CC BY
3
DEVELOPMENT OF A UTONOMOUS COMPLEX FOR ELECTRIC HEATING OF OIL WELLS USING
RENEWABLE ENERGY SOURCES
Ya.E. Shklyarsky, A.A. Belskiy, V.V. Starshaia
One of the largest problems in oil production, which causes serious complications in the operation of oilfield equipment and pipeline communications, is the formation of paraffin deposits (PO) in oil wells. The direction of the research is to prevent the formation of software by developing an electrical complex powered by renewable energy sources. The proposed autonomous well heating system will increase the efficiency of oil production by maintaining the oil temperature above the paraffin deposit formation temperature throughout the year through the use of a photovoltaic power plant and/or a small wind power plant with an intermediate energy storage.
Key words: renewable energy sources, solar energy, wind energy, paraffin deposits, oil wells, oil production, distributed generation, autonomous power supply, electric heating, heating cable.
Belskiy Aleksey Anatolievich, candidate of technical sciences, docent, Belskiy_aa@pers.spmi.ru, Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg Mining University,
Starshaia Valeriia Vladimirovna, postgraduate, lerastarshaya@gmail.com, Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg Mining University,
Shklyarskiy Yaroslav Elievich, doctor of technical sciences, professor, _ js-10@mail.ru, Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg Mining University
УДК 630*114.11
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-520-526
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕСНЫХ ВАЛОЧНО-СУЧКОРЕЗНО-РАСКРЯЖЕВОЧНЫХ МАШИН С ПОЧВОГРУНТОМ ЛЕСОСЕК В УСЛОВИЯХ РАЙОНА КРУНУБЕРГ (ШВЕЦИЯ)
Ю.И. Беленький, С.М. Базаров, Ф.В. Свойкин, В.Ф. Свойкин, В.А. Соколова, С.А. Войнаш
В статье рассматривается влияние лесных машин на почву лесосек и приведены результаты воздействие полурам многооперационной лесозаготовительной техники разных классов (легкого, среднего и тяжелого) и конфигураций колесного оборудования и дополнительного оборудования на поч-вогрунт лесосек в природно-производственных условиях Округа Крунуберг (Юг Швеции). Предлагаются методы и способы снижения негативного воздействия движителей колесных многооперационных лесных машин на почву лесосек. Целью исследований является оценка влияния конструктивных параметров движителей колесных валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин (ВСРМ) разного класса и конфигурацией оборудования на почву лесосек. Колесные ВСРМ нагружались усилием 60 кН. Представлены результаты экспериментальных исследований воздействия движителей колесных ВСРМ на почвогрунт лесосек. Даны рекомендации о возможности апробирования результатов исследований в природно-производственных условиях арендной базы Западной части Северо-Западного Федерального Округа Российской Федерации.
Ключевые слова: валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина, почвогрунт, давление на почву, рубки лесных насаждений, уплотнение почвы, сортиментная заготовка, скандинавская технология.
Введение. Сортиментная технология заготовки древесины является доминирующей в странах Евросоюза [14,16,17,18,19] и РФ. В настоящее время тенденция снижения последствий лесозаготовительной деятельности при осуществлении заготовки древесины сортиментной технологией, которая освещалась во многих работах [2,3,8] особенно актуальна [4]. В настоящее время в связи с существенным истощением лесосырьевой базы, необходимостью организации и проведения лесозаготовительных работ в ранее разработанных покрытых лесом участках, задача снижения последствий лесозаготовительной деятельности путем обоснования вариативных параметров процесса становится особо актуальным [9,10]. На данный момент уже имеются определенные результаты и даны рекомендации по снижению отрицательного влияния на почву лесосек при осуществлении некоторых видов рубок лесных насаждений. Воздействие технологических операций при проведении лесосечных работ на почву, воду, воздух, древостой, биоразнообразие и др. следует уменьшать исходя из соображений экологии [20]. Лесные почвы особо чувствительны к воздействию агрегатной техники, в особенности при проведении лесозаготовительных работ [15]. Гранулометрический состав, влажность почвы, содержание органических веществ, уклон местности, тип и размер транспортных средств, давления шин, формы шин, и количество проездов транспортных средств и др. оказывает влияние на масштабы, степень и продолжительность прямого и косвенного воздействия лесозаготовительной техники на почвы лесосек [3,15].
520
В Швеции для заготовки древесины используются колесные ВСРМ малого, среднего и тяжелого класса производителя РОТТНЕ (или аналоги, например от John Deere или Komatsu Forest). Такие лесные машины (в особенности малого класса) в нашей стране в настоящее время применяются ограничено, но в перспективе предполагается более широкое применение продукции Rottne Industri AB на лесозаготовках за счет разнообразия модельного ряда, конфигурации оборудования, и трансляции успешного опыта эксплуатации такой техники из скандинавских стран в РФ путем опытных тест-драйвов [9,10]. Условия заготовки в лесах на юге Швеции сопоставимы к таковым в зоне средней тайги СЗФО РФ. В связи с этим авторами были проведены эксплуатационные исследования по определению давления на почву таких машин с непосредственным участием шведской стороны.
Цель работы - определить давление на почвогрунт лесосек при проходе полурам колесных ва-лочно-сучкорезно-раскряжевочных машин (ВСРМ) разного класса и разной конфигурацией колесного оборудования.
Объекты и методы исследования. Исследования проведены районе населенного пункта в Роттне (муниципалитет Векшё). Экспериментальным участком являлись хвойные насаждения, породный запас: 9С+Е, возраст: 40 лет, средний диаметр: 0,20 м, средний запас на гектаре: 150 м3. Вид рубки: финальная. Сезон заготовки - весенний. Тип почвы - подзолистая. Гранулометрический состав почвы на вырубке - супесчаный. Стоит отметить, что природно-производственные условия Округа Крунуберг (рис.1), расположенный на Юге Швеции, характеризуются возвышенностью Смоланд, смешанными хвойно-широколиственными лесами, характерны холмистые моренные ландшафты, подзолистые почвы, которые отличаются сильной каменистостью, малой мощностью, преобладанием песчаных и щебнистых разностей, повышенной кислотностью, а также хвойные леса. Климатические условия характеризуются как умеренные, подверженные сильному влиянию течения Гольфстрима, характерна большая повторяемость солнечной и сухой погоды. Средняя температура января около 0°C на юго-западе, июля - до 17°C.
Это обусловлено значительной протяжённости в субмеридиональном направлении. Стоит отметить отсутствие гидромелиоративных мероприятий (типичных для Швеции) в данном округе, что обуславливает схожесть природно-производственных условий с Западной частью СЗФО РФ.
Рис. 1. Округ Крунуберг на карте Швеции
Для сбора данных [1,2,5,6,7,11,12,13] использовалась тензометрическая лаборатория на шоссе автомобиля Nissan Navara. Уплотняющее воздействие движителей тракторов на почву замерялось с помощью силоизмерительных датчиков. В качестве первичных преобразователей использованы проволочные тензорезисторы. Тензорезисторы, собранные по мостовой схеме, подключаются к усилителю экранированным проводом для уменьшения посторонних электрических помех, а после усилителя сигналы поступают на регистрирующую аппаратуру. Перед началом и после окончания измерений датчики давления были тарированы. Тарировочные характеристики аппроксимировали прямой с использованием метода наименьших квадратов. На выбранном участке отрывали траншею. На дно траншеи по ее продольной оси один из датчиков устанавливался на глубину 0,2 м, второй - на глубину 0,5 м и третий - на глубину 0,8 при расстоянии между датчиками 1 м. После установки датчиков восстановлена однородность почвенного слоя. Линию установки датчиков трассировали контрастным гибким шнуром. Начало замеров производилось на расстоянии 5 м от оси переднего колеса тракторов до первого датчика. Окончание замеров - после того как заднее колесо тракторов удалится от третьего датчика на расстояние 5 м. Скорость движения тракторов над датчиками в течение опытов составила 1 м/с. Все колесные тракторы нагружались одинаковым тяговым усилием - 60 кН. По каждому проходу техники проводилось не менее трех опытов, далее итоговый результат давления определялся как среднее арифметическое. Влажность почвы была в пределах 30%. Аналогично осуществлялся замер площади пятна контакта.
Величина давления на почвогрунт лесосек определялась по формуле 1:
Рд
Р = ■
5
(1)
где Р - площадь диаграммы, мм2; д - масштаб пружины, кг/см; / - длина диаграммы, мм; 51 - площадь поперечного сечения плунжера, см2; 5 - площадь пятна контакта, см2. Влажность почвы определялась весовым методом. Ширина и глубина колеи ВСРМ замерялось по 18 раз.
Объект исследования: колесные ВСРМ РОТТНЕ разного класса и конфигурации колесного оборудования.
Перечень ВСРМ РОТТНЕ, участвующих в исследовании, в соответствии с представленной документацией:
ВСРМ малого класса РОТТНЕ Н11с (6ти колесная база) [21]; ВСРМ малого класса РОТТНЕ Н11с (8ми колесная база) [22]; ВСРМ среднего класса РОТТНЕ Н14с (6ти колесная база) [23]; ВСРМ тяжелого класса РОТТНЕ Н21с (6ти колесная база) [24]; ВСРМ тяжелого класса РОТТНЕ Н21с (8ми колесная база) [25].
Перечень конфигурации оборудования для каждого ВСРМ, участвующих в исследовании:
1. Колесное оборудование: 1 пара моноколес и 1 пара балансирных тандемных тележек (2 пары колес) для 6ти колесных моделей (колесная формула 6*6 - 6WD), 2 пары балансирных тандемных тележек (4 пары колес) для 8ти колесных моделей (колесная формула 8*8 - 8WD);
2. Заполнение и отсутствие заполнения колесного оборудования соленой водой;
3. Наличие и отсутствие гусениц противоскольжения (для балансирных тандемных тележек).
Применение моногусениц для моноколес в данном исследовании не проводилось (является актуальной темой дальнейших исследований).
Результаты исследования и их обсуждение. Процесс фиксирования проведения исследований по определению влияния прохода колесной техники на лесную почву тензометрической лабораторией показан на рис. 2 и 3.
1. 2.
3.
4.
5.
Рис. 2. Определение влияния колесного ВСРМ малого класса РОТТНЕ Н11с (8ми колесная база) на
почвогрунт лесосек
Рис. 3. Уплотнение и деформация почвогрунта под влиянием колесных ВСРМ
Результаты исследований по определению давления на почвогрунт лесосек полурам колесных ВСРМ малого среднего и тяжелого класса с разной конфигурацией колесного оборудования сведены в табл.1-3.
Применение в конфигурации ВСРМ балансирных тандемных тележек (в том числе подруливающих) с гусеницами противоскольжения (колесная формула 8*8) позволяет снизить давление на грунт полурамы (25,4 кПа) в 2 раза по сравнению с моноколесом (50,9 кПа) (колесная формула 6*6), что позволяет рекомендовать использование колесной техники малого класса с колесной формулой 8*8 (8WD), оборудованной гусеницами противоскольжения, на особо чувствительных по почвенно-грунтовым условиям лесосеках;
Применение гусениц противоскольжения на колесных ВСРМ, оборудованных балансирными тандемными тележками, существенно снижает давление на почвогунт лесосек полурам (до 2 раз) независимо от класса ВСРМ, что позволяет рекомендовать использование такой конфигурации колесной техники с гусеницами противоскольжения для снижения отрицательного воздействия на почвогрунт лесосек;
Моноколесо, наполненное соленой водой (колесная формула 6*6) (для устойчивости в условиях холмисто-грядовых рельефов) оказывает максимальное давление на грунт из всех возможных конфигураций и не может быть рекомендовано к использованию на слабонесущих грунтах;
Разница в минимальном давление на грунт ВСРМ разных классов с конфигурацией оборудования «Колесное оборудование + Гусеницы противоскольжения» доходит до 37,5% или до 14,57 кПа.
ВСРМ малого класса с гусеницами противоскольжения оказывают наименьшее давление полу-рам на почву лесосек (25,4 кПа) из испытуемых классов и конфигураций ВСРМ, что обуславливает наибольшее распространение машин такого класса и конфигурации оборудования в Швеции (балансир-ная тандемная тележка + гусеницы противоскольжения) среди потребителей.
Однако дисперсионный анализ (табл. 4) показывает (если сравнивать все показатели давления на почвогрунт), что различия 6 колёсного ВСРМ от 8 колесного недостоверны. Критерий Фишера 0,20 меньше табличного 5,32. Следовательно из двух колесных машин малого класса следует рекомендовать использовать в РФ с 6 колесной базой из-за более низких расходов при эксплуатации. При этом давление на почвогрунт различается. Например, для 6 колесной машины (Колесное оборудование + Гусеницы противоскольжения (переднее)) - 37 кПа, а для 8 колесной (Колесное оборудование + Гусеницы противоскольжения (заднее)) - 25,4 кПа. Однако, если перевести это давление в кг, то это соответственно 0,37 и 0,25 кг/см2. Отличаются на 0,12 кг/см2. При том, что давление человека на грунт оставляет от 0,20 до 0,35 кг/см2, то есть разница несущественна.
Таблица 1
Площадь пятна контакта и давление на почвогрунт лесосек колесных ВСРМ малого класса РОТТНЕ Н11с
Варианты исполнения колесного оборудования Типоразмер шин/гусеницы противоскольжения Снаряженная масса, кг Площадь пят- 2 на контакта, м2 Давление на почвогрунт, кПа
6ти колесная база
Колесное оборудование (переднее) 710/40x24,5/- 11 400 1,744 64,1
Колесное оборудование (заднее) 710/55x34/- 6 000 1,155 50,9
Колесное оборудование + Гусеницы противоскольжения (переднее) 710/40x24,5/ Olofsfors Eco Tracks 12 800 3,396 37
Колесное оборудование + наполнение соленой водой (переднее) 710/40x24,5 12 600 1,744 70,9
Колесное оборудование + наполнение соленой водой + гусеницы противоскольжения (переднее) 710/40x24,5/ Olofsfors Eco Tracks 14 000 3,396 40,4
8ми колесная база
Колесное оборудование (переднее) 710/40x24,5/- 11 400 1,744 64,1
Колесное оборудование (заднее) 710/40x24,5/- 7 400 1,744 41,6
Колесное оборудование + Гусеницы противоскольжения (переднее) 710/40x24,5/ Olofsfors Eco Tracks 12 800 3,396 37
Колесное оборудование + Гусеницы противоскольжения (заднее) 710/40x24,5/ Olofsfors Eco Tracks 8 800 3,396 25,4
Колесное оборудование + наполнение соленой водой (переднее) 710/40x24,5 12 600 1,744 70,9
Колесное оборудование + наполнение соленой водой + гусеницы противоскольжения (переднее) 710/40x24,5/ Olofsfors Eco Tracks 14 000 3,396 40,4
Таблица 2 Площадь пятна контакта и давление на почвогрунт лесосек колесных ВСРМ среднего класса РОТТНЕ Н14с (6ти колесная база)
Варианты исполнения колесного оборудования Типоразмер шин/гусеницы противоскольжения Снаряженная масса, кг Площадь пятна контакта, м2 Давление на почвогрунт, кПа
Колесное оборудование (переднее) 710/45x26,5/- 12 000 1,89 62,3
Колесное оборудование (заднее) 710/55x34/- 6 800 1,155 57,7
Колесное оборудование + Гусеницы противоскольжения (переднее) 710/45x26,5/ Olofsfors Eco Tracks 13 500 3,7056 35,73
Колесное оборудование + наполнение соленой водой (переднее) 710/45x26,5 14 000 1,89 72,64
Колесное оборудование + наполнение соленой водой + гусеницы противоскольжения (переднее) 710/45x26,5/ Olofsfors Eco Tracks 15 500 3,7056 41
Таблица 3
Площадь пятна контакта и давление на почвогрунт лесосек колесных ВСРМ тяжелого класса РОТТНЕ H21D
Варианты исполнения колесного оборудования Типоразмер шин/гусеницы противоскольжения Снаряженная масса, кг Площадь пятна 2 контакта, м2 Давление на почвогрунт, кПа
6ти колесная база
Колесное оборудование (переднее) 750/45x30,5/- 14 600 2,25 63,64
Колесное оборудование (заднее) 700/70x34/- 8 800 1,267 68,12
Колесное оборудование + Гусеницы противоскольжения (переднее) 750/45x30,5/ Olofsfors Eco Tracks 16 460 4,1 39,37
Колесное оборудование + наполнение соленой водой (переднее) 750/45x30,5 16 750 2,25 73
Колесное оборудование + наполнение соленой водой + гусеницы противоскольжения (переднее) 750/45x30,5/ Olofsfors Eco Tracks 18 610 4,1 44,5
8ти колесная база
Колесное оборудование (переднее) 750/45x30,5/- 14 600 2,25 63,64
Колесное оборудование (заднее) 750/45x30,5/- 11 200 2,25 48,72
Колесное оборудование + Гусеницы противоскольжения (переднее) 750/45x30,5/ Olofsfors Eco Tracks 16 460 4,1 39,37
Колесное оборудование + наполнение соленой водой (переднее) 750/45x30,5 16 750 2,25 73
Колесное оборудование + наполнение соленой водой + гусеницы противоскольжения (переднее) 750/45x30,5/ Olofsfors Eco Tracks 18 610 4,1 44,5
Таблица 4
Дисперсионный анализ различий давления на почвогрунт колесных ВСРМ малого класса РОТТНЕ H11C с 6ти колесной и 8ми колесной базами
Источник вариации Сумма квадратов отклонений Число степеней свободы Дисперсия F F критическое
Межгрупповая дисперсия 59,049 1 59,049 0,20 5,32
Внутригрупповая дисперсия 2318,352 8 289,794
Итого 2377,401 9
Заключение. В результате исследований установлено, что ВСРМ малого класса с балансир-ными тандемными тележками (в том числе подруливающими), гусеницами противоскольжения, колесами без заполнения соленой водой оказывают наименьшее давление и негативное влияние на почву лесосек. Полученные данные представляют интерес для апробации в РФ поскольку Западная часть СЗФО РФ (западные части Псковской, Ленинградской, Мурманской областей, Республики Карелия) обладает во многом схожими природно-производственными условиями с Округом Крунуберг (Юг Швеции), в котором отсутствуют гидромелиоративные мероприятия. В СЗФО РФ лесозаготовители применяют ВСРМ с колесами, заполненными соленой водой (для большей устойчивости на холмисто-грядовых рельефах) и не всегда используют гусеницы противоскольжения и балансиры, что не может быть рекомендовано по причине повышения давления на грунт таких конфигураций оборудования. Учитывая схожие лесные машины, используемые при заготовке древесины в РФ, опыт определения давления на грунт, и сравнение давления на грунт разными типами и конфигурациями лесозаготовительной техники с несущей способностью самого грунта позволит разработать программный комплекс для оперативного определения возможности работы на той или иной лесосеке (например, в среде AIMMS) и существенно улучшить технологический процесс заготовки древесины в части оптимального подбора лесозаготовительного оборудования, его конфигурации и комплектации, сезона заготовки, трассировки волоков, возможности оперативного прогнозирования захода и начала работы на тех или иных лесосеках.
Список литературы
1. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. 3 изд., пе-рераб. и доп. М.: Агропромизадат, 1986. 416 с.
2. Гайнуллин И.А. Зайнуллин А.Р. Влияние конструктивных параметров движителей и нагрузочных режимов тракторов на почву // Фундаментальные исследования. № 2, Пенза, издательский дом «Академия Естествознания», 2017. С.31-36.
3. Дымов А.А. Влияние сплошных рубок в бореальных лесах России на почвы (обзор) // Почвоведение. 2017. №3. С. 787-798.
4. Ильинцев А.С., Быков Ю.С., Солдатова Д.Н., Богданов А.П., Ершов Р.А. Воздействие современной лесозаготовительной техники на физические свойства почвы в Северной тайге Архангельской области // Антропогенная трансформация природной среды. №4, Пермь, Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2018. С.153-155.
5. Ишлинский А.Ю. Механика вязкопластических и не вполне упругих тел. М.: Наука, 1986. С. 135-155.
6. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978. С. 66-74.
7. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1978. С. 14-29.
8. Жукова А.И., Цыгарова М.В., Лепилин Д.В., Свойкин Ф.В. Математическая модель деформации почвы при повороте трактора // Известия СПбГЛТА. 2011. №195. С.120-128.
9. Свойкин Ф.В., Бачериков И.В., Бирман А.Р., Соколова В.А. Стохастическая модель оптимизации затрат при планировании технологических процессов лесозаготовок // Системы. Методы. Технологии. Братск: БрГУ, 2017. № 4(36), С. 182-186.
10. Свойкин Ф.В., Кацадзе В.А., Бирман А.Р., Свойкин В.Ф., Угрюмов С.А. Планирование рациональных объемов лесозаготовок в зимний заготовительный период для многооперационных лесосечных машин в средней тайге республики Коми // Ремонт. Восстановление. Модернизация: производственный, научно-технический и учебно-методический журнал. 2019. №12. С. 40-43.
11. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. С. 57-65.
12. Ревут И.Б. Физика почв. М.: Колос, 1972. 366 с.
13. Шеин Е.В. Курс физики почв. М.: Изд-во МГУ, 2005. 432 с.
14. Brokmeier H., Strunk M. Struktur und Geschaftsfelder niedersachsischer Forstunternehmen // Forst und Technik. 2008. P. 24-27.
15. Cambi M., Certini G., Neri F., Marchi E. The impact of heavy traffic on forest soils: A review. Forest Ecology and Management Journal, 2015. №338. P. 124-138.
16. Drewes D. Bestandesvorbereitung in der hochmechanisierten Holzernte // Forsttechnik. 2010.
12 p.
17. Fleischer M. Geschichte der Holzernte in Handarbeit: Proekte Verlag Cornelius GmbH, Halle. S.1. Auflage, 2009. 212 p.
18. Fleischer M. Geschichte der mobile Holzerntemaschinen: Proekte Verlag Cornelius GmbH, Halle. S.1. Auflage, 2007. 366 p.
19. Kokkarinen J. (toim.) Koneellinen puunkorjuu - Hallitusti hyvaan tulokseen / Metsateho Oy. Helsinki, 2013. 91 p.
20. Marchi E., Chung W., Visser R., Abbas D., Nordfjell T., Mederski P.S., McEwan A., Brinkh M., Laschi A. Sustainable Forest Operations (SFO): A new paradigm in a changing world and climate. Science of the Total Environment Journal, 2018 V. 634. P. 1385-1397.
21. User Manual. Manual for the operator Rottne Ш1С (6WD) 2013 (Sweden: Rottne) p 276.
22. User Manual. Manual for the operator Rottne Ш1С (8WD) 2014 (Sweden: Rottne) p 292.
23. User Manual. Manual for the operator Rottne Ш4С 2013 (Sweden: Rottne) p 282.
24. User Manual. Manual for the operator Rottne H21D (6WD) 2014 (Sweden: Rottne) p 332.
25. User Manual. Manual for the operator Rottne H21D (8WD) 2015 (Sweden: Rottne) p 358.
Беленький Юрий Иванович, д-р техн. наук, профессор, 2000zalom@gmail. com, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна,
Базаров Сергей Михайлович, д-р техн. наук, профессор, s.bazarow@yandex.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М.Кирова,
Свойкин Федор Владимирович, канд. техн. наук, svoykin_fv@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М.Кирова,
Свойкин Владимир Федорович, канд. техн. наук, доцент, Россия, Сыктывкар, Сыктывкарский лесной институт филиал Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета им. С. М. Кирова,
Соколова Виктория Александровна, канд. техн. наук, доцент, sokolova_vika@jnbox.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна,
Войнаш Сергей Александрович, ведущий инженер научно-исследовательской лаборатории, sergey_voi@mail.ru, Россия, Казань, Казанский федеральный университет
INTERACTION OF WHEEL FELLING-LOMBINGMACHINES WITH THE SOIL GROUND IN THE CONDITIONS OF THEKRUNUBERGREGION (SWEDEN)
Yu.I. Belenky, S.M. Bazarov, F.V. Svoykin, V.F. Svoykin, V.A. Sokolova, S.A. Voinash
The article examines the impact offorest machines on the soil of cutting areas and presents the results of the impact of semi-operational logging equipment of different classes (light, medium and heavy) and configurations of wheeled equipment and additional equipment on the soil of cutting areas in the natural production conditions of the District of Kroonuberg (Southern Sweden). The methods and methods of reducing the negative impact of the movers of wheeled multi-operational forest machines on the soil of cutting areas are proposed. The
525
purpose of the research is to assess the influence of the design parameters of the movers of wheel felling-knot-cutting-bucking machines (VSM) of different classes and the configuration of equipment on the soil of cutting areas. The wheeled VSRM were loaded with a force of 60 kN. The results of experimental studies of the impact of the movers of wheeled HSR on the soil of cutting areas are presented. Recommendations are given on the possibility of testing the results of research in the natural production conditions of the rental base of the Western part of the North-Western Federal District of the Russian Federation.
Key words: feller-lopper-bucker, soil, pressure on the soil, felling of forest plantations, soil compaction, cut-to-length harvesting, Scandinavian technology.
Belenky Yury Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, 2000zalom@gmail. com, Russia, St. Petersburg, Saint-Petersburg State University of Industrial Technologies and Design,
Bazarov Sergey Mikhailovich, doctor of technical sciences, professor, s. b azarow @yandex.ru, Russia, St. Petersburg, Saint Petersburg State Forest Technical University,
Svoykin Fedor Vladimirovich, candidate of technical sciences, svoykin_fv@mail.ru, Russia, St. Petersburg, Saint Petersburg State Forest Technical University,
Svoykin Vladimir Fedorovich, candidate of technical sciences, docent, Russia, Syktyvkar, Syktyvkar Forest Institute,
Sokolova Victoria Aleksandrovna, candidate of Technical Sciences, Associate Professor, sokolo-va vika@inbox.ru, Russia, St. Petersburg, Saint-Petersburg State University of Industrial Technologies and Design,
Voinash Sergey Alexandrovich, leading engineer of the research laboratory, sergey_voi@mail.ru, Russia, Kazan, Kazan Federal University
УДК 634.0.002.5.571
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-526-531
О РАЗРАБОТКЕ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ОСУШЕНИЯ БОЛОТ СИБИРИ
С.Н. Орловский, А.И. Карнаухов, С.А. Войнаш, В.А. Соколова, Р.Р. Загидуллин, Л.С. Сабитов
В статье обосновывается технологический комплекс машин конструкции СибНИИГиМ для строительства открытых осушительных систем Сибири, дается сопоставительный анализ машин, применяемых по базовой и новой технологии. Приведены технические характеристики машин, входящих в разработанный комплекс, и экономические показатели их использования.
Ключевые слова: мелиорация, канавокопатели, трактора, тяговое усилие, упор, лебёдка, дренаж, щели.
Применяемые в настоящее время в Сибири осушительные системы открытого типа с расстоянием между каналами 60 - 100 м имеют ряд органических недостатков. По данным исследователей [1-4] осушающее действие каналов распространяется не более, чем на 5...12 м. Межканальные участки при этом недоосушаются. Это срывает сроки сельхозработ, приводит к вымоканию сеяных культур. Строительство открытых осушительных систем требует больших объемов земляных работ, дробит поля на мелкие участки, затрудняющие работу современной сельскохозяйственной техники.
Среди разработанных в настоящее время конструкций осушительных систем комбинированные, состоящие из разреженной до 300...400 м сети регулирующих каналов, дополненных щелевым дренажом, являются одними из наиболее перспективных для условий Сибири. Подобные конструкции объединяют положительные стороны как открытых, так и закрытых осушительных систем при значительно меньшей, чем у обеих, стоимости работ. Долговечность щелевых дрен составляет 15...20 лет на торфах со степенью разложения до 50% при качественном закрытии их верхней полости Г5, 6, 10].
Существующая технология строительства регулирующих каналов открытой осушительной сети предусматривает использование одноковшовых или роторных экскаваторов. При глубине каналов менее 1 м применяются также плужные каналокопатели на тяге трех тракторов Т-130Б. Различные параметры рабочих процессов осушения и освоения заболоченных земель определяют выбор рациональных технологических принципов разработки грунтов.
Основными критериями выбора и обоснования технологического процесса строительства осушительных систем являются минимальные значения энергоемкости и себестоимости.
526
