Силовое выравнивание торцов двухъярусных пакетных сплоточных единиц при формировании в воде. C. 161–173

УДК

627.142.2

DOI:

10.37482/0536-1036-2026-1-161-173

Аннотация

Перспективные технологии транспортировки круглых лесоматериалов из удаленных районов предусматривают после прохождения мелководных участков формирование из малогабаритных пакетов без нарушения их целостности двухъярусных пакетных сплоточных единиц. В предназначенных для этого устройствах предполагается выравнивание торцов двухъярусных пакетных сплоточных единиц, осуществляемое с целью повышения их прочности и полнодревесности, что позволяет снизить затраты на буксировку по основной части маршрута. Цель исследования – получение формул для расчета сил, требуемых для выравнивания торцов двухъярусных пакетных сплоточных единиц, формируемых в воде; установление характера и степени влияния основных определяющих факторов на указанные силы. Метод исследования – теоретический. Получены аналитические формулы для расчета сил, требуемых при выравнивании торцов лесоматериалов в нижних и верхних пакетах двухъярусных пакетных сплоточных единиц. Определение величины а, входящей в указанные формулы, связано с вычислением интегралов, что в практических расчетах нежелательно. Доказано, что а зависит от коэффициента формы пакетов, от отношения их высоты к диаметру лесоматериалов и от яруса, в котором находятся пакеты. С использованием численных методов установлены значения а при различных сочетаниях определяющих факторов. По результатам вычислений для нормативных коэффициентов формы получены аппроксимирующие зависимости, позволяющие вычислять при практических расчетах а и усилия торцевания для пакетов обоих ярусов. При проектировании устройств расчетное усилие выравнивания торцов двухъярусных пакетных сплоточных единиц складывается из соответствующих удвоенных усилий для верхних и нижних пакетов. Самым значимым фактором, влияющим на усилие выравнивания торцов лесоматериалов в пакете, является отношение его высоты к их диаметру. Увеличение этого отношения в исследованном диапазоне сопровождается возрастанием рассматриваемого усилия для пакетов обоих ярусов в 4,90–5,02 раза. Существенно на выходную величину влияет и коэффициент формы пакетов. Его рост от 1,5 до 2,5 вызывает уменьшение усилия выравнивания на 75–77 % у нижних пакетов и на 52–56 % у верхних. Связь усилия выравнивания с объемом пакета линейная прямая. Для выравнивания торцов лесоматериалов в пакетах верхнего яруса требуется большее усилие, чем в нижних.

Сведения об авторах

С.В. Посыпанов^1*, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: ABF-6542-2021,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0600-7089
С.П. Карпачёв², д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: AAH-8641-2019,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8509-8956

¹Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; s.posypanov@narfu.ru*
²Академия Государственной противопожарной службы МЧС России, ул. Бориса Галушкина, д. 4, Москва, Россия, 129366; karpachevs@mail.ru

Ключевые слова

лесосплав, круглые лесоматериалы, сплоточные единицы, выравнивание торцов лесоматериалов

Для цитирования

Посыпанов С.В., Карпачёв С.П. Силовое выравнивание торцов двухъярусных пакетных сплоточных единиц при формировании в воде // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 1. С. 161–173. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-1-161-173

Литература

1. Войтко П.Ф. Методика и результаты производственных испытаний передвижных и переносных торцевыравнивателей на рейдах приплава лесопромышленных предприятий // Изв. вузов. Лесн. журн. 2004. No 5. С. 69–77.
2. Войтко П.Ф. Совершенствование процессов выгрузки лесоматериалов с воды и их торцевание на рейдах приплава: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Йошкар-Ола, 2005. 39 с.
3. Войтко П.Ф., Фадеев А.С. Математические модели формирования лесных грузов гравитационными торцевыравнивателями // Изв. вузов. Лесн. журн. 2003. No 4. С. 57–65.
4. Грубов С.М. Экспериментальное и теоретическое определение некоторых статистических коэффициентов сопротивления перемещению неокоренной древесины. М.: ЦНИИМЭ, 1971. 118 с.
5. Донской И.П., Виноградов Я.И. Усилия выравнивания торцов пакетов бревен // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: межвуз. сб. науч. тр. Л.: ЛТА, 1974. Вып. 111. С. 13–17.
6. Меркин Д.Р. Введение в механику гибкой нити. М.: Наука, 1980. 240 с.
7. Патякин В.И., Дмитриев Ю.Я., Зайцев А.А. Водный транспорт леса. М.: Лесн. пром-сть, 1985. 336 с.
8. Песков И.А., Посыпанов С.В. Обоснование усилий, необходимых при торцевании плавающих пакетных сплоточных единиц // Изв. С.-Петерб. лесотехн. акад. 2021. Вып. 235. С. 165–178. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2021.235.165-178
9. Посыпанов С.В., Песков И.А. Технология навигационной сплотки двухъярусных пакетных лесотранспортных единиц // Аллея Науки: науч.-практ. электрон. журн. 2018. No 5-8 (21). С. 73–75.
10. Реутов Ю.М. Расчеты пучков (пакетов) круглых лесоматериалов. М.: Лесн. пром-сть, 1975. 152 с.
11. Харитонов В.Я., Посыпанов С.В. Опыт внедрения единого транспортного пакета вместо молевого лесосплава // Изв. вузов. Лесн. журн. 2007. No 1. С. 45–52.
12. Харитонов В.Я., Посыпанов С.В. Ресурсы отдаленных лесных массивов и возможность их освоения сплавом // Изв. вузов. Лесн. журн. 2008. No 2. С. 30–36.
13. Фадеев А.С. Обоснование параметров гравитационного торцевыравнивателя с поворотными щитами для формирования пачек круглых лесоматериалов: дис. ... канд. техн. наук. Йошкар-Ола, 1999. 249 с.
14. Цытович Н.А. Механика грунтов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1983. 288 с.
15. Byrd P.F., Friedman M.D. Handbook of Elliptic Integrals for Engineers and Scientists: 2nd ed., revised. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1971, vol. 67. 360 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-65138-0
16. Craig R.F. Soil Mechanics: 6th ed. London, New York, E. & F.N. Spon, 1997. 485 р.
17. Field A. Discovering Statistics Using SPSS: 3rd ed. London, SAGE Publications Ltd., 2009. 856 p.
18. Tölke F. Parameterfunktionen. Theta-Funktionen und spezielle Weierstraßsche Funktionen. Praktische Funktionenlehre: vol. 2. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1966, pp. 83–115. (In Germ.). https://doi.org/10.1007/978-3-642-51616-0_3
19. Verruijt A. Soil Mechanics. Delft University of Technology, 2012. 331 p.
20. Whittaker E.T., Watson G.N. A Course of Modern Analysis: 4th ed. Cambridge, Cambridge University Press, 1996. 620 p.