с известным максимально допустимым углом дифферента искомый параметр позволит определить максимальный вес транспортируемого груза.
Литература
1. Горяев А.С., Жук А.Ю. Обоснование способов освоения аварийной древесины в береговой зоне водохранилищ // Вестн. КрасГАУ. - 2009. - № 11(38). - С. 175-181.
2. Пат. 83737 Российская Федерация, МПК7 В 60 Р 1/00. Устройство для сбора и доставки обсохшей аварийной древесины / Горяев А.С., Жук А.Ю., Угрюмое Б.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Братский государственный университет». - № 2009107548/22; заявл. 02.03.2009; опубл.
20.06.2009, Бюл. №17. - 1с.
3. Пат. 83759 Российская Федерация, МПК7 В 63 В 35/28. Устройство для сбора и транспортировки древесины с береговой зоны / Жук А.Ю., Горяев А.С., Угрюмое Б.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Братский государственный университет». - № 2009107546/22; заявл. 02.03.2009; опубл.
20.06.2009, Бюл. №17. - 1с.
4. Пат. 83767 Российская Федерация, МПК7 В 65 в 69/20, В 60 Р 3/41. Агрегат для сбора и транспортировки аварийной «бесхозной» древесины с берегов / Жук А.Ю., Горяев А.С., Угрюмое Б.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Братский государственный университет». - № 2009107547/22; заявл. 02.03.2009; опубл. 20.06.2009, Бюл. №17. - 1с.
5. Занегин Л.А., Воскобойников И.В., Еремеев Н.С. Машины и механизмы для канатной трелевки: учеб. пособие. - М.: МГУЛ, 2004. - Ч. 1. - 446 с.
6. Лебедев Н.И. Лесосплавной флот: учеб. - М.: МГУЛ, 2003. - 205 с.
7. Иванов В.А. Обоснование технологии заготовки и направлений использования древесины, затопленной в ложах водохранилищ: дис. ... канд. техн. наук. - СПб., 2001.
УДК 630.3; 630.32 Е.М. Рунова, А.Н. Сухих
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ НА ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
Создание современных эффективных лесозаготовительных предприятий требует технической модернизации ЛПК Иркутской области. Предлагаемые авторами статьи методы, машины и оборудование позволят увеличить эффективность лесосечных работ с использованием машинной заготовки леса, а также улучшат лесорастительные условия.
Ключевые слова: лесозаготовительное предприятие, отходы, низкокачественная древесина, переработка.
Ye.M. Runova, A.N. Sukhikh SUBSTANTIATION OF THE TECHNOLODY FOR THE PROCESSING COMPLEX APPLICATION IN THE LUMBERING ENTERPRISES IN THE IRKUTSK REGION
Creation of modern effective lumbering enterprises needs FPC technical modernization in the Irkutsk region. Techniques, machines and equipment offered by the authors of the article will allow to increase the logging work efficiency by means of machine lumbering application, and perfect the forest growing conditions.
Key words: lumbering enterprise, waste, bad quality wood, processing.
В настоящее время насущной остается проблема использования лесосечных отходов на предприятиях лесопромышленного комплекса (ЛПК) Иркутской области. На отдельных стадиях производства лесопродукции часть древесного сырья из-за низкой товарной ценности не используется или теряется в виде отходов. Дополнительным сырьем для переработки в лесозаготовительном производстве могут служить отходы лесозаготовок и лесообрабатывающих производств, а также древесина, образующаяся на лесных складах при переработке хлыстов. Это сырье может быть использовано для переработки в технологическую
