Применение канатно-рельсовых дорог для трелевки сортиментов. С. 115–125

УДК

625.8:630

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-5-115-125

Аннотация

В статье приведены сдерживающие факторы применения традиционных решений для трелевки древесины в зимний лесозаготовительный период в Северо-Западном федеральном округе Российской Федерации. На основе обзора научной литературы дана классификация канатно-рельсовых дорог, рассмотрены способы крепления платформы или вагона к тяговому тросу, особенности выбора троса. Описаны режимы работы канатно-рельсовых дорог (без двигателя – как лесоспуск, с двигателем без замыкающего троса, с двигателем с замыкающим тросом), рассмотрены основные требования к канатно-рельсовым дорогам и факторы, ограничивающие область применения таких дорог. Предложена методика определения движущих сил. Она учитывает вес движущегося по склону вагона, количество вагонов, угол наклона участка пути, сопротивление движению вагона, дополнительное сопротивление движению вагона при прохождении кривых участков, вес троса, его длину, трение троса о землю, шпалы и другие препятствия, которое зависит от состояния верхнего строения пути, густоты укладки шпал, выступающего на поверхность балласта, смазки троса и других факторов. Кроме перечисленного принимались во внимание потери мощности от сопротивления путевых роликов при огибании их сбегающей ветвью троса, потери на трение в цапфах барабанов лебедки и на огибание тросом барабанов лебедки. В статье обсуждаются условия, при которых возможно передвижение вагона вниз по склону, исключаются пробуксовки и обеспечиваются торможения троса в канавках барабанов. Определены ограничения применения канатно-рельсовых дорог в зависимости от характера пути, подвижного состава, угла наклона трассы, среднего расстояния трелевки. Предложено техническое решение по усовершенствованию существующих канатно-рельсовых дорог с использованием шарнирно-сочлененной каретки, повышающей эксплуатационные свойства канатно-рельсовых дорог. Описанная в статье конструкция позволяет снизить износ канатов и организовать заготовку лесоматериала, в том числе на непрямолинейных трелевочных волоках с углами поворота до 45º. При этом конструкция шарнирно-сочлененной каретки может эффективно применяться на уже находящихся в эксплуатации канатно-рельсовых дорогах.

Сведения об авторах

Е.А. Сурина*, канд. с.-х. наук; ResearcherID: AAD-6192-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8159-8977
Н.С. Минин, канд. с.-х. наук; ResearcherID: AHD-5236-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2926-1146
Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства, ул. Никитова, д. 13, г. Архангельск, Россия, 163062; surina_ea@sevniilh-arh.ru*, n.minin@sevniilh-arh.ru

Ключевые слова

трелевка, древесина, канатно-рельсовая дорога, каретка, методика, расчет, эксплуатация

Для цитирования

Свойкин Ф.В., Свойкин В.Ф., Соколова В.А., Войнаш С.А., Арико С.Е. Применение канатно-рельсовых дорог для трелевки сортиментов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 5. С. 115–125. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-115-125

Литература

1. Азаренок В.А., Герц Э.Ф., Залесов С.В., Мехренцев А.В. Сортиментная заготовка древесины. Екатеринбург: УГЛТУ, 2015. 140 с. 

2. Белая Н.М., Прохоренко А.Г. Канатные лесотранспортные установки. М.: Лесн. пром-сть, 1964. 300 с.

3. Боярский В.С. Канатно-рельсовые дороги с движущимися тросами на лесозаготовках в горных условиях. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1960. 60 с. 

4. Бирман А.Р., Свойкин Ф.В., Королько Н.С., Угрюмов С.А., Вохмянин Н.А., Соколова В.А., Кривоногова А.С. Освоение лесосек со слабонесущими грунтами путем использования канатных установок // Сб. ст. по материалам науч.-техн. конф. ин-та технол. машин и транспорта леса по итогам науч.-исслед. работ 2018 г. / отв. ред. В.А. Соколова. СПб.: СПбГЛТУ, 2019. С. 71–78. https://doi.org/10.21266/SPBFTU.2019.NTK.1

5. Варданян Г.С., Андреев В.И., Атаров Н.М., Горшков А.А. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности. М.: АСВ, 1995. 568 с. 

6. Григорьев И.В., Свойкин Ф.В., Григорьева О.И. Транспортная система для сбора и трелевки древесины в условиях заболоченных лесосек // Транспортные и транспортно-технологические системы: материалы Междунар. науч.-техн. конф. Тюмень: ТюмГНГУ, 2016. С. 93–97. 

7. Григорьев И.В., Свойкин Ф.В., Григорьева О.И., Никифорова А.И. Повышение эффективности освоения заболоченных лесосек в теплый период года // Повышение эффективности лесного комплекса: материалы Второй Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвящ. 65-летию высш. лесн. образования в Республике Карелия. Петрозаводск: ПетрГУ, 2016. С. 68–70. 

8. Дербин В.М., Дебин М.В. Совершенствование сортиментной заготовки древесины // Лесотехн. журн. 2015. Т. 5, № 1(17). С. 128–135. https://doi.org/10.12737/11270

9. Запруднов В.И., Карпачев С.П., Быковский М.А. Технологии и технические средства процессов лесосечных работ // Лесн. вестн. 2017. Т. 21, № 1. С. 108–117. 

10. Кацадзе В.А., Бирман А.Р., Свойкин Ф.В., Королько Н.С., Угрюмов С.А. Модернизация канатных трелевочных установок при разработке труднодоступных лесосек // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. № 6. С. 8–11. https://doi.org/10.31044/1684-2561-2019-0-6-8-11

11. Кокорин И.И., Джиоев А.З. Некоторые возможные области применения подвесных канатных дорог в интересах МТО ВС РФ // Науч. проблемы материально-технич. обеспечения Вооруж. Сил Рос. Федерации. 2019. № 2(12). С. 174–184. 

12. Король С.А., Нехорошев Н.В. Применение канатных установок на трелевке лесоматериалов в горных районах и на грунтах с низкой несущей способностью // Актуал. направления науч. исслед. XXI в.: теория и практика. 2014. Т. 2, № 3-2(8-2). С. 95–98. 

13. Патент РФ 113917 U1, МПК A01G 23/00 (2006.01) B61B 7/00 (2006.01). Канатно-рельсовая трелевочная установка: № 2011147547/13: заявл. 24.11.2011: опубл. 10.03.2012 / И.В. Григорьев, Ф.В. Свойкин, А.И. Никифорова, О.И. Григорьева, А.М. Хахина. 

14. Патент РФ 173954 U1, МПК A01G 23/00 (2006.01). Устройство для сбора древесины канатно-рельсовой трелевочной установки: № 2016124147: заявл. 17.06.2016: опубл. 21.09.2017 / В.М. Дербин, М.В. Дербин, И.В. Григорьев, О.И. Григорьева, Ф.В. Свойкин.

15. Свойкин Ф.В., Соколова В.А., Локштанов Б.М. К вопросу о перспективном направлении развития и анализа разработки труднодоступных переувлажненных лесосек с помощью канатных трелевочных установок в СЗФО РФ // Системы. Методы. Технологии. 2020. № 2(46). С. 87–93. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2020-2-87-93

16. Федоров С.В., Афанасьев Д.В. Теория ременных передач с учетом уравнения энергетического баланса трения // Изв. СамНЦ РАН. 2011. Т. 13, № 4(3). С. 892–895. 

17. Шошин А.О., Протас П.А., Мохов С.П., Гречко В.В. Исследование процесса трелевки хлыстов на заболоченных лесосеках канатными установками в зимний период // Лесозаготов. производство: проблемы и решения: материалы Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. памяти проф. А.С. Федоренчика, Минск, 26–28 апр. 2017 г. Минск: БГТУ, 2017. С. 72–76. 

18. Эттевей С. Механика трения и спасательные работы в альпинизме: докл. на междунар. спасат. симп. 1999 г. Режим доступа: https://angara.net/upload/33/51/f_1383351.pdf (дата обращения: 05.09.23). 

19. Ackerman P., Pulkki R., Gleasure E. Modelling of Wander Ratios, Travel Speeds and Productivity of Cable and Grapple Skidders in Softwood Sawtimber Operations in South Africa. Southern Forests, 2014, vol. 76, iss. 2, pp. 101–110. https://doi.org/10.2989/20702620.2014.917355

20. Erber G., Spinelli R. Timber Extraction by Cable Yarding on Flat and Wet Terrain: a Survey of Cable Yarder Manufacturer’s Experience. Silva Fennica, 2020, vol. 54, no. 2. https://doi.org/10.14214/sf.10211

21. Kellogg L.D. Planning and Operational Considerations for High Quality Forestry for Sleep Ground. Special Thinning and Harvesting Planning for Skyline Operations Workshop. Oregon State University, College of Forestry, Corvallis, Oregon, 1997. 33 p.

22. Munteanu C., Iordache E., Borz S.A., Ignea G., Yoshida M. Performance and Cost of Downhill Cable Yarding Operations in a Group Shelterwood System. Journal of Forest Research, 2019, vol. 24, no. 3, pp. 125–130. https://doi.org/10.1080/13416979.2019.1603577

23. Spinelli R., Magagnotti N., Visser R., Thees O., Sauter U.H., Krajnc N., Riond C. Cable Logging Contract Rates in the Alps the Effect of Regional Variability and Technical Constraints. Croatian Journal of Forest Engineering, 2015, vol. 36, no. 2, pр. 195–203.

24. Svoykin F.V., Sokolova V.A., Korolko N.S., Shoshin A.O. Constructive Solutions to Improve Cable Haulers for Development of Hard-to-reach Cutting Areas. E3S Web of Conferences, 2020, vol. 193, no. 01048. Availabie at: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019301048 (accessed 05.09.23).