CC BY
29
11. Куницкая О.А. Перспективные технологии переработки низкотоварной древесины // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2018. Т. 6. № 4 (40). С. 173-177.
12. Гончаров А.В., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьев М.Ф. Основные ошибки вальщиков, приводящие к выходу из строя бензиномоторных пил // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2018. № 10. С. 17-21.
13. Григорьев И.В., Григорьева О.И. Комментарии к правилам ухода за лесами 2018 года // Леспроминформ. 2018. № 1(131). С. 56-61.
УДК 630.31
РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ МАШИН «ХАРВЕСТЕР+ФОРВАРДЕР» ПО РАЗЛИЧНЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ СХЕМАМ
RESULTS OF MONITORING THE EFFICIENCY OF THE
HARVESTER+FORWARDER MACHINE SYSTEM USING VARIOUS
TECHNOLOGICAL SCHEMES
Ширнин Ю.А., Гайсин И.Г., Рыганова С.Г., Гатауллин А.Р.
(Поволжский государственный технологический университет,
г. Йошкар-Ола, РФ)
Shirnin Y.A., Gaisin I.G., Ryganova S.G., Gataullin A.R. (Volga State University of Technology)
Представлены результаты наблюдения за работой системы машин «харве-стер+форвардер». В ходе проведения производственного эксперимента определены вероятностные продолжительности обработки одного дерева харвестером и погрузки группы сортиментов форвардером, при трех различных схем работы. Установлена целесообразная схема работы системы машин.
The results of monitoring the operation of the harvester+forwarder machine system are presented. In the course of the production experiment, the probabilistic durations of processing one tree with a harvester and loading a group of sorts with a forwarder were determined, with three different work schemes. A reasonable scheme of operation of the machine system has been established.
Ключевые слова: харвестер, форвардер, хронометражные наблюдения, продолжительность обработки
Key words: harvester, forwarder, time of observation, processing time
Актуальность темы. На территории Российской Федерации преобладающей технологией лесосечных работ является заготовка лесоматериалов с вывозкой сортиментов, на долю которой приходится 74%. Преимущественно в реализации этой технологии используется система машин «харве-стер+форвардер». Важным фактором оценки эксплуатации этой системы машин является время выполнения операций технологического процесса [1, 2].
Анализ научной литературы [4, 7, 8, 9] показал, что поиск эффективности работы данной системы машин не исчерпан. Работа ее не является однозначной и может существенно отличаться в деталях, поэтому требует дополнительных исследований. Задача исследований заключается в том, чтобы выбрать совокупности этих деталей, при которой эта система машин имела бы наилучшие результаты.
Исходя из вышеизложенного, основной целью исследования является определение технологической схемы работы системы машин «харве-стер+форвардер».
Объекты и методы исследования. Для определения эффективности работы системы машин «харвестер+форвардер» были разработаны три схемы разработки лесосек (рис. 1).
Рисунок 1 - Схемы разработки лент комплектом машин «харвестер + форвардер»
Первая схема предполагает валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку хлыстов и укладку сортиментов на лентах харвестером под углом 4045° по направлению к волоку с последующей трелевкой сортиментов фор-вардером.
По второй схеме харвестер выполняет валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку хлыстов и укладку сортиментов на лентах в направлении параллельно к волоку с последующей трелевкой сортиментов форвардером.
Лесосечных работ по третьей схеме выполняются в следующем порядке. При валке деревьев перпендикулярно к волоку харвестер осуществляет, обрезку сучьев, раскряжевку хлыстов и пакетирование сортиментов также
перпендикулярно с противоположной стороны волока. После завершения работы на рассматриваемой ленте харвестер переходит на следующую ленту, а на рассматриваемой ленте производится сбор и трелевка сортиментов.
Производственные исследования за работой машин для каждой из трех представленных схем проводились на лесосеке Учебно-опытного лесхоза ПГТУ, с использованием хронометражных наблюдений по методике [5], результаты которых обрабатывались методами математической статистики.
Результаты исследований. За время производственного эксперимента количество обработанных деревьев по каждой технологической схеме составило 65 штук. Выполнен расчет минимального числа наблюдений по методике [6], который подтвердил достаточность количества выполненных наблюдений.
В ходе выполнения исследований в большинстве случаев появляются грубые ошибки измерения, которые могут быть связанны с особенностью работы операторов с лесозаготовительной техникой, либо различными природными факторами, которые в свою очередь приводят к появлению резко выделяющихся значений в выборках. Поэтому перед обработкой данных они были предварительно исключены из выборки наблюдений. Для удаления анормальных значений в выборке воспользовались критерием Романовского В.И., изложенного в [3].
После исключения грубых ошибок провели первичную обработку статистических данных хронометражных измерений в программной среде STATISTICA 10. Результаты по определению среднего времени обработки деревьев харвестером и укладки пачки сортиментов форвардером представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты хронометражных наблюдений за работой хар-вестера и форвардера_
Наименова- Наименование показателя, Схема укладки сортиментов
ние машины размерность поперек параллельно под углом
волоку волоку 45° к волоку
Среднее время, с 34 32 39
Количество обработанных 65 65 65
деревьев, шт
Харвестер Уровень надежности (90,0%) 2,457026 1,670843 3,245348
Минимальное количество 41 24 53
наблюдений
Среднее время, с 23 20,5 21,75
Количество циклов сбора и 61 45 64
погрузки сортиментов, шт
Форвардер Уровень надежности (90,0%) 1,034455 0,725549 0,906168
Минимальное количество 17 9 16
наблюдений
Для выявления закона распределения измеряемых значений были построены гистограммы распределения случайных величин. Анализ данных согласно тесту Шапиро-Уилка, получившемуся в пределах W=0,93-0,98, показал, что результаты обработки измерений подчиняются нормальному закону распределения [6].
Результаты исследований позволили сформулировать следующие выводы. Установлена средняя продолжительность циклов: обработки деревьев харвестером набора; захвата и погрузки сортиментов форвардером по трём предложенным технологическим схемам. Обработка хронометражных наблюдений показала, что с учетом наименьших затрат времени на выполнение технологических операций, наилучшей является схема при укладке бревен параллельно волоку.
Список использованных источников
1. Большаков Б.М., Андрюшин М.И., Дороничева Е.В. Развитие технологий и машин при рубках ухода за лесом в Финляндии и Швеции // Лесохозяйственная информация. 2019. № 2. С.111-128.
2. Изотова Е.Н. О факторах повышения эффективности работы на харвестерах и форвардерах // Приоритетные направления развития науки и образования. 2016. № 42 (11). С. 67-68.
3. Кобзар А.И. Прикладная математическая статистика. М.: Физматлит, 2006. 238 с.
4. Лаптев А.В. Технологические схемы разработки лесосек при выполнении выборочных рубок с использованием многооперационных машин манипуляторного типа // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2014. Т. 18. № S2. С. 62-69.
5. Лебедев В.А. Научная организация и нормирование труда в лесозаготовительной промышленности. Ленинград, 1979. 57 с.
6. Пижурин А.А., Пижурин А.А., Пятков В.Е. Методы и средства научных исследований: учебник. М.: ИНФРА-М, 2020. 264 с.
7. Рукомойников К.П., Царев Е.М., Анисимов С.Е. Результаты экспериментальных исследований широкопасечной технологии работ с использованием харвестера и фор-вардера // Научные тенденции: Вопросы точных и технических наук. Сборник научных трудов по материалам XXIII международной научной конференции. 2019. С. 31-32.
8. Шегельман И.Р., Будник П.В., Паничев Г.П. Оптимизация комплекса лесозаготовительных машин для сортиментной технологии с применением теории очередей // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2017. Т. 21. № 5. С. 5-11.
9. Ширнин Ю.А., Ширнин А.Ю. Пути решения проблем лесозаготовок в экстремальных условиях // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2014. № 2 (22). С. 46-54.
