CC BY
18
11. Передерш Н.О. Формування ринку альтернативних джерел енергп з бюмаси в Укра-im : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. екон. наук: спец. 08.00.03 - "Економжа та управлiння нащональним господарством" / Н.О. Передерiй. - К., 2009. - 19 с.
12. Програма по оргашзаци виробництва та використання мюцевих поновлювальних ви-дiв палива. - К., 2009. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.govuadocs.com.ua.
13. Уголев Б.Н. Испытания древесины и древесных материалов / Б.Н. Уголев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1965. - 251 с.
14. Biomass Energy - Focus on Wood Waste. Energy Efficiency and renewable Energy. -U.S. Department of Energy, July 2004. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.eere.energy.gov/femp/pdfs/bamf_ woodwaste.pdf.
Юськевич Т.В., Данчевская О.В. Теплотворная способность древесины, коры, хвои и шишек интродуцированных видов сосни
Наведены показатели массовой теплотворной способности древесины, коры, хвои и шишек интродуцированных видов сосни (сосны Банкса, сосны Веймутова, сосны жесткой, сосны чёрной), которые произрастают в лесных насаждениях Западного региона Украины. Установлено, что наивысшей теплотворной способностью обладают шишки с деревьев сосны Веймутова, а также коры и хвои с деревьев сосны Банкса.
Ключевые слова: интродуцированные виды сосны, теплотворная способность, древесина, кора, хвоя, шишки.
Yuskevyck T. V., Danchevska O.V. Calorific value of wood, bark, needles and cones of introduced species of pine
In the article sight calorific value of wood, bark, needles and cones of introduced species of pine (jack pine, white pine, pitch pine, austrian pine) at conditions of Western Ukraine. Found that the highest calorific value of cones of white pine and the bark and needles of jack pine.
Keywords: introduced species of pine, calorific value, wood, bark, needles, cones.
УДК 621.86.063 Доц. Б.Я. Бакай, канд. техн. наук -НЛТУ Украши, м. Льв1в
ОСНОВН1 ПРИНЦИПИ РОЗРОБЛЕННЯ АНАЛ1ТИЧНО1 МОДЕЛ1 ПРОЦЕСУ ЗАХОПЛЮВАННЯ Л1СОМАТЕР1АЛ1В ГРЕЙФЕРОМ МОБ1ЛЬНО1 НАВАНТАЖУВАЛЬНО1 МАШИНИ
Розглянуто i дослщжено процес захоплювання круглих лiсоматерiалiв грейфером мобшьно! навантажувально! машини. Представлено навантаження, яке виникае у грейферi шд час захоплення круглих лiсоматерiалiв. Пщтверджено перспектив-шсть моделювання стержнево! системи з зосередженими включеннями в розподше-ну масу, утворену круглими лiсоматерiалами, застосовуючи iмпульснi функци 1-4 порядив.
Ключовг слова: грейфер, круга лiсоматерiали, навантажувальна машина.
Вступ. Одним 1з важливих напрям1в тдвищення р1вня мехатзацп 1 впровадження ресурсозбереження на люових складах е тдвищення ефектив-носп виконання розвантажувальних, сортувальних, штабелювальних 1 вщ-вантажувальних робгг, а також подач1 круглих люоматер1ал1в на спещал1зова-ш потоков1 лтп, яю формують весь комплекс транспортно-складських та розвантажувально-навантажувальних робгг [1, 2].
Ддвищення ефективносп виконання транспортно-складських та роз-вантажувально-навантажувальних робгг дае змогу виршити цший комплекс господарських задач: тдвищити р1вень мехатзацп люоскладських робгг до 100 %, тдвищити статичне навантаження на вагон на 11-17 %, скоротити час
просто!в вагошв на навантажувальних i розвантажувальних пунктах, тдви-щити продуктивнiсть працi на навантаженш та штабелюваннi в 1,5-2,3 рази, скоротити наднормативш запаси деревини на складi в 1,5-2 рази, зменшити площу нижнiх складiв, звести до мiнiмуму виробничий травматизм тощо.
Незважаючи на очевиднi переваги, пдромашпулятори [3, 4], обладна-ш грейферними захоплювачами (рис. 1), тд час виконання тдшмально-тран-спортних операцш (ПТО) на цей час практично не використовують на люо-вих складах з малим вантажообтом. Використання юнуючих манiпуляторiв супроводжуеться виникненням труднощiв пiд час захоплювання круглих ль соматерiалiв грейфером, встановленим на маншуляторах мобiльних наванта-жувальних машин.
0 1 3 а 4 5 6 7 Я 9 10 11 12 1Э л № 1« 17 1» 19 » [и|
Рис. 1. Po3MipHi спiввiдношення машин SENNEBOGEN 850, FUCHS MHL 454, FUCHS MHL 434 i FUCHS MHL 464.
Аналiз останшх дослщжень i публжацш. На 0CH0Bi власних досль джень Б.А. Таубер запропонував методику проектованого i nepeBipHoro роз-рахунку грейфера, яка враховуе вплив численних фактopiв на здатнiсть стис-каючого зусилля важeлiв грейфера [5]. Пiзнiшe Р. Л. Зенков розробив гpафiч-нo-аналiтичний метод розрахунку гpeйфepiв, в якому основну увагу придше-но визначенню здатносп зачерпування. Цi методи отримали подальший роз-виток i уточнення в роботах A.M. Ясшовського, А.Б. Фшякова, Г.Г. Каракуль на та шших.
Питання взаемоди круглих лiсоматерiалiв з важелями грейферного за-хоплювача мобiльних навантажувальних машин та мiж собою дослiджено в роботах В.Г. Височанського [6], Н.Т. Гончаренка [4], В.1. 1гнатова [7], В.Е. 1гутова, Ю.О. Котельнiкова, С.Д. Парамонова [6], Ю.А. Потехiна, Б .А. Таубера [5], С.К. Теслюка, Н.Д. Третьякова [8], С.Н. Усова, J. Wang [9] та шших, опублжоваш в рiзний час у вггчизнянш та зарубiжнiй лiтературi.
Дослiдження механiзмiв грейферiв останнiми роками дало змогу уточ-нити конструктивнi розрахунки грейфера, оптимiзувати його параметри, що дозволило вести ïx розроблення на рiвнi автоматизованого проектування [5]. Незважаючи на велику кiлькiсть теоретичних i експериментальних досль джень, сучаснi методи розрахунку меxанiзмiв грейферiв залишаються певною мiрою наближеними, а можливостi техшчного прогресу в галузi шдшмально-транспортного машинобудування далеко не вичерпанi.
Роботи з дослщження меxанiзмiв грейферiв виконували в двох основ-них напрямах: з дослщження процесу заповнення грейфера (криво1 зачерпу-вання, характеру руху вантажу i опорiв, що виникають пiд час зачерпування); з дослщження факторiв (в основному конструктивних), як впливають на здатнiсть зачерпування грейфера.
Даш численних експериментальних дослщжень показують, що характер процесу заповнення грейфера рiзними вантажами визначаеться, з одного боку, параметрами самого грейфера (його вагою, формою i шириною важе-лiв, величиною ix розкриття тощо), а з iншого боку - комплексом фiзико-ме-xанiчниx властивостей вантажу (коефщентами внутрiшнього i зовшшнього тертя, зчепленням вантажу, кусковатiстю тощо) i характером виконання процесу захоплення (швидюстю захоплення тощо).
Постановка задачг Шд час дослiдження процесу захоплювання колод грейфером виявлено утворення "балки" як супутнього при цьому негативного процесу (рис. 2) [5].
Рис. 2. Схема утворення "балки": 1) "балка"; 2) сортименти нижшх ряд\в; 3) сортименти, як\утворюють "балку"; 4) сортименти верхшхряд\в; 5) точка контакту важеля / колоди, що утворюють "балку"
Грейфер заглиблюеться в штабель на певну глибину, по^м шд дiею зусиль пдроприводу здiйснюе поворот важелiв i незначне вертикальне пере-мiщення 1"х вниз. Як наслщок, вiдбуваеться перемiщення колод - вони спо-чатку перемщаються в зони найменших опорiв як в всередиш контуру грейфера, так i поза ним.
Розпiрнi "балки" утворюються у поперечному перетиш пакету колод мiж внутрiшнiми стiнками важелiв грейфера. Найчастiше вони утворюються на початку процесу формування, коли положення важелiв грейфера близьке до максимального розкриття грейферного захоплювача, а напрям зусиль, що передаються важелями на крайш колоди, близький до горизонтального. Ви-никнення таких "балок" миттево спричиняе зростання опору стисненню пакету колод.
Розглянемо "балку" як ряд круглих лiсоматерiалiв однакового дiамет-ра йср, що знаходяться на горизонтально основi i стискаються горизонталь-ними силами N. Довжина "балки" Ь формуеться кшьюстю колод п, розмще-них в ряд Ь = пёср . Кожна колода "балки" п2...пп-1 перебувае по сво1й утворю-ючiй в безпосередньому контакт з п'ятьма колодами за вЫею довжиною.
Складовi поздовжнього зусилля позначимо . Критична сила -це сила, яка необхщна для руйнування "балки" шляхом виштовхування одше1" з колод, з яких утворена "балка". Навантаження, яке виникае в "балщ", пред-ставимо як: сили N дй важелiв грейферного захоплювача; розподiлене навантаження дкол вiд дД1" колод, розташованих над колодами, якi утворюють "балку"; реакщю опор Коп, на яких розташованi колоди "балки".
Виклад основного матерiалу. Для розумшня справи розглянемо "балку" шд дiею зосереджених сил i момент1в по координатi х в точках 51, 52, (рис. 3).
Рис. 3. Довтьне навантаження на "балку"
Вщомо, що дiю рiвнодiйноl рiвномiрно розподiленого на промiжку довжиною Н вiд 5 = 5 до 5 = 5 + Н навантаження за Н ^ 0 можна замшити 5 -подiбною послiдовнiстю. А клас е^валентних 5-подiбних послiдовностей визначае сингулярну узагальнену функцiю 5(х) = с1(х). 1нтенсившсть навантаження пiд час дй зосереджено"" сили в точщ 5 = 51 е затзнюючою сингулярною узагальненою функцiею а1(х - 51). Якщо в точцi х = 51 прикладена сила Р, то штенсивтсть навантаження а(х) = Ра1(х - 51). Аналiтичний вираз штен-
сивностi д(х) навантаження пiд час дп зосередженого моменту д(х) = М0<т2(х - s2), де <г2 - друга похiдна вiд функцп Хевюайда.
Нехай до "балки" прикладено силу Р^ i момент М0 (див. рис. 3).
1. Отже штенсившсть довшьного навантаження, прикладеного в точщ х = х{, аналогично можна виразити за допомогою сингулярних узагальне-них функцш. 1нтенсившсть навантаження, зображеного на рис. 3, можна виразити
42 = Р<(х - ^1) + Мо<2(х - S2), (1)
(2)
(3)
(4)
<(х - л*) = [<о(х - з)]х,
г л''
<(х - 51) = [<о(х - л)] х, де <0(х - л) - функщя Хевiсайда
Г0 х < 5
<о(х - 5) Ч. ^ .
[1 х > 5
2. Згинальний момент у довшьнш точщ "балки" можна виразити через жорстюсть Е1 I другу похщну вщ нормального до ом "балки" перемь щення и(х) формулою М(х) = -ЕЫ'(х), де и(х) - перемщення в точщ х.
Диференщальне рiвняння пружно1 лшп "балки"
Е1и" = -Мы -МР, (5)
де Ма, МР - згинальш моменти вiд стискуючо1 сили N i сили Р. Ма = Ыи,
тому
Е1и" = -Ыи-МР, Продиференщюемо рiвняння (5) двiчi, отримаемо Е1иш = -Ыи" + д(х),
де 4(х) = Р<(х - 51).
При дп п зосереджених в точках з абсцисами 51, л1, ментiв отримаемо
(6) (7)
5п сил i мо-
К 2
и1У + К 2и' = —
N
2 Р<(х - + 2 М<(х - )
1 =1 ] =1
(8)
де К2=
Отримано рiвняння згину "балки" пщ час дп стискуючо1 сили Ы, згиналь-них сил Р, прикладених за х = 51, i моментiв Mj, зосереджених у точках Sj.
Висновки. Теоретичш дослiдження процесiв захоплення круглих ль соматерiалiв грейфером мобшьно! навантажувально1 машини, виконанi методами аналггачно! математики, дають змогу зробити такi висновки:
1. Результати проведених теоретичних дослщжень тдтверджують перспек-тившсть моделювання стержнево! системи з1 зосередженими включення-ми в розподшену масу, утворену круглими л1соматер1алами, застосову-ючи 1мпульсш функцп 1-4 порядюв.
2. Розв'язок таких функцш мае единий анал^ичний вираз у всiй областi змши аргументу i виражаеться тiльки через початковi параметри i деякi функцп впливу.
3. На пiдставi проведених дослiджень вперше запропоновано фiзична модель та аналгшчний спосiб розрахунку необхiдного зусилля стискання важелiв грейфера, що враховуе змiннi властивостi середовища штабеля круглих лiсоматерiалiв.
Л1тература
1. Гончаренко Н.Т. Краны в лесной промышленности / Н.Т. Гончаренко. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1987. - 272 с.
2. Гороховский К.Ф. Технология и машины лесосечных и лесоскладских работ / К.Ф. Гороховский, В.П. Калиновсий, Н.В. Лившиц. - Изд. 2-ое, [перераб. и доп.]. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1991. - 384 с.
3. Бакай Б.Я. Гидроманипулятор как незаменимый элемент производственного процесса / Б.Я. Бакай // Оборудование и инструмент для профессионалов. - Харьков : ЧФ Цен-трИнформ. - 2005. - Вып. 12 (71). - С. 46-52.
4. Гончаренко Н.Т. Зарубежные манипуляторы для лесной промышленности : обзор. -Сер.: Лесоэксплуатация / Н.Т. Гончаренко, Б.Г. Виногоров. - М. : ВНИПИЭИ-леспром, 1978.
- 48 с.
5. Таубер Б.А. Грейферные механизмы / Б.А. Таубер. - Изд. 3-е, [перераб. и доп.]. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1985. - 272 с.
6. Парамонов С.Д. Силы сопротивления при зачерпывании грейфером пачки круглых лесоматериалов / С.Д. Парамонов, В.Г. Височанський // Перспективные технологические процессы и системы машин на нижних склад : труды. - Химки : Изд-во ЦНИИМЭ. - 1976. - Вып. 106. - С. 149-154.
7. Игнатов В.И. К вопросу о сопротивлении штабеля сдвигу / В.И. Игнатов // Механизация и автоматизация работ на нижнем складе : труды. - Химки : Изд-во ЦНИИМЭ. - 1968.
- Вып. 94. - С. 156-160.
8. Третьяков Н.Д. Обоснование параметров пачкового захвата / Н.Д. Третьяков // Исследования лесопромышленных тракторов : труды. - Химки : Изд-во ЦНИИМЭ. - 1982. - Вып. 124. - С. 126-130.
9. Wang J. Effects of Tong Shapes on Hydraulic Log Grapple's Performance in Loading and Unloading Operations / Jingxin Wang // International Journal of Forest Engineering: Forest Products Society. - Madison, WI, USA, January. - 2003. - Vol. 14, No. 1. - Pp. 59-66.
Бакай Б.Я. Основные принципы разработки аналитической модели процесса захвата лесоматериалов грейфером мобильной погрузочной машины
Рассмотрен и исследован процесс захвата круглых лесоматериалов грейфером мобильной погрузочной машины. Представлена нагрузка, которая возникает в грейфере при захвате круглых лесоматериалов. Подтверждена перспективность моделирования стержневой системы с сосредоточенными включениями в распределенную массу, образованную круглыми лесоматериалами, применяя импульсные функции 1-4 порядков.
Ключевые слова: грейфер, круглые лесоматериалы, погрузочная машина.
BakayБ.Уа. Basic principles creating of the analytical model of the capture timber grab mobile loading machine.
Viewed and investigated the capture of round timber grapple mobile loading machine. Presented load that occurs during capture round timber grapple. Confirmed the promise of modeling the core system with lumped mass distribution inclusions formed roundwood using impulse function 1-4 orders of magnitude.
Keywords: timber-loading grapple, round timber, loader.
