Обоснование параметров и режимов работы лесопожарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Шаров Андрей Викторович

• Шаров Андрей Викторович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Шаров Андрей Викторович

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Способы и технические средства для профилактики и тушения лесных низовых пожаров

1.2 Анализ исследований динамических режимов гидроприводов активных рабочих органов технологических машин

1.3 Выводы

1.4 Цель и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГИДРОПРИВОДА РОТОРА-МЕТАТЕЛЯ ЛЕСОПОЖАРНОЙ ГРУНТОМЕТАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

2.1 Обоснование гидрокинематической схемы лесопожарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом

2.2 Математическая модель рабочего процесса энергосберегающего гидропривода лесопожарной грунтометательной машины

2.2.1 Моделирование энергосберегающего гидропривода

2.2.2 Моделирование рабочего процесса ротора-метателя

2.3 Компьютерная программа моделирования работы лесопожарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом

2.4 Повышение эффективности лесопожарной грунтометательной машины при оснащении энергосберегающим гидроприводом

2.4.1 Особенности проведения исследования на основе серий компьютерных экспериментов

2.4.2 Снижение всплесков давления в гидросистеме при переходных режимах

2.4.3 Влияние начального давления газа в пневмогидравлическом аккумуляторе

2.4.4 Влияние коэффициента дросселирования между гидромотором и пневмогидравлическим аккумулятором

2.4.5 Влияние частоты вращения гидромотора ротора-метателя лесопожарной грунтометательной машины

2.5 Выводы

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа исследований

3.2 Оборудование, применяемое в экспериментальных исследованиях

3.3 Методика проведения экспериментальных исследований

3.4 Методика проведения полнофакторного эксперимента

3.5 Методика обработки результатов экспериментальных исследований

3.6 Выводы

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ГИДРОПРИВОДА ЛЕСОПОЖАРНОЙ ГРУНТОМЕТАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

4.1 Оценка динамики энергосберегающего гидропривода лесопожарной грунтометательной машины

4.2 Влияние параметров и режимов работы энергосберегающего привода на показатели эффективности лесопожарной грунтометательной машины

4.3 Экспериментальная оптимизация параметров энергосберегающего гидропривода

4.4 Выводы

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА

ЛЕСОПОЖАРНОЙ ГРУНТОМЕТАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

5.1 Оценка работоспособности экспериментального образца лесопожарной грунтометательной машины

5.2 Технико-экономическая эффективность лесопожарной грунтометательной машины

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. В настоящее время в лесном комплексе самым распространенным способом предупреждения и тушения лесных низовых пожаров является прокладка минерализованных полос и канав с применением лесных плугов ПКЛ-70, ПЛ-1, ПЛО-400, фрезерных полосопрокла-дывателей и грунтометательных машин ПФ-1 и АЛФ-10 и ГТ-3, однако лесные плуги не способны создавать минерализованную полосу достаточной ширины за один проход агрегата, а грунтометательные машины малоэффективны, поскольку они агрегатируются с движителями с механизмом для получения особо низких рабочих скоростей, а фрезерные рабочие органы работают в контакте с верхним задернелымпластомземляного покрова, что значи-тельнопонижает качество выполнениятехнологическихопераций при ликвидации пожара.

Поэтому появились орудия с комбинированными рабочими органами, с предварительной подготовкой почвенного вала пассивными рабочими органами перед фрезами-метателями. Однако грунтометы-полосопрокладыватели снабжены громоздким механическим приводом, что значительно снижает надежность орудия, а фрезы хотя взаимодействуют с подготовленным грунтом, но возможен контакт активного рабочего органа с корневой системой и не выкорчеванными пнями, которые, а также за счет объединения нескольких видов рабочих органов металлоёмкие.

В настоящее время на строительных и дорожных машинах широко используется энергосберегающий гидропривод технологического оборудования и активных рабочих органов, который позволяет добиться снижения динамической нагруженности и снижения энергозатрат за счет возвращения накопленной энергии в гидроаккумуляторе обратно в гидросистему.

Известные на данный момент теоретические и экспериментальные исследования рабочих процессов лесных машин, использующих в своей конст-

рукции энергосберегающий гидропривод рабочих органов, недостаточно полно описывают динамику процессов, возникающих в гидросистеме при взаимодействии активных рабочих органов с почвой и препятствиями. Поэтому необходимо проведение теоретических и экспериментальных исследований новых конструкций лесопожарныхгрунтометательных машин с энергосберегающим гидроприводом активных рабочих органов, позволяющих повысить эффективность создания противопожарных полос и тушения кромки лесных низовых пожаров, поэтому тема диссертации является актуальной.

Диссертация выполнена в рамках госбюджетной тематики «Разработка и обоснование параметров рабочих органов грунтометательной машины для тушения низовых пожаров», шифр: 116092210006, сроки выполнения с 2016 по 2020 гг.

Степень разработанности темы исследования.

Изучением рабочих процессов лесопожарных машин занимались многие ученые такие как: А. Н Чукичев, И. М. Бартенев, И. В. Григорьев, М. В. Драпалюк, П. М. Мазуркин, А. М. Цыпук, С. В. Фокин, И. С. Федор-ченко, Д. В. Есков и др.

Вопросами применения энергосберегающего гидропривода рабочих органов и технологического оборудования занимались В. И. Посметьев, А. Т. Рыбак, В. Ф. Щербаков, П. И.Попиков и др.

Установлено, что повышение эффективности грунтометательных машин достигается при предварительной подготовке почвогрунта перед фрезерными метательными рабочими органами. Но проведенных исследований недостаточно для совершенствования рабочих процессов более эффективных орудий с гидроприводом активных рабочих органов.

Разработка и создание лесопожарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом требует дополнительных исследований динамических и кинематических характеристик при взаимодействии ротора-метателя с почвой и препятствиями в рабочих режимах.

Цель и задачи исследования: совершенствование рабочих процессов-лесопожарнойгрунтометательной машины за счет обоснования и оптимизации параметров и режимов работы энергосберегающего гидропривода.

Исходя из поставленной цели, были сформированы следующие задачи:

1) Обосноватьрабочий процесс новой лесопожарнойгрунтометатель-ной машины с энергосберегающим гидроприводомротора-метателя;

2) разработать математическую модель рабочих процессов лесопо-жарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом для оценки энергоемкости, динамической нагруженности и качественных показателей;

3) получить динамические и кинематические характеристики рабочих процессов лесопожарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом;

4) обосновать и оптимизировать параметры энергосберегающего гидропривода, разработать опытный образец лесопожарной машины и определить ожидаемый экономический эффект от его применения.

Объектом исследованияявляются энергосберегающий гидропривод,лесопожарнаягрунтометательная машина, лесной почвогрунт.

Предметом исследования являются динамические и кинематические характеристики рабочих процессов лесопожарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом.

Научная новизна работы:

1. Рабочий процесс лесопожарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом ротора-метателя, отличающийся снижением энергоемкости, динамической нагруженности и повышением производительности.

2. Представлена математическая модель рабочего процесса новой лесо-пожарнойгрунтометательной машины, отличающаяся тем, что учтено влияние параметров энергосберегающего гидропривода на динамическую нагру-женность и энергоемкость рабочих режимов.

3. Выявлены динамические и кинематические характеристики рабочих порцессов, отличающиеся учетом взаимодействия ротора-метателя с препятствиями и почвогрунтом.

4. Обоснованы параметры энергосберегающего гидропривода, отличающиеся оптимальными значениями по критериям уменьшения энергоемкости и динамической нагруженности в рабочих режимах лесопожарнойг-рунтометательной машины.

Теоретическая значимость работы. Теоретическая значимость работы заключена в расширении теории динамики энергосберегающего гидропривода грунтометательных машин с учетом влияния процесса взаимодействия ротора-метателя с почвой и препятствиями.

Практическая значимость работы состоит в создании опытного образца грунтомета с энергосберегающим гидроприводом, а также разработки рекомендаций по назначению основных параметров режимов работы и проектируемой конструкции.

Основные результаты диссертации внедрены в ООО «Сталь-Синтез», Воронежском лесопожарном центре и в учебном процессе ФГБУ «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» при подготовке бакалавров и магистров.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования базировались на математическом и имитационном моделировании рабочих процессов лесопожарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом, теории планирования эксперимента,а также теорияи вероятности, математической статистики и статистической динамики.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Рабочий процесс лесопожарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом ротора-метателя, позволяющий снизить энергоемкость, динамическую нагруженность и повысить производительность.

2. Математическая модель рабочего процесса лесопожарнойгрунтоме-тательной машины, позволяющая обосновать параметры нового энергосберегающего гидропривода и оценить эффективность его работы.

3. Динамические и кинематические характеристики рабочих процессов лесопожарнойгрунтометательной машины, позволяющие учитывать взаимодействия ротора-метателя с препятствиями и почвогрунтом.

4. Обоснованные параметры энергосберегающего гидропривода, позволяющие понизить динамическую нагруженность и энергоёмкость рабочих процессов лесопожарнойгрунтометательной машины.

Степень достоверности и апробация результатов работы. Достоверность результатов работы обеспечивается большим объемом экспериментальных исследований опытного образца лесопожарнойгрунтометательной машины, высоким процентом совпадения результатов теоретических исследований с полученными экспериментальными данными; использованием современных методов планирования экспериментов и обработки полученных экспериментальных результатов.

Основные результаты диссертации доложены на трех международных научно-технических конференциях (г. Воронеж, 2017, 2018 гг.), двух всероссийских научно-технических конференциях (г. Воронеж, 2018, 2019 гг.), а также ежегодных научно-практических конференциях ФГБУ ВО ВГЛТУ (2015-2020 гг.).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Результаты, полученные при проведении научных исследований, соответствуют п. 5 «Обоснование и оптимизация параметров и режимов работы лесозаготовительных и лесохозяйственных машин» паспорта научной специальности 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства.

Личный вклад автора заключается в формулировке цели и задач исследований, разработке математической модели рабочего процесса машины, анализе полученных кинематических и динамических зависимостей, разработке конструкции и изготовлении экспериментального образца, проведении

полевых испытаний, анализе результатов экспериментальных исследований, а также подготовке основных публикаций по теме исследования.

Публикации. Результаты теоретических и экспериментальных исследований диссертационной работы были опубликованы в 15 работах, в том числе в 5 публикациях в изданиях, рекомендованных ВАК, в 7 публикациях по материалам международных и всероссийских конференций, 1 патенте на изобретение и 1 патенте на полезную модель,1 статьяБсорш.

Структура и объем работы. В структуру диссертации входит введение, пять глав основного текста, основные выводы и рекомендации, а также библиографический список и приложения. Общий объем работы составил 136 страниц печатного текста, из них основного текста - 108 страницы, библиографический список и приложения - 28 страниц. Работа включает 62 рисунка, 9 таблиц и105 использованных источника, в т.ч. 10 иностранных.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Способы и технические средства для профилактики и тушения лесных низовых пожаров

Вопросами применения лесопожарных машин занимались многие ученые такие как: А. Н.Чукичев, И. М. Бартенев, И. В. Григорьев, М. В. Драпа-люк, П. М. Мазуркин, А. М. Цыпук, С. В. Фокин, И. С. Федорченко, Д. В. Ес-ков и др.

В лесном комплексе в настоящее время самым распространенным способом предупреждения и тушения лесных низовых пожаров является прокладка минерализованных полос и канав тракторными плугами, грунтомета-ми, специальными полосопрокладывателями и лесопожарными агрегатами.

Плуг комбинированный лесной ПКЛ-70 прокладывает минерализованную полосу глубиной обработки до 20 см и шириной до 1,2 м. На раме крепятся нож, отвал, лемех, навешивается на заднюю навеску трактора ЛХТ-55 и используется для локализации распространения огня во время лесных низовых пожаров [4,7].

Плуг лесной полосной ПЛП-135 прокладывает минерализованную полосу глубиной обработки до 30 см и шириной до 1,3 м. На раме крепятся нож-колун, отвал, лемех. Агрегатируется с трактором Т-130 БГ-3 и навешивается впереди трактора [3,26].

Плуг-канавокопатель лесной навесной ПКЛН-500А включает раму, навесное устройство, двухотвалъный корпус плужного типа с бермоочистите-лями, черенковый нож и опорную лыжу. Прокладывает минерализованную полосу глубиной обработки до 50 см и шириной до 3 м,используется для прокладки противопожарных полос. Агрегатируется с тракторами типа Т-ЮОМГС, ЛХТ-55, ДТ-55А, ТДТ-75 [27].

К недостаткам лемешных лесных плугов можно отнести заякоривание плужных рабочих органов в связи с наличием в почве корневых включений, а также завал некоторых пластов обратно в борозды и перекрытие прокладываемых минерализованных полос проводниками горения [35].

Фрезерные машины и технические средства получили широкое распространение в лесном хозяйстве. Примерами таких машин могут служить, разработанные в ЛенНИИЛХе, фрезерные машины: АЛФ-10, ПФ-1, ГТ-3, а также опытные образцы лесопожарныхгрунтометательных машин, созданные в Воронежском ГЛТУ им. Г.Ф. Морозова, СаратовскомГАУ им. Н.И. Вавилова в других организациях [14,17].

Фрезерный лесопожарный агрегат АЛФ-10 (рисунок 1.1) применяется для прокладки противопожарных полос, привод почвенной фрезы осуществляется от вала отбора мощноститрактора МТЗ-82 или ДТ-75.Агрегат двигается со скоростью от 1,3 до 3,2 км/ч [1, 4]. Дальность верхнего выброса грунта равна 10...13 м,нижний выброс составляет 8...9 м. При обратном выбросе грунта создается минерализованная полоса шириной до 2 м [25,73].

Рисунок 1.1 - Лесопожарный агрегат фрезерный АЛФ-10

Полосопрокладыватель фрезерный ПФ-1 (рисунок 1.2) может применяться для прокладки и подготовки широких противопожарных полос, а также для забрасывания грунтом кромки лесного низового пожара. Агрегатиру-

ется с тракторами ЛХТ-55, ДТ-75 (сходоуменьшителем), Т-74, Т-4на задней навесной системой с приводомот вала отбора мощности фрезерных рабочих органов, которые вращаются в одной плоскости навстречу друг другу. Вращение от карданного вала 2 передается через редуктор 4, предохранительную муфту 8 фрезерным головкам 7. Направление потока грунта обеспечивается направляющими кожухами 6. Мощность, потребляемая орудием - 36 кВт, производительность - 1,5... 2,4 км/ч, глубина борозды - до 20 см, ширина -до 120 см, общая ширина создаваемой заградительной минерализованной полосы - 8.10 м, масса орудия - 600кг. Эффективность рабочих процессов достигается при использовании в лесном массиве с преобладанием песчаной и супесчаной основы, на которых созданная минерализованная полоса останавливает или задерживает распространение лесного низового пожара любой интенсивности [7, 8].

з

\

Рисунок 1.2 - Полосопрокладыватель ПФ-1

Грунтомет ГТ 3 предназначен для тушения кромки лесных пожаров грунтом. Агрегатируется с трактором Т-150К. Эффективная ширина образуемой минерализованной полосы 19.25 м. Производительность -1,6.2,0 км/ч. Полосопрокладыватель ПЛ-3 специально предназначен для прокладки минерализованных полос. Базовая машина ЛХТ-4, ТЛП-4. Рабочая скорость 1,9.3,1 км/ч. Ширина создаваемой заградительной полосы - 6,0 м.

Тракторный грунтомет ГТ-3 предназначен для тушения кромки лесных пожаров грунтом и агрегатируется с трактором типа Т-150 К (рисунок 1.3). Грунтомет ГТ-3 навешивается с помощью устройства навески 2, вращение от карданного вала 5 передается через редуктор 4, предохранительную муфту 3 фрезерному рабочему органу 6. Направляющий кожух 7 управляется гидроцилиндром 8.Эффективная ширина прокладываемой минерализованной полосы 19.25 м. Производительность - 1,6.2,0 км/ч. Наиболее эффективен при тушении низовых лесных пожаров на песчаных и супесчаных почвах [34].

Рисунок 1.3 - Грунтомет ГТ-3

В Саратовском ГАУ им. Н.И. Вавилова создана конструкция пожарного грунтомета, у которого предварительное рыхление почвы обеспечивается фрезерным барабаном с Г-образными ножами 4 (рисунок 1.4). Привод барабана осуществляется от вала отбора мощности черезкарданный вал 2 и редуктор 3. Фрезы-метатели 8 приводятся во вращение от гидромоторов 6 с предохранительными устройствами 7. Для направления потока грунтаслу-жатнаправляющие кожухи 9, а опорная лыжа 10 предназначена для регулировки глубины обработки почвы [31].

и

а

9

I

б

а-общий вид; б - технологическая схема работы Рисунок 1.4 - Грунтомет пожарный фрезерный

В ВГЛТА был создан опытный образец лесопожарногогрунтомета-полосопрокладывателя (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Пожарный грунтомет-полосопрокладыватель

Для предварительной подготовки почвогрунта используются два сферических диска, установленные в свал, которые вырезают пласты почвы и смещают их к центру прохода агрегата [37, 40].

Результаты полевых испытаний представлены в виде зависимостей влияния частоты вращения ю и величины заглубления ротора аР на производительность, дальность выброса грунта, потребляемую мощность (рисунок 1.6), влияния угла атаки а и величины заглубления дисков ад на производительность, дальность выброса грунта, потребляемую мощность (рисунок 1.7) влияния скорости движения машины уМ на производительность, дальность выброса грунта, потребляемую мощность (рисунок 1.8).В ходе однофактор-ных экспериментов варьировались следующие параметры:

а, г - производительность; б, д - дальность выброса грунта; в, е -потребляемая мощность

Рисунок 1.6 - Влияние частоты вращения ю и величины заглубления ротора аРна показатели эффективности машины

а, г - производительность; б, д - дальность выброса грунта; в, е

потребляемая мощность Рисунок 1.7 - Влияние угла атаки а и величины заглубления дисков ад напоказатели эффективности машины

- частота вращения ротора ю на уровнях 5,0; 7,5;10,0 об/с;

- величина заглубления ротор аР на уровнях 5,0;10,0; 12,5; 15,0; 20,0 см;

- угол атаки дисков а на уровнях 10, 15, 20, 25, 30 градусов;

- величину заглубления дисков ад на уровнях 0, 5, 10, 15, 20 см;

- скорость движения агрегата ум на уровнях 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 м/с.

Из графиков (рисунок 1.6 а,б,в) следует, что максимальные значения производительности 40.50 кг/с достигаются при частоте вращения фрез 5.8 об/с, дальности выброса 10.17 м - при частоте вращения фрез 8.10 об/с, мощности 8.9 кВт- при частоте вращения фрез 7.9 об/с. Зависимости производительности и мощности от глубины заглубления (рисунок 1.6 г,е) носят линейный характер, а дальность выброса имеет максимум 15.18 м при глубине 8.12 см (рисунок 1.6 д) [15,44,45].

Установка угла атаки а и величина заглубления дисков ад на показатели эффективности машины в основном имеют линейный возрастающий характер (рисунок 1.7).

а - производительность, б - дальность выброса грунта, в - потребляемая

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров и режимов работы лесопожарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом»

мощность

Рисунок 1.8 - Влияние скорости движения машины на показатели

эффективности машины

Зависимости влияния скорости движения машины уМ на показатели производительности и мощности в основном имеют линейный возрастающий характер (рисунок 1.8 а,в), а дальность выброса имеет максимум при скорости 2.3 м/с (рисунок 1.8 б) [77].

Известная американская фирма «DymmiesCorporatюmfAmerica» [21] по патенту США № 2679703 спроектировала и воплотила в реальную конструкцию устройство, способное одновременно прокапывать траншеи и закидывать огонь грунтом. Позже об этом средстве вышла статья в «ForestFarmer». Трактор позволял в любом типе почвы нарезать минерализованные противопожарные полосы (рисунки 1.9 и 1.10), а во время небольших пожаров помогал устранить распространения огонь.

Рисунок 1.9 - Общий вид устройства по созданию канав и засыпки огня грунтом

Грунтомет-канавокопатель состоит из рабочих органов в виде фрез, которые работают за счет вала отбора мощностей трактора. С помощью ротора можно прорезать гладкую круглую канавку в почве, при этом отбрасывая грунт на расстояние 15 м в сторону без образования земляного вала.

Рисунок 1.10 - Устройство по созданию канав в действии

Грунтомет-канавокопатель можно использовать также как и многофункциональный канавокопатель при строительстве систем полива.

При работе грунтомета-канавокопателя вынутый из почвы грунт можно расположить в виде заградительной полосы, с помощью изменения скорости и регулирования направляющих лопаток. Регулировка, отслеживание и контроль глубины канавки во время первого и последующих проходов происходит с помощью копирующего колеса.

Под верхним слоем различные типы почвы насыщены разнородными видами препятствий в виде веток, корней, крупных камней и т.п., агрегат огибает препятствие за счет активно вращающегося рабочего органа. От случайного и внезапного столкновения трактор с различными видами препятствий в виде корней, пней, камней на агрегате предусмотрен специальный выступ в форме кромок [21].

Разработанное устройство для рытья траншей финской фирмой <Ю1аУ^ка», имеет двойное назначение. С его помощью можно эффективно бороться с различными видами пожаров грунтом, а в отсутствие таковых

производить работы по мелиорации земель. В качестве основных узлов в нем выступают ковш и метатель. Трансмиссия этого трактора приводится в движение от ВОМ. На рисунке 1.11 представлен общий вид канавокопателя фирмы «OlaViska» и агрегата в процессе работы (рисунок 1.12). В процессе работы пассивного ковша канавокопателя формируются достаточно большие сопротивления почвы, которые возникает при прорезании верхнего слоя грунта на глубину от 0,25 до 0,3 м, в результате чего вместе с грунтом попадаются различные виды препятствий в виде остаточных корней, из-за которых может произойти блокировка рабочих органов [21].

Рисунок 1.11 - Разработанное устройство для рытья траншей фирмы «OlaViska»

Рисунок 1.12 - Агрегат «OlaViska» в процессе работы

Запатентован агрегат США для предотвращения распространения лесных пожаров, предназначен для выемки, измельчения и разбрасывания грунта для локализации лесных пожаров (рисунок 1.13). Устройство содержит две серии вращающихся дисков, установленных на первой раме для рыхления и измельчения почвы, каждая из которых приводится в движение гидравлическим двигателем. Лемеха образуют насыпь из частиц почвы непосредственно на пути движения активного рабочего органа, закреплённого в корпусе с возможностью вращения и оснащённого большим количеством рёбер. Ребра выбрасывают часть почвы из насыпи через отверстие в корпусе. Каждый диск из батарей дисков имеет зубья, закреплённые вокруг его периферийного края для рыхления и измельчения почвы, перерезания корней. Первая часть рамы соединена с колёсной второй частью рамы с помощью гидравлических цилиндров, посредством которых происходит регулировка глубины рыхления почвы [57, 65, 69, 71].

Рисунок 1.13 -Агрегат для предотвращения распространения лесных пожаров

Основным назначением этого устройства для метания грунта и основной задачей является остановка распространения лесного пожара. Устройство агрегатируется с трактором на гусеничной базе, но также может быть самоходным орудием. Работа устройства происходит следующим образом. При поступательном движении агрегата рабочие органы выбрасывают некоторое количество почвы на одну сторону, оставляя по проходу неглубокую траншею.

К достоинствам данной конструкции относится предварительная подготовка почвы. К недостаткам устройства следует отнести металлоёмкость конструкции, высокую энергоёмкость, а также подачу метаемого грунта вперемешку с горючими природными материалами.

Все рассмотренные фрезерные лесопожарные технические средства имеют общий недостаток - использование механического привода для активных рабочих органов, что в наше время не является эффективным техническим решением. Ведь механические передачи имеют достаточно низкий

КПД, большой вес и высокую частоту поломок, что в условиях лесного и сельского хозяйства является безусловно важными критериями [38,41,42].

Поэтому в настоящее время все большее распространение в целом ряде отраслей получает объемный гидравлический привод, который позволяет значительно повысить надежность и общий КПД машин, а также существенно снизить массу разрабатываемых конструкций [46].

1.2 Анализ исследований динамических режимов гидроприводов активных рабочих органов технологических машин

Рабочие процессы технологических машин, отличающихся значительными динамическими нагрузками, в особенности в пусковых и тормозных режимах работы. Для того чтобы ограничить амплитуду предельных колебаний давления в гидросистемах применяются предохранительные клапаны, дроссели, гидравлические демпферы [74].

Однако у этих типов предохранительных устройств есть свои недостатки. Главным является то, что при срабатывании предохранительных клапанов при перегрузках происходит дросселирование рабочей жидкости из одной полости в другую, что приводит к увеличению рабочей температуры жидкости, а при продолжительном действии к перегреванию и потере энергии [50].

Наиболее эффективными являются энергосберегающие гидроприводы, которые демпфируют динамические нагрузки, аккумулируют энергию при перегрузках тем самым уменьшают количество срабатываний предохранительных клапанов и далее возвращают накопленную энергию обратно в гидравлическую систему.

Имитация рабочих процессов и моделирование взаимодействия технологических агрегатов производилось с учетом аналитических методов с использованием уравнений Лагранжа 2 рода. Однако все чаще используются численные методы моделирования с применением ЭВМ [28].

Также в настоящее время большое распространение получили современные системы автоматизированного проектирования (САПР), в которых численные методы встроены на уровне ядра программы и требуют от пользователя только задания основных геометрических, динамических и кинематических параметров исследуемого механизма и окружающей среды, после чего автоматически просчитывают необходимые параметры функционирования исследуемого объекта [54].

Исходя из вышеперечисленного следует, что в настоящее время существует проблема совершенствования методов моделирования рабочих процессов технологических машин и оборудования, оснащенных энергосберегающим гидроприводом [9].

В ВГЛТУ проведены исследования лесной почвообрабатывающей фрезы ФЛУ-0,8 с энергосберегающим гидроприводом барабана[10, 33]. Математическая модель динамических процессов вращательного гидропривода имеет вид:

Ф 1 / \

— = ^—\(1н"н - Чмт - ауРЬ

ж к р)

ёт _ 1 Ж

ЛпЧмР улгЬОбпУ0 сое®1

2лг/0

С

к

тг2 . тО^ . т Б,

У2 - 2У-6 81ит1 +

о " о . 2

2/ 4/2 у

(1.1)

где р - давление рабочей жидкости, Па;

К р) - коэффициент податливости упругих элементов гидропривода;

-5

Чм, Чн - рабочие объёмы гидромотора и насоса, м /об; пн - частота вращения насос, об/с; ® - угловая скорость гидромотора, рад/с; ау - коэффициент утечек;

Зпр- момент инерции вращающихся масс, приведённый к валу

гидромотора,кгм2; г]п, г 0 - КПД гидромотора полный и объёмный;

-5

у - удельная сила тяжести почвы, Н/м ;

7, 7с - число ножей на барабане и в одной секции, шт;

8

У0- поступательная скорость трактора,м/с; К, К - коэффициенты сопротивления и отбрасывания почвы; /-передаточное число редуктора; Об - диаметр фрезы,м.

Математическая модель рабочего процесса лесной фрезы решена с помощью ЭВМ и получены зависимости угловой скорости от коэффициентов податливости гидросистемыК р (рисунок 1.14).

Рисунок 1.14 - Угловая скорость в зависимости от времени

икоэффициента податливостиК (р)

Получена формула для определения максимальных значений коэффициентов неравномерности угловой скорости, при которых качество фрезерования отвечает агролесоводственным требованиям:

12(Нрдтг]оиУиагссо* (1 -Кн = 2------^, (1.2)

ЩнПнЛон^е

где УП - поступательная скорость агрегата, м/с; а - глубина обработки, м; Я - радиус фрезерного барабана, м; е- задний угол резания ножа, град;

к - толщина поперечного сечения ножа, м.

Также было установлено, что коэффициенты неравномерности момента сопротивления барабана, обусловленные от нескольких параметров обработки: от заглубления рабочего органа и числа оборотов фрезерного рабочего органа. Из рисунка 1.15 видно, что неравномерность момента сопротивления при увеличении глубины обработки почвы от 5 до 30 см первоначально уменьшается, а затем увеличивается и при глубине 25 см имеет значения Кн = 39-58% и Кн = 56-87% для обычного гидропривода[55,58].

К

м

100 НИ 60

40 И\

\ > V N Без 1 ¡ГА /

N 4 ___* /

7

т

С III

Л

5 0 15 2 ) 25 М ► п

см

Рисунок 1.15 - Коэффициент неравномерности момента сопротивления барабана при обычном и энергосберегающем гидроприводе в зависимости от глубины обработки почвы

Учеными из Донского государственного технического университета разработана методика моделирования гидромеханической системы, при которой можно определять изменения давления в различных точках гидросистемы с использованием приведённой объёмной жёсткости [59].

Для решения поставленной задачи определялась объёмная жёсткость пневмогидроаккумулятора (рисунок 1.16).

Рисунок 1.16 - Расчётная схема пневмогидроаккумулятора

Процесс изменения состояния газа в рабочем объеме пневмогидроаккумулятора принят адиабатическим.

В итоге получено уравнение, которое дает возможность находить приведённую объёмную жёсткость пневмогидроаккумулятора при условии, что его корпус представляется абсолютно жёсткой конструкцией:

Сгж — т^ Л' С1-3)

Уо

-( Ро ^к | Еж ( ро \ \РАК) кРАК\РАк)

где ЕЖ - модуль упругости рабочей жидкости, Па;

Уо - объём рабочей полости пневмогидроаккумулятора, м ;

р0 - давление газа при зарядке пневмогидроаккумулятора, Па;

рАК - текущее значение давления рабочей жидкости в рабочей полости

пневмогидроаккумулятора, Па; к - показатель адиабаты газа, равный 1,41. 1,25.

Для исследований рекуперативной гидромеханической системы объемных гидромашин был разработан стенд (рисунок 1.17). Стенд работает следующим образом: механическая энергия электродвигателя (АД) передается от вала I с помощью ременной передачи 1 на вал II, который приводит в дей-

ствие регулируемый гидравлический насос (ГН). Насос подает рабочую жидкость через напорную магистраль (Н) на вход гидромотора ГМ, который передает механическую энергию через вал III и ременную передачу 2 и замыкает контур циркуляции мощности [64].

Рисунок 1.17 - Принципиальная схема (сверху) фотография (снизу) стенда для исследования рекуперативной гидромеханической системы объемныхгидромашин

Расчетные зависимости давлений рабочей жидкости в напорной (р1)и сливной (р2) гидролиниях, а также мощности НП, МП и АД при отключенном ПГА показаны на рисунке 1.18.

О 1 2 3 4 * 6 Г в » 11 С С

Рисунок 1.18 - Расчетные зависимости давлений рабочей жидкости напорной (р1)и сливной (р2)магистрали, а также мощности при отключенном ПГА

На рисунке 1.19 показаны результаты расчетов при подключенном ПГА.

2 3 4 5 6 7 8 & 10 11

Рисунок 1.19 - Расчетные зависимости давлений рабочей жидкости

напорной (р1)и сливной (р2)магистрали, а также мощности НП, МП и АД при включенном ПГА

Также был получен график расчетных значений расхода рабочей жидкости с включенным ПГА (рисунок 1.20).

с), фт

о 1 2 3 * 5 е 7 В 9 10 II ю

Рисунок 1.20 - Расчетные значения расходов рабочей жидкости НП, НШ, МП при подключенном ГПА

Таким образом, разработанный стенд обеспечивает выполнение экспериментальных исследований рекуперативной гидромеханической системы объемных гидромашин и получение динамических характеристик.

В настоящее время применяются гидроприводы с объёмным регулированием, при помощи LS систем как объёмного, так и дроссельного регулирования. Гидропривод с дроссельным регулированием показан на рисунке 1.21. Насос 1 подает рабочую жидкость через распределитель 4 в гидромотор 3. Дроссель 5 нагружает гидросистему до необходимой скорости гидродвигателя 3,при этом энергия потока «лишней жидкости» превращается в тепло, поэтому такой гидропривод не рекомендуется использовать при мощности привода более 3.5 кВт из-за низкого КПД [66,68].

Рисунок 1.21 - Гидропривод с дроссельным регулированием скорости выходного звена

На рисунке 1.22 представлена гидравлическая схема с подключением пневмогидравлического аккумулятора. Насос 1 подает рабочую жидкость через обратный клапан 3 и распределитель 6 в гидромотор 7, вал которого соединен с нагрузкой, подзаряжая гидроаккумулятор 4. Скорость гидромотора регулируется дросселем 8. Функционирование гидросистемы при полной зарядке пневмогидравлического аккумулятора осуществляется без насоса1, который отключается и экономится энергия на его привод [57].

Рисунок 1.22 - Гидропривод вращательного действия с

пневмогидравлическимаккумлятором

Данная гидросистема позволяет уменьшить типоразмер насоса в 2-5 раз и повысить (КПД) машины.

Аналогично последней схеме был разработан гидропривод, рекуперирующий энергию опускаемого груза грузоподъёмных машин (рисунок 1.23).

Рисунок 1.23-Гидропривод, рекуперирующий энергию опускаемого груза

Гидропривод существующих грузоподъёмных машин затрачивает одинаковую мощность на подъём груза и на его опускание. При применении

энергосберегающего гидропривода на грузоподъёмных машинах энергия опускания поглощается гидроаккумулятором 4 и возвращается в гидросистему при подъеме груза Огидроцилинндром 7. В качестве догружающего устройства 8 используется гидромотор - привод регулируемого насоса [90].

В ВГЛТУ под руководством проф. Посметьева В.И. проведены многочисленные исследования по рекуперации энергии при эксплуатации лесохо-зяйственных агрегатов. При исследовании работы трактора на вырубках были получены зависимости рекуперируемой мощности Ыр от ширины препятствий ^пртах (а); и от массы трактора Мт (б) (рисунок 1.24). Для гусеничного трактора зависимость мощности ЫР (^пртах) возрастает от 600Вт до 1200 Вт, для колесного трактора зависимость мощности уменьшается от 2000 Вт до 1500 Вт. Рекуперируемая мощность при увеличении массы колесного и гусеничного тракторов возрастает почти линейно от 200 до 2500 Вт и этой мощности достаточно для привода вибрационного механизма рабочих органов для интенсификации технологического процесса [52,53,94].

а) б)

Рисунок 1.24 - Зависимости рекуперируемой мощности Ыр от ширины

препятствий ^пртах(а)и от массы трактора Мт (б)

Однако исследований динамики энергосберегающего гидропривода вращательного действия для привода активных рабочих органов почвообрабатывающих машин проведено недостаточно.

Таким образом, применение энергосберегающих гидроприводов технологического оборудования и рабочих органов сельскохозяйственных, строи-

тельных, дорожных и лесных машин является одной из основных устойчивых тенденций их развития.

1.3 Выводы

1. Анализ конструкций и исследований рабочих процессов лесопожар-ных машин показали, что наиболее эффективными являются фрезерные ле-сопожарныегрунтометательные машины, однако они обладают низкой надежностью и маневренностью из-за громоздкого механического привода и карданного вала.

2. Рабочие процессы технологических машин, отличающихсязначи-тельными динамическими нагрузками, в особенности в пусковых и тормозных режимах работы. Для того чтобы ограничить амплитуду предельных колебаний давления в гидросистемах применяются предохранительные клапаны, дроссели, гидравлические демпферы, однако общим недостатком является то, что при срабатывании предохранительных клапанов при перегрузках происходит дросселирование рабочей жидкости из одной полости в другую, что приводит к увеличению рабочей температуры жидкости, а при продолжительном действии к перегреванию и потере энергии.

3. Наиболее эффективными являются энергосберегающие гидроприводы, которые демпфируют динамические нагрузки, аккумулируют энергию при перегрузках тем самым уменьшают количество срабатываний предохранительных клапанов и далее возвращают накопленную энергию обратно в гидравлическую систему.

4. Необходимо разработать лесопожарнуюгрунтометательную машину с энергосберегающим гидроприводом, которая сможет работать при любых типах лесных почв, насыщенных корневыми системами древесно- кустарниковой растительности, за счет надежного предохранения рабочих органов при встрече с препятствиями и энергосбережения при наезде на препятствия.

1.4 Цель и задачи исследования

Цель исследования: Совершенствование рабочих процессовлесопожар-нойгрунтометательной машины за счет обоснования и оптимизации параметров и режимов работы энергосберегающего гидропривода.

Задачи исследования:

1. Обосновать конструктивнуюи гидрокинематическуюсхему лесопо-жарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом.

2. Разработать математическую модель рабочих процессов лесопожар-нойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом для оценки энергоемкости, динамической нагруженности и качественных показателей.

3. Получить динамические и кинематические характеристики рабочих процессов лесопожарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом.

4. Обосновать и оптимизировать параметры энергосберегающего гидропривода, разработать опытный образец лесопожарной машины и определить ожидаемый экономический эффект от его применения.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ГИДРОПРИВОДА РОТОРА-МЕТАТЕЛЯ ГРУНТОМЕТАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

ДИНАМИКИ ЛЕСОПОЖАРНОЙ

2.1 Обоснование гидрокинематической схемы лесопожарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом

Нами обоснована гидрокинематическая схема новой лесопожарнойг-рунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом, защищенной патентами на изобретение № 2616021 и на полезную модель № 196851.

Общий вид грунтометата,гидравлическая схемаи общий вид лопатки фрезерного рабочего органа (в) представлены на рисунке 2.1 (а, б).

Лесопожарнаягрунтометательная машина с энергосберегающим гидроприводом включает раму 1, механизм навески 2, ротор-метатель 3 с лопатками 4, с кромками в виде рубящих ножей 5, кожух-рыхлитель 6 с лемехом 7 и окнами 8 полуовальной формы без передней стенки, расположенными симметрично с двух сторон и предназначенными для выброса грунта, предохранительные ножи 9, опорная лыжа 10, гидромотор 11 привода ротора-метателя 3, сообщающийся через распределитель12 и напорную гидролинию 13 с гидроаккумулятором 14, обратный клапан 15, насос 16, предохранительный клапан 17 насоса 16, предохранительные клапаны 18 гидромотора 11.

Рабочий процесс осуществляется следующим образом. Тракторист-оператор включает насос 16, который подает рабочую жидкость к гидромотору 11 через распределитель 12 и приводит в действие ротор-метатель 3 и одновременно рабочая жидкость подается к гидроаккумулятору 14 и частично его подзаряжает. В рабочем положении кожух-рыхлитель 6 вместе с лемехом 7 и предохранительными ножами 9 устанавливаются на заданную глубину.

в)

Рисунок 2.1 - Конструктивная (а) и гидравлическая (б) схемы лесопожарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом и общий вид лопатки фрезерного рабочего органа (в)

При движении агрегата разрыхленный грунт вместе с порубочными остатками поступает к ротору-метателю 3, который дополнительно измельчается рубящими ножами 5 налопатках 4 и выбрасывается направленным потоком через окна 8 полуовальной формы без передней стенки в сторону низового пожара. Крупные порубочные остатки и камни беспрепятственно удаляются ротором-метателем 3 вместе с остаточной почвой через полуовальные окна 8 без передних стенок за пределы кожуха-рыхлителя 6. В этом случае гидроаккумулятор 14 демпфирует всплески давления в напорной гидролинии 13 и снижает динамическуюнагруженность рабочего процесса лесопожар-

39

нойгрунтометательной машины. Величина заглубления кожуха-рыхлителя 6 с лемехом 7 регулируется с помощью опорной лыжи 10.

При встрече ротора-метателя 3 с крупными пнями и камнями происходит торможение ротора-метателя 3, при этом давление рабочей жидкости резко возрастает, но гидроаккумулятор 14 поглощает эти всплески давления,и вся рабочая жидкость во время преодоления препятствия от насоса 16 через обратный клапан 15 подается в гидроаккумулятор 14, поэтому предохранительные клапаны 18гидромотра 11 не срабатывают, и рабочая жидкость не перегревается. Предохранительный клапан 17 насоса 16 срабатывает только в том случае, если распределитель 12 закрыт, а гидроаккумулятор 14 полностью заряжен. После преодоления препятствия поток рабочей жидкости под высоким давлением из гидроаккумулятора 14 через напорнуюгидролинию 13 и распределитель 12 возвращается в гидромотор 11 и расходуется на разгон ротора-метателя 3. Предохранительные клапаны 18 гидромотора 11 срабатывают только в экстренных случаях при полном стопорении ротора-метателя 3 [43].

Такое исполнение лесопожарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом позволяет повысить эффективность работы в лесных условиях, путем снижения динамической нагруженности и энергозатрат при встрече ротора-метателя с препятствиями.

2.2 Математическая модель рабочего процесса энергосберегающего гидропривода лесопожарнойгрунтометательной машины

2.2.1 Моделирование энергосберегающего гидропривода

Математическая модель позволяет исследовать влияние множества параметров энергосберегающего гидропривода на его эффективность и понять суть процессов, протекающих в гидравлической и механической подсистемах. На этом основании могут быть сформулированы рекомендации по выбору параметров энергосберегающего гидропривода [84,85].

Основное уравнение математической модели рабочего процесса лесопожарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом имеет вид [47, 48, 49, 51]:

J^T = MM- Mсг - M с п - Мтр, (2.1)

где J - момент инерции ротора и гидромотора, кгм2;

фР - угол поворота ротора, рад;

t - время, с;

ММ- движущий момент гидромотора, Нм;

МСГ - момент сил сопротивления грунта, Нм;

Мсп - момент сил сопротивления препятствия, Нм;

МТР - момент сил трения в механизме, Нм.

После преобразования уравнения (2.1), получим:

(Jm+Jp+ /п) ^ = 9M(tgTPo) -I й пЪ - 1Й г FnTi - (M ст + кВт , (2.2)

dt

где JM, JP, Jn - приведенные к оси вращения ротора моменты инерции гидромотора, ротора, передачи,кгм2;

-5

QM - расход рабочей жидкости гидромотора и гидроаккумулятора, м/с;

РМ и Р0 - давление в напорной и сливной гидролиниях гидропривода, Па;

ЫЭГ и ЫЭП - количество элементов грунта;

Г - расстояние от оси ротора до /-го элемента грунта или препятствия,

м;

Fri и Fni - касательные составляющие силы воздействия /-го элемента грунта и препятствия на ротор, Н;

МСТ - момент силы сухого трения при вращении ротора, Нм;

кВТ - коэффициент вязкого трения, Па с.

При моделировании энергосберегающего гидропривода (рисунок 2.2) воспользуемся положениями теории объёмной жёсткости [60,61,62,] согласно которой давление в любой точке гидравлической системы можно определить по формуле[63, 65, 98]:

(Г QBxi-S (?вых1), (2.3)

где dpi - приращение давления в i-й точке рассматриваемой гидравлической системы за время dt, Па; СПрг - приведенные коэффициенты объёмной жёсткости соответствующего участка гидравлической системы, включающие параметры гидроаккумулятора (давление зарядки и его объем); ^Ош - сумма всех расходов рабочей жидкости поступающих в рас-

-5

сматриваемый объём системы за время dt, м/с; ХОвьш- - сумма всех расходов рабочей жидкости отводимых из рассмат-

-5

риваемого объёма системы за то же время, м /с. Для рабочей полости гидроаккумулятора уравнение (2.3) имеет вид:

dPA ЕЖ (QBX _ QBbX )

dt V

ПГА

1 _ ( РПГА ) к + ЕЖ ( РПГА ) К

( РА ' КРА К РА

где ЕЖ - модуль упругости рабочей жидкости, Па;

-5

УПГа - объём рабочей полости пневмогидроаккумулятора, м ;

Рпга- давление газа при зарядке пневмогидроаккумулятора, Па;

рА - текущее значение давления рабочей жидкости в рабочей полости

пневмогидроаккумулятора, Па; к - показатель адиабаты газа, равный 1,41.

При условии, что давление в полости I больше давления в полости у, расход рабочей жидкости Qij определяется по формуле:

Qij = fcijS ign (Pt-Pj) J | Pt-Pj | , (2.4)

где i и j - индексы полостей;

-5 _1 /Л

kj - коэффициент дросселирования,м с Па ;

sign (х) - функция, возвращающая знак переменной x для учета направления движения жидкости.

^ л

т

Ри Г

н

I. ЛД/

I

г-н. п

р

с

Н - насос; Т - напорный трубопровод; А - гидроаккумулятор; М - гидромотор; П - предохранительный клапан; С - гидробак; Мр - крутящий момент гидромотора.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шаров Андрей Викторович, 2021 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Адамов, В. Е. Статистика промышленности [Текст]: учеб.пособие / В. Е. Адамов, Э. В. Вергилес. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 326 с.

2. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений [Текст]: учеб.пособие / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М.: Наука, 1976. - 279 с.

3. Алябьев, А. Ф. Оценка эффективности технологических комплексов машин и создание новых средств механизации для лесовосстановления [Текст]: дис. ... д-ра.техн. наук / А. Ф. Алябьев. - М., 2011. - 427 с.

4. Анисимов, Г. М. Основы научных исследований лесных машин [Текст]: учебник / Г. М. Анисимов, А. М. Кочнев. - 2-е изд., испр. - СПб.: Издательство «Лань», 2010. - 528 с.

5. Аренс, Х. Многомерный дисперсионный анализ [Текст] / Х. Аренс, Ю. Лейтер. - М.: Финансы и статистика, 1985. - 231 с.

6. Афифи, А. Статистический анализ: подход с использованием ЭВМ [Текст] / А. Афифи, С. Эйзен. - М.: Мир, 1982. - 488 с.

7. Баранов, А. И. Машины и механизмы для лесного хозяйства [Текст] / А. И. Баранов. - М.:Гослесбумиздат, 1962. - 380 с.

8. Бартенев, И. М. К вопросу о тушении лесных пожаров грунтом [Текст] / И. М. Бартенев, Д. Ю. Дручинин, М. А. Гнусов // Лесотехнический журнал. - 2012. - № 4 (8). - С. 97-101.

9. Бартенев, И. М. Энергосберегающие и природосберегающие технологии в лесном комплексе [Текст]: учеб.пособие / И. М. Бартенев. - Воронеж: ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», 2014. - 107 с.

10. Бартенев, И.М. Особенности численного интегрирования системы дифференциальных уравнений рабочего процесса почвообрабатывающей машины с гидроприводом для профилактики и тушения лесных пожа-

ров[Текст] / И.М. Бартенев, П.И. Попиков, А.В. Шаров, Н.А. Шерстюков // Лесотехнический журнал. - 2018. - Т. 8, № 3. - С. 170-176.

11. Бикел, П. Математическая статистика / П. Бикел, К. Доксам;пер. с англ. - Вып. 1. - М.: Финансы и статистика, 1983. - 278 с.

12. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель. - М.: Изд-во "Наука", 1969. - 576 с.

13. Богуславский, И. В. Научно-методологические основы проектирования приводов технологических машин / И. В. Богуславский, А. Т. Рыбак,

B. А. Чернавский. - Ростов-на-Дону: Институт управления и инноваций авиационной промышленности, 2010. - 276 с.

14. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб.пособие для вузов / В.Е. Гмурман. - М.: Высшая школа, 2003. - 479 с.

15. Гнусов, М. А. Почвообрабатывающие орудия для прокладки минерализованных полос, канав, противопожарных дорог и разрывов [Текст] / М. А. Гнусов; науч. рук. М. В. Драпалюк // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сб-к науч. трудов по мат-лам ме-ждунар. заочной науч.-практ. конференции / гл. ред. В. М. Бугаков ; Фед. гос. бюджет.образоват. учреждение высш. проф. образования. - Воронеж, 2013. -№ 4 (4). - С. 272-276.

16. Малюков, С. В. Истоки зарождения грунтометательных машин /

C. В. Малюков, Д. С. Ступников // Воронежский научно-технический вестник. - 2018. - № 4 (26). - С. 83-96.

17. Гнусов, М.А. Обоснование параметров комбинированных рабочих органов грунтомета для прокладки минерализованных полос в лесу [Текст]: дис. .. .канд.тех.наук / М.А. Гнутов. - Воронеж, 2014. - 140 с.

18. Грановский, В. А. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях [Текст]: учеб.пособие / В. А. Грановский, Т. Н. Сирая. -Л.:Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 288 с.

19. Григорьев, И.В.Сравнительный анализ противопожарных систем защиты лесных машин [Текст] / И.В. Григорьев, О.А. Куницкая, О.И. Гри-

горьева, С.А.Войнаш//Строительные и дорожные машины.- М.: СДМ-пресс. - 2019. - № 1. - С. 45-49.

20. Грунтометлесопожарный тракторный ГТ-3 [Текст]: учеб.пособие / Е. С. Воронина, Ю. М. Кодяков, Г. Е. Фомин [и др.]. - Ленинград, 1981. -40 с.

21. Гулд, Х. Компьютерное моделирование в физике /Х. Гулд, Я.Тобочник. - Ч. 2. - М.: Мир, 1990. - 400 с.

22. Дегтярев, Ю.И. Методы оптимизации [Текст]: учеб.пособие для вузов / Ю. И. Дегтярев. - М.: Сов.радио, 1980. - 272 с.

23. Драпалюк, М. В. Повышение эффективности рабочего процесса ле-сопожарнойгрунтометательной машины с гидроприводом ротора [Текст] / М. В. Драпалюк, П.И. Попиков, Д.С. Ступников, А.В. Шаров, Н.А. Шерстю-ков // Лесотехнический журнал. - 2019. - № 1(33). - С. 147-152.

24. Драпалюк, М.В. Обоснование основных параметров машины для профилактики и тушения лесных пожаров с гидроприводом рабочих органов [Текст] / М.В. Драпалюк, Д.С. Ступников, А.В. Шаров // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2018. - Т. 6, № 7 (43). - С. 53-56.

25. Драпалюк, М.В. Математическая модель процесса подачи и выброса грунта рабочими органами комбинированной машины для тушения лесных пожаров [Текст] / М.В. Драпалюк, И.М. Бартенев, М.А. Гнусов, Д. Ю. Дручинин и др. // Политематический сетевой электронный научный журнал кубанского государственного аграрного университета. - 2012. -№ 84. - С. 232-246.

26. Дрейпер, Н. Прикладной регрессионный анализ [Текст]: в 2 кн. Книга 2 / Н. Дрейпер, Г. Смит. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 1987. - 351 с.

27. Есков, Д.В. Грунтометательная машина и технология для борьбы с лесными пожарами / Д.В. Есков, Е.В. Внуков, В.С.Ескова [Текст]

//Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2018. - Т. 6, № 4 (40).- С. 155-159.

28. Есков, Д.В. Технология и машина для предупреждения и ликвидации лесных пожаров в условиях среднего и нижнего Поволжья/Д.В. Есков, Е.В. Внуков, В.С.Ескова [Текст] // Научно-практические пути повышения экологической устойчивости и социально-экономическое обеспечение сельскохозяйственного производства: мат-лымеждунар. науч.-практ.конф., по-свящённой году экологии в России / сост. Н.А. Щербакова, А.П. Селиверстова. - 2017. - С. 137-140.

29. Есков, Д.В. Комбинированные мобильные машины для борьбы с лесными пожарами/ Д.В. Есков, Е.В. Внуков, В.С.Ескова [Текст] // Научно-практические пути повышения экологической устойчивости и социально-экономическое обеспечение сельскохозяйственного производства: мат-лымеждунар. науч.-практ.конф., посвящённой году экологии в России / сост. Н. А. Щербакова, А.П. Селиверстова. - 2017. - С. 164-170.

30. Инженерные расчеты на ЭВМ: справ.пособие / под ред. В.А. Троицкого. - Л.: Машиностроение, 1979. - 288 с.

31. Казакевич, П. Н. Расчеты по определению экономической эффективности от внедрения новой техники [Текст]: учеб.пособие / П. Н. Казакевич, Э. И. Карпенко. - Л., 1982. - 76 с.

32. Кривцов, А.М. Деформирование и разрушение тел с микроструктурой / А. М. Кривцов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 304 с.

33. Кручек, А. Д. Орудия для создания и подновления противопожарных минерализованных полос [Текст]:обзорн. информ. / А. Д. Кручек, О. В. Зубков, З. А. Чупрова. - М.: ВНИИЦ лесресурс Госкомитета СССР, 1991. - 24 с.

34. Лысыч, М. Н. Моделирование процесса метания грунта лесопожар-нымгрунтометом в среде САЕ [Текст] / М.Н. Лысыч, М.Н. Шабанов, А. Г. Князев // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - Воронеж, 2017. - Т. 5, № 7-2 (33-2). - С. 117-120.

35. Малюков, С.В.Многофакторная оптимизация параметров фрезерного рабочего органа лесопожарнойгрунтометательной машины [Текст] / С. В. Малюков, Д.С. Ступников, А.В. Шаров, А.С. Ступников // Лесотехнический журнал. - 2019. - Т. 9, № 3 (35). - С. 172-179.

36. Мельников, С. В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов [Текст]: учеб.пособие / С. В. Мельников, В. Р. Алешкин, П. М. Рощин. - Л. : Колос, 1980. - 168 с.

37. Моделирование сельскохозяйственных агрегатов и их систем управления: учебник для вузов / под ред. А. Б. Лурье. - Л.: Колос. Ленингр. отд-ние, 1979. - 312 с.

38. Мышкис, А. Д. Элементы теории математических моделей / А. Д. Мышкис. - 3-е изд., испр. - М.: КомКнига, 2007. - 192 с.

39. Невзорова, М. Ю. Проектирование гидравлического привода машин и механизмов с применением частичного синтеза [Текст] / М. Ю. Невзорова, А.Т. Рыбак //Инновационные технологии в науке и образо-вании:сб-к трудов VIмеждунар. науч.-практич. конф. / редкол. Ю. Ф. Лачуга [и др.]. - 2018. - С. 250-254.

40. Обоснование параметров лесного грунтомета с комбинированными рабочими органами [Текст] / М.В. Драпалюк, П.И. Попиков, П.Э. Гончаров, М. А. Гнусов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - Воронеж, 2014. - Т. 2, № 2-2 (7-2). - С. 77-81.

41. Орлов, А.И. Прикладная статистика / А. И. Орлов. - М.: Экзамен, 2006. - 671 с.

42. Пат. 2616021 Российская Федерация, МПК E 02 F 3/18. Лесопожар-наягрунтометательная машина [Текст] / М.В.Драпалюк, П.Э.Гончаров, Д. С.Ступников, А.В.Шаров; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова». - № 2016104672; заявл. 11.02.2016; опубл. 12.04.2017, Бюл. №11. - 8 с.

43. Пат. 117091 Российская Федерация, МПК А 62 С 3/00, A 62 C 27/00. Рабочий орган грунтометалесопожарного [Текст] / Е.И.Максимов,

И. С. Федорченко; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО СибГТУ. -№ 2011154395/12; заявл. 23.12.2011 ;опубл. 20.06.2012, Бюл. № 17. - 5 с.

44. Пат. 2684940 Российская Федерация, МПК Е 02 F 3/18 (2006.01) Е 02 F 5/00 (2006.01) А62С 3/02 (2006.01). Пожарный грунтомет-полосопрокладыватель [Текст] / И. М.Бартенев, П. И.Попиков, С. В.Малюков,С. В. Зимарин, Н. А. Шерстюков; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова». - № 2018125062; заявл. 09.07.2018; опубл. 16.04.2019.

45. Пат. 196851 Российская Федерация, МПК А62С 27/00, Е02Б 3/18.Лесопожарнаягрунтометательная машина с энергосберегающим гидроприводом [Текст] / П.И.Попиков, П.Э.Гончаров,Д.С.Ступников, А. В.Шаров ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова». -№ 2019142070; заявл. 16.12.2019; опубл. 18.03.2020, Бюл. № 8. - 8 с.

46. Пат. 2541987 Российская Федерация, МПК Е 02Б 3/18. Пожарный грунтомет-полосопрокладыватель [Текст]/ БартеневИ.М., ЕмтыльЗ.К., Дра-палюкМ.В., БухтояровЛ.Д., ПопиковП.И.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «ВГЛТА».- № 2014103123/03; заявл. 29.01.2014; опубл. 20.02.2015, Бюл. № 1. - 8 с.

47. Пат. 2496540 Российская Федерация, МПК А62С 27/00. Пожарный грунтомет-полосопрокладыватель [Текст] /И.М.Бартенев, М. В.Драпалюк, М.А.Гнусов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «ВГЛТА».-№ 2012126216/12; заявл. 22.06.2012; опубл. 27.10.2013, Бюл. № 30. - 6 с.

48. Перспективные конструкции противопожарных грунтометов [Текст] / П.Э. Гончаров, П.И. Попиков, М.А. Гнусов, Н.А. Шерстюкова // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. -Воронеж, 2014. - Т. 2. - № 2-2 (7-2). - С. 54-59.

49. Попиков, П. И. Теоретические исследования рабочего процесса лесного пожарного грунтомета с энергосберегающим приводом [Текст] / П. И. Попиков, П.Н. Щеблыкин, А.В. Шаров, Н.А. Шерстюков, Ю.В. Ми-рошников // Энергоэффективность и энергосбережение в современном про-

изводстве и обществе: мат-лымеждунар. науч.-практич. конф. - Воронеж, 2018. - С. 151-156.

50. Попиков, П. И. Экспериментальные исследования энергосберегающего гидропривода противопожарного грунтомета [Текст] / П.И. Попиков, Д. С. Ступников, А.В. Шаров // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2018. - Т.6, № 4 (40). - С. 378-382.

51. Попиков, П. И. Математическая модель рабочего процесса лесного пожарного грунтомета с энергосберегающим гидроприводом [Текст] / П. И. Попиков, П.Э. Гончаров, А.В. Шаров // Лесотехнический журнал. -2017. - Т. 7, № 4 (28). - С. 182-189.

52. Попиков, П.И. Повышениеэффективностигидрофицированныхмашинприлесовосстановлени и на вырубках / П. И. Попиков. - Воронеж: Воронеж.гос. лесотехн. акад., 2001. - 156 с.

53. Попиков, П. И. Моделирование рабочего процесса лесного пожарного грунтомета с энергосберегающим приводом [Текст]/ П.И. Попиков, П. Н. Щеблыкин, А.В. Шаров // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2017. - Т. 5, № 4 (30). -С. 251-257.

54. Попиков, П.И.Влияние режимов работы лесопожарнойгрунтометательной машины с гидроприводом на показатели эффективности[Текст] / П.И.Попиков, В.П. Попиков, А.В. Шаров, А.Ф. Петков, А. К. Поздняков // Лесотехнический журнал. - 2020. -Т. 10,№ 1 (37). -С. 209-217.

55. Посметьев, В. Н. Обоснование схемы перспективной конструкции рекуперативного гидропривода лесовозного автомобиля [Текст] / В.И. По-сметьев, В.О. Никонов // Инновационные процессы и технологии в современном мире: мат-лыУмеждунар. науч.-практ. конф. / отв. ред. О.Б. Нигма-туллин. - 2017. -С. 108-112.

56. Посметьев, В.И. Повышение эффективности лесовозного автомобиля с помощью рекуперативного гидропривода [Текст] /В.И. Посметьев, В. О.

Никонов // Политематический сетевой электронный научный журнал кубанского государственного аграрного университета. - 2017. - № 131. - С. 100113.

57. Посметьев, В.И.Перспективная конструкция лесовозного автомобиля с рекуперативным гидроприводом [Текст] / В.И. Посметьев, В.О. Никонов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2017. - Т. 5, № 6 (32). - С. 149-152.

58. Полухин, В. А. Компьютерное моделирование динамики и структуры жидких металлов / В. А.Полухин, В.Ф. Ухов, М.М.Дзугутов. - М.: Наука, 1981. - 323 с.

59. Проскурина, И. Ю. Экономические вопросы в дипломном проектировании [Текст]: учеб.пособие / И. Ю. Проскурина, И. А. Авдеева. - Воронеж: ВГЛТА, 2005. - 81 с.

60. Расчет и проектирование строительных и дорожных машин на ЭВМ / под ред. Е.Ю. Малиновского. - М.: Машиностроение, 1980. - 216 с.

61. Румшиский, Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента [Текст]: справ.руководство / Л. З. Румшиский - М.: Наука, 1971. -192 с.

62. Рыбак,

А.Т.Теоретическиеосновырасчетасистемыуправлениягидравлического привода стенда для испытаний поршневых гидравлических цилиндров [Текст] / А.Т. Рыбак, И.К. Цыбрий, С.В. Носачёв, А.Р. Зенин//Вестник Донского государственного технического университета. - 2019. - Т. 19, № 3. - С. 242-249.

63. Рыбак, А. Т. Совершенствование методики расчета системы приводов технологического оборудования / А. Т. Рыбак, И. В. Богуславский. // Вестник машиностроения. - 2010. - № 10. - С. 39-46.

64. Рыбак, А. Т. Совершенствование научно-методологических основ проектирования систем приводов технологических машин / А. Т. Рыбак, И. В. Богуславский // Вестник Донского государственного технического университета. - Ростов-на-Дону, 2010. - Т. 10, № 2 (45) - С. 249-257.

65. Рыбак, А.Т. Гидромеханические системы. Моделирование и расчёт: монография / А.Т. Рыбак. - Ростов н/Д.: Издательский центр ДГТУ. - 2008. -145 с.

66. Рыбак, А. Т. Теоретические основы моделирования системы привода стенда для испытаний плунжерных гидроцилиндров [Текст] / А.Т. Рыбак, И.К. Цыбрий, С.В. Носачев, А.Ю. Пелипенко // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2019. - №3(75). -С. 19-29.

67. Рыбак, А. Т. Динамика синхронного гидромеханического привода мобильной технологической машины [Текст] / А.Т. Рыбак, А.Р. Темирканов, О.В. Ляхницкая // Стин. - 2018. - № 3. - С. 4-6.

68. Свиридов, Л. Т. Основы научных исследований [Текст]: учеб.пособие / Л.Т. Свиридов. - Воронеж: ВГЛТА, 2003. - 314 с.

69. Свиридов, Л. Т. Основы научных исследований [Текст]: учеб.пособие / Л.Т. Свиридов, О.Н. Чередникова, А.И. Максименков. - Воронеж: ГОУ ВПО «ВГЛТА», 2011. - 108 с.

70. Синеоков, Г. Н. Теория и расчет почвообрабатывающих машин / Г. Н. Синеоков, И.М. Панов. - М.: Машиностроение, 1977. - 328 с.

71. Советов, Б. Я. Моделирование систем: учеб.пособие / Б. Я. Советов, С.А. Яковлев. - М.: Высш. шк., 1998. - 319 с.

72. Справочник по прикладной статистике: в 2-х т.: пер. с англ./ под ред. Э.Ллойда, У.Ледермана, Ю.Н.Тюрина. - М.:Финансы и статистики, Т. 1: 1989. - 510 с.; Т. 2: 1990. - 526 с.

73. Ступников, Д.С. Экономическое обоснование целесообразности использования лесопожарнойгрунтометательной машины для борьбы с лесными пожарами [Текст] / Д.С. Ступников // ResourcesandTechnology. - 2017. -№ 14 (1). - С. 1-8.

74. Ступников, Д.С. Тенденции развития технических средств для тушения лесных пожаров [Текст] / Д.С. Ступников // Лесотехнический журнал.- 2016.- № 2 (22). - С. 135-140.

75. Ступников, Д.С. Орудия для профилактики и тушения лесных пожаров [Текст] / Д.С. Ступников // Воронежский научно-технический вестник.

- 2015. - № 2-2 (12). - С. 62-67.

76. Ступников, Д.С. Виды лесных пожаров и методы их тушения [Текст] / Д.С. Ступников // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2015. - № 9-3 (20-3). - С. 201-203.

77. Тарасов, Е.А.Сравнительная оценка эффективности рекуперативных систем лесного почвообрабатывающего агрегата [Текст] / Е.А. Тарасов // Вестник московского государственного университета леса - лесной вестник.

- 2007. - № 4. - С. 107-110.

78. Федоров, В.В. Теория оптимального эксперимента / В.В. Федоров.-М.: ГРФМЛ изд-ва Наука, 1971. - 312 с.

79. Федорченко, И.С. Экспериментальное устройство для метания грунта [Текст] / И. С. Федорченко, Е. И. Максимов // Лесной и химический комплексы: проблемы и решения: сб-к ст. всерос. науч.-практич. конф. -Красноярск, 2009. - Т.П. - С.234-239.

80. Федорченко, И. С. Обоснование параметров рабочего органа грун-томета для выполнения работ в лесном хозяйстве [Текст]: дис. ... к-та. техн. наук / И.С. Федорченко. - С. 69-71.

81. Финни, Д. Введение в теорию планирования экспериментов / Д. Финни; пер. с англ. - М.: ГРФМЛ изд-ва Наука, 1970. - 287 с.

82. Фокин, С. В. Об использовании математических методов моделирования рубительных машин [Текст] / С.В. Фокин, О.А. Фомина // Фундаментальные исследования, методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике: мат-лы 17-ой междунар. молодежной науч.-практ.конф. - 2018. -С. 158-159.

83. Фокин, С. В. Об основных видах энергетической древесины [Текст] / С.В. Фокин, О. А. Фомина // ForestEngineering: мат-лы науч.-практ. конф. с международным участием. - 2018. - С. 273-276.

84. Фокин, С. В.Перспективы развития переработки низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок на вырубках лесостепной зоны западной сибири [Текст] / С.В. Фокин // Современные тенденции сельскохозяйственного производства в мировой экономике: мат-лыХУПмеждунар. науч.-практ. конференции. - 2018.-С. 282-286.

85. Фокин, С. В. Современное состояние лесного и лесоперерабатывающего комплекса западной сибири [Текст] / С.В. Фокин, О.А. Фомина // Современные научно-практические решения в АПК: сб-к статей Пвсерос. (нац.) науч.-практ. конф. / Гос. аграрный ун-т северного зауралья. - 2018. -С. 149-152.

86. Фокин, С. В. Способы транспортирования щепы из рубительных машин [Текст] / С.В. Фокин, О.А. Фомина // Научная жизнь. - 2018. - № 2. -С. 10-15.

87. Фокин, С. В. Математическая модель устройства для раскалывания древесины [Текст] / С.В. Фокин, А.О. Жукова, А.А. Назаров, А.В. Чугошки-на, О.Н. Шпортько // Аграрный научный журнал. - 2018. - № 1. - С. 61-64.

88. Фреинт, С. А. Математическое моделирование гидросистемы стенда с улучшенными характеристиками [Текст] / С.А. Фреинт, А.Т. Рыбак // Системный анализ, управление и обработка информации: труды УПмеждунар. семинара. - 2016. -С. 57-61.

89. Хеерман, Д.В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике / Д. В. Хеерман. - М.: Наука, 1990. - 176 с.

90. Хокни, Р. Численное моделирование методом частиц / Р. Хокни, Дж. Иствуд. - М.:Мир, 1987. - 638 с.

91. Шаров, А.В. Результаты экспериментальных исследований лесопо-жарнойгрунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом ротора [Текст] / А.В. Шаров // Воронежский научно-технический вестник. -2019. - Т. 4, № 4 (30). - С. 107-112.

92. Шапиро, В.Я. Математическое моделирование процесса разрушения массива почвогрунта плоскими ножами при использовании грунтоме-

товдля тушения лесных пожаров [Текст] / В.Я.Шапиро, И.В.Григорьев, О. И. Григорьева //Справочник. Инженерный журнал. - 2017. - № 12. - С. 5559.

93. Щербаков, В.Ф. Рекуперативная система привода гидроподъёмных машин / В. Ф. Щербаков // Строительные и дорожные машины. - 2008. -№ 9. - С. 49-51.

94. Щерба, В. Е. Анализ влияния геометрических параметров рубашечного пространства на характеристики поршневого компрессора с системой охлаждения использующей колебания давления газа на линии всасывания [Текст] / В.Е. Щерба, А.В. Григорьев, Д.А. Труханова, В.Р. Ведрученко, Н. С. Галдин, А.Т. Рыбак //Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства:мат-лы 7-й междунар. науч.-техн. конф. - 2017. -С. 121122.

95. Шмойлова, Р.А. Теория статистики / Р. А.Шмойлова. - 4 изд. - М.: Финансы и статистика, 2004. - 656 с.

96. Rybak, A.T. Modeling and calculation of hydromechanical systems dynamics based on the volume rigidity theory / A. T. Rybak, M. P. Shishkarev, A. A. Demyanov, V. P. Zharov // MATEC Web of Conferences. - 2018. - Vol. 26. - P.01001.

97. Popikov, P. I.Increasing the efficiency of the working process of a forest fire ground-sweeping machine with an energy-saving hydraulic drive of the throwing rotor / P. I.Popikov, M. A.Gnusov, V. P.Popikov, A. V.Sharov // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng,1001 012021. - 2020.

98. Sabri, Y. Forest fire detection and localization with wireless sensor networks (Conference Paper) [Текст] / Y. Sabri, N. El.Kamoun // 1st International Conference on Networked Systems, NETYS 2013, Marrakech, Morocco, 2-4 May 2013. - Code 98956.

99. Gao, K.T. Forecasting forest fire risk grade of forest sub-compartment (Article) [Текст] / K.T. Gao, P.J. Liu, X.M. Tang // Research Institute of Resource

Information Techniques, Chinese Academy of Forestry, Beijing, 100091, China. -2013. - Vol. 35. - P. 61-66.

100. Bertoldo, S. Safety in forest fire fighting action: A new radiometric model to evaluate the safety distance for firemen working with hand-operated systems (Conference Paper) [Текст] / S. Bertoldo, L. Corgnati, A. Losso, G. Perona // 3rd International Conference on Modelling, Monitoring and Management of Forest Fires 2012, FIVA 2012, New Forest, United Kingdom. - 2012. - Vol. 158. -P. 3-12.

101. Yue, J. Risk management: A probe and study on forest fires (Article) [Текст] / J. Yue, Z. Feng, W. Jiang, X. Yang // College of Natural Resources and Environment, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China - 2007. -Vol. 2. - P. 335-339.

102. Peterson, A.L. Firehawk. TM: Dual-use fire-fighting technology for the National Guard (Article) [Текст] / A.L. Peterson, P.O. Washington // Proceedings of the 1999 : 55th Annual Forum of the American Helicopter Society, FORUM 55, Montreal, Que., Can. - 1999. - Vol. 2. - P. 2292-2297.

103. Bartenev,I. M.Study of efficiency of soil-thrower and fire-break majer on the basis of mathematic simulation / I. M. Bartenev, S. V. Malyukov, M. A. Gnusov, D. S. Stupnikov // International Journal of Mechanical Engineering &Technology (IJMET). ScopusIndexed.- 2018.- Vol. 9,Is. 4. - P. 1008-1018.

104. Modern designs of forest fires machines for soil extinguishment of fire / I. M. Bartenev, S. V. Malyukov, M. A. Gnusov [et. all] // Proceedings of the International symposium "Engineering and earth sciences: applied and fundamental research" (ISEES 2018), Grozni. - 2018. - P. 48-53. - doi:10.2991/isees-18.2018.10.

105. Peterson, A.L. Firehawk. TM: Dual-use fire-fighting technology for the National Guard / A. L. Peterson, P. O. Washington // Proceedings of the 1999 55th Annual Forum of the American Helicopter Society, FORUM 55, Montreal, Que., Can. - 1999. - Vol. 2. - P. 2292-2297.

«Утверждаю»

Директор Новоуеманского филиала СГБУ ВО «Воронежский лесопожарный центр»

АКТ

о внедрении законченной научно-исследовательской, опытио-конструкторской работы

Мы, нижеподписавшиеся, представитель Воронежского государственного лесотехнического университета имени Г.Ф. Морозова в лиие руководителя научно-исследовательской (опытно-конструкторской работы.,д.т.н. Попикова П.И., ответственного исполнителя—в_ лице аспиранта кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин Шарова A.B. и представитель Новоуеманского филиала Специализированного государственного бюджетного учреждения «Воронежский лесопожарный центр», именуемое в дальнейшем «Предприятие», в лице директора Малышева Владимира Викторовича, составили настоящий акт о том, что результаты научно-исследовательской работы на тему «Обоснование параметров и режимов работы л eco пожарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом», выполненной на кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования машин ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова, использованы при прокладке минерализованных полос путем использования опытной конструкции лесогюжарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом.

Внедрение результатов исследований дало возможность Новоусманскому филиалу Специализированного государственного бюджетного учреждения «Воронежский лесопожарный центр» получить

следующий технн к о-эко к ом и че ский эффект: повысилось качество профилактические и лесопожарных операций ^ счет повышения качесгад и эффективности тохнологичес к ого процесса а результате использования опытного образца лесопожаркой гру» гометательиой машины.

Зямечанна и предложения по дальнейшей работе по внедрению: продолжить исследования а области повышения качества проведения профилактических и лесопожарных операций и снижения энергетических затрат лесопожарных и лесохозяйственныхорудий.

Научный руководитеI ь

д. т. и. проф. Попиков ПИ

«Утверждаю» Директор ООО -СИНТЕЗ», к.т.н.

\_1 Лысыч М.Н.

» июня 2019г,

Акт

О внедрении научно-исследовательской работы

Мы, нижеподписавшиеся, представитель Ворон ежского государственного лесотехнического университета имени Г.Ф, Морозова в лице руководителя научно-исследовательской (опытно-конструкторской) работы, доктора технических наук Попшова П.И., ответственного исполнителя в лице аспиранта кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин Шарова A.B.. и представитель ООО «СТАЛЬ -СИНТЕЗ» а лице директора, кандидата технических наук Лысыча М.Н., составили настоящий акт о том, что результаты научно-исследовательской работы на тему «Обоснование параметров и режимов работы лесопожарной грунтометательной машины с энергосберегающим гидроприводом», выполненной на кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования машин ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова в 2019 г., использованы при проектировании экспериментального образца лесопожарной

грунтометательной машины, путем использования математической модели рабочего процесса гидропривода при взаимодействии активных рабочих органов с почвой.

Внедрение результатов исследования дало возможность предприятию получить следующий технико-экономический эффект: за счет использования математической модели рабочего процесса гидропривода при взаимодействии активных рабочих органов с почвой удалось сократить сроки проектирования орудия.

Замечаний и предложения по дальнейшей работе по внедрению: продолжить работу по совершенствованию гидропривода лесопожарной грунтометательной машины для проведения профилактических и лесопожарных работ.

Научный

д.т.н. проф. Попиков П.И.

Исполнитель аспирант

Шаров А.В.

//

РЕКОМЕДОВА1 [О: Учебномет одической комиссией I Трогокол jV 2019 г■.

iau, председателя УМ К по направлению «Технологические машины и оборудование*

K.I.H. дрц.(_ ^^ >Максименков Д.И.

УТВЕРЖДАЮ: I ¡рорекюр ниучебно-^питательной работе Iii ЛI Улп1Л'.ф. Морозова Черных Л.С-

20»_нюня_2019г.

ЕЙН

АКТ

О внедрении и учебный процесс на кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования машин разработок но разделу «Технологические машины н оборудование», предусмотренной госбюджетной тематикой кафедры «Раз работка и обоснование параметров рабочих органов

фунтометательной ............ для тушения низовых пожаров» и согласно

развернутому плану кандидатской .............. аспиранта Шарова A.B.

1. Научный руководитель - Д.ТЛ. проф. Попиков ГШ.

2. Ответственный исполнитель аспирант Шаров A.B.

3. Наименование разделов теми, выполненной аспирантом:

а| теоретические исследования рабочего процесса н параметров энергосберегающего гидропривода лссопожарной фунтометателыюн Mai лины;

б) экспериментальные исследования.

4. Краткое описание результатов внедрения, конечный результат. Разработана математическая модель и новая конструкция

лссопожарной фунтометатедыюй машины с энергосберегающим гидроприводом, позволяющая повысить эффективность » качесгно проведение профилактических и лесопожарных работ.

5. Внедрение но дисциплинам: «Компьютерное моделирование процессов в машинах и оборудовании лесного комплекса», «Теория и конструкция: технологических машин и оборудования лесного комплекса», «Проектирование машин лесного комплекса».

й, Влияние на качество подготовки бакалавров и магистров: результаты исследовании повышают уровень учебного процесса и качество подготовки бакалавров и магистров.

7.

Эффект от внедрения; использование указанных результатов

Технико-экономическая эффективность лесопожарнойгрунтометатель-ной машины

Таблица Е.1- Исходные данные расчёта показателей экономической эффективности экспериментального образца лесопожарнойгрунтометательной машины

Наименование показателя Единицы измерения Базовая модель Проектная модель

Цена орудия руб. 220000 270000

Часовая производительность орудия пог.км/ч 2.0 2,4

Время смены ч 8 8

Число смен 1 1

Годовая загрузка орудия дни 140 140

Цена трактора р. 1800000 1600000

Годовая занятость трактора на всех видах работ час 1120 1120

Количество обслуживающего персонала/разряд ч./разряд 1/у 1/у

Часовая тарифная ставка 1 разряда р. 102 102

Коэффициент, учитывающий надбавки и доплаты 2 2

Дополнительная зарплата % 20 20

Страховые взносы % 30 30

Отчисления по травматизму % 0,9 0,9

Отчисления на амортизацию: - по орудию - по трактору % 14,3 25 14,3 25

Отчисления на ТО и ремонт: - по орудию - по трактору % 23 39 23 39

Комплексная цена нефтепродуктов руб. 41 41

Расход горючего на единицу выработки кг.

Нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений 0,15 0,15

Производительность за 1 час эксплуатационного времени определена по результатам полевых испытаний с учетом средней производительности в час, чистой работы, коэффициента использования эксплуатационного времени, а также с учетом того, что при встрече с препятствием накапливается энергия в гидроаккумуляторе, которая после преодоления препятствия возвращается в гидросистему и обеспечивает более быстрый разгон ротора, при этом длина огреха снижается на 0,8-1.1 м, поэтому длина эффективной полосы с новым энергосберегающим гидроприводом увеличивается на 16-22 % при плотности пней 200 шт/км.

Сменную производительность рассчитаем по формуле

ПСМ = ПЧ-ТСМ , (Е.1)

где П Ч- производительность орудия за один час;

Т СМ - время смены, час.

П ®М = 28 = 16 пог. км/час;

ПО = 2,4 8 = 19,2пог. км/час.

Дневную производительностьрассчитаем по формуле

Пдн Псм • п,

(Е.2)

где - число смен.

ПдН = 16 • 1=16 пог. км/дн;

ПДН = 19,2 • 1=20 пог. км/дн. Годовую производительностьрассчитаем по формуле

ПГОд = Пдн-Д, (Е.3)

где - дни работы орудия в году.

П ®Од = 16 • 140 = 2240пог. км/год; П"0рд = 19,2 • 140 = 2688пог. км/год. 1. Капитальные вложения по орудиюрассчитаем по формуле:

Ко = Ц О • к ! • ^ , (Е.4)

где Ц о- цена орудия, руб.; МО- количество техники,

к ! - коэффициент на монтаж, транспортировку, установку и наладку .

131

к = 220000 • 1,1 • 1=242000 руб.; Кр = 300000 • 1,1 • 1=297000 руб. Капитальныевложения по тракторурассчитаем по формуле:

Кт = Ц т-К , (Е.5)

где - количество тракторов.

Кга=1600000 • 1,1 • 1 =1760000 руб. Общие капитальные вложения:

к = Ко + Кт, (Е.6)

к6 = 242000 + 1760000 = 2002000 руб.; Кпр = 297000 + 1760000 = 2057000 руб. Удельные капитальные вложения:

к = ПЦ (Е.7)

пгод

т.й 2002000 от о г

=893,8 руб.;

К0= ^^ = 765,3 руб.

У 2688 ' ^

Для разработки новой конструкции машины принимаем цену на создание самого орудия:

Ак =300000 руб.

2. Определим текущие затраты для базовой и проектируемой модели машины для тушения лесных пожаров.

3. Для обслуживающего персонала сновная заработная плата:

з о = £ ГТ с Ч-Т СМ^Т к ,-Кд-Л„ (Е.8)

где - тарифная ставка рабочего первого разряда в час, руб.; Т к- тарифный коэффициент ьтого разряда; Кд - коэффициент, учитывающий надбавки и доплаты;

Л- количество рабочих ьтого разряда, чел.; т - общее количество рабочих, обслуживающих орудие, чел. 36 = 102 • 8 • 1,51 1 ^2=2464,3 руб.; 3ПР = 102 81,51^12=2464,3 руб. Определяется дополнительная заработная плата:

Зд = (Е.9)

Д 100 4 '

где О - отчисления на дополнительную заработную плату, %.

6 2464,3-20 Пр 2464,3-20

3° =-= 492,9 руб. 3/ =-= 492,9руб,

Д юо ' ™ д 100 ' V] >

На социальное страхование и по производственному травматизму выплаты определены по формуле:

Зс = (Зо+ЗдХ°с+°^ (Е.10)

где Ос— отчисления на социальное страхование, %;

От— отчисления на производственный травматизм, %.

об (2464, 3 + 492,9)-(30+ 0,9)

Зс =-^-= 913, 8 руб,

(2464, 3 + 492,9)-(30+ 0,9) с ~ 100

3 Р = --:-тктг—-— = 913,8 руб.

с 100 кг

Затраты на оплату труда определяются по формуле:

З = З0 + Зд + Зс, (Е.11) Зб = 2464, 3 + 492,9 + 913, 8 = 3871руб., Зпр = 2464, 3 + 492,9 + 913,8 = 3871руб. Затраты на оплату труда, приходящиеся на единицу выработки, определяются по формуле:

ЗУ = ^Ц (Е.12)

псм

= ^ = 241,9 руб, 37 = Щ = 201, 6 руб.

Амортизационные отчисления по орудию рассчитываются по формуле:

Ао=^р (Е.13)

где Нао— норма амортизации для орудия, %.

.л 242000-14,3 „ . ^ „ ^ ^ . пр 297000-14,3 .„ .„ . ^

А° = —= 34606РУб> V = —= 4247 !РУб-

Ау = тА^' (Е.14)

Амортизационные отчисления на единицу выработки по орудию:

~ пгод

.л 34606 „ - . ^ дПр 42471 „ - _ ^

Ау =-= 15,4 руб.; А"р =-= 15, 8 руб.

У 2240 ™ ' у 2688 ™

Затраты на техническое обслуживание и ремонт по орудию определяются по формуле:

(Е.15)

где Н т 0— отчисления на ТО и ремонт по орудию, %.

Тб = = 55660руб.;Т"Р = 2Ш221 = 68310руб.

Затраты по техническому обслуживанию и ремонту на единицу выработки по орудию:

Ту = ^, (Е.16)

пгод

б = 55660 = пр = 68310 =

У 2240 ^ У 2688 ^

Затраты на амортизацию, техническое обслуживание и ремонт по трактору на единицу выработки определяются по формуле:

2 _ Кт(Нат + Нтт)

^ = 1 о о • (гт • пч ' ( . )

где — норма амортизации для трактора, %;

Н тт — отчисления на ТО и ремонт для трактора, %;

1гт — годовая загрузка трактора на всех видах работ, ч.

1680000- (39 + 25) ^ = 100-1120-2 = 502'9руб" 1760000 • (39 + 25) = 100 • 1120 • 2,4 = 419РУ6"

Расходы на горюче-смазочные материалы в расчёте на единицу выработки определяются по формуле:

Гу = Р-0-Кс-К2, (Е.18)

где Р - комплексная цена горюче-смазочных материалов, руб.; g — расход топлива на единицу выработки, кг; Кс— коэффициент, учитывающий затраты на смазочные материалы; К2 — коэффициент, учитывающий затраты на доставку ГСМ. Г® = 41 • 4,5 • 1,25 • 1,1 = 253, 7 руб., = 41 • 3,9 • 1,25 • 1,1 = 219,9 руб.

Прочие затраты рассчитываются в размере 5 % от суммы предыдущих затрат:

Пу = 0, 0 5 ( Зу + Ау + Ту + 3 Ту + Гу ) , (Е.19)

П® = 0,05 • (241,9 + 15,4 + 24, 8 + 502,9 + 253, 7) = 51,9 руб.; П"р = 0,05 • (201,6 + 15,8 + 25,4 + 419 + 219,9) = 44руб.

Суммируя удельные расходы определяются текущие затраты на единицу выработки по базовому и проектируемому вариантам:

С = Зу + Ау + Ту + 3 ту + Гу + Пу, (Е.20)

С6 = 241,9 + 15,4 + 24,8 + 502,9 + 253, 7 + 51,9 = 1090,6 руб.; Спр = 201,6+ 15,8 + 25,4 + 419 + 219,9 + 44 = 925,7 руб. Определяется абсолютное снижение текущих затрат на единицу выработки по формуле:

АС = С 6-С пР, (Е.21)

где С 6— удельные текущие затраты на эксплуатацию орудия по базовому варианту, руб.;

С пр — удельные текущие затраты на эксплуатацию орудия по проектируемому варианту, руб.

АС = 5005,2 - 4693,46 = 311,74руб. Относительное снижение текущих затрат (%):

А С=^-1 0 0 %, (Е.22)

1090,6-925,7 4C=^Ô9Ô6--100% = 15,1 %.

4. Определение основных показателей экономической эффективности. Условно-годовая экономия от снижения затрат, руб.:

Эу = (С 6 - С пр) • П ПрРд, (Е.23)

где П ПРд — годовая производительность орудия по проектируемому варианту.

Эу = (1090,6 - 925, 7) • 2688 = 443251, 2 руб. Рассчитаем приведённые затраты на единицу выработки (для базовой и проектируемой модели), руб.:

П 3 = С + Е н • Ку, (Е.24)

ПЗб = 1090,6 + 0,15 • 893, 8 = 1224, 7 руб.; ПЗпр = 925,7 + 0,15 • 765, 3 = 1040,5 руб. Экономический эффект от внедрения проектируемой модели на единицу выработки, руб.:

АПЗ = П 3 6 - ПЗ Пр, (Е.25)

где П 3 6 - приведённые затраты на единицу выработки по базовому варианту, руб.;

П 3 пр- приведённые затраты на единицу выработки по проектируемому-варианту, руб.

АПЗ = 1224, 7 - 1040, 5 = 184, 2 руб.

Годовой экономический эффект от внедрения проектируемого варианта, руб.:

Эг = (П 3 6 - П 3 пр) • П прд, (Е.26)

Эг = (1224, 7 - 1040, 5) • 2688 = 495129, 6 руб.

Коэффициент экономической эффективности капитальных вложений:

кэ = ^ (Е.27)

495129,6 К, =-= 1,83.

3 270000

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений:

£ = ^, (Е.28)

270000

По полученным результатам расчета экономической эффективности от введения в производство опытного образца лесопожарнойгрунтометательной машины, годовой экономический эффект составил 495129,6 рублей, а окупаемость дополнительных капитальных вложений составила 0,5 года.