Совершенствование параметров технологического процесса вибрационного корчевания пней и деревьев тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Михитаров Александр Рафаилович

• Михитаров Александр Рафаилович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Михитаров Александр Рафаилович

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ МЕХАНИЗИРОВАННОГО УДАЛЕНИЯ ПНЕЙ И ДЕРЕВЬЕВ

1.1 Методы расчистки вырубок от пней и отдельных деревьев

1.2 Технические средства машинного способа корчёвки

1.3 Анализ технических характеристик, рассмотренных типов машин

1.4 Обзор лесных машин, использующих вибрацию при корчёвке

1.5 Анализ технических характеристик рассмотренных машин с вибрационным действием

1.6 Выводы по главе. Цель и задачи исследования

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСЧЁТНЫХ НАГРУЗОК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

2.1 Выбор модельного дерева

2.2 Определение геометрических параметров ствола модельного дерева

2.3 Определение плотности ствола модельного дерева

2.4 Расчёт приведённой массы модельного дерева

2.5 Определение продольной жёсткости ствола

2.6 Определение жёсткости ствола при кручении

2.7 Определение геометрических характеристик и массы почвенно-корневой системы (ПКС) модельного дерева

2.7.1 Особенности строения корневой системы сосны, ели и берёзы

2.7.2 Определение объёма и массы корневой системы сосны, ели и берёзы

2.7.3 Определение размеров корневой системы сосны, ели и берёзы

2.7.4 Определение объёма и массы ПКС сосны, ели и берёзы

2.8 Расчёт силы корчевания

2.9 Определение жёсткости ПКС

2.9.1 Определение жёсткости корневой системы при крутильных колебаниях

2.9.2 Определение жёсткости призмы почвогрунта при крутильных колебаниях

2.9.3 Определение жёсткости ПКС при крутильных колебаниях

2.9.4 Определение продольной жёсткости корневой системы

2.9.5 Определение продольной жёсткости призмы почвогрунта

2.9.6 Определение продольной жёстко сти ПКС

2.10 Определение приведённой массы технологического оборудования

2.10.1 Технологический регламент работы виброкорчевальной машины

2.10.2 Установление инерционных параметров гидроманипулятора

2.10.3 Определение геометрических параметров манипулятора

2.11 Определение приведённой жёсткости манипулятора при продольных колебаниях

2.11.1 Приведённая жёсткость гидроцилиндров манипулятора

2.11.2 Приведённая жёсткость металлоконструкций стрелы и рукояти

2.11.3 Определение приведённой суммарной жёсткости гидроцилиндров и металлоконструкций стрелы и рукояти

2.12 Определение приведённой жёсткости манипулятора при крутильных колебаниях

2.13 Динамические характеристики механической системы при продольных колебаниях

2.14 Динамические характеристики механической системы при крутильных колебаниях

2.15 Выводы по главе

3 ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВИБРАЦИОННОГО КОРЧЕВАНИЯ

3.1 Анализ предшествующего опыта теоретических исследований по вопросам применения вибрации при корчевании пней и деревьев

3.2 Динамическая модель механической системы «машина-дерево-ПКС» при воздействии продольных колебаний

3.2.1 Определение собственных частот механической системы «машина-дерево-ПКС»

3.2.2 Анализ амплитудно-частотных характеристик системы «машина-дерево-ПКС»

3.3 Динамическая модель механической системы «машина-ПКС» при воздействии продольных колебаний

3.3.1 Определение собственных частот механической системы «машина-ПКС»

3.3.2 Анализ амплитудно-частотных характеристик механической системы «машина-ПКС»

3.4 Динамическая модель механической системы «машина-дерево-ПКС» при воздействии крутильных колебаний

3.4.1 Определение собственных частот механической системы «машина-дерево-ПКС»

3.4.2 Анализ амплитудно-частотных характеристик системы «машина-дерево-ПКС»

3.5 Динамическая модель механической системы «машина-ПКС» при

воздействии крутильных колебаний

3.5.1 Определение собственных частот механической системы «машина-ПКС»

3.5.2 Анализ амплитудно-частотных характеристик механической

системы «машина -ПКС»

3.6 Сравнение эффективности двух типов вибрационного воздействия при корчевании

3.7 Выводы по главе

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Создание установки, моделирующей технологический процесс вибрационного корчевания

4.2 Установление резонансных частот

4.3 Определение модуля сдвига древесины при кручении

4.3.1 Расчёт модуля сдвига древесины при кручении

4.4 Выводы по главе

5 ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО КОРЧЕВАНИЯ НА ЛЕСНЫХ МАШИНАХ

5.1 Конструкции захватных устройств корчевальной машины с вибрационным оборудованием

5.2 Рекомендации к применению вибрационного оборудования при корчевании пней и деревьев

5.3 Последовательность операций при корчевании пней и деревьев с помощью вибрационного оборудования

5.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

П.1 Определение длины корней модельного дерева

П.2 Амплитудно-частотные характеристики механической системы

«машина дерево-ПКС»

П.2.1 Амплитудно-частотные характеристики при продольных

колебаниях

П.2.2 Амплитудно-частотные характеристики при крутильных

колебаниях

П.2.3 Амплитудно-частотные характеристики механической системы

«машина-дерево-ПКС», полученные экспериментально

П.2.4 Собственные частоты механической системы «машина-дерево-

ПКС» при продольных колебаниях

П.2.5 Амплитуды механической системы «машина-дерево-ПКС» при

продольных колебаниях в режиме оптимальной частоты

П.2.6 Собственные частоты механической системы «машина-дерево-

ПКС» при крутильных колебаниях

П.2.7 Амплитуды механической системы «машина-дерево-ПКС» при

крутильных колебаниях в режиме оптимальной частоты

П.2.8 Сводная таблица амплитудно-частотных характеристик

механической системы «машина-дерево-ПКС»

П.2.9 Амплитудно-частотные характеристики механической системы

«машина-ПКС» при продольных колебаниях

П.2.10 Амплитудно-частотные характеристики механической системы

«машина-ПКС» при крутильных колебаниях

П.2.11 Собственные частоты механической системы «машина-ПКС»

при продольных колебаниях

П.2.12 Амплитуды механической системы «машина-ПКС» при

продольных колебаниях в режиме оптимальной частоты

П.2.13 Собственные частоты механической системы «машина-ПКС»

при крутильных колебаниях

П.2.14 Амплитуды механической системы «машина-ПКС» при

крутильных колебаниях в режиме оптимальной частоты

П.2.15 Сводная таблица амплитудно-частотных характеристик

механической системы «машина- ПКС»

П.3 Параметры применяемых вибраторов

П.4 Акт внедрения в учебный процесс результатов диссертационного 184 исследования

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование параметров технологического процесса вибрационного корчевания пней и деревьев»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Работа посвящена совершенствованию технологического процесса корчевания пней и деревьев путём разработки перспективных технических средств для лесорасчистки и рубок ухода. Технологии, используемые в этой области, представлены в основном рычажными корчевателями на гусеничном ходу прошлого поколения, имеющими низкую производительность и функциональность. В настоящее время на лесозаготовках применяют современные многофункциональные валочные и транспортные машины, зачастую импортного производства. В результате сложилась ситуация, когда площадь вырубаемого леса стала превосходить площадь восстанавливаемого, по некоторым данным, в два раза [1]. Всё это приводит к временному эффекту, а в конечном счёте к снижению производства деловой древесины и разрушению отечественной лесной машиностроительной отрасли [2].

Компенсировать недостаток данной лесохозяйственной техники пытаются внедрением технологии понижения пней с помощью специальных машин с фрезеровальным оборудованием (мульчеров). При этом вся корневая древесина остаётся в земле.

Направление научно-технического прогресса в лесном комплексе обозначено в распоряжении Правительства РФ от 11 февраля 2021 г. №2 312-р «Об утверждении Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года» [3] и другими нормативными документами, где поставлена задача по выполнению работ по созданию технических средств.

Для разработки корчевальных машин с новыми принципами работы и ранее предпринимались значительные усилия. Одним из перспективных направлений считалось использование вибрации [4-9]. Было отмечено, что виброкорчеватели сохраняют плодородный слой почвы, не требуют большого усилия, не оставляют глубоких корневых ям. Но широкого внедрения в лесном хозяйстве до настоящего времени эта техника так и не получила.

Причина здесь видится в неэффективном использовании энергии вибрации. Из теории колебаний известно, что использование вибрации может как увеличивать эффективное воздействие на динамику системы, так и привести к обратному эффекту: значительному возрастанию динамических нагрузок на машину. При правильном подборе параметров вибрационного воздействия ожидается значительное снижение силы корчевания [10-14], в следствии чего появляется возможность создания полноценных машин, имеющих возможность корчевать деревья больших диаметров (более 40 см) и пни (более 50 см) при приемлемых энергозатратах.

Для решения такой задачи предлагается к использованию при лесорасчистке и рубках ухода корчевальная гусеничная машина на базе экскаватора с захватным устройством, оборудованным вибраторами, предназначенная для корчёвки как пней, так и целых деревьев [15].

Использование вибрационного воздействия при корчёвке, как известно, уменьшает сопротивление корневой системы при извлечении её из грунта. что позволяет выполнять эти действия с меньшими затратами за меньшее время. Кроме того, наличие вибраторов даёт возможность отряхивать массу грунта, извлекаемую вместе с корневой системой в образовавшуюся яму. При современном подходе, основанном преимущественно на безотходном производстве, это очень ценно [16]. Также достоинством такой конструкции машины является возможность проводить складирование полученных древесных материалов или погрузку на транспортные средства.

Данная машина может использоваться при рубках ухода, проводя валку нежелательных деревьев вместе с корнями за один приём. Максимальный диаметр деревьев при этом составляет 48 см, а максимальный диаметр корчуемого пня - 60 см.

Развитие конструкций машин для корчёвки, позволяющих проводить полноценно лесорасчистку, позволит улучшить технологический процесс лесовосстановительных работ. Актуальным направлением здесь является развитие конструкций машин, с использованием вибрационной технологии для корчевания.

Степень разработанности

Вопросы применения вибрации в лесных корчевальных машинах рассматривались в работах известных советских и зарубежных учёных. А.М. Воронин (1967) [6] проанализировал факторы, влияющие на силу корчевания пней; Г. Шепеши (1966) [6] указывал на снижение усилия корчевания при использовании вибрации [8]. Наиболее полно вибрационное воздействие нашло отражение в работах М.У. Скальского (1968), предложившего использование виброударного захватного устройства для корчевания пней [9]. Вибрационные технологии были реализованы в проектах И.Р Шегельмана (1979) (машина для корчёвки пней ЛП-52) [7, 17]. Развитие этой технологии предложено в патенте Ш4067369А Грэди Р. Хармон, и др. (1978) [18]. Показана валочная машина на гусеничном ходу с вибрационным захватным устройством, в котором вибрация, переданная ножам для резки боковых корней, одновременно служит средством для извлечения дерева из почвы. Возможности использования вибрации для повышения эффективности корчевания были изучены И. Чупи и Е. Совати (2005) [6]. Обоснованию применения вибрации при корчевании была посвящена работа В.Л. Савича (2013)

[19].

Больших успехов в использовании вибрации достигли в создании оборудования для погружения (извлечения) свай, которое пользуется популярностью в мире. Есть варианты специальной техники и навесной на базе экскаваторов [20].

Но нужно отметить, что развитие технологии корчевания с применением вибрации находится ещё на стадии исследования по созданию эффективной техники.

Цель работы - определение условий эффективности вибрационного воздействия на почвенно-корневую систему при корчевании пней и деревьев.

Задачи исследования:

1. Разработка расчётной модели почвенно-корневой системы (далее ПКС).

2. Разработка динамических моделей взаимодействия корчевальной машины с деревом (пнём) при его корчевании с применением продольной и крутильной вибрации.

3. Создание физической модели для исследования влияния вибрации на динамику системы «машина -дерево- ПКС».

4. Проведение экспериментальных исследований по определению: а) оптимальной частоты возмущающей силы при продольных колебаниях системы «машина -дерево- ПКС»; б) модуля сдвига древесины при кручении.

5. Разработка предложений по конструкциям вибрационного захватного устройства корчевальной машины.

Объект исследования: вибрационное корчевание пней и деревьев.

Предмет исследования: совершенствование технологического процесса корчевания.

Соответствие паспорту специальности

Данная диссертационная работа соответствует паспорту специальности 4.3.4. Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины, пункту 1. Параметры и показатели предмета труда в лесном хозяйстве и лесной промышленности как объекта обработки (технологических воздействий), создание информационных баз и пункту 5. Компоновка, типы, параметры и режимы работы машин лесохозяйственных и лесопромышленных производств.

Научная новизна исследования:

1. Расчетные модели почвенно-корневой системы дерева, отличающиеся тем, что они позволяют определять продольную жесткость и жесткость на кручение в зависимости от типа корневой системы.

2. Динамические модели технологического процесса корчевания пней и деревьев, отличающиеся тем, что они представлены в виде механических систем с тремя степенями свободы при продольном и крутильном вибрационном воздействии, обеспечивающим эффективность процесса корчевания в установленном диапазоне частот.

3. Оригинальная физическая модель для исследования динамики продольных колебаний при корчевании с использованием вибрации (патент №180839 Ш). Она наглядно демонстрирует вибрационный эффект перераспределения энергии в механической системе, когда при определённой частоте возмущающей силы вся энергия передается на совершение вынужденных колебаний только массе почвенно-корневой системы, а две другие массы остаются в покое или совершают свободные колебания.

4. Новые технико-технологические решения захватных устройств для корчевания пней и деревьев с применением продольной (патент №200044 Ш) и крутильной вибрации, отличающиеся тем, что они обеспечивают вибрационное воздействие на основание ствола дерева в соответствии с разработанной динамической моделью технологического процесса корчевания.

Положения, выносимые на защиту:

1. Расчётные модели ПКС, позволяющие определить продольную жесткость и жёсткость на кручение с учётом типа корневой системы дерева.

2. Условия эффективности использования продольной и крутильной вибрации при корчевании пней и деревьев.

3. Критерии выбора продольного и крутильного вибрационного воздействия в зависимости от типа корневой системы дерева.

4. Конструкции захватных устройств, обеспечивающие вибрационное воздействие на основание ствола, в соответствии с динамической моделью системы «машина- дерево-ПКС».

Методы исследования

Главными методами исследования являются: метод научного анализа, моделирование технологического процесса корчевания как механических систем «машина-дерево-ПКС» и «машина-ПКС» с применением вибрации, экспериментальное исследования по определению резонансных частот на физической модели, а также установление зависимости угла поворота образцов древесины трёх пород от крутящего момента, сравнительный анализ.

Теоретическая и практическая значимость диссертации:

Теоретическую значимость работы имеет предложенная методика определения продольной жёсткости и жёсткости на кручение почвенно-корневой системы (ПКС), основанная на расчёте на изгиб горизонтальной корневой системы, учитывающая особенности строения разных пород деревьев. Проведено математическое обоснование выбора диапазона частот возмущения продольной и крутильной вибрации при корчевании пней и деревьев. Для исследования динамики продольных колебаний системы «машина-дерево-ПКС» создана физическая модель (патент № 180839 Ш). Получены экспериментальные значения модуля сдвига древесины трёх пород деревьев при лабораторных испытаниях на кручение, дополняющие известную базу данных по этому параметру.

Практическая значимость работы состоит в том, что она соответствует выполненной научно-исследовательской работе (НИР) и может использоваться на предприятиях, создающих технику для применения в лесном комплексе, со стадии проведения опытно-констукторских работ (ОКР) с последующим изготовлением опытных образцов технологического оборудования, проведением цикла испытаний, успешность которых позволит начать серийное производство.

Основные результаты диссертационного исследования Михитарова А. Р. внедрены в образовательный процесс, реализуемый ФГБОУ ВО «Ухтинский государственный технический университет» по направлению подготовки 35.03.02 «Технологии лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств».

Степень достоверности и апробация результатов исследования

Достоверность результатов работы обеспечена корректностью допущений, принятых при составлении динамических моделей, высоким процентом совпадения результатов теоретических и экспериментальных исследований, которые проводились на физической модели с измерением частоты колебаний вибратора при помощи фототахометра «Актаком» АТТ-6020, имеющего регистрацию в Государственном реестре средств измерений. Лабораторные испытания по определению модуля сдвига корней древесины при кручении

выполнены на сертифицированной машине для испытания образцов на кручение КМ-50-1.

Основные идеи диссертационной работы прошли обсуждение на международных конференциях «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» ВоГУ (г. Вологда, 05 декабря 2013 г., 02-03 декабря 2014 г, 05 декабря 2018 г.), на международной научно-практической конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития»» БГИТУ (г. Брянск, ноябрь 2019 г.), на международной научно-практических конференциях «Лес-2020» и «Лес-2021» (г. Брянск, май 2020 г., май 2021 г.), на Всероссийской V научно-технической конференции-вебинаре «Леса России: политика, промышленность, наука, образование» (г. Санкт-Петербург, 16-18 июня 2020 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы развития Европейского Севера» (Ухта: УГТУ, 2021 г.), на Всероссийской VIII научно-технической конференции «Леса России: политика, промышленность, наука» (Санкт-Петербург, 2023. - С.547-549), на выставке проектов «Молодежь — будущему Республики Коми» УГТУ (г. Ухта, 28 сентября 2018 г.).

Сведения о публикациях автора: Результаты исследования отражены в 17 публикациях, в том числе 2 статьи в периодическом издании, входящим в Перечень Высшей аттестационной комиссии Российской Федерации, 1 статья, входящая в международную базу цитирования Scopus, 2 патента на полезную модель. Опубликованные работы содержат материалы, обладающие научной новизной, имеют ценность с точки зрения теории и практики, отражают комплексный подход к технологическому процессу вибрационного корчевания пней и деревьев, существенно снижающему его энергоёмкость.

Структура и объём работы: диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 162 страниц текста без приложений, 84 рисунка, 34 таблицы, список использованной литературы состоит из 106 наименований, 5 из которых, работы иностранных авторов и приложения.

Личный вклад соискателя. Личный вклад соискателя в получение результатов, изложенных в диссертации, заключается в определении цели и задач

исследования; анализе состояния вопроса по технологическому процессу корчевания пней и деревьев; установлении физико-технических характеристик почвенно-корневой системы деревьев различных пород; разработке динамических характеристик механической системы «машина-дерево-ПКС» при вибрационном корчевании; проведении теоретических и экспериментальных исследований и обработке их результатов; составлении заключения с основными выводами и рекомендациями; подготовке основных публикаций по теме диссертации.

Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами, причём вклад диссертанта был значительным. Результаты исследований, представленные к защите, получены лично автором.

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ МЕХАНИЗИРОВАННОГО

УДАЛЕНИЯ ПНЕЙ И ДЕРЕВЬЕВ

1.1 Методы расчистки вырубок от пней и отдельных деревьев

На сегодняшний день существует множество методов для удаления пней и деревьев вместе с корнями: машинным, взрывным, комбинированным и с помощью виброударного метода [1, 2]. Самое широкое применение получил машинный способ, в основе которого лежит принцип использования сил статического действия, приложенных к дереву в горизонтальном или вертикальном направлении. корчевание с помощью взрывной силы применяется в редких случаях. Оно требует проведения подготовительных работ и соблюдения специальных мер техники безопасности. Особенностям конструкций лесохозяйственных машин были посвящены работы известных ученых: И. М. Зима, А. И. Баранов, Е. И. Власов, И. Р. Шегельман, М. У. Скальский, В. Ф. Кушляев и др. [4 - 9].

Традиционным методом очистки лесных участков от пней и нежелательных деревьев является корчевание машинным способом. В качестве техники для этого часто служат рычажные корчеватели на гусеничном ходу [21]. Принцип их работы заключается в одновременном использовании вертикального усилия и горизонтального движения машины. Но, как известно, для корчевания пня или дерева требуется значительное усилие, и данная техника имеет определённые ограничения, связанные с диаметром корчуемого пня (дерева). Эти факторы являются причиной недостаточной эффективности корчевателей. Также к недостаткам таких машин можно отнести невозможность складирования извлечённых древесных материалов и их погрузку на транспортные средства. К преимуществам данной техники можно отнести возможность проводить корчёвку деревьев малого диаметра и валку деревьев среднего диаметра горизонтальным усилием поднятого отвала, а также полноценную очистку почвы от корневой древесины.

Кроме рычажных корчевателей известны машины с захватно-челюстным механизмом, который крепиться к стреле гидроманипулятора или удерживается на тросе стрелы крана. Наличие управляемого захватного устройства даёт возможность проводить складирование и погрузку извлечённого пня. Такие машины оснащали вибратором. Использование вибрации уменьшало нагрузку на технику, но эффективность была недостаточной [7 - 9].

В последнее время стали использовать иной метод лесорасчистки, предполагающий отказ от корчевания пней и деревьев, и вместо этого применение технологии понижения пней. В качестве главного довода приводится причиняемый при корчевании вред структуре почвы, приводящий к снижению плодородности лесокультурных площадей. Эти работы могут проводиться машинами с фрезеровальным оборудованием (мульчерами) или бензомоторными пилами. Но полноценной расчисткой от древесных остатков этот метод назвать нельзя, так как основная часть корней при этом остаётся в почве и будет препятствовать росту саженцев при лесовосстановлении [22].

Рассмотрим подробнее машины для корчевания, использующие механические усилия и машины, использующие вибрацию. Для этого в качестве базовых машин используют промышленные образцы разных тракторов и экскаваторов, на которые устанавливают навесное оборудование.

1.2 Технические средства машинного способа корчёвки

Оборудование, используемое в машинном способе корчёвки, также можно разделить на основные типы.

Первый тип — использует горизонтальное толкающее усилие, получаемое движением трактора вперёд. Оно отличается большой энергоёмкостью и используется для корчевания мелколесья и валки отдельных деревьев до 35 см массой до 3 тонн (корчеватели-собиратели ДП-25, МП-2А (рис.1.1) [22,23]. Существенным недостатком машин, работающих по принципу сдвигания толкающим усилием трактора (на основе использовани я принципа действия

рычага второго рода), является то, что они вместе с корчуемым деревом сдвигают верхний плодородный слой, тем самым чрезвычайно обедняя почву на расчищаемой площади.

Корчеватель-собиратель ДП-25 (рисунок 1.1) (Д-513А) с гидравлическим управлением навешивается на трактор Т-130. Его конструкция аналогична конструкции и технической характеристике корчевателя Д-513А, который агрегатируется с трактором Т-100М.

Эти корчеватели предназначены для корчевания древесной растительности, пней, извлечения камней из почвы с глубины до 0,8 м и транспортирования их за пределы осваиваемого участка (до 40 м). Корчеватель Д-513А состоит из универсальной рамы 2 (рис.) и отвала 1 с четырьмя зубьями 6. На эту же универсальную раму можно навешивать кусторез Д-514А или отвал бульдозера. Отвал 1 представляет собой балку 5 коробчатого сечения, в которую вварены литые башмаки для крепления зубьев.

Зубья закрепляются в башмаках клиньями. Поверх балки приварены три стойки, закрытые металлическими листами. В балку отвала вварено сферическое гнездо для установки отвала на шаровую головку универсальной рамы.

Рисунок 1.1 - Корчеватель Д-513А: 1— отвал, 2— универсальная рама, 3—цилиндр гидросистемы, 4— металлические листы, 5— коробчатая балка отвала, 6— зубья

Два цилиндра 3 гидросистемы, предназначенные для подъёма и опускания рабочего органа, смонтированы на специальных кронштейнах. Максимальное усилие при заглублении на каждом штоке гидроцилиндра 78,5 кН, а при корчевании (выглублении) 50 кН. Ширина захвата машины 1,4 м. Управление

рабочим органом корчевателя гидрофицировано. Максимальный диаметр корчуемых машиной пней 45 см. Производительность корчевателя 0,11—0,17 га/ч. Работа корчевателя Д-513А заключается в следующем. Приблизившись к пню на расстояние 1—1,5 м, тракторист при помощи гидравлики опускает рабочий орган, и корчевальные зубья опускаются под пень. При движении трактора вперёд подъёмом рабочего органа гидравликой вверх пень извлекается из земли. Часть корней извлекается вместе с пнём, а некоторые остаются в почве. Для облегчения вытаскивания больших пней предварительно в два-три захода обрывают боковые корни, а затем производят корчёвку.

При валке деревьев отвал должен занимать самое высокое положение, когда дерево начнет падать, агрегат отводят назад. При валке крупных деревьев (диаметром более 35 см) необходимо подкорчевать корни со стороны, противоположной направлению падения дерева (рисунок 1.2). Работы по корчевке пней, камней, деревьев производят только на первой передаче.

Рисунок 1.2 - Схемы корчёвки деревьев корчевателем

Корчеватель-собиратель МП-2А [22, навешивается на трактор Т-130Б (Т-100МБ).

24], (рисунок 1.3) (Д-695А)

Рисунок 1.3 - Корчеватель-собиратель Д-695-А: 1-клыки, 2-шарнирная навеска, 3-отвал корчевателя, 4-гидроцилиндры подъёма и опускания рамы, 5-противовес, 6-рама противовеса, 7-кронштейн, 8- универсальная рама, 9-выносные гидроцилиндры для поворота отвала, 10- клинья, 11-балка

Машиной можно проводить сплошное корчевание кустарника, мелколесья, мелких и средних пней. Кроме этого, машину можно использовать и для удаления отдельных пней диаметром до 50 см, а также для корчевания деревьев и валунов массой до 3 тонн.

Корчеватель-собиратель Д-695А состоит из универсальной толкающей рамы 8, рабочего органа с пятью клыками 1, уширителей, противовеса 5 и гидросистемы. Универсальная толкающая рама 8 закреплена на тракторе кронштейнами 7, приваренными к рамам тракторных тележек.

На универсальной раме расположены шарнирная навеска 2 для крепления рабочего органа, кронштейны 7 для рамы 6, противовеса 5 и проушины для гидроцилиндров 4 подъёма и опукания рамы и гидроцилиндров 9 поворота отвала. Рабочий орган состоит из нижней балки 11 коробчатого сечения, отвала 3, закрытого лобовым листом, предохраняющий радиатор трактора от повреждений, и пяти клыков 1, вставленных в балку 11 и закреплённых клиньями 10.

Для корчевания кустарника и мелколесья и сбора выкорчеванных пней в валы корчеватель переоборудуют в корчееватель-собиратель. Для этого к отвалу присоединяют правый и левый уширители, имеющие по два зуба-клыка. Наверху отвала уширители крепятся болтами, а внизу— двумя клиньями-замками. Машину с уширителями используют на корчевании и сборе кустарника, пней и камней. При необходимости уширители можно снять. Ширина захвата корчевателя-собирателя с уширителями 3,55 м, а без них— 2,09 м. Шарнирное крепление рабочего органа к раме обеспечивает более лёгкое заглубление зубьев-клыков под пень (валун) и позволяет корчевать его, поворачивая отвал при неподвижном тракторе.

При повороте отвала рама 8 должна опираться на опорные плиты, а подъёмные гидроцилиндры 4 находиться в запертом положении. Гидропривод состоит из гидросистемы трактора, двух гидроцилиндров 9 поворота отвала, двух гидроцилиндров 4 подъёма и опускания универсальной рамы, трубопроводов и шлангов высокого давления. Управление рабочим органом осуществляется из кабины при помощи гидросистемы трактора.

Второй тип —применение вертикального усилия корчевания. Навесным оборудованием, как правило, служит захват. Усилие создаётся с помощью гидроцилиндров с опорой на почву (устройство для валки деревьев вместе с корнями, патент (рисунки 1.4, 1.5) [25], устройство для корчевания деревьев или пней, патент (рисунок 1.6) [26], корчеватель деревьев ГРИП-ЭН-РИП (рисунок 1.7) или с помощью поворотного движения стрелы экскаватора (рисунок 1.8). Из перечисленных машин только устройство для валки деревьев вместе с корнями [25] имеет улучшенные показатели по диаметру корчуемых деревьев, остальные применимы для деревьев не более среднего диаметра.

Устройство для валки деревьев вместе с корнями (варианты) [25]. Изобретение относится к лесной промышленности. Предметом изобретения является валка деревьев путем выкорчевывания их с использованием гидравлического оборудования, где силовой агрегат присоединен к раме для удерживания ствола дерева, к несущей раме и к подъёмному цилиндру (рис. 1.4, 1.5).

Рисунок 1.4 - схема устройства для валки Рисунок 1.5 - схема устройства для валки

деревьев вместе с корнями с составной деревьев вместе с корнями с цельной несущей несущей рамой рамой

1-силовой агрегат; 2- регулировочный узел; 3-несущая рама; 4-опорный валец; 5-толкающий рабочий цилиндр; 6- ствол дерева; 7- рычаги; 8- механизм для удерживания ствола дерева; 9-рама; 10- подъемный рабочий цилиндр; 11- система предупреждения аварий.

Рама для удерживания ствола дерева присоединена к механизму для удерживания ствола, способному захватывать дерево с помощью рычагов. Она приводится в действие с помощью толкающего рабочего цилиндра, а несущая рама

присоединена с возможностью поворота к опорному вальцу, и в случае сочлененной компоновки несущей рамы перемещение двух частей несущей рамы выполняют с помощью регулировочного узла. Верхняя часть толкающего рабочего цилиндра присоединена к первому звену несущей рамы. Другой конец подъемного рабочего цилиндра присоединен к несущей раме или, в случае жесткосоединенной компоновки несущей рамы, один конец регулировочного узла присоединен к ней, в то время как другой конец присоединен к толкающему рабочему цилиндру. Подъемный рабочий цилиндр может быть присоединен к раме для удерживания ствола дерева напрямую или через шарнирно сочлененную силовую передачу. Это позволит упростить конструкцию, обеспечить ее надежность, безопасность действия и пригодность для валки деревьев в широком диапазоне размеров.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Михитаров Александр Рафаилович, 2024 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Григорьев, И. В. Технология и машины лесовосстановительных работ : учебник для вузов / И. В. Григорьев, О. И. Григорьева, А. И. Никифорова - Санкт-Петербург : Лань. - 2015. - 272 с. - Текст : непосредственный.

2. Шекель, А. И. Технология и машины для удаления пней и подготовки посадочных ям : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок» / Александр Иосифович Шекель. - Москва, 1999. - 494 с. - Текст : непосредственный.

3. Российская Федерация. Правительство. Об утверждении Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года : распоряжение от 11.02.2021 № 312-р. - 2021. - Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/573658653?marker=6580IP (дата обращения: 05.02.2024). - Текст : электронный.

4. Янко, Ю. Г. Обоснование технических решений и параметров рабочих органов машины для срезания деревьев с корневой системой: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок» / Юрий Григорьевич Янко. - Санкт-Петербург, 2000. - 158 с. - Текст : непосредственный.

5. Египко, C. B. Технология корчевания одиночных пней комбинированным рабочим органом : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 06.01.02 «Мелиорация, рекультивация и охрана земель» / Сергей Владимирович Египко. - Новочеркасск, 2007. - 212 с. - Текст : непосредственный.

6. Forces required to vertically uproot tree stumps / O. Lindroos, M. Henningsson, D. Athanassiadis, T. Nordfjell. - 2010, Silva Fennica. - 44(4). - p. 681-694. - Text : unmediated.

7. А. с. № 673590 СССР. Грейфер пней / И. Р. Шегельман. -№ 2566472/29 ; заявл. 1978. 01. 09 ; опубл. 1979. 07. 15 , Бюл. № 26. - Текст : непосредственный.

8. Возможность и целесообразность применения усовершенствованной конструкции машины для корчёвки пней ЛП-52 в условиях лесного комплекса / В. Н. Макеев, И. Е. Шевцова, М. С. Солопанов, В. Е. Карпушина. - Текст : непосредственный // Лесотехнический журнал. - 2014. - №1 (13). - С. 173-178.

9. А. с. № 126330 СССР. Виброзахват для корчевания пней / М. У. Скальский. - № 635491/30 ; заявл. 1959. 08. 01 ; опубл. 1960. 10. 10, Бюл. № 4. - Текст : непосредственный.

10. Пановко, Я. Г. Введение в теорию механических колебаний : учебное пособие / Я. Г. Пановко. - Москва : Наука, 1971. - 239 с. - Текст : непосредственный.

11. Бидерман, В. Л. Прикладная теория механических колебаний : учебное пособие / В. Л. Бидерман. - Москва : Высшая школа, 1972. - 416 с. - Текст : непосредственный.

12. Бабаков, И. М. Теория колебаний : учебное пособие / И. М. Бабаков. - 4-е изд., испр. - Москва : Дрофа, 2004. - 592 с. - Текст : непосредственный.

13. Колесников, К. С. Курс теоретической механики / В. И. Дронг, В. В. Дубинин, К. С. Колесников [и др.] - 3-е изд., стереотипное - Москва : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. - 736 с. - Текст : непосредственный.

14. Светлицкий, В. А. Сборник задач по теории колебаний / В. А. Светлицкий, И. В. Стасенко. - Москва : Высшая школа, 1979. - 368 с. - Текст : непосредственный.

15. Добрынин, Ю. А. О преимуществах концепции лесохозяйственной машины с манипулятором для корчевания с применением вибрации / Ю. А. Добрынин, А. Р. Михитаров. - Текст : непосредственный // Леса России: политика, промышленность, наука, образование / Материалы VIII всероссийской научно-технической конференции, 2023. - С. 547-549.

16. Хегай, В. К. Сравнение экономической эффективности способов валки деревьев без корневой системы и с корневой системой / В. К. Хегай, А. Р.

Михитаров. - Текст : непосредственный // Актуальные проблемы развития лесного комплекса / Материалы XIX-ой международной научно-технической Интернет-конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития». - Брянск : БГТУ, 2021. - С. 274-276.

17. А. с. № 545293 СССР. Машина для заготовки деревьев с корнями / И. Р. Шегельман. - № 2167714/15 ; заявл. 1975. 08. 25 ; опубл. 1977. 02 .05, Бюл. № 5. -Текст : непосредственный.

18. Патент US4067369A США. Устройство для извлечения всего дерева / Р. Грэди Хармон, Ала ЛаФайет ; опубл. 10.01.1978. - Текст : непосредственный.

19. Савич, В. Л. Обоснование основных параметров оборудования для виброкорчевки пней и целых деревьев : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» / Савич Василий Леонидович; [Место защиты: Петрозаводский государственный университет]. - Петрозаводск, 2013. - 23 с. - Текст : непосредственный.

20. ABI MOBILRAM-Sistem - революция в технологиях строительства нулевого цикла. - URL: http: //prommashini .ru/upload/buшvie_ust/Универсальные%20установки%20ABL pdf (дата обращения 05.02.2024). - Текст : электронный.

21. Патякин, В. И. Технология и машины лесосечных работ/ В. И. Патякин, И. В. Григорьев, А. К. Редькин, В. А. Иванов [и др.] : учебное пособие. - Санкт-Петербург : СПб ГЛТА, 2009. - 10 с. - Текст : непосредственный.

22. Машины для лесного хозяйства и мелиораций : учебник / А. Ф. Пронин, Г. И. Левитский, М. М. Горлов, Т. А. Модестова. - Москва : Высшая школа, 1982. - 288 с. - Текст : непосредственный.

23. Корчеватель - собиратель ДП-25. - URL: https://cyberpedia.su/15xb5f8.html 2020 (дата обращения 05.02.2024). - Текст : электронный.

24. Застенский Л. С., Неволин Н, Н. Машины и механизмы лесного хозяйства и их эксплуатация/ Л. С. Застенский, Н. Н. Неволин — Вологда: Б.и., 2000.— 395 с.

25. Патент № 8643 Республика Беларусь. Устройство для валки деревьев вместе с корнями (варианты) / Трефан Силард, Трефан Саболц, Трефан Лайош ; заявитель и патентообладатель Трефан Силард, Трефан Саболц, Трефан Лайош ; опубл. 30.12.2006. - Текст : непосредственный.

26. Патент US3823916A США. Устройство для корчевания деревьев или пней / Малкольм Уильям Шоу ; опубл. 16.07.1974. - Текст : непосредственный.

27. Корчеватель деревьев ГРИП-ЭН-РИП. - URL: https://iglus.ru/magazin/product/magazin/product/korchevatel-derevyev-grip-en-rip (дата обращения 05.02.2024). - Текст : электронный.

28. Кукконен, Э. Механизация лесохозяйственных работ : учебник / Эйла Кукконен, Микаэль Кукконен. - Йоэнсуу : НИИ леса Финляндии METLA, 2014. -46 с. - Текст : непосредственный.

29. А. с. № 1050610 СССР. Устройство для срезания деревьев / Ю. Г. Янко, В. Ш. Лифлянский, В. И. Онищенко, А. Г. Дайнович. -№ 3315372/29 ; заявл. 1981. 04. 16 ; опубл. 1983. 10 .30, Бюл. №40. - Текст : непосредственный.

30. Патент № 2760590C1 Российская Федерация, МПК51 A01G 23/06. Устройство для вырезания пней / Е. М. Царев, С. Е. Анисимов, К. П. Рукомойников ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет» (RU). - Заявка № 2021116420 ; заявл. 2021. 06. 27; опубл. 2021. 11. 29. - Текст : непосредственный.

31. Колодий, П. В. Механизация лесохозяйственных работ с основами теоретической механики : учебно-методическое комплекс. Ч. 2 / П. В. Колодий, Т. А. Колодий. - Гомель : ГГУ им. Ф. Скорины, 2009. - 339 с. - Текст : непосредственный.

32. Бартенев, И. М. Экологизация процесса освоения вырубок под лесные культуры / И. М. Бартенев. - Текст : непосредственный // Лесотехнический журнал. - 2011. - № 1. - С. 21-27.

33. Fecon FTX128-L: технические характеристики, описание, обзор. - URL: https://news.ati.su/news/2014/07/07/novyj-samohodnyj-izmelchitel-fecon-ftx128l-410197/ (дата обращения 05.02.2024). - Текст : электронный.

34. Малюков, С. В. Анализ конструкций мульчеров и ротоваторов/ С. В. Малюков, Е. А. Панявина, А. А. Аксенов. - Текст : непосредственный // Лесотехнический журнал. - 2019. - №1. - С. 159-167.

35. Фреза механическая ДЭМ-121. - иЯЬ: Ь11рв://ёкв-tehnika.ru/catalog/dorozhnaya-tehnika/frezy-dorozhnye/freza-mekhanicheskaya-dem-121/ (дата обращения 05.02.2024). - Текст : электронный.

36. Хегай, В. К. Определение продольных резонансных частот дерева / В. К. Хегай, В. Л. Савич, А. Р. Михитаров. - Текст : непосредственный // Актуальные проблемы развития лесного комплекса / Материалы X Международной научно-технической конференции, 2013. - С. 86-90.

37. Хегай, В. К. О выборе оптимальных параметров виброкорчевальной машины / В. К. Хегай, В. Л. Савич, А. Р. Михитаров. - Текст : непосредственный // Актуальные проблемы развития лесного комплекса / Материалы Международной научно-технической конференции, 2015. - С. 148-151.

38. Хегай, В. К. О выборе оптимальных параметров виброкорчевальной машины / В. К. Хегай, В. Л. Савич, А. Р. Михитаров. - Текст : непосредственный // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - 2015. - № 213. - С. 173-182.

39. Хегай, В. К. К вопросу оптимизации динамических характеристик виброкорчевальной машины / В. К. Хегай, В. Л. Савич, А. Р. Михитаров. - Текст : непосредственный // Вестник Дагестанского государственного технического университета. - 2018. - № 2 - С. 149-158.

40. Патент № 105122 Ш Российская Федерация, МПК7 А01 023/06. Устройство для корчевания деревьев (варианты) / В. Л. Савич, В. К. Хегай ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Ухтинский государственный технический университет» (Яи). - Заявка № 2010152668/21 ; заявл. 2010. 22. 12; опубл. 2011. 10. 06. - Текст : непосредственный.

41. Шегельман, И. Р. Методика построения стохастических моделей структуры древостоя по толщине при проектировании лесных машин / И. Р.

Шегельман, П. В. Будник, И. А. Хюннинен. - Текст : непосредственный // Инженерный вестник Дона. - 2018. - № 4 (51). - С. 88-104.

42. Об утверждении Перечня лесорастительных зон Российской Федерации и Перечня лесных районов Российской Федерации (с изменениями на 19 февраля 2019 года. - URL: http://docs.cntd.ru/document/420224339 (дата обращения 05.02.2024). - Текст : электронный.

43. Лесное ресурсоведение : учебник / Ю. А. Ширнин, И. В. Григорьев, А. И. Жукова, А. А. Никифоров. - Йошкар-Ола : ПГТУ, 2012. 356 с. - Текст : непосредственный.

44. Леса и лесное хозяйство Архангельской области / А. А. Листов, В. С. Серый, А. Л. Паршевников, Г. А. Чибисов, Н. П. Чупров. - Архангельск : Архангельский институт леса и лесохимии, 1988. - 134 с. - Текст : непосредственный.

45. Анучин, Н. П. Оптимальные возрасты рубки для лесов Европейской части СССР / Н. П. Анучин. - Москва : Гослесбумиздат, 1960. - 132 с. - Текст : непосредственный.

46. Лесотаксационный справочник / В. К. Захаров, О. А. Трулль, В. С. Мирошников, В. Е. Ермаков. - Минск : Госиздат БССР, 1959. - 300 с. - Текст : непосредственный.

47. Ветров, Л. С. Таксация леса: методические указания : / Л. С. Ветров. -Санкт-Петербург : СПбГЛТУ, 2012. - 62 с. - Текст : непосредственный.

48. Саечников, В. Г. Справочник мастера лесозаготовок / В. Г. Саечников. -Москва : Лесная промышленность, 1975. - 216 с. - Текст : непосредственный.

49. Лесная таксация и лесоустройство : учебник для средних специальных учебных заведений по специальности 3101 "Лесное хозяйство" / В. В. Загреев, Н. Н. Гусев, А. Г. Мошкалев, Ш. А. Селимов. - Москва : Экология, 1991. - 383 с. -Текст : непосредственный.

50. Физика древесины : учебное пособие / А. Н. Чубинский, А. А. Тамби, М. А. Чубинский, К. В. Чаузов [и др.]. - Санкт-Петербург : СПб. ГЛТУ, 2015. - 67 с. -Текст : непосредственный.

51. Тамби, А. А. Научные основы сортообразования пиломатериалов : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук наук : специальность 05.21.05 «Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки» / Александр Сергеевич Тамби. - Новочеркасск, 2007. - 212 с. - Текст : непосредственный.

52. Рябчук, В. П. Физические свойства древесины видов рода сосна / В. П. Рябчук, Т. В. Юскевич, В. М. Гриб. - Текст : непосредственный // Лесной журнал. - 2013. - № 5. - С. 169-170.

53. Винокурова, Р. И. Формирование ствола дерева ели по высоте / Р. И. Винокурова, П. М. Мазуркин. - Текст : непосредственный // Лесной вестник. -2001. - № 5. - С. 137-143.

54. Боровиков, А. М. Справочник по древесине / А. М. Боровиков, Б. Н. Уголев. - Москва : Лесная промышленность, 1989. - 296 с. - Текст : непосредственный.

55. Платонов, А. Д. Изучение изменчивости влажности, плотности и пористости древесины берёзы в стволе дерева / А. Д. Платонов, С. Н. Снегирёва, А. О. Сафонов [и др.]. - Текст : непосредственный // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2018. - № 3 (39). - С. 170173.

56. Полубояринов, О. И. Плотность древесины : учебник / О. И. Полубояринов. - Москва : Лесная промышленность. - 1976. - 160 с. - Текст : непосредственный.

57. Кардамонов, А. Н. Приборы и методы неразрушающего контроля качества лесоматериалов: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук : специальность 05.11.13 «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» / Алексей Николаевич Кардамонов. - Томск, 2004. - 52 с. - Текст : непосредственный.

58. Уголев, Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение : учебник / Б. Н. Уголев. - Москва : Академия, 2004. - 272 с. - Текст : непосредственный.

59. Пейч, H. H. Сушка древесины : учебник / H. H. Пейч, Б. С. Царев. - 2-е изд, перераб. и доп. - Москва : Высшая школа, 1971. - 220 с. - Текст : непосредственный.

60. Колосовская, Е. А. Физические основы взаимодействия древесины с водой / Е. А. Колосовская, С. Р. Лоскутов, Б. С. Чудинов. - Новосибирск : Наука, Сибирское отделение, 1989. - 212 с. - Текст : непосредственный.

61. Механизация лесного хозяйства и садово-паркового строительства : учебник / В. А. Александров, С. Ф. Козьмин, Н. Р. Шоль, А. В. Александров. -Санкт-Петербург : Лань, 2012. - 528 с. - Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/2766 (дата обращения: 06.02.2024).

62. Дарков, А. В. Сопротивление материалов / А. В. Дарков, Г. С. Шпиро. -4-е изд. - Москва : Высшая школа, 1975. - 657 с. - Текст : непосредственный.

63. Жёсткость основных видов фасонных пружин. - URL: https://mash-xxl. info/page/225061195165099011068140112092090174194249203042/ (дата обращения 06.02.2024). - Текст : электронный.

64. Калинин, М. И. Корневедение : учебник / М. И. Калинин. - Москва : Экология, 1991. - 173 с. - Текст : непосредственный.

65. Тюкавина, О. Н. Корневая система сосны обыкновенной в условиях северотаёжной зоны / О. Н. Тюкавина, В. Н. Евдокимов. - Текст : непосредственный // Лесной журнал. - 2016. - № 1. - С. 55-62.

66. Бобкова, К. С. Строение корневых систем древесных пород в различных типах сосновых лесов Зеленоборского стационара / К. С. Бобкова. - Текст : непосредственный // Вопросы экологии сосняков Севера : труды Коми филиала АН СССР. - 1972. - № 24. - С. 52-69.

67. Рахтеенко, И. Н. Корневые системы древесных и кустарниковых пород / И. Н. Рахтеенко. - Ленинград; Москва : Гослесбумиздат, 1952. -107 с. - Текст : непосредственный.

68. Перелыгин, Л. М. Строение древесины / Л. М. Перелыгин. - Москва : АН СССР, 1954. - 201 с. - Текст : непосредственный.

69. Вихров, В. Е. Строение и физико-механические свойства древесины дуба / В. Е. Вихров. - Москва : Изд-во Академии наук СССР, 1954. - 264 с. - Текст : непосредственный.

70. Турский, М. Лесоводство / М. Турский. - 2-е изд. - Москва, 1900, 375 с. - Текст : непосредственный.

71. Шанин, В. Н. Моделирование горизонтального распространения корней деревьев в различных условиях местообитания / В. Н. Шанин. - Текст : непосредственный // Лесоведение. - 2015. - № 2. - с. 130-139.

72. Масленников, Д. Г. Обоснование способа и параметров рабочего органа для удаления древесины из разрабатываемого слоя торфяной залежи : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.15.05 «Технология и комплексная механизация торфяного производства» / Дмитрий Георгиевич Масленников. - Тверь, 1998. - 168 с. - Текст : непосредственный.

73. Аболь, П. И. Исследование сопротивляемости деревьев корчеванию : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.420 «Машины, механизмы и технологии лесоразработок, лесозаготовок и лесного хозяйства» / Павел Иванович Аболь. - Москва, 1969. - 265 с. - Текст : непосредственный.

74. Аболь, П. И. Теоретические предпосылки к процессу корчевания деревьев и пней / П. И. Аболь. - Текст : непосредственный // Труды ЦНИИМЭ. -1969. - № 97. - с. 81-89.

75. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) / НИИОСП им. Герсеванова. - Москва : Стройиздат, 1986. - 415 с. -Текст : непосредственный.

76. Скальский, М. У. Исследование процесса корчевальных работ машинами виброударного действия : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальнось 05.420 «Машины, механизмы и технологии лесоразработок, лесозаготовок и лесного хозяйства» / Михаил Ульянович Скальский. - Львов, 1967. - 275 с. - Текст : непосредственный.

77. Флорин, В. А. Основы механики грунтов : Т. 2 / В. А. Флорин. -Ленинград : Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1961. - 543 с. - Текст : непосредственный.

78. Устройство валочно-пакетирующей машины ЛП-19А. - URL: https://studopedia.ru/9_28994_ustroystvo-valochno-paketiruyushchey-mashini-lp-a.html (дата обращения 06.02.2024). - Текст : электронный.

79. Александров, В. А. Моделирование технологических процессов лесных машин : учебник / В. А. Александров, А. В. Александров. - 3-е изд., перераб. -Санкт-Петербург : Лань, 2016. - 368 с. - Текст : непосредственный.

80. Вильнер, Я. М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Я. М. Вильнер. - Минск : Вышэйшая школа, 1976. - 415 с. - Текст : непосредственный.

81. Дитрих, В. И. Проектирование объемного гидропривода : методические указания к выполнению курсовой работы / В. И. Дитрих, А. А. Андрияс. -Красноярск : СибГТУ, 2008. - 79 с. - Текст : непосредственный.

82. Гоберман, Л. А. Теория, конструкция и расчёт строительных и дорожных машин : учебник для техникумов / Л. А. Гоберман, К. В. Степанян, А. А. Яркин [и др.]. - Москва : Машиностроение, 1979. - 407 с. - Текст : непосредственный.

83. Молотников, В. Я. Курс сопротивления материалов : учебное пособие / В. Я. Молотников. - Санкт-Петербург : Лань, 2006. - 384 с. - Текст : непосредственный.

84. Гастев, Б. Г. Основы динамики лесовозного подвижного состава / Б. Г. Гастев, В. И. Мельников. - Москва : Лесная промышленность, 1967. - 220 с. - Текст : непосредственный.

85. Промышленные вибраторы. Виброоборудование. Каталог продукции. -URL: https://krasmayak.nt-rt.ru/images/showcase/catalog.pdf (дата обращения 06.02.2024). - Текст : электронный.

86. Horvath-Szovati, E. Experimental definition of the primary input of stump extraction and regression analyses of the finding measurement / E. Horvath-Szovati, I.

Czupy. - Hungarian Agricultural Engineering, 2005. - 18:64-66. - Text (visual) : unmediated.

87. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. - Москва : Наука, 1970. - 720 с. - Текст : непосредственный.

88. Михитаров А. Р. Совершенствование технологического оборудования лесохозяйственной машины с манипулятором для корчевания с применением вибрации / А. Р. Михитаров А. Р., Ю. А. Добрынин, - Текст : непосредственный // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - 2024. - № 247. - С. 252-263.

89. Хегай, В. К. О поперечных колебаниях ствола дерева с жёстко закреплённым концом / В. К. Хегай, А. Р. Михитаров. - Текст : непосредственный // Актуальные проблемы развития лесного комплекса / Материалы XIX-ой международной научно-технической Интернет-конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития», 2019. - № 55 - С. 159-162.

90. Khegai, V. Determination of torsional resonant frequencies of a tree / V. Khegai, V. Savich, A. Mihitarov. - Text (visual) : unmediated. // IOP Conference Series : Earth and Environmental Science. - 2019. - № 316. - С. 012020.

91. Пановко, Г. Я. Лекции по основам вибрационных машин и технологий / Г. Я. Пановко. - Москва : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. - 192 с. - Текст : непосредственный.

92. Юнин, Е. К. Динамика глубокого бурения / Е. К. Юнин, В. К. Хегай. -Москва : Недра, 2004. - 288 с. - Текст : непосредственный.

93. Патент № 180 839 U1 Российская Федерация, МПК51 A01 G23/02. Установка для демонстрации резонансных эффектов системы с тремя степенями свободы / В. К. Хегай, В. Л. Савич, А. Р. Михитаров; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Ухтинский государственный технический университет» (RU). -Заявка № 2017104033 ; заявл. 2017. 07. 02; опубл. 2018. 28. 06. - Текст : непосредственный.

94. Савич, В. Л. Применение вибраций в лесных машинах / В. Л. Савич, В. К. Хегай, А. Р. Михитаров. - Текст : электронный // Молодежь - будущему Республики Коми. - 2018. - Раздел 4, п. 5. - Режим доступа: https: //www. ugtu.net/sites/default/files/news/programma_2. pdf. (дата обращения: 06.02.2024).

95. Веников В. А. Сборники рекомендуемых терминов. Выпуск 088. Основы теории подобия и моделирования. Терминология: Наука, 1973. - 22 с. - Текст : непосредственный.

96. Хегай, В. К. Моделирование корчевания дерева с корнями с применением вибрации / В. К. Хегай, В. Л. Савич, А. Р. Михитаров. - Текст : непосредственный // Актуальные проблемы развития лесного комплекса / Материалы XVI Международной научно-технической конференции, 2018. - С. 186-188.

97. Михитаров, А. Р. Определение резонансных частот системы с тремя степенями свободы кручении. Методические указания к лабораторным работам / А. Р. Михитаров. - Ухта : Изд-во УГТУ, 2021. - 13 с. - Текст : непосредственный.

98. Михитаров, А. Р. Экспериментальное определение резонансных частот машины, дерева, ПКС при вибрационном корчевании дерева / А. Р. Михитаров. -Текст : непосредственный // Леса России: политика, промышленность, наука, образование / материалы Всероссийской V научно-технической конференции-вебинара. - Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С. М. Кирова, 2020. - С. 191-193.

99. Перелыгин, Л. М. Древесиноведение / Л. М. Перелыгин. - Москва : Гослесбумиздат, 1949. - 377 с. - Текст : непосредственный.

100. Волынский, В. Н. Взаимосвязь и изменчивость показателей физико-механических свойств древесины / В. Н. Волынский. - 2-е изд. - Архангельск : АГТУ, 2007. - 196 с. - Текст : непосредственный.

101. Писаренко, Г. С. Сопротивление материалов / Г. С. Писаренко. - 5-е изд., перераб. и доп. - Киев : Вища школа, 1986. - 775 с. - Текст : непосредственный.

102. Михитаров, А. Р. Определение модуля сдвига древесины при кручении. Методические указания к лабораторным работам / А. Р. Михитаров. - Ухта : Изд-во УГТУ, 2021. - 11 с. - Текст : непосредственный.

103. Михитаров, А. Р. Определение размеров переходной шейки образцов древесины для испытания на кручение / А. Р. Михитаров. - Текст : непосредственный // Современные проблемы развития Европейского Севера / Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Ухта : УГТУ, 2021. - С. 42-44.

104. Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г. В. Веденяпин. - Москва : Колос, 1965. - 135 с. -Текст : непосредственный.

105. Хегай, В. К. Определение модуля сдвига древесины при кручении / В. К. Хегай, В. Л. Савич, А. Р. Михитаров. - Текст : непосредственный // Актуальные проблемы развития лесного комплекса / Материалы Х!Х-ой международной научно-технической Интернет-конференции «Лесной комплекс: состояние и перспективы развития», 2020. - № 57 - С. 67-70.

106. Патент № 200044 Ш Российская Федерация, МПК А 01 G 23/06, 23/08 (2006.01). Вибрационное захватное устройство для корчевания деревьев с выдвижными ножами / А. Р. Михитаров, В. К. Хегай ; заявитель и патентообладатель Михитаров Александр Рафаилович (Яи). - Заявка № 2020119042 ; заявл. 2020. 21. 07 ; опубл. 2020. 02. 10. - Текст : непосредственный.

ПРИЛОЖЕНИЕ

П. 1. Определение длины крней модельного дерева

а0 := 16.91 а1 := 9.88 а2 := 22.11

^ := 3.07 ^ := 3.10 Ь2 := 6.64 1 := 0.. 2

^ := 0.081 := 0.27 с2 := а11

1. :=■ 1

а

1

Ь.

1 +

С-0.48

е

к0 :=13 Ц := 1.1

к2 := 09

П0 :=12 ^ := 1.0

П2 := 10

С := 1 • к • п

С0: 10 к0 п0

С = 6.673

С1 := 10 • к1 • п1 С = 4.706

С2 := 10 • к2 • П2 С2 = 3.85

Е0 := 11 • к0 • п0 Е0 = 414

Е1 := 11 • к1 • п1

Е = 2.919

Е2 := 11 • к2 • п2 Е = 2.388

В0 := 12 • к0 • п0 В = 4.726

В1 := 12 • к1 • п1

В = 3.332

В2 := 12 • к2 • п2 В = 2.726

Где С! - сосна, Е; - ель, В; - берёза, (1=0 - сосняк лишайниковый, 1=1 - сосняк черничный, 1=2 - сосняк долгомошный).

П.2 Амплитудно-частотные характеристики механической системы «машина-

дерево-ПКС»

П 2.1 Амплитудно-частотные характеристики при продольных колебаниях

1.) Сосна

2.) Ель

А, м

0.05"

А1(р) А2(р) А3(р)

-0.05"

а)

2.) Берёза 0 < р < 320

ЛЬ

юс

150

200

г

I

250

>

Д р, рад/с

1

300

Рисунок П1 - Амплитудно-частотные характеристики механической системы «машина-дерево-ПКС» для трёх пород деревьев при продольных колебаниях: А1 - амплитуда колебания ПКС, А2 - амплитуда колебания машины, А3 - амплитуда колебания ствола, р

циклическая частота возмущающей силы

П 2.2 Амплитудно-частотные характеристики при крутильных колебаниях

1.) Сосна

3.) Ель

4.) Берёза

Рисунок П2 - Амплитудно-частотные характеристики механической системы «машина-дерево-ПКС» для трёх пород деревьев при крутильных колебаниях: А1 - амплитуда колебания ПКС, А2 - амплитуда колебания машины, Аз - амплитуда колебания ствола, р

циклическая частота возмущающей силы

П 2.3 Амплитудно-частотные характеристики механической системы «машина дерево-ПКС», полученные экспериментально

<2о:= 138

т := 0.067 т := 0.608 т := 0 095

с := 387

с2 := 935

6 4 Д(р) := Р - Р ■

+ с± + + с± + ^ т т т т т

+ р

^ := 2423

"1 2

т т т т тт т т т1 т т т

с с

— + — + — + — + — = 5.076х 10 ттттт

А

= 6.3 х 10

С2

С2 50

(

А1(р):= -

2 С3^

Р--

т3

А(р)

т3

т2

(

А2(р) :=

23

Р--

т3

А

т2

2 2 — +--р

А(р)

А3(р):= -

с с

= 2.266 х 10

т2 т1 ■ т3 ) т1 т2 т3

= 5.789х 106

т2 т3

2 с1 р-- т1 с2 ^ % с3 Ы+Ы

т1 ) т2 т3 \ т1

А(р)

140.468

Рисунок П3 - Амплитудно-частотные характеристики механической системы «машина-дерево-ПКС» при продольных колебаниях, полученных экспериментально: А1 - амплитуда колебания ПКС, А2 - амплитуда колебания машины, Аз - амплитуда колебания ствола, р -

циклическая частота возмущающей силы

с1 с3

с2 с3

с1 с3

с2 с3

с2 с3

2

+

+

+

+

+

т1 т2 т3

с

с ■ с

с1 с2

с ■с

с1 с3

с ■ с

с2 с3

с ■с

с1 с3

с ■ с

с2 с3

+

+

+

+

+

т

т

т

т

5

6 с3

сс

0

2

4

4

т

1 т2

тт

5

0

т1 т2

тт

П 2.4 Собственные частоты механической системы «машина-дерево-ПКС» при

продольных колебаниях

1.) Сосна

а :=-9.12110

I 2 1

а

4

Ь := 1.68510

8

с :=-1.2310

10

Р :="

,3

V 3 у

+ Ь

I а 1 I а- Ь 1 а := 2 • 1 — 1 - I — I + с I 3 У I 3 У

Я = -5.11 х 10

13

р = -2.605х 10

9

Ч р У3+1 а 12

= 0.051

а

« = -1.696х 10' ф := 0.051

24

У1 := 2\1-р •С°8( |

у2 := 2\1 "7 •С08

ф 1 2^ 3 У 3

у. := Ъ \--cos

3 3

2^ 3

Р := /У 1 -

а

3

Р =

0

298.873 8.653 V 42.544 у

Р := У, -

Р :=

Р = 298.873 Р = 8.653 Р = 42.544

а

а

у

3

3

3

2.) Ель

4

+ Ь

Ь :=-7.42710

I I2

Р :

V 3

ЧР У3 -V!

с := 5.074И0

а :=

8

а :=-3.07510'

10

+ а

« = 4.415 х 10' = 0.0441 ф := 0.291

23

-2 •

а

у1 := 2 1т с081 з

У2 :=Чт с°8

У3 := 2

Р1 :=

-Р

ф 1 2^ л 3 У 3

ф 1 2^ л 3 У 3

Ь

1 - 3

I 0 1

272.1 63.5381

Р2 :Ч У2- 3

Р = 272.1 Р = 63.5381 Р = 65.336

13 9

Я = -3.038х 10 р = -1.839х 109

'3 - 3

3

2

3

Ь

Р

3

Р

3.) Берёза

Ь := -9.01 ^10

.4

Р :="

I Ь_21

V 3 у

+ с

с := 9.35310

Я := 2

8

а :=-5.96810

10

+ а

Я = -5.424х 10

13

р =-1.771 х 109

9

5 :=

-2 • ^ а

« = 5.299х 10

26

= 0.8491 ф := 0.406

у1 :=2\1 т с08 I-ф

У2 := 2\|у с08

ф 1 2^ л 3 У 3

У- := Ъ \--с08

3 3

Р1 :=. У1 -

2 л 3

3

Р2:=.(У2 - 3

Р=

0

279.604 16.832 V 107.88 у

Р = 279.604 Р = 16.832 Р = 107.88

3

Ь

с

3

3

3

2

Р

а

+

3