CC BY
32
28
Труды БГТУ, 2016, № 2, с. 28-30
УДК 630*377.44
Д. В. Клоков1, A. А. Ермалицкий2, Е. А. Леонов1
1 Белорусский государственный технологический университет 2Белорусский национальный технический университет
ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ФОРВАРДЕРОВ 6К6 ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ОСНОВНЫХ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
В условиях перехода лесной промышленности на способы хозяйствования, базирующиеся на улучшении экологического состояния окружающей среды на разных фазах технологического процесса, соблюдении приоритетов ресурсосбережения и внедрении безотходных технологий, особую значимость приобретают методы оценки технических средств механизации по экономическим, экологическим и энергетическим критериям. Одним из показателей, используя который можно дать объективную оценку как вновь создаваемым машинам, так и существующим и проанализировать влияние всевозможных факторов и лесорастительных условий на производительность машин, является энергоемкость технологических операций.
Оценить влияние природно-производственных условий на эффективную работу погрузочно-транспортной машины при заготовке древесины возможно лишь при известных параметрах, величины которых носят случайный характер. Погрузочно-транспортная машина может работать в двух фазах лесозаготовительного процесса: в первой фазе сортименты трелюются к лесопогрузочному пункту (верхнему складу) лесосеки; во второй - сортименты транспортируются из лесосеки на промежуточный склад по лесовозной дороге, как правило, с гравийным покрытием.
Получены новые данные по энергоемкости рабочего процесса погрузочно-транспортной машины в условиях эксплуатации лесохозяйственных и лесозаготовительных предприятий Республики Беларусь.
Ключевые слова: лесная машина, энергоемкость, форвардер, технологическое оборудование, расстояние подвозки, движитель.
D. V. Klokov1, A. A. Yermalitski2, E. A. Leonov1
1Belarusian State Technological University 2Belarusian National Technical University
FEATURES OF EXPLOITATION DURING FORWARDERS 6K6 MAJOR WORKS IN FOREST
In the transition forest industiy on ways of management, based on improving the state of the envi-ronment on the different phases of the process, respecting the priorities of resource saving and introduction of non-waste technology, acquire a special significance methods for estimating technical means of mechanization on economic, environmental and energy criteria. One of the indicators, using which you can make an objective assessment of how the newly created machines, and existing and analyze the impact of various factors and site conditions on the performance of machines, is the energy intensity of technological operations.
To assess the effects of natural and production conditions for effective work of loading and transport machines during harvesting is possible only under certain parameters whose values are ran-dom. Loading and transport the machine can work in two phases logging process: in the first phase of the forest assortments move the loading point (the upper landing) cutting area; second - assortments are transported from the cutting area to the intermediate storage on a forest road, usually with gravel.
New data on the energy consumption of the working process of loading and transport vehicles under operating conditions of forestry and logging enterprises of the Republic of Belarus.
Key words: forest machine, power consumption, forwarder, technological equipment, transport distance, propulsion.
Введение. При рассмотрении вопросов дальнейших преобразований и развития лесного комплекса Республики Беларусь правительством принято решение об утверждении Государственной программы «Белорусский лес» на 2016-2020 годы, предусматривающей увеличение объема переработки древесины внутри страны на 95% и обеспечение глубины ее переработки выше 80% [1].
Успешная реализация поставленных задач будет зависеть от эффективности работы организаций
лесного комплекса, осуществляющих лесозаготовки на основе современных технологических процессов, а также активного развития отечественного лесного машиностроения. Значимость последнего фактора усиливают тенденции импортозамещения во всех сферах промышленного производства. Примером чему является участие в создании лесной техники целого ряда машиностроительных предприятий, и в первую очередь ОАО «Минский тракторный завод» и холдинга «АМКОДОР».
Д. В. Клоков, А. А. Ермалицкий, Е. А. Аеонов
29
Э, кВт • ч/га
500 Ь, м
Э, кВт • ч/га
18 000 16 000 14 000 12 000 10 000 8000 6000 4000 2000 0
б, м
9 10
а
5000
3000
1000
Ь, м
б, м3
10
б
Зависимость удельной энергоемкости трелевки сортиментов погрузочно-транспортной машиной 6К6 от рейсовой нагрузки (б) и расстояния перемещения (Ьтр) при первой (а) и второй (б) фазе лесозаготовительного процесса
Основой для расширения типоразмерного ряда современных лесных машин в настоящее время являются выпускаемые серийно многооперационные машины на базе шарнирно-сочлененного шасси [2].
Основная часть. Одним из показателей, используя который можно дать объективную оценку как вновь создаваемым машинам, так и существующим и проанализировать влияние всевозможных факторов и лесорастительных условий на производительность машин, является энергоемкость технологических операций [3]. Данный критерий используется многими исследователями при обосновании параметров лесозаготовительной техники, разработке и анализе технологических процессов.
Оценить влияние природно-производствен-ных условий на эффективную работу погрузоч-но-транспортной машины при заготовке древесины возможно лишь при известных параметрах, величины которых носят случайный характер. Погрузочно-транспортная машина (форвардер) может работать в двух фазах лесозаготовительного процесса: в первой фазе сортименты трелюются к лесопогрузочному пункту (верхнему складу) лесосеки; во второй - сортименты транспортируются из лесосеки на промежуточный или нижний склад по лесным дорогам, как правило, с гравийным покрытием.
Удельные затраты энергии на трелевку лесоматериалов погрузочно-транспортной машиной будут составлять (с учетом сбора пакета и его загрузки и выгрузки):
Э = с
г К^•(2• т • / +
¿м У м ср
п
тр
К •V
+ тп • /ср -0,5• тп • /ППер) + тп -Л- 01 м ! а2 •Пт •Пм
где с - коэффициент пропорциональности; g -ускорение свободного падения, м/с2; пп - число пачек на 1 га площади лесосеки; /м - коэффициент сопротивления движению машины; К0 -коэффициент увеличения пути движения машины по отношению к расчетному; у0 - коэффициент увеличения затрат энергии за счет непроизводительных движений и трогания с места; птр - КПД трансмиссии машины; тм - масса машины, т; тп - масса пачки, т; /ср - расстояние трелевки, м; /ппер - расстояние, которое проходит машина, чтобы загрузить пачку сортиментов, м; Л - ширина разрабатываемой ленты леса, м; К01 - коэффициент увеличения пути укладки сортиментов в пакетирующее устройство по отношению к расчетному; ум - коэффициент, учитывающий увеличение затрат энергии за счет непроизводительных движений рабочих устройств машины; а2 - коэффициент, учитывающий расположение ленты леса относительно продольной оси машины (при расположении ленты с одной стороны а2 = 1; с двух сторон а2 = 2); пт, Пм - КПД устройств, передающих энергию от двигателя машины к приводу технологического оборудования и соответствующего технологического оборудования.
Использование данной методики позволяет произвести оценку эффективности применения погрузочно-транспортной машины в различных природно-производственных условиях.
На рисунке представлены графические зависимости удельной энергоемкости процесса трелевки древесного сырья, включающего операции: холостой ход, сбор и выгрузка пачки, грузовой ход, от величины рейсовой нагрузки форвардера при первой и второй фазах транспортировки сортиментов.
Интенсивность изменения удельной энергоемкости неравномерная. При уменьшении ве-
30 Особенности эксплуатации форвардеров 6К6 при проведении основных лесозаготовительных работ
личины рейсовой нагрузки от 9 до 8 м3 увели- в диапазоне 200-300 м, Q - 8,3-9,2 м3, вылет
чение энергозатрат составляет 7,5%, при даль- гидроманипулятора /ман - 9,3-10,2 м. Примене-
нейшем уменьшении рейсовой нагрузки до 7,6 ние указанных оптимизированных параметров
и 5 м3 энергозатраты возрастают соответствен- позволит снизить затраты энергии на трелевку
но на 15,7 и 34,2%. сортиментов и повысить экологическую совме-
Проведенный анализ показал, что затраты стимость машины с лесной средой, что связано
на передвижение форвардера являются наи- с уменьшением числа проходов машины по од-
большей составляющей при расчете суммарной ному следу.
энергоемкости процесса. Заключение. Приведенные оценочная мето-
Для определения оптимальных значений дика и расчетные значения удельной энергоем-
факторов, влияющих на рабочий процесс ма- кости дают возможность установить влияние
шины, решалась задача однокритериальной природно-производственых факторов на техни-
многопараметрической оптимизации с гранич- ко-эксплуатационные показатели работы машин
ными условиями. типа 6К6, обеспечить комплексный подход к
Анализ полученных результатов показыва- оценке эффективности их применения с учетом
ет, что величину Хтр рекомендуется принимать капиталовложений и эксплуатационных затрат.
Литература
1. Лес и человек-2015. Деревообработка [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://bellesbum-prom.by/ru/ press-tsentr/novost/783-les-i-chelovek-2015-derevoobrabotka (дата доступа: 15.02.2016).
2. Матвейко А. П., Клоков Д. В., Протас П. А. Технология и оборудование лесосечных и лесо-складских работ. Практикум. Минск: БГТУ, 2013. 199 с.
3. Ермалицкий А. А., Клоков Д. В. Методика оценки средств механизации лесопогрузочных операций по критерию энергоемкости // Труды БГТУ. Сер. II, Лесная и деревообраб. пром-сть. 2007. Вып. XV. С. 63-67.
References
1. Les i chelovek-2015. Derevoobrabotka [Forest and Man-2015. Woodworking]. Available at: http://bellesbumprom.by/ru/press-tsentr/novost/783-les-i-chelovek-2015-derevoobrabotka (accessed: 15.02.2016).
2. Matveyko A. P., Klokov D. V., Protas P. A. Tekhnologiya i oborudovanie lesosechnykh i lesoskladskikh rabot. Praktikum [Technology and equipment for logging and landing works. Practical work]. Minsk, BGTU Publ., 2013. 199 p.
3. Yermalitski A. A., Klokov D. V. Methods of assessment of forest mechanization of loading operations on the criterion of energy consumption. Trudy BGTU [Proceedings of BSTU], 2007, series II, Forest and Woodworking Industry, issue XV, pp. 63-67 (In Russian).
Информация об авторах
Клоков Дмитрий Викторович - кандидат технических наук, доцент кафедры лесных машин и технологии лесозаготовок. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13 а, Республика Беларусь). E-mail: klokoff_dm@mail.ru
Ермалицкий Андрей Александрович - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных и дорожных машин. Белорусский национальный технический университет (220014 г. Минск, просп. Независимости, 150, учебный корпус 15, Республика Беларусь). E-mail: ermalitski_aa@mail.ru
Леонов Евгений Анатольевич - кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры лесных машин и технологии лесозаготовок. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: debager13@rambler.ru
Information about the authors
Klokov Dmitriy Viktorovich - PhD (Engineering), Assistant Professor of the Department of Logging Machinery and Technology. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: klokoff_dm@mail.ru
Yermalitski Andrey Aleksandrovich - PhD (Engineering), Assistant Professor, Assistant Professor of the Department of Building and Road Machines. Belarusian National Technical University (150, Nezavisimosty Ave, building 15, 220013, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: ermalitski_aa@mail.ru
Leonov Evgeniy Anatol'evich - PhD (Engineering), Senior Lecturer of the Department of Logging Machinery and Technology. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: debager13@rambler.ru
Поступила 15.02.2016
