Совершенствование работы звена лесовозных автопоездов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОТЫ ЗВЕНА ЛЕСОВОЗНЫХ

АВТОПОЕЗДОВ

М.Ю. СМИРНОВ, доц. каф. транспорта леса МарГТУ, канд. техн. наук, И.Р. ГАБДУЛЛИНА, асп. каф. транспорта леса МарГТУ

На вывозке сортиментов широкое распространение получили самозагружающиеся автопоезда с навесными гидроманипуляторами. При этом они часто работают совместно с автопоездами, не имеющими собственных погрузочных средств. Автопоезд с манипулятором сначала загружает другие автопоезда звена, а затем себя. Разгрузка осуществляется в обратном порядке. Соотношение числа автопоездов с гидроманипуляторами и без них может быть разным. Значительный интерес представляет звено из трех автопоездов, два из которых (1 и 3) имеют навесные гидроманипуляторы. Автопоезд 2 не оснащен гидроманипулятором. Возможны несколько способов организации их работы.

Первый способ. Погрузка лесоматериалов на автопоезд 2 постоянно производится автопоездом 1, а выгрузка - автопоездом 3. Продолжительность рейса всех автопоездов в этом случае будет различаться. Временная диаграмма одного рейса звена автопоездов показана на рис. 1.

Второй способ. В целях сокращения простоев автопоездов на погрузочных и разгрузочных пунктах и продолжительно-

сти рейсов предлагается комбинированная работа автопоездов. В первом рейсе автопоезд 1 вначале производит погрузку лесоматериалов на автопоезд 2, а затем загружает себя. Автопоезд 3 загружается лесоматериалами и движется к месту разгрузки. На разгрузочном пункте он разгружается, а затем выгружает лесоматериалы с автопоезда 2, и они вместе движутся на погрузочный пункт. Автопоезд 1 к пункту разгрузки прибывает позднее автопоездов 2 и 3, позднее выезжает и на погрузочный пункт. Автопоезда 2 и 3 вместе возвращаются на погрузочный пункт. Автопоезд 3 начинает загружать автопоезд 2, а затем себя. Автопоезд 1, загрузив себя лесоматериалами, совместно с автопоездом 2 направляется к разгрузочному пункту. Выгрузка лесоматериалов с автопоезда 2 производится автопоездом 1. Второй рейс все автопоезда звена заканчивают одновременно.

Схема и временная диаграмма работы показаны на рис. 2, 3.

Рассмотрим продолжительность рейсов автопоездов при сравниваемых способах их работы.

Продолжительность рейса

Рис. 1. Временная диаграмма работы звена автопоездов (первый способ): ДПП, ДРП - движение на

погрузочный и разгрузочный пункты соответственно; I I _ - пребывание

автопоездов под погрузкой и разгрузкой соответственно;

простои в ожидании

погрузки или разгрузки; I-Л - совместная работа автопоездов

Первый рейс

Второй рейс

г ' ч- -г

ДЩ1 ДРП Д1ш —■ дрп

У

ДЩ1 ДРП дрп

ДШ! 1 ДРП ДРП

№ 2

Рис. 2. Временная диаграмма работы звена автопоездов (второй способ)

Первый способ. Автопоезд 1

Тр = IЛ + 12¿2 + + (/„ + Г, 20ш 2 +

,)+(¿0 + ¡Л^!), 0)

где ¡1, 12, ¡3 - расстояния вывозки лесоматериалов по дорогам различных категорий, км;

¿1, ¡2, ¿з - время движения 1 км пути в обоих направлениях по дорогам различных категорий, мин;

¿о - время на установку автопоезда под погрузку и ожидание погрузки, мин;

¿п1 - время погрузки 1 м3 лесоматериалов на автопоезд с гидроманипулятором, мин;

¿п2 - то же на автопоезд без гидроманипулятора, мин;

¿р1 - время выгрузки 1 м3 лесоматериалов с автопоезда с гидроманипулятором, мин;

¿0 - время на установку автопоезда под разгрузку и ожидание разгрузки, мин;

0пол1 - полезная рейсовая нагрузка на автопоезд 1 (3), м3;

0пол2 - то же на автопоезд 2, м3.

Автопоезд 2

Тр = ¡А + ¡2¿2 + ¡3^3 + (¿0 + ^ 2) +

1+(¿0+^ 2)+^ 2, (2)

где р - время выгрузки 1 м3 лесоматериалов с автопоезда без гидроманипулятора, мин;

¿ож1 - простой автопоезда 2 в ожидании разгрузки, мин.;

¿ож2 - простой в ожидании автопоезда 1, мин.

Продолжительность простоев составит

^ 1 = 1 - С, 2 - (3)

^ 2 = С, 2 - ¿д 2)бю 2. (4)

Автопоезд 3

Тр = ¡А + ^2 + ¡3^3 + (¿0 + ^ 1) +

+ (¿0 + ¿Лш 1 + ^б» 2) + Ъ 2. (5)

При организации работы звена по первому способу автопоезда 2 и 3 после окончания работ на разгрузочном пункте вынуждены простаивать в ожидании автопоезда 1, чтобы одновременно начать следующий рейс, тем самым увеличивается продолжительность рейса и снижается эффективность использования рабочего времени смены.

Для уменьшения продолжительности пребывания автопоездов на погрузочном и разгрузочных пунктах, повышения эффективности использования автопоездов предлагается организовать технологический процесс вывозки лесоматериалов по второму способу. При этом необходимо рассмотреть работу звена автопоездов в течение двух рейсов (рис. 2).

Продолжительность рейса автопоездов при втором способе работы можно определить по приведенным ниже формулам.

Автопоезд 1

Первый рейс

Тр = ¡А + ¡2¿2 + ¡3*3 + (¿0 + 2 +

1) + (¿0 + 1). (6)

Второй рейс

Тр = ¡А + ¡2 ¿2 + ^3 + (¿0 + 1) +

+(¿0 + 1 + ¿р20» 2). (7)

Рис. 3. Схема работы звена из трех автопоездов (второй способ)

Автопоезд 2

Первый рейс

ТР = ¡Л + 1г 'г + ¡ъ'ъ + (*0 + ',£я 2) +

+'е 1 + ('0 + 'ргОш г)- (8)

Второй рейс

Тр = ¡А + 1г 'г + 1з'з + ('о + 'г От г) +

+'е 3 + ' е 4 + ('0 + 'р гб,, г), (9)

где 'ож3 - простой в ожидании автопоезда 1, мин;

'ож4 - простой в ожидании разгрузки,

мин;

'. 3 = '...о....., -' ,0...

¡е 3 1не 1 р 2^ ш

(10) (11)

'¡е 4 'р°ш 1 '

Автопоезд 3

Первый рейс

Тр = ¡Л + Iг 'г + ¡з'з + ('о + 10» 1) +

+('0 + 'Р0ш 1 + 'ргОш г)- („)

Второй рейс

Тр = ¡Л + Iг'г + ¡з'з + ('0 + гОш г +

+'.■ 16» 1) + ('0 + 'рОт 1)- (13)

Как видно из временной диаграммы (рис. г), при втором способе работы автопоезда г и 3 начинают второй рейс раньше автопоезда 1. Этим сокращаются простои и уменьшается общая продолжительность рейса-

Результаты расчета продолжительности пребывания автопоездов на погрузочном и разгрузочном пунктах при сравниваемых способах работы приведены в табл- 1-

Расчеты выполнены для следующих исходных данных: автопоезда состоят из автомобилей МАЗ-630300-2126 с прицепом МАЗ-83781-020; погрузка и выгрузка лесоматериалов осуществляется навесным гидроманипулятором СФ-65С, установленным в задней части шасси автомобиля; полезная рейсовая нагрузка автопоездов с гидроманипулятором составляет Опол1 = 30,9 м3, автопоезда без гидроманипулятора - Опол2 = 35,4 м3; длина перевозимых сортиментов ¡с = 6 м; диаметр сортиментов ёс = 24 см. Время погрузки и выгрузки 1 м лесоматериалов 'п1, 'п2, 'р1, 'р2 определено по методике, изложенной в [1, 2]. В течение смены автопоезда выезжают на один погрузочный пункт, а лесоматериалов в штабеле достаточно для загрузки звена.

При организации работы звена по первому способу простои автопоезда г за один рейс равняются 34,5 мин, что составляет 25,4 % от общей продолжительности пребывания автопоезда в пунктах погрузки и разгрузки, а для автопоезда 3 - 14,4 %.

При втором способе работы простои автопоезда г в первый рейс сокращаются на 88,1 % и составляют 4,1 мин в общей продолжительности пребывания автопоезда на погрузочном и разгрузочном пунктах; во втором рейсе время простоев остается такое же, как в первом способе работы, а в среднем оно сокращается на 44,1 %. Простои автопоезда 3 при втором способе работы исключаются. Средняя продолжительность рейса сокращается на 7,2 %.

Таблица 1

Продолжительность погрузки, разгрузки и простоев автопоездов

Способ № автопоезда, Продолжительность пребывания в пунктах, мин Продолжительность

работы № рейса погрузки разгрузки общая простоев, мин / %

1 106,2 30,3 136,5 -

Первый 2 63,3 73,2 136,5 34,5 25,4

3 47,9 88,6 136,5 19,6 14,4

1 1 рейс 106,2 30,3 136,5 -

2 рейс 47,9 69,0 116,9 -

Второй 2 1 рейс 63,3 53,6 116,9 41 3,5

2 рейс 67,5 69,0 136,5 34,5 25,4

3 1 рейс 47,9 69,0 116,9 -

2 рейс 106,2 30,3 136,5 -

Таблица 2

Сменная производительность автопоездов, м3

Способ № Расстояние вывозки лесоматериалов, км

работы автопоезда 10 20 40 60 80 100 120

1 65,97 55,65 41,53 33,06 27,78 23,95 21,48

1 2 75,58 63,75 47,58 37,88 31,83 27,44 24,61

3 65,97 55,65 41,53 33,06 27,78 23,95 21,48

звено 207,52 175,05 130,64 104,00 87,39 75,34 67,57

1 69,57 58,18 42,93 33,94 28,40 24,41 21,85

2 2 79,70 66,65 49,18 38,89 32,53 27,96 25,03

3 69,57 58,18 42,93 33,94 28,40 24,41 21,85

звено 218,84 183,01 135,04 106,77 89,33 76,78 68,73

Рис. 4. Изменение сменной производительности звена автопоездов от расстояния вывозки лесоматериалов и способа работы

Определим производительность автопоездов при сравниваемых способах их работы.

Сменная производительность лесовозного автопоезда определяется по общеизвестной формуле

I ... =

(Т - Г.. )К.О... Т

(14)

где Т - продолжительность смены, мин;

tпз - подготовительно-заключительное

время, мин; Кв - коэффициент использования времени смены.

При расчете производительности лесовозных автопоездов принято, что вывозка лесоматериалов осуществляется по магистрали общего пользования, лесной улучшенной дороге и грунтовой накатанной дороге. Распределение протяженности маршрутов вывозки по видам дорог принято с учетом рекомендаций, изложенных в [1, 2]. Время пробега 1 км пути в обоих направлениях по магистрали общего пользования принято равным ^ = 3 мин, по лесной улучшенной дороге -Ь = 4,3 мин, по грунтовой накатанной дороге - ^ = 6 мин. Производительность звена автопоездов найдена из выражения

I ... = VI .... , (15)

таи / I пи ' \ /

1=1

где Побщ - сменная производительность звена автопоездов, м3/см; Псш - производительность /-го автопоезда, м3/см; п - число автопоездов в звене.

Результаты расчетов сменной производительности автопоездов при сравниваемых способах организации их работы приведены в табл. 2 и на графике рис. 4.

При организации работы звена автопоездов по второму способу производитель-

ность автопоездов увеличивается на 1,7-5,5 % в зависимости от расстояния вывозки лесоматериалов.

Полученные данные свидетельствуют об эффективности применения второго способа работы звена лесовозных автопоездов.

Библиографический список

1. Андрианов, Ю.С. Вывозка лесоматериалов самозагружающимися автопоездами. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. - 231с.

2. Смирнов, М.Ю. Повышение эффективности вывозки лесоматериалов автопоездами. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. - 280 с.