Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of Department of Forestry Mechanization and Machine Design
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of Department of Forestry Mechanization and Machine Design
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Laboratory of Forestry Engineering of the Engineering Center
доктор технических наук, доцент, руководитель лаборатории лесного машиностроения Инжинирингового центра
Lecturer of Department of Forestry Mechanization and Machine Design
преподаватель кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин
кандидат технических наук, преподаватель кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин
Candidate of Technical Sciences, lecturer of Department of Forestry Mechanization and Machine Design
Background. Forest rakes for collecting or raking logging residues are widely used in forestry operations worldwide. The authors’ review highlighted the relevance of research aimed at optimizing the design parameters of forest rakes.
The purpose is to improve the design elements of forest rakes to increase the efficiency of their use and the quality of work performed.
Materials and methods. The study object was a forest rake with a broken profile of the working elements (teeth). The subject of the study was a mathematical model of the formation of a logging residue pile using a forest rake, taking into account the characteristics of the forest rake and the raked biomass. To identify the optimal design characteristics of a forest rake, a calculation scheme was developed for the formation of a drag pile of logging residue using a forest rake.
Results. Mathematical modeling of the aforementioned drag pile allowed us to identify expressions for determining the optimal height, length, and tilt angles of the upper and lower parts of forest rake teeth. It was established that for the most probable range of internal friction angle variation of 44...46º and expected logging residue lengths of 0.7...1.2 m, the optimal height of a forest rake varies within the range of 840...1800 mm. For lower tooth inclination angles of 32...40º, the optimal length of the upper tooth of a forest rake varies within the range of 840...1100 mm. For upper tooth inclination angles of 5...11º, the optimal length of the lower tooth of a forest rake varies within the range of 620...790 mm. The need for continued research into the design parameters of forest rakes in the direction of their multifactor optimization to substantiate the optimal performance of forest rakes is substantiated.
Обоснование. В мировой практике выполнения лесохозяйственных работ широко распространены лесные грабли, осуществляющие сбор или сгребание порубочных остатков. Выполненный авторами статьи обзор позволил выявить актуальность проведения исследований, направленных на оптимизацию конструктивных параметров лесных граблей.
Цель – совершенствование конструктивных элементов лесных граблей для повышения эффективности их применения и качества выполняемых работ.
Материалы и методы. Объект исследования представлял собой лесные грабли с ломаным профилем рабочих элементов (зубьев). Предмет исследования представлял собой математическую модель формирования посредством лесных граблей объёма вороха порубочных остатков с учётом характеристик лесных граблей и сгребаемой биомассы. Для выявления оптимальных конструктивных характеристик лесных граблей была составлена расчётная схема формируемого при помощи лесных граблей вороха волочения порубочных остатков.
Результаты. Математическое моделирование указанного вороха волочения позволило выявить выражения для определения оптимальных величин высоты, длин и углов наклона верхней и нижней частей зуба лесных граблей. Установлено, что для наиболее вероятного диапазона изменения угла внутреннего трения 44…46º и ожидаемых размеров длины порубочных остатков 0,7…1,2 м оптимальная величина высоты лесных граблей варьируется в диапазоне 840…1800 мм. При величинах углов наклона нижней части зуба 32…40º оптимальная величина длины верхней части зуба лесных граблей варьируется в диапазоне 840…1100 мм. При величинах углов наклона верхней части зуба 5…11º оптимальная величина длины нижней части зуба лесных граблей варьируется в диапазоне 620…790 мм. Обоснована необходимость продолжения исследований конструктивных параметров лесных граблей в направлении их многофакторной оптимизации для обоснования оптимальной производительности работы лесных граблей.