Расчет коэффициента сцепления колесного движителя лесной машины с почвогрунтом. С. 126–134

УДК

630*372/375

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-5-126-134

Аннотация

Вопросы эксплуатационной и экологической эффективности колесных и гусеничных лесных машин рассматриваются в рамках направления, а ранее отдельной научной специальности, «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» достаточно давно. Данное направление взяло начало из трудов специалистов в области механизации сельского хозяйства, детально изучавших взаимосвязи в системе «движитель–почва–урожай». И в сельскохозяйственном, и в лесозаготовительном производствах при рассмотрении взаимодействия движителей лесных машин с поверхностью движения широко использовались и используются методы механики грунтов. Однако лесные почвогрунты являются значительно более сложной для теоретического и экспериментального изучения средой, поскольку имеют ярко выраженную слоистую структуру, включающую органические и неорганические составляющие, и к тому же пронизаны корневой системой древесно-кустарниковой растительности. В настоящее время в лесозаготовительном производстве и лесном хозяйстве доминируют колесные лесные машины различного класса тяги, что связано с их универсальностью, большими эксплуатационными скоростями, возможностью перемещения между лесосеками своим ходом, включая перемещение по дорогам общего пользования. Несмотря на значительный объем теоретических и экспериментальных исследований, выполненных отечественными и зарубежными учеными в области взаимодействия движителей колесных машин с лесными почвогрунтами, до настоящего времени остались слабо проработаны вопросы взаимосвязи шага грунтозацепов и сцепления движителя с почвогрунтом. Это связано в первую очередь с тем, что оценка проходимости машины по сцеплению дается после анализа показателей колееобразования и сопротивления движению. Данная статья направлена на теоретическое решение этого вопроса, развитие подхода к теоретической оценке коэффициента сцепления колесного движителя лесной машины с почвогрунтом.

Сведения об авторах

Е.Г. Хитров¹, д-р техн. наук; ResearcherID: R-8199-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4569-9508
И.С. Должиков², канд. техн. наук; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2738-0483
А.С. Дмитриев³, инж.; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3095-6014
В.А. Каляшов², канд. техн. наук; ResearcherID: ABA-9692-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8145-7058
И.В. Григорьев⁴*, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: S-7085-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5574-1725
О.И. Григорьева⁵, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAC-9570-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5937-0813
¹Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, ул. Политехническая, д. 29, Санкт-Петербург, Россия, 195251; yegorkhitrov@gmail.com
²Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, ул. 2-я Красноармейская, д. 4, Санкт-Петербург, Россия, 190005; idolzhikov222@mail.ru, vit832@yandex.ru
³АО «Гипростроймост – Санкт-Петербург», ул. Яблочкова, д. 7, Санкт-Петербург, Россия, 197198; dmitriev.nauka@mail.ru
⁴Арктический государственный агротехнологический университет, ш. Сергеляхское, 3-й км, д. 3, г. Якутск, Россия, 677007; silver73@inbox.ru
⁵Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург, Россия, 194021; grigoreva_o@list.ru

Ключевые слова

почвогрунты, лесные машины, колееобразование, уплотнение, колесные движители, коэффициент сцепления

Для цитирования

Хитров Е.Г., Должиков И.С., Дмитриев А.С., Каляшов В.А., Григорьев И.В., Григорьева О.И. Расчет коэффициента сцепления колесного движителя лесной машины с почвогрунтом // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 5. С. 126–134. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-126-134

Литература

1. Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей. М.: Машиностроение, 1981. 232 с. 

2. Бурмистрова О.Н., Тетеревлева Е.В., Куницкая О.А. Моделирование взаимодействия колесного движителя сверхнизкого давления со слабонесущей опорной поверхностью // Системы. Методы. Технологии. 2019. № 4(44). С. 95–101. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2019-4-95-101

3. Васильев А.И., Добрецов Р.Ю. Современные методы проведения испытаний с помощью комплексов для интерактивного моделирования // Транспортные системы: междунар. науч. онлайн-конф., 28 окт. 2021 г. / СПбПУ Петра Великого. СПб.: Политех-Пресс, 2021. С. 39–43. 

4. Добрецов Р.Ю., Костромин М.В., Костромин Н.М. Принципы получения характеристик грунта и траектории движения для гусеничного шасси в рамках концепции автоматизации подвижности // Актуальные проблемы защиты и безопасности: тр. XXIV Всерос. науч.-практ. конф., 31 марта – 3 апр. 2021 г. РАРАН: в 7 т. Т. 1. СПб.: НПО Спецматериалов, 2021. С. 368–375. 

5. Костромин Н.М., Добрецов Р.Ю., Костромин М.В. Методика оценки основных параметров грунта при использовании шасси-анализатора // Автомобилестроение: проектирование, конструирование, расчет и технологии ремонта и производства: материалы V Всерос. науч.-практ. конф., Ижевск, 29–30 апр. 2021 г. / под ред. Н.М. Филькина. Ижевск: УИР ИжГТУ им. М.Т. Калашникова, 2021. С. 203–208. 

6. Костромин Н.М., Костромин М.В., Добрецов Р.Ю. Обоснование создания колесного шасси-анализатора для получения характеристик грунта взлетно-посадочных полос и дорог общего пользования // Актуальные проблемы защиты и безопасности: тр. XXV Всерос. науч.-практ. конф., 4–7 апр. 2022 г.: в 6 т. Т. 1. СПб.: НПО Спецматериалов, 2022. С. 396–400. 

7. Кузнецов Д.А., Демидов Н.Н., Добрецов Р.Ю. Адаптация вально-планетарной трансмиссии к использованию на колесном тракторе семейства «Кировец» // Транспортные системы: сб. материалов Междунар. науч. онлайн-конф. для молодых ученых и аспирантов, 29 нояб. 2022 г. СПб.: Политех-Пресс, 2023. С. 11–16. https://doi.org/10.18720/SPBPU/2/id23-3

8. Кузнецов Д.А., Добрецов Р.Ю. Вально-планетарный трансформирующий механизм для лесных и транспортных машин // Повышение эффективности лесного комплекса: материалы Восьмой Всерос. нац. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Петрозаводск: ПетрГУ, 2022. С. 92–94. 

9. Куницкая О.А., Макуев В.А., Стородубцева Т.Н., Калита Г.А., Ревяко С.И., Тимохов Р.С. Проблемы повышения качества отечественного лесного машиностроения // Системы. Методы. Технологии. 2022. № 4(56). С. 57–63. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2022-4-57-63

10. Скубак А.С., Синов А.Д., Макаров А.А., Анохин Р.А., Виноградова Е.А., Суворов С.А., Шапиро В.Я. Автоматизация расчетов глубины колеи при воздействии форвадера на оттаивающий почвогрунт // Актуал. проблемы лесн. комплекса. 2022. Вып. 62. С. 280–283. 

11. Хитров Е.Г., Андронов А.В., Хахина А.М., Григорьев Г.В. Математические модели взаимодействия движителей машин с грунтами // Resources and Technology. 2020. Т. 17, № 4. С. 15–64. https://doi.org/10.15393/j2.art.2020.5422

12. Хитров Е.Г., Андронов А.В., Хахина А.М., Григорьев Г.В. Комплексная оценка взаимодействия движителей машин с лесными грунтами на базе методов теории движения транспорта в условиях бездорожья // Resources and Technology. 2021. Т. 18, № 1. С. 1–52. https://doi.org/10.15393/j2.art.2021.5442

13. Хитров Е.Г., Котенев Е.В., Андронов А.В., Тарадин Г.С., Божбов В.Е. Теоретический расчет несущей способности связного грунта по конусному индексу и механическим свойствам // Изв. СПбЛТА. 2019. Вып. 226. С. 111–123. 

14. Шапиро В.Я. Инвариантность принципов механики контактного разрушения при математическом моделировании процессов лесопромышленного комплекса // Наукосфера. 2022. № 2(1). С. 121–124. 

15. Шапиро В.Я. Влияние анизотропии свойств оттаивающего почвогрунта на устойчивость трелевочного волока на склоне // Актуал. проблемы лесн. комплекса. 2023. № 63. С. 339–342. 

16. Шэнь Ю., Москаленко М.Б., Добрецов Р.Ю. Принципы построения шасси экстремальной проходимости для эксплуатации в лесном комплексе // Повышение эффективности лесного комплекса: материалы Восьмой Всерос. нац. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Петрозаводск: ПетрГУ, 2022. С. 208–209. 

17. Dobretsov R.Y., Lozin A.V., Kaninskii A.O., Rolle V.E. Steering Mechanisms with Alterable Kinematic Parameter. Mechanisms and Machine Science (book series), 2022, vol. 108, pp. 512–521. https://doi.org/10.1007/978-3-030-87383-7_55

18. Dobretsov R.Y., Porshnev G.P., Semenov A.G., Bulakh D.V., Bondar K.A. The Estimation of Main Parameters of the Power Plant and Electromechanical Powertrain for the Wheeled Vehicle. International Review of Mechanical Engineering, 2020, vol. 14, no. 2, pp. 139–145. https://doi.org/10.15866/ireme.v14i2.18262

19. Dobretsov R.Yu., Dobretsova S.B., Troyanovskaya I.P., Tikhonov E.A., Nuretdinov D.I. The Method of Expert Assessments as Applied to the Ranking of Technical Solutions in the Design of a Tractor Gearbox. Journal of Physics: Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. Krasnoyarsk, 2021. https://doi.org/10.3233/AJW210033

20. Kunickaya O., Hertz E., Kruchinin I., Tikhonov E., Ivanov N., Dolmatov N., Zorin M., Grigorev I. Pressure Control Systems for Tire Preservation in Forestry Machinery and Forest Soils. Asian Journal of Water, Environment and Pollution, 2021, vol. 18, no. 3, pp. 95–102. https://doi.org/10.3233/AJW210033

21. Ryabukhin P.B., Kunitskaya O.A., Burgonutdinov A.M., Makuev V.A., Sivtseva T.V., Zadrauskaite N.O., Gerts E.F., Markov O.B. Improving the Efficiency of Forest Companies by Optimizing the Key Indicators of Sustainable Forest Management: a Case Study of the Far East. Forest Science and Technology, 2022, vol. 18, no. 4, pp. 190–200. https://doi.org/10.1080/21580103.2022.2128900