Ласточкин Денис Михайлович - доцент кафедры эксплуатации машин и оборудования ПГТУ, кандидат технических наук, доцент.
424000, пл. Ленина, д. 3, Йошкар-Ола, Республика Марий Эл
Denis M. Lastochkin - PhD (Technical), Associate Professor of the Department of Machinery and Equipment Operation of the Volga State University of Technology.
Lenina sq. 3, Yoshkar-Ola, Republic of Mari El, 424000
Сидыганов Юрий Николаевич - профессор кафедры эксплуатации машин и оборудования ПГТУ, доктор технических наук, профессор.
424000, пл. Ленина, д. 3, Йошкар-Ола, Республика Марий Эл
Yury N. Sidiganov - DSc (Technical), Professor of the Department of Operation of Machines and Equipment of the Volga State Technological University.
Lenina sq. 3, Yoshkar-Ola, Republic of Mari El, 424000
Кретинин Виктор Иванович - доцент кафедры автоматизации, метрологии и управления в технических системах СПбГЛТУ им. С.М. Кирова, кандидат технических наук, доцент.
194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург
Viktor I. Kretinin - PhD (Technical), Associate Professor of the Department of Automation, Metrology and Control in Technical Systems, St. Petersburg State Forest Technical University.
Institute per. 5, St. Petersburg, 194021
Медяков Андрей Андреевич - заведующий кафедрой Энергообеспечения предприятий ПГТУ, кандидат технических наук, доцент.
424000, пл. Ленина, д. 3, Йошкар-Ола, Республика Марий Эл
Andrey A. Medyakov - PhD (Technical), Head of the Department of Energy Supply of Enterprises of the Volga State Technological University.
Lenina sq. 3, Yoshkar-Ola, Republic of Mari El, 424000
В статье приводится анализ частоты колебаний вертикально удерживаемого дерева разной высоты на виброподвесе, который позволяет определить условия, при которых вертикальное дерево сохранит свою устойчивость. Были рассмотрены механические системы в виде математического и физического перевернутых маятников. В расчете при максимальной идеализации вся масса вертикально удерживаемого дерева была сосредоточена в его центре тяжести. В расчете на основе физического маятника в первом случае идеализация дерева была проведена в виде равномерного распределения массы ствола и вершины дерева по высоте, во втором случае рассматривалась система с известным моментом инерции дерева при валке относительно его спила. Проведенный анализ показал, что оптимальные значения частоты колебаний деревьев различной высоты - у системы на основе физического маятника с известным моментом инерции относительно спила. Например, для деревьев высотой от 6 до 18 м при максимальной амплитуде колебаний 0,4 значения минимально необходимых колебаний варьируются от 12,2 Гц до 21,2 Гц, что на 21% меньше значений расчета на основе физического маятника в виде однородного стержня или на 26 % меньше значений расчета системы на основе математического маятника. Также полученные графики частоты колебаний показывают, что при амплитуде колебаний начиная от 0,4 м и выше разница частоты колебаний деревьев различной высоты становится минимальной, и появляется возможность подбора на практике элементов вибропривода для деревьев различных параметров.
The article provides an analysis of the vibration frequency of a vertically held tree of different heights on a vibrating suspension, which makes it possible to determine the conditions under which a vertical tree will retain its stability. Mechanical systems in the form of mathematical and physical inverted pendulums were considered. In the calculation, with maximum idealization, the entire mass of a vertically held tree was concentrated at its center of gravity. In the calculation based on a physical pendulum, in the first case, the idealization of the tree was carried out in the form of a uniform distribution of the mass of the trunk and top of the tree along the height; in the second case, a system with a known moment of inertia of the tree when felling relative to its cut was considered. The analysis showed that the most optimal values of the oscillation frequency of trees of different heights are found in a system based on a physical pendulum with a known moment of inertia relative to the cut. For example, for trees with a height of 6 to 18 m with a maximum amplitude of oscillations of 0.4, the values of the minimum required oscillations vary from 12.2 Hz to 21.2 Hz, which is 21% less than the calculation values based on a physical pendulum in the form of a homogeneous rod or 26% less than the calculation values of the system based on a mathematical pendulum. Also, the obtained graphs of the vibration frequency show that with an amplitude of vibration starting from 0.4 m and above, the difference in the vibration frequency of trees of different heights becomes minimal, and it becomes possible to select in practice vibration drive elements for trees of different parameters.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.