Библиографическое описание:

Абрамов В. В. Исследование продолжительности трелевки на выборочных рубках // Молодой ученый. — 2013. — №6. — С. 15-20.

На сегодняшний день существующие зависимости по определению продолжительности процесса трелевки не всегда адекватны для конкретных природно-производственных условий, так как в недостаточной степени учитывают технологические параметры работы техники, технологию разработки пасеки и формирования воза, а также таксационную характеристику древостоя и специфику малообъемной заготовки древесины. В этой связи актуальным становится изучение продолжительности цикла работы трелевочной техники с учетом обозначенных недостатков.

Общее уравнение по определению времени цикла трелевки [1, c. 76] имеет следующий вид:

,                                                       (1)

где       — продолжительность цикла работы трелевочной техники, с;

 — затраты времени на формирование воза, с;

 — затраты времени на разгрузку воза, с;

 — транспортное время рейса, с;

 — среднее расстояние трелевки, м;

 — средняя скорость рабочего хода трелевочного средства, м/с;

 — средняя скорость холостого хода трелевочного средства, м/с.

Технология проведения несплошных рубок предполагает рассредоточенность лесоматериалов по ширине пасеки и соответственно перемещение их к волоку становится, возможно, только в единичном состоянии. В связи с этим время формирования воза разделится на подтрелевку лесоматериалов к волоку () и набор воза ():

,           (2)

Время подтрелевки единичного лесоматериала к волоку техническим средством выразим следующим образом:

                              (3)

,

где      –затраты времени на прицепку подтрелевываемой древесины, с;

 — затраты времени на отцепку подтрелевываемой древесины, с;

 — затраты времени на маневры технического средства при его установке для выполнения подтрелевки, с;

 — затраты времени на подготовку к работе технологического оборудования подтрелевочной техники (опускание щита, растормаживание лебедки, разбор прицепного оборудования), с;

 — затраты времени на доставку прицепного устройства на полупасеку, с;

 — затраты времени на перемещение древесины с полупасеки к подтрелевочному средству на волоке (технологическом коридоре), с;

 — затраты времени на разворот прибывшей техники для подтрелевки, с;

 — средняя скорость доставки прицепного устройства на полупасеку, м/с;

 — средняя скорость подтрелевки древесины, м/с;

 — среднее расстояние подтрелевки, м.

Среднее расстояние подтрелевки при равномерном распределении лесонасаждений по площади:

,             (4)

где       — ширина пасеки, м;

 — ширина волока, м;

 — угол укладки дерева относительно трелевочного волока,

 — средняя длина подтрелевываемого лесоматериала, м.

Количество приемов подтрелевки единичного лесоматериала к волоку с одной технологической стоянки  ограничивается возможностями технологического оборудования техники, шириной пасеки, а также зависит от густоты насаждения и степени его изреживания [2, c. 11]. Среднее количество приемов подтрелевки лесоматериалов в необходимом объеме трелюемого воза  зависит, кроме этого от таксационной характеристики древостоя:

,                                                                                                                    (5)

где       — объем древесины подтрелевываемый с одной технологической стоянки, м3;

 — средний объем древесины подтрелевываемый за один прием, м3;

 — доля подтрелевываемой древесины с одной технологической позиции относительно рейсовой нагрузки технического средства .

Таким образом, время на подтрелевку лесоматериалов к волоку в необходимом объеме трелюемого воза примет следующий вид:

(6)

,

Полученные выражения справедливо при условии (). Однако, в условиях проведения несплошных рубок для подтрелевки лесоматериалов в необходимом объеме одной технологической стоянки, как правило, недостаточно (). В связи с этим, время подтрелевки лесоматериалов () дополнительно будет включать в себя продолжительность перемещения техники, на смежную стоянку учитывая количество необходимых переездов:

,                                                                                            (7)

где       — время переезда подтрелевочной техники на смежную технологическую стоянку, с;

 — количество необходимых переездов на смежные стоянки для подтрелевки лесоматериалов в необходимом объеме трелюемого воза;

 — среднее расстояние переезда между технологическими стоянками, м;

 — средняя скорость переезда на смежные технологические стоянки.

Очевидно, что количество переездов  будет определяться из следующего выражения:

.                                                                                                          (8)

где       — количество технологических остановок для формирования пачки необходимого объема.

При этом объем древесины подтрелевываемый с одной технологической стоянки (рис. 1) можно выразить как:

,                                                                           (9)

где       — запас древостоя на 1 га, м3;

 — площадь лесосеки (зоны) обрабатываемой с одной технологической стоянки, м2;

 — степень интенсивности проводимой рубки;

 — ширина обрабатываемой ленты (ограничивается возможностями технологического оборудования  подтрелевочного средства и условия досягаемости лесоматериала), м.

Таким образом, учитывая вышесказанное время  может быть выражено в следующем виде:

               

,                                                                            (10)

а общее уравнение определения времени на подтрелевку лесоматериалов к волоку в необходимом объеме трелюемого воза примет следующий вид:

(11)

Время набора подтрелеванной с пасеки древесины для последующей ее трелевки  выразим следующим образом:

     

.                                                                                                   (12)

где       — затраты времени на подготовку к работе технологического оборудования трелевочной техники (опускание щита, растормаживание лебедки, разбор прицепного оборудования, раскрытие клещевого захвата), с;

 — затраты времени на оттаскивание тягово-собирающего троса вдоль волока для сбора трелюемого воза, с;

 — затраты времени на переходы прицепщика при чокеровке, с;

 — затраты времени на чокеровку лесоматериалов, с;

 — затраты времени на перемещение тягово-собирающего троса с зачокерованными лесоматериалами к трелевочному средству. с;

 — время затаскивание собранного воза на щит, с;

 — средняя скорость оттягивания каната для сбора лесоматериалов в необходимом объеме трелюемого воза, м/с;

 — средняя скорость перемещения зачокерованных лесоматериалов по волоку к трелевочному средству, м/с;

 — средняя длина оттягивания каната для сбора лесоматериалов в необходимом объеме трелюемого воза, с.

Среднюю длину оттягивания каната при сборе лесоматериалов в необходимом объеме трелюемого воза выразим следующим образом:

,                                                                                              (13)

В условиях проведения несплошных рубок оттягивание каната на длину , позволяющую собрать лесоматериалы в необходимом объеме трелюемого воза, может ограничиваться возможностями технологического оборудования [3, c. 109]. В такой ситуации требуемый объем трелюемого воза будет формироваться в несколько приемов:

,                                                                                                                     (14)

где       — длина оттягивания тягово-собирающего троса исходя из возможностей технологического оборудования используемой техники, м.

Таким образом, составляющие и  при формировании необходимого объема трелюемого воза в несколько приемов:

.                                                                (15)

В случае многократного формирования затраты времени  и  будут определяться как:

,                                                           (16)

Величины  и  могут быть представлены в следующем виде:

,                                        (17)

где       — затраты времени чокеровку единичного лесоматериала, с;

 — время на переходы при чокеровке, отнесенное к единичному лесоматериалу, с;

 — средний объем заготавливаемого лесоматериала, м3;

 — среднее расстояние между лесоматериалами вдоль волока (при варианте с разрубкой технологических визиров = ), м;

 — средняя скорость перехода чокеровщика вдоль волока от одного лесоматериала к другому, м/с.

Рис. 1. Исследуемые варианты разработки пасеки: а – без технологических визиров; б – с разрубкой технологических визиров

Таким образом, на основании вышесказанного время набора подтрелеванной с пасеки древесины для последующей ее трелевки можно выразить следующим образом:

                                                (18)

.

Затраты времени на разгрузку воза можно выразить следующим образом:

,            (19)

где       — время сброса пачки деревьев на погрузочную площадку, с;

 — затраты времени на расчокеровку лесоматериалов, с;

 — затраты времени на подъем щита и сматывание собирающего каната, с;

 — продолжительность маневров трелевочного средства при выполнении окучивания лесоматеривалов на погрузочной площадке, с;

 — продолжительность маневров трелевочного средства при выравнивании комлей лесоматериалов, с.

На основании полученных зависимостей общее уравнение для определения продолжительности процесса трелевки в условиях малообъемных лесозаготовок на несплошных рубках [4, c. 26] будет иметь следующий вид:

.                                                                                                                 (20)

Полученная модель продолжительности процесса трелевки отражает зависимость от следующего ряда факторов: технологические параметры функционирования техники (, , , , , , , , ); технические параметры работы трелевочных средств (, , , , , , , , ); таксационные параметры насаждения (, , , , ); лесоводственные параметры рубок (, , ); система технических и таксационных параметров (, , , , , ); система технологических, таксационных и лесоводственных параметров (); система лесоводственных, технических параметров и условий работы (, ); система технологических, технических параметров и условий работы (); система технических параметров и условий работы (, , , , , , , , ). Для ее реализации в задачах оптимизации [5, c. 78] величины , , ,, , , ,  определяются как средневзвешенные в результате обработки данных пассивного эксперимента, так как они не зависят от объема воза и характеристик насаждения. Затраты времени ,  согласно имеющимся данным, зависят от среднего объема лесоматериала, величины необходимого объема воза, а также стороны чокеровки (комлевая, вершинная) лесоматериала. В связи с этим на кафедре ЛПМСиС проводятся экспериментальные исследования и определяются уравнения связи обозначенных факторов с рассмотренными величинами.

Литература:

1.    Абрамов В. В. Имитационное моделирование работы трелевочных средств на выборочных рубках: Деп. в ВИНИТИ 22.07.2008, № 631-В2008 — Воронеж, 2008 — С. 96

2.    Абрамов В. В. Разработка и обоснование эффективной технологии трелевки в малолесных районах: Автореф. дис. канд. техн. наук. — Воронеж, 2009. —16 с.

3.    Пошарников Ф. В., Абрамов В. В. Выполнение трелевки в условиях постоянного и непрерывного лесопользования // Вестник Московского государственного университета леса — Лесной вестник — МГУЛ, 2008. — № 6 — С. 108–111.

4.    Пошарников Ф. В., Абрамов В. В., Бондаренко А. В. Моделирование природных условий горной местности при исследовании первичного транспорта леса // Лесотехнический журнал — ГОУ ВПО «ВГЛТА», 2011. — Вып.2 — С. 25–29.

5.    Пошарников Ф. В., Абрамов В. В., Бондаренко А. В. Обоснование оптимальных параметров работы трелевочных средств на несплошных рубках // Лесотехнический журнал. — 2011. — № 1. — С. 76–80.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle