CC BY
14Лесопромышленный комплекс
которая представлена на рис. 11. Зона I - зона прогиба ниже горизонтальной линии, а зона II -выше горизонтальной линии.
Это можно объяснить тем, что момент от собственного веса ли-
нейно увеличивается к месту закрепления, а момент от сжатия верхнего слоя постоянный. И в точке А эти моменты равны, так как участок пластины располагается горизонтально.
Построенная 3D модель позволит выполнить дальнейшее изучение деформаций, возникающих в материале основы и ЛКП, с учетом множества факторов, например таких, как воздействие условий интенсификации сушки (отвердж-дения) ЛКП на подложке, возможная неравномерность напряжений в ЛКП, отклонения от формы металлической пластины и неравномерности нанесения ЛКП и др. Самое главное - это рассмотреть возможность переноса 3D модели с металла на древесину с учетом ее строения на микроуровне.
А
N U г \ __________
1 II
ч к \
Рис. 11. Форма деформации пластины при гравитации в преднапряженном расчете
Библиографический список
1. Газеев М.В. Формирование лакокрасочных покрытий на древесине с применением красящего состава на основе алкидных смол: дис. ... канд. техн. наук.: 05.21.05: защищ. 28.12.2004: утв. 06.05.2005 / Газеев Максим Владимирович. Екатеринбург, 2004. 168 с. Библиогр.: С. 163-168.
2. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах. М: Компьютер-пресс, 2002. 224 с.
3. Смирнов Г.В. и др. Создание методики моделирования остаточных напряжений в поверхностном слое пера лопатки и расчет деформации пера лопатки после снятия слоя с остаточными напряжениями // Вестник Самар. гос. аэрокосмич. ун-та им. акад. С.П. Королёва. 2006. № 2-1. С. 94-99.
УДК 630.323
Э.Ф. Герц, Ю.Н. Безгина, В.В. Иванов, В.И. Крюк (E.F. Gerz, J.N. Bezgina, V.V. Ivanov, V.I. Kruck) Уральский государственный лесотехнический университет,
Екатеринбург
ВЕРОЯТНОСТЬ ЗАГОТОВКИ ДЕРЕВЬЕВ ПРИ ВЫБОРОЧНЫХ РУБКАХ МАНИПУЛЯТОРНОЙ МАШИНОЙ (PROBABILITY OF LOGGING IN TREES SELECTIVE LOGGING MANIPULATIVE MACHINE)
Выполнен анализ рисков повреждения деревьев, оставляемых на доращивание, валочно-сучкорезно-рас-кряжевочной машиной. Предложено структурирование рабочей зоны машины, обеспечивающее повышение беспрепятственной заготовки деревьев, отведенных в рубку.
The analysis risk of damage left by trees rearing harvester. Proposed by structuring the working area of the machine, ensuring unimpeded rise harvesting of trees designated for felling.
При реализации всех видов выборочных рубок с равномерным изреживанием древостоя манипу-ляторными лесозаготовительными машинами (ЛЗМ) при расчете ширины пасеки необходимо учиты-
вать возможность заготовки дерева на всей площади пасеки. Возможность заготовки дерева определяется досягаемостью отведенного в рубку дерева, его доступностью, а также вероятностью его беспре-
пятственного выноса или повала в заданном направлении. Досягаемость и доступность дерева при этом характеризуют возможность заготовки дерева, а вероятность выноса или валки определяет сте-
№ 2 (49), 2014 г.
Леса России и хозяйство в них
41
Лесопромышленный комплекс
пень риска повреждения деревьев, оставляемых на доращивание. Таким образом, можно ввести понятие беспрепятственной заготовки дерева при выборочных рубках, включающее вероятность его заготовки и вероятность исключения или ограничения при этом опасности повреждения деревьев, оставляемых на доращивание.
Досягаемость дерева со стоянки определяется взаимным положением дерева и ЛЗМ, а также вылетом манипулятора. Под доступностью понимается возможность беспрепятственной доставки за-хватно-срезающего устройства (ЗСУ) к дереву, подлежащему валке. Вынос дерева из насаждения к месту его укладки или выполнение других технологических операций в условиях исключения повреждения деревьев, оставляемых на доращивание, предполагает наличие достаточного просвета. Укладка дерева или его валка не на волок также ограничивается наличием площадок необходимых размеров между деревьями, оставляемыми на доращивание.
Доступность дерева принято рассматривать однократную (с одной стоянки) и многократную (с нескольких стоянок) (Ширнин, Герц, 2004). Понятие кратности соотносится при этом не только с деревом, но и с определенными областями на пасеке, для каждой из которых кратность обработки деревьев есть величина постоянная. Очевидно, что кратность обработки отдельных областей изменяется от единицы до максимального значения в случае, если вся площадь пасеки досягаема для ЗСУ. Это условие выполняется при расчете ширины пасеки с учетом расстояния переезда ЛЗМ между стоянками (Герц и др., 2002). Области пасеки с максимальными значениями
кратности обработки примыкают непосредственно к волоку.
Величина расчетного просвета, необходимого для выноса дерева из насаждения, его валки или укладки, пропорциональна риску повреждения деревьев, оставляемых на доращивание. Величина просвета рассчитывается с учетом диаметров крон деревьев. Риск повреждения деревьев, оставляемых на доращивание, с кронами диаметром больше расчетного оценивается методами теории нечетких множеств.
Для валочно-пакетирующей машины, работающей бесповальным способом, средняя по всей пасеке вероятность беспрепятственной заготовки дерева с учетом повреждения деревьев, оставляемых на доращивание, составит:
11т
Рс =-
-Мь, (1) а(2В - D)ь
где В - ширина пасеки, м; D - ширина волока, м; а — расстояние между стоянками, м;
ць - вероятность пересечения крон деревьев в степени, не превышающей критическую;
1т - двойной интеграл функции вероятности в области интегри-
рования, соответствующий кратности обработки т:
х2 у2
1т = | ^ | Рт (X, У¥у, (2)
х1 у 1
где х1, х2, у1, у2 - пределы интегрирования зон с различной кратностью обработки. Максимальная кратность обработки пасеки рассчитывается по формуле
к = 44яГ-Б1 / а, (3)
где Я - вылет манипулятора, м.
Для однозахватной валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (ВСРМ), работающей бесповальным способом и выполняющей наибольшее число операций, расчет вероятности беспрепятственной заготовки деревьев позволил обосновать контуры рабочей зоны, максимально обеспечивающие сохранность деревьев, оставляемых на доращивание, при несплошных рубках. Контуры рабочей зоны ВСРМ и элементов, ее составляющих, показаны на рисунке.
Предварительная разрубка коридора на стоянке увеличивает вероятность беспрепятственного выноса деревьев, подлежащих рубке, в зонах однократной и двукратной обработки (см. рисунок), а также создает условия для беспрепятственной укладки всех деревьев,
Элементы рабочей зоны однозахватной валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины: К - коридор, В - волок, 1, 2 - зоны одно- и двукратной обработки
Лесопромышленный комплекс
заготовленных со стоянки, предшествующей их последующей обработке. Направление тыльной гпанииы коридора под углом
8 = arceos— обеспечивает мак-2 R
симально возможную вероятность
беспрепятственной заготовки деревьев в зоне однократной обработки. В зоне двукратной обработки вероятность беспрепятственной заготовки деревьев также возрастает за счет коридора. Расчеты
Библиографический список
показали, что при прочих равных условиях изменение угла примыкания коридора к волоку увеличивает среднюю вероятность беспрепятственной заготовки деревьев на полупасеках на 28 %.
1. Расчет ширины ленты, разрабатываемой манипуляторной полноповоротной лесозаготовительной машиной / Э.Ф. Герц, В.А. Азаренок, Н.В. Лившиц, А.В. Мехренцев // Изв. вузов. Лесн. жур. 2002. № 5. С. 47-51.
2. Ширнин Ю.А., Герц Э.Ф. Стохастическое моделирование валки деревьев при несплошных рубках // Изв. вузов. Лесн. жур. 2004. № 1. С. 39-45.
УДК 630.323
В.В. Побединский, К.П. Асин, Е.В. Побединский (V.V. Pobedinsky, K.P. Asm, E.V. Pobedinsky) Уральский государственный лесотехнический университет,
Екатеринбург
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА КОРОСНИМАТЕЛЕ (SIMULATION OF DYNAMIC LOADS ON DEBARKING TOOL)
Исследована проблема определения нагрузок на короснимателе и решена задача оценки величины динамических нагрузок на основе нечеткого моделирования. Практическая реализация нечеткого вывода выполнена в среде Fuzzy Logic Toolbox приложения MatLab.
В результате нечеткого вывода получена функция динамических нагрузок нормальной составляющей силы окорки на короснимателе в зависимости от высоты неровностей микропрофиля ствола и скорости окорки.
Investigated the problem of determining the loads on debarking tool and solved the problem of estimating the dynamic loads on the basis of fuzzy modeling. Practical implementation of fuzzy inference is made in an environment Fuzzy Logic Toolbox application MatLab.
As a result of the fuzzy inference function is obtained dynamic loads a normal component of the force on the debarking debarking tool depending on the height of irregularities microprofile trunk and speed of debarking.
В процессе окорки лесоматериалов определяющую роль играет механизм режущего инструмента с короснимателем, который представляет собой узел, наиболее подверженный нагрузкам со стороны обрабатываемого ствола. Нагрузки на короснимателе и в первую очередь их динамические составляющие необходимы для проектирования инструмента, мощности приводов, несущей конструкции и других механизмов станка.
Получить достаточно точно такие данные экспериментально
чрезвычайно сложно, а тем более для всего породного и сортимент-ного состава будет практически невозможно, поэтому единственным выходом в этой ситуации является использование метода моделирования.
Традиционно подобные задачи в окорке решались вероятностными методами, как правило, рассматривались однофакторные зависимости, и основную сложность здесь вызывает недостаточность информации по исходным данным, в частности по воздействиям со стороны обрабатываемого лесо-
материала. Специфика процесса в том, что достоверные экспериментальные данные из вращающейся системы ротора станка можно получить только бесконтактным способом телеметрии. Поэтому необходимые для проектирования станков данные, определяемые на основании экспериментальных исследований [1], дают информацию только о некоторых параметрах процесса динамических нагрузок, а функциональные зависимости этих нагрузок от характеристик древесины и технологических режимов не определяются.
