Повышение эффективности трелевки обоснованием показателей работы лесных машин при оперативном контроле свойств почвогрунта

• Автор: Хитров, Егор Германович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 211 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л. Развитие представлений об оценке эффективности лесосечных работ

1.2. Общие сведения о классификации почвогрунтов

1.3. Подходы к определению и прогнозированию показателей взаимодействия машины с поверхностью движения

1.3.1. ШЕЬ-метод

1.3.2. Метод, основанный на решениях задач линейной теории упругости

1.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Общие замечания
2.2. Математическая модель взаимодействия колесного движителя с почвогрунтом лесосеки
2.3. Исследование связи физико-механических свойств почвогрунта и конусного индекса
2.4. Реализация математической модели
2.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. МЕТОДИКА И АППАРАТУРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Общие замечания
3.2. Методика оценки физико-механических свойств почвогрунта по значению конусного индекса
3.3. Методика определения свойств образцов почвогрунта
3.4. Методика статистической обработки результатов опытов
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Общие замечания

4.2. Результаты экспериментов по определению физико-механических свойств почвогрунта
4.3. Результаты экспериментов по оценке физико-механических свойств почвогрунта с использованием величины конусного индекса
4.4. Результаты проверки модели взаимодействия движителя колесной машины с почвогрунтом
4.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение I. Программа для расчета основных параметров процесса взаимодействия движителя колесной лесной машины с почвогрунтом лесосеки

Приложение II. Результаты экспериментов по определению физикомеханических свойств почвогрунта, конусного индекса и оценки физикомеханических свойств почвогрунта по значениям конусного индекса

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Трелевка древесины является одной из важнейших технологических операций лесосечных работ [1] - [5]. Вместе с тем, работа лесных машин зачастую наносит окружающей среде заметный ущерб [2], [6] - [9]. В этой связи внимание многих ученых как в нашей стране, так и за рубежом, сосредоточено на исследовании и технологическом совершенствовании, а также минимизации экологических последствий первичного транспорта леса.
Среди наиболее известных отечественных ученых, изучавших трелевку древесины, необходимо отметить Г.М. Анисимова, 10.10. Герасимова, Э.Ф. Герца, И.В. Григорьева, В.А. Иванова, В.М. Котикова, В.Г. Кочегарова, А.М. Кочнева, В.К. Курьянова, В.А. Макуева, В.Н. Меньшикова, А.И. Никифорову, Ф.В. Пошар-никова, П.Б. Рябухина, B.C. Сюнева, И.Р. Шегельмана, Ю.А. Ширнина и многих других. Более общие вопросы движения машин в условиях буздорожья рассматривались в работах Я.С. Агейкина, Д. Адамса, В.Ф. Бабкова, М.Г. Беккера, Дж. Вонга, В.В. Горячкина, В.В, Гуськова, В.В. Кацыгина. И.П. Кссневича, М.Н. Лстошнева, М.И. Ляско, В.А. Скотникова, Е.А. Чудакова, Б.Л. Шапошника, С.А. Шуклина, С.Б. Шухмана.
Неоднократно указывалось на то, что вопрос взаимодействия движителей лесных машин с почвогрунтами лесосек, являющийся одним из важнейших в рамках исследований по совершенствованию операции трелевки древесины, изучен не полно [6], [7], [10] - [16]. В частности, сравнительно слабо проработаны модели, учитываЕОщие взаимное влияние эластичности движителя, геометрических параметров пятна контакта, нагрузки и физико-механических (либо прочностных) свойств лесного почвогрунта на развитие его деформаций. Вариативность свойств почвогрунта подчеркивает сложность этого вопроса [6], [7].
Анализ литературных источников по тематике исследования показывает, что зачастую авторы используют различные приемы для описания свойств почвогрунта. В отечественных исследованиях чаще используются значения физико-

/ля = 0,8----------—---------- (1.26)
N - 0

Сцепление оценивают по следующей зависимости [23]:
/лт = 0,04 +--------—- (1.27)

1У ЛС/ А?-*-'
В работе [80] предложены зависимости, полученные по результатам обработки полевых испытаний военных вездеходных колесных машин.
Автор предлагает для определения коэффициента тяги использовать зависимость:
"^'•51-у!тЬт <128)
Коэффициент сопротивления качению колеса:
^=0,°4+ °»_2 ■■ (1.29)

За рубежом классическими для сельского хозяйства являются формулы, полученные [71]. В этом исследовании коэффициент сцепления определяют с использованием вспомогательного параметра по (1.2):
цт = 0,75 • [1 - ехр(— 0,ЗСМ5)] (1.30)
Для коэффициента тяги авторы предложили следующую формулу:
/ир = 0,75 ■ [1 - ехр(— ОДС^З1)] -
г 12Л
0,04 + — С

(1.31)
Коэффициент сопротивления качению оценивают по зависимости:
//Й=0,04+Ь1 (1.32)

Однако здесь нужно заметить, что модели получены авторами для сельскохозяйственных тракторов, которые существенно отличаются от лесных машин, что видно из таблицы 1.12 [23].