Оценка процесса измельчения напочвенного покрова струной

УДК

634.0.332.1.002.5

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2018.5.126

Аннотация

Необходимость интенсификации множества процессов возникает в отраслях сельского и лесного хозяйства, для этого создается новое оборудование и инновационные технологические схемы. В России наблюдается кризис в области разработки лесохозяйственной техники, снижается количество основных ее видов, увеличивается доля импорта машин и оборудования. Разработка технических решений для измельчения напочвенного покрова (листьев) должна быть направлена, с одной стороны, на сокращение затрат труда, с другой – на развитие техники и технологии измельчения, способствующее снижению энергоемкости этого процесса. В данной статье рассматриваются теоретическая составляющая процесса измельчения подвижной струной, а также энергобаланс процесса и оптимизация энергии, затраченной на эту процедуру, путем увеличения энергии поперечных колебаний струны через выбор оптимальной частоты вращения ротора. Для приведенного конкретного примера в качестве струн-измельчителей использован комплект гитарных струн поскольку технология их изготовления предполагает наличие соответствующих вибраций от внешнего возмущающего воздействия. В нашем случае воздействие обеспечивается периодическим взаимодействием струны с обрабатываемым предметом труда. Следует отметить, что постановка исследования является основой для углубленного рассмотрения процесса разрушения напочвенного покрова с учетом обеспечения резонансного колебания струн в зависимости от их конструктивных параметров и кинематики рабочего органа. В случае усовершенствования данную конструкцию рекомендуется использовать в лесопарковых зонах и на городских придорожных территориях.

Сведения об авторах

Д.Г. Мясищев¹, д-р техн. наук, проф.
Д.Б. Яхяев¹, асп.
В.С. Морозов², д-р техн. наук, проф.
¹Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002;
e-mail: d.myasishchev@narfu.ru, dilmurad-92@mail.ru
²Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Се-верной Двины, д. 22, г. Архангельск, Россия, 163002;
e-mail: v.morozov@narfu.ru

Ключевые слова

измельчение напочвенного покрова, угол измельчения, подвижная струна, натяжение струны, условное удлинение струны, энергобаланс

Для цитирования

Мясищев Д.Г., Яхяев Д.Б., Морозов В.С. Оценка процесса измельчения напочвенного покрова струной // Лесн. журн. 2018. № 5. С. 126–134. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.5.126

Литература

1. Бурков В.В., Зикунов Е.П., Ивлев М.Е., Ткашелашвили Н.Н. Мини-тракторы / под ред. В.В. Буркова. Л.: Машиностроение, 1987. 272 с.
2. Коршун В.Н. Нагрузки роторных рабочих органов с шарнирно-прикрепленными измельчающими элементами // Повышение технического уровня и качества машин для лесозаготовок и лесного хозяйства. Л.: ЛТА, 1985. С. 43–47.
3. Марчик Т.П., Ефремов А.Л. Почвоведение с основами растениеводства: учеб. пособие. Гродно: ГрГУ, 2006.
4. Мясищев Д.Г. Механизация лесохозяйственных работ агрегатами на основе специализированного мотоблока: моногр. СПб.: СПбГЛТА, 2005. 206 с.
5. Мясищев Д.Г. Мотоблоки в лесном комплексе: состояние, тенденции, перспективы: учеб. пособие. Архангельск: АГТУ, 2008. 129 с.
6. Мясищев Д.Г. Моделирование и оптимизация параметров компонентов лесных машин: учеб. пособие. Архангельск: САФУ, 2014. С. 104.
7. Мясищев Д.Г. Статистическая динамика машин и оборудования лесного комплекса (в примерах): учеб. пособие. Архангельск: САФУ, 2017. 115 с.
8. Трегубов О.В., Кочергина М.В., Фурменкова Е.С., Припольцева А.С. Видовое разнообразие и состояние насаждений лесопарковой зоны в северном микрорайоне городского округа город // Лесн. журн. 2014. № 3. С. 61–63. (Изв. высш. учеб. заведений).
9. Яхяев Д.Б., Мясищев Д.Г. Обоснование совершенствования технологий для содержания городских придорожных территорий // Изв. СПбЛТА. 2017. Вып. 221. С. 229–237.
10. Lagrange J.L. Analytical Mechanics / trans. by V.N. Vagliente, A. Boissonnade. Dordrecht, Netherlands: Springer, 1997. 594 p. (In Fr.)
11. Routh E.D. An Elementary Treatise on the Dynamics of a System of Rigid Bod-ies: With Numerous Examples. 3rd ed. London: Macmillan, 1877. 564 p.
12. Shirneshan A. Design of Vacuum Section of a Leaf Collector Machine // Annals of Faculty Engineering Hunedoara. 2012. Vol. 10, iss. 3. Pp. 225–228. Режим доступа: http://annals.fih.upt.ro/pdf-full/2012/ANNALS-2012-3-36.pdf (дата обращения 01.11.2012).
13. Spinelli R., Cavallo E., Eliasson L., Facello A. Comparing the Efficiency of Drum and Disc Chippers // Silva Fennica. 2013. Vol. 47, no. 2, article id 930. Pp. 1–11. Режим доступа: https://www.silvafennica.fi/pdf/article930.pdf (дата обращения 18.06.2013).

Поступила 15.03.18

Ссылка на английскую версию:

Estimation of Grinding the Ground Cover by a String

UDC 634.0.332.1.002.5
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.5.126

Estimation of Grinding the Ground Cover by a String

D.G. Myasishchev¹, Doctor of Engineering Sciences, Professor
D.B. Yahyayev¹, Postgraduate Student
V.S. Morozov², Doctor of Engineering Sciences, Professor
¹Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation;
e-mail: d.myasishchev@narfu.ru, dilmurad-92@mail.ru
²Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 22, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation;
e-mail: v.morozov@narfu.ru

The necessity of intensification of a set of processes in the branches of agriculture and forestry requires the creation of new equipment and innovative technological schemes. There is a crisis in the sphere of constriction of forestry equipment in Russia. Machinery park is decreasing. The import ratio is increasing. In the sphere of grinding the ground cover (leaves) the development of technical solutions is aimed at reducing labor costs from one hand and development of grinding equipment and technologies which promotes reducing energy intensity of grinding process from the other. The theoretical component of leaf grinding by a flexible string, the power balance of the рrocess and the expanded energy optimization by increasing of transverse oscillation energy with optimal rotor speed are considered in the article. We used a set of guitar strings as string-choppers in our experiment. It was taken into account that the manufacturing technology of a string assumes the presence of corresponding vibrations from an external perturbation influence. In our case this effect is provided by the periodic interaction between the string and the material being treated. It bears mentioning that the research statement is the basis for advanced consideration of the ground cover destruction process with the provision of strings resonance oscillations depending on their design parameters and kinematics of the working tool. In the framework of further development it is recommended to use it in forest park and urban roadside areas.

Keywords: grinding the ground cover, angle of grinding, flexible string, string tension, rela-tive string elongation, energy balance.

REFERENCES

1. Burkov V.V., Zikunov E.P., Ivlev M.E., Tkashelashvili N.N. Mini-traktory [Mini Tractors]. Ed. By V.V. Burkov, Leningrad, Mashinostroyeniye Publ., 1987. 272 p. (In Russ.)
2. Korshuchn V.N. Nagruzki rotornykh rabochikh organov s sharnirno-p ik eplennymi izmel’ h yu h himi element mi [Lo ding of Rot y Tool with Hinged Grinding Elements]. Povysheniye tekhnicheskogo urovnya i kachestva mashin dlya leso-zagotovok i lesnogo khozyaystva [Improving the Technical Level and Quality of Vehicles for Logging and Forestry]. Leningrad, LTA Publ., 1985, pp. 43–47.
3. Marchik T.P., Efremov A.L. Pochvovedeniye s osnovami rasteniyevodstva: ucheb. posobiye [Soil Science with the Basics of Horticulture: Educational Textbook]. Grodno, GrGU Publ., 2006. (In Russ.)
4. Myasishchev D.G. Mekhanizatsiya lesokhozyaystvennykh rabot agregatami na os-nove spetsializirovannogo motobloka: monogr. [Mechanization of Forestry Works by Aggregates Based on a Specialized Two-Wheel Tractor. Monography]. Saint Petersburg, SPbGLTA Publ., 2005. 206 p. (In Russ.)
5. Myasishchev D.G. Motobloki v lesnom komplekse: sostoyaniye, tendentsii, perspektivy: ucheb. posobiye [Two-Wheel Tractors in the Forest Complex: Status, Trends, Prospects. Educational Textbook]. Arkhangelsk, ASTU Publ., 2008. 129 p. (In Russ.)
6. Myasishchev D.G. Modelirovaniye i optimizatsiya parametrov komponentov lesnykh mashin: ucheb. posobiye [Modeling and Optimization of Parameters of Forest Machine Components. Educational Textbook]. Arkhangelsk, NArFU Publ., 2014, p. 104. (In Russ.)
7. Myasishchev D.G. Statisticheskaya dinamika mashin i oborudovaniya lesnogo kompleksa (v primerakh): ucheb. posobiye [Statistical Dynamics of the Forest Complex Ma-chines and Equipment (with Examples). Educational Textbook]. Arkhangelsk, NArFU Publ., 2017. 115 p. (In Russ.)
8. T egubov O.V., Ko he gin M.V., Fu menkov E.S., P ipol’t ev A. S. Vidovoye raznoobraziye i sostoyaniye nasazhdeniy lesoparkovoy zony v severnom mikrorayone go-rodskogo okruga gorod [Species Diversity and Condition of Plantations of the Forest Park Zone in the Northern Community of the City District]. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2014, no. 3, pp. 61–63.
9. Yahyayev D.B., Myasishchev D.G. Obosnovaniye sovershenstvovaniya tekhnologiy dlya soderzhaniya gorodskikh pridorozhnykh territoriy [Objectivation of Im-provement the Technologies for Maintenance of Urban Roadside Areas]. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotechnicheskoj akademii [News of the Saint Petersburg State Forest Tech-nical Academy], 2017, no. 221, pp. 229–237.
10. Lagrange J.L. Analytical Mechanics. Trans. by V.N. Vagliente, A. Boissonnade, Dordrecht, Netherlands, Springer, 1997. 594 p. (In Fr.)
11. Routh E.D. An Elementary Treatise on the Dynamics of a System of Rigid Bodies: With Numerous Examples. 3rd ed. London, Macmillan, 1877. 564 p.
12. Shirneshan A. Design of Vacuum Section of a Leaf Collector Machine. Annals of Faculty Engineering Hunedoara, 2012, vol. 10, iss. 3, pp. 225–228. Available at: http://annals.fih.upt.ro/pdf-full/2012/ANNALS-2012-3-36.pdf (accessed 01.11.2012).
13. Spinelli R., Cavallo E., Eliasson L., Facello A. Comparing the Efficiency of Drum and Disc Chippers. Silva Fennica, 2013, vol. 47, no. 2, article id 930, pp. 1–11. Available at: https://www.silvafennica.fi/pdf/article930.pdf (accessed 18.06.2013).

Received on March 15, 2018

---

For citation: Myasishchev D.G., Yahyayev D.B., Morozov V.S. Estimation of Grinding the Ground Cover by a String. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2018, no. 5, pp. 126–134. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.5.126