ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2024.251.301-314isplta-435Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВОКTECHNOLOGY AND EQUIPMENT OF LOGGING INDUSTRIESИмитационная модель для анализа кинематики лесопосадочного аппарата цепного типаSimulation model for analyzing the kinematics of chain-type forest planting machinehttps://orcid.org/0000-0002-7428-0821БухтояровЛ. Д.BukhtoyarovL. D.

БУХТОЯРОВ Леонид Дмитриевич – доцент кафедры лесной промышленности, метрологии, стандартизации и сертификации, кандидат технических наук, доцент

394087, ул. Тимирязева, д. 8, г. Воронеж

WoS ResearcherID: AAO-5129-2020

Scopus AuthorID: 57207453672

BUKHTOYAROV Leonid D. – PhD (Technical), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Forest Industry, Metrology, Standardization and Certification

394087. Timiryazev str. 8. Voronezh

WoS ResearcherID: AAO-5129-2020

Scopus AuthorID: 57207453672

vgltamlx@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2098-154XМалюковС. В.MalyukovS. V.

МАЛЮКОВ Сергей Владимирович – доцент кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин кандидат технических наук

394087, ул. Тимирязева, д. 8, г. Воронеж

WoS ResearcherID: N2656-2016

Scopus AuthorID: 57202542928

MALYUKOV Sergey V. – PhD (Technical), Associate Professor Department of Forestry Mechanization and Machine Design of Voronezh State University

394087. Timiryazev str. 8. Voronezh

WoS ResearcherID: N-2656-2016

Scopus AuthorID: 57202542928 

malyukovsergey@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3764-3873ЛысычМ. Н.LysychM. N.

ЛЫСЫЧ Михаил Николаевич – доцент кафедры лесной промышленности, метрологии, стандартизации и сертификации, кандидат технических наук

394087, ул. Тимирязева, д. 8, г. Воронеж

WoS ResearcherID: N-3089-2016

Scopus AuthorID: 57207472657

LYSYCH Mikhail N. – PhD (Technical), Associate Professor of the Department of Forest Industry, Metrology, Standardization and Certification of Voronezh State University

394087. Timiryazev str. 8. Voronezh

WoS ResearcherID: N-3089-2016

 Scopus AuthorID: 57207472657

miklynea@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3700-7508ШавковМ. В.ShavkovM. V.

ШАВКОВ Михаил Викторович – руководитель отдела логистики и снабжения, кандидат технических наук

394040, ул. Мазлумова, д. 25, г. Воронеж

SHAVKOV Mikhail V. – PhD (Technical), Head of Logistics and Supply Department

394040. Mazlumova str. 25. Voronezh

shavkovmv@mail.ruПетковА. Ф.PetkovA. F.

ПЕТКОВ Александр Федорович – инженер кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин

394087, ул. Тимирязева, д. 8, г. Воронеж

Scopus AuthorID: 57219482677

PETKOV Aleksandr F. – Engineer of the Department of Forestry Mechanization and Machine Design of Voronezh State University

394087. Timiryazev str. 8. Voronezh

Scopus AuthorID: 57219482677

alexanderpetkoff@mail.ruПоповМ. А.PopovM. A.

ПОПОВ Максим Александрович – аспирант кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин

394087, ул. Тимирязева, д. 8, г. Воронеж

POPOV Maxim A. – PhD student of the Department of Forestry Mechanization and Machine Design of Voronezh State University

394087. Timiryazev str. 8. Voronezh

popovmaxim98@mail.ruВоронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. МорозоваРоссияVoronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. MorozovRussian FederationООО «Русгидроком (РГК)»РоссияRushydrocom (RGK) LLCRussian Federation2024280120250251301314Copyright © Бухтояров Л.Д., Малюков С.В., Лысыч М.Н., Шавков М.В., Петков А.Ф., Попов М.А., 20252025Бухтояров Л.Д., Малюков С.В., Лысыч М.Н., Шавков М.В., Петков А.Ф., Попов М.А.Bukhtoyarov L.D., Malyukov S.V., Lysych M.N., Shavkov M.V., Petkov A.F., Popov M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/435

В настоящее время при создании лесных культур почти повсеместно отдается предпочтение посадкам. Для охвата механизированной посадкой леса всех имеющихся площадей необходимо создание новых лесопосадочных машин. Одним из направлений совершенствования технологического процесса механизированной посадки является усовершенствование и разработка новых механизмов для подачи сеянцев (саженцев) в посадочную щель, образуемую сошником. Для обоснования параметров лесопосадочного аппарата необходимо определить параметры движения его звеньев. Для анализа кинематики лесных машин используют автоматизированные программные продукты, такие как SolidWorks, Matlab/Simulink. Однако применение зарубежного программного обеспечения не отвечает современным тенденциям, поэтому нами были использованы отечественные программные комплексы. Трехмерная модель цепного лесопосадочного аппарата была выполнена в среде 3D-проектирования КОМПАС-3D. Полученные на основании геометрических параметров трехмерной модели аналитические системы уравнений были введены в разрабатываемую имитационную модель. Таким образом, имитационная модель движения цепного лесопосадочного аппарата разработана с учетом геометрических параметров конструкции и аналитических систем, описывающих движение захватов с саженцем. Проведённый в программном комплексе моделирования механических систем «Универсальный механизм 9.0» имитационный эксперимент позволил определить характеристики движения брикета саженца, необходимые для установки его в грунт, а также силовые параметры в захватах для его удержания. Установлены положения звеньев спроектированного рабочего органа лесопосадочной машины на всем протяжении времени моделирования. Определены моменты времени подачи саженца и брикета для заданных входных величин. Определены траектории движения брикета в плоскости посадки и его скорость. Определены силы на пружинах, достаточные для удержания в захватах саженца с брикетом.

At present, planting is almost universally favored in the establishment of forest crops. In order to cover all available areas with mechanized planting it is necessary to create new forest planting machines. One of the directions of improving the technological process of mechanized planting is the improvement and development of new mechanisms for feeding seedlings (saplings) into the planting slot formed by the coulter. To justify the parameters of the forest planting apparatus, it is necessary to determine the movement parameters of its links. To analyze the kinematics of forest machines use automated software such as SolidWorks, Matlab/Simulink. However, the use of foreign software does not meet modern trends, so we used domestic software packages. The three-dimensional model of the chain planter was made in the 3Ddesign environment KOMPAS-3D. Analytical systems of equations obtained on the basis of geometric parameters of the three-dimensional model were entered into the developed simulation model. Thus, the simulation model of motion of the chain planting machine was developed taking into account the geometric parameters of the design and analytical systems describing the motion of the grippers with a seedling. The simulation experiment carried out in the software package of modeling mechanical systems «Universal Mechanism 9.0» allowed to determine the characteristics of the movement of the seedling briquette necessary for its installation in the ground, as well as force parameters in the grippers for its retention. The positions of the links of the designed working body of the planting machine are established throughout the simulation time. The time points of the seedling and briquette feeding for the specified input values are determined. The trajectories of the briquette movement in the landing plane and its speed are determined. The forces on the springs are determined, sufficient to hold the seedling with a briquette in the grips.

лесопромышленный комплекслесопосадочные машиныкинематикасажающий аппаратимитационное моделированиеtimber industry complexplanting machineskinematicsplanting machinesimulation modelingИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-79-10010.ReferencesБартенев И.М. Лесопосадочные машины. Теория. Исследование. Конструкции: монография. Воронеж: ВГЛТУ, 2015. 219 с.Bartenev I.M. Forestry machines. Theory. Study. Designs: monograph. Voronezh: VGLTU, 2015. 219 p. (In Russ.)Бартенев И.М., Бухтояров Л.Д., Попиков В.П., Придворова А.В. Имитационная модель обрезчика ветвей в САПР // Лесотехнический журнал. 2020. Т. 10. № 1(37). С. 153-160. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.1/20.Bartenev I.M., Bukhtoyarov L.D., Popikov V.P., Pridvorova A.V. Simulation model of a branch cutter in CAD. Forestry Engineering Journal, 2020, vol. 10, no. 1(37), pp. 153–160. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.1/20. (In Russ.)Беляев А.Н., Тришина Т.В., Новиков А.Е., Дьяченко Ю.В., Высоцкая И.А. Исследование движения колесной машины по криволинейной траектории // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2021. Т. 14. № 4(71). С. 21–29. DOI: 10.53914/issn2071-2243_2021_4_21Belyaev A.N., Trishina T.V., Novikov A.E., Dyachenko Yu.I., Vysotskaya I.A. Study of the movement of a wheeled vehicle along a curvilinear trajectory. Bulletin of the Voronezh State Agrarian University, 2021, vol. 14, no. 4(71), pp. 21–29. DOI: 10.53914/issn2071-2243_2021_4_21 (In Russ.)Жданов Ю.М. Исследование и обоснование технологии заделки корневой системы сеянцев и параметров заделывающих элементов лесопосадочных машин : дисс. ... канд. техн. наук: 05.00.00. Волгоград, 1969. 196 с.Bukhtoyarov L.D., Drapalyuk M.V., Pridvorova A.V. Simulation of the movement of hedge cutter links in the Simulink application of the Matlab package. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Voronezh, 2021. No. 12004. DOI: 10.1088/1755-1315/875/1/012004.Клубничкин В. Е., Клубничкин Е.Е., Горбунов А.Ю., Дручинин Д.Ю. Разработка узла сочленения лесной погрузочно-транспортной машины // Лесотехнический журнал. 2020. Т. 10. № 4(40). С. 217–226.Klubnichkin V.E., Klubnichkin E.E., Gorbunov A.Y., Druchinin D.Y. Development of the forwarder articulation joint. Forestry Engineering Journal, 2020, vol. 10, no. 4(40), pp. 217–226. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2020.4/18 (In Russ.)Титов П.И. Совершенствование технологического процесса и конструкции лесопосадочной машины для питомников : дисс. ... канд. техн. наук: 05.21.01. Воронеж, 2006. 151 с.Shabanov M.L. Substantiation of the coulter parameters and the rational layout of the working bodies of the forest planter: diss. ... cand. tech. Sciences: 05.21.01. Voronezh, 2002. 152 p. (In Russ.)Шабанов М.Л. Обоснование параметров сошника и рациональной компоновки рабочих органов лесопосадочной машины : дисс. ... канд. техн. наук: 05.21.01. Воронеж, 2002. 152 с.Shavkov M.V. Substantiation of the parameters of the combined coulter of a forest planter: diss. ... cand. tech. Sciences: 05.21.01. Voronezh, 2013. 212 p. (In Russ.)Шавков М.В. Обоснование параметров комбинированного сошника лесопосадочной машины : дисс. ... канд. техн. наук: 05.21.01. Воронеж, 2013. 212 с.Titov P.I. Improving the technological process and design of a tree planting machine for nurseries: diss. ... cand. tech. Sciences: 05.21.01. Voronezh, 2006. 151 p. (In Russ.)Bukhtoyarov L.D., Drapalyuk M.V., Pridvorova A.V. Simulation of the movement of hedge cutter links in the Simulink application of the Matlab package // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Voronezh, 2021. No. 12004. DOI: 10.1088/1755-1315/875/1/012004.Zhdanov Yu.M. Research and substantiation of the technology of embedding the root system of seedlings and the parameters of the embedding elements of forest planting machines: diss. ... cand. tech. Sciences: 05.00.00. Volgograd, 1969. 196 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.