Влияние состава древостоя на временной цикл работы харвестера. С. 153-165

УДК

630*3

DOI:

10.37482/0536-1036-2024-3-153-165

Аннотация

Краткий анализ исследований, посвященных лесозаготовительной технике, позволил сделать вывод о необходимости дополнительного изучения степени влияния на производительность харвестера лесоводственно-таксационных показателей древостоя, содержащих количественную информацию о заготавливаемых и остающихся на доращивание деревьях. Степень влияния количественных показателей древостоя на работу харвестера носит случайный характер, что обусловлено бесконечно большим разнообразием вариантов пространственного расположения деревьев на пасеках. В статье представлены результаты производственного эксперимента по оценке воздействия количественных характеристик древостоя на продолжительность отдельных элементов цикла работы харвестера. В число анализируемых факторов были включены общее количество деревьев на 1 га и доля вырубаемого компонента древостоя. Данные факторы играют значительную роль в оценке сменной и часовой производительностей машин, однако при анализе продолжительности ряда элементов цикла работы манипуляторных машин важность этих показателей многими исследователями недооценена и в целях повышения удобства и простоты расчетов названные показатели не используются при обосновании трудозатрат. Оба фактора были рассмотрены на 3 уровнях варьирования. В результате доказано значимое влияние анализируемых факторов на продолжительность 3 независимых элементов цикла работы машины: наведения манипулятора на дерево, подтаскивания хлыста в зону обработки и перемещения харвестера между рабочими позициями. Эксперимент осуществлен с использованием харвестера Silvatec 8266TH в условиях его работы на пасеках с различными лесоводственными и таксационными характеристиками. Показана последовательность проведения производственного эксперимента и статистической обработки полученных данных. Дисперсионный анализ позволил сделать вывод о необходимости комплексного учета исследованных факторов при оценке каждой технологической операции. Результаты могут быть использованы для совершенствования математических зависимостей в расчетах производительности и трудозатрат при проектировании лесосечных работ.

Сведения об авторах

К.П. Рукомойников*, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: N-6961-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9956-5081
Т.В. Сергеева, аспирант; ResearcherID: AAY-9142-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6367-8340
Т.А. Гилязова, аспирант; ResearcherID: AFY-3945-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6067-7185
Е.М. Царев, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: AAB-2166-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5695-3028
П.Н. Анисимов, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: S-2129-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7789-2399

Поволжский государственный технологический университет, пл. Ленина, д. 3, г. Йошкар-Ола, Россия, 424000; RukomojnikovKP@volgatech.net*, Sergeeva2010t@mail.ru, tat-gilyazova@yandex.ru, CarevEM@volgatech.net, AnisimovPN@volgatech.net

Ключевые слова

производственный эксперимент, харвестер, лесосечные работы, выборочная рубка, статистика, лесосека, латинский квадрат, дисперсионный анализ

Для цитирования

Рукомойников К.П., Сергеева Т.В., Гилязова Т.А., Царев Е.М., Анисимов П.Н. Влияние состава древостоя на временной цикл работы харвестера // Изв. вузов. Лесн. журн. 2024. № 3. С. 153–165. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-3-153-165

Литература

1. Азаренок В.А., Герц Э.Ф., Мехренцев А.В. Сортиментная заготовка леса / науч. ред. Н.А. Луганский, Н.В. Лившиц; Урал. гос. лесотехн. акад. Екатеринбург: УГЛТА, 2001. 134 с. 
2. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Свойкин Ф.В., Свойкин В.Ф., Бальде Т.М.Д. Системный анализ технологической эффективности производства сортиментов на базе ВСРМ // Изв. СПбЛТА. 2020. № 233. С. 177–188. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2020.233.177-188
3. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Свойкин Ф.В., Свойкин В.Ф., Бальде Т.М.Д. Системный анализ динамики работы харвестерной головки валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (ХГ ВСРМ) // Изв. СПбЛТА. 2021. № 235. С. 150–164. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2021.235.150-164
4. Григорьев И.В., Редькин А.К., Иванов В.А., Пошарников Ф.В., Шегельман И.Р., Ширнин Ю.А., Кацадзе В.А., Валяжонков В.Д., Бит Ю.А., Матросов А.В., Куницкая О.А. Технология и машины лесосечных работ. СПб.: СПбГЛТУ им. С.М. Кирова, 2012. 362 с. 
5. Мохирев А.П. Методика выбора лесозаготовительных машин под природноклиматические условия // Лесотехн. журн. 2016. Т. 6, № 4(24). С. 208–215. https://doi.org/10.12737/23459
6. Мохирев А.П., Куницкая О.А., Калита Г.А., Вернер Н.Н., Швецова В.В. Оценка надежности лесозаготовительного харвестера // Лесн. вестн. / Forestry Bulletin. 2022. Т. 26, № 5. С. 93–101. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2022-5-93-101
7. Рукомойников К.П. Имитационное моделирование взаимосогласованной работы комплектов адаптивно-модульных лесных машин // Вестн. МГУЛ – Лесн. вестн. 2013. № 3. С. 154–158. 
8. Рукомойников К.П., Сергеева Т.В., Гилязова Т.А., Волдаев М.Н., Царев Е.М., Анисимов С.Е. Компьютерная симуляция разработки лесосек с использованием валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин // Системы. Методы. Технологии. 2022. № 2(54). С. 108–113. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2022-2-108-113
9. Соколов А.П., Осипов Е.В. Имитационное моделирование производственного процесса заготовки древесины с помощью сетей Петри // Лесотехн. журн. 2017. Т. 7, № 3(27). С. 307–314. https://doi.org/10.12737/article_59c2140d704ae5.63513712
10. Хитров Е.Г., Григорьев Г.В., Дмитриева И.Н. Пример расчета производительности харвестера с учетом природно-производственных условий // Актуальные вопросы транспорта в лесном комплексе: материалы Всерос. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 28–29 нояб. 2019 г. СПб.: СПбГЛТУ, 2020. С. 76–80. 
11. Шегельман И.Р., Скрыпник В.И., Галактионов О.Н. Техническое оснащение современных лесозаготовок. СПб.: Профи-информ, 2005. 344 с. 
12. Ширнин Ю.А. Технология и оборудование лесопромышленных производств. Ч. 1. Лесосечные работы. М.: МГУЛ, 2004. 445 с. 
13. Kellogg L.D., Bettinger P. Thinning Productivity and Cost for a Mechanized Cut-to-Length System in the Northwest Pacific Coast Region of the USA. Journal of Forest Engineering, 1994, vol. 5, iss. 2, pp. 43–54. https://doi.org/10.1080/08435243.1994.10702659
14. Li Y. Modeling Operational Forestry Problems in Central Appalachian Hardwood Forests. Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports, 2005, art. no. 4166. https://doi.org/10.33915/etd.4166
15. McNeel J.F., Rutherford D. Modelling Harvester-Forwarder System Performance in a Selection Harvest. Journal of Forest Engineering, 1994, vol. 6, iss. 1, pp. 7–14. https://doi.org/10.1080/08435243.1994.10702661
16. Mederski P.S., Bembenek M., Karaszewski Z., Łacka A., Szczepańska-Álvarez A., Rosińska M. Estimating and Modelling Harvester Productivity in Pine Stands of Different Ages, Densities and Thinning Intensities. Croatian Journal of Forest Engineering, 2016, vol. 37, no. 1, pp. 27–36.
17. Nurminen T., Korpunen H., Uusitalo J. Time Consumption Analysis of the Mechanized Cut-to-Length Harvesting System. Silva Fennica, 2006, vol. 40, no. 2, art. no. 346. https://doi.org/10.14214/sf.346
18. Rukomojnikov K.P., Sergeeva T.V., Gilyazova T.A., Komisar V.P. Computer Modeling to Support Management and Organizational Decisions in the Use of a Forest Harvester. Proceedings of SPIE – the International Society for Optical Engineering, 2022, vol. 12251, art. no. 122510P. https://doi.org/10.1117/12.2631137
19. Sängstuvall L., Bergström D., Lämås T., Nordfjell T. Simulation of Harvester Productivity in Selective and Boom-Corridor Thinning of Young Forests. Scandinavian Journal of Forest Research, 2012, vol. 27, iss. 1, pp. 56–73. https://doi.org/10.1080/02827581.2011.628335