Обоснование усилий, необходимых при торцевании плавающих пакетных сплоточных единиц

При реализации концепции, обеспечивающей экономическую доступность удаленных лесных ресурсов, предусматривается сплотка малогабаритных пакетов круглых лесоматериалов в двухъярусные единицы в пунктах выхода с мелководных участков рек на глубоководные. Указанная сплотка предполагается в специальных устройствах, где предусматривается, в частности, торцевание сплоточных единиц с целью повышения экономических показателей дальнейшей транспортировки и надежности сохранения их целостности. Для обоснования параметров устройства нужна информация о требуемых усилиях для торцевания плавающих пакетов и двухярусных единиц из них. Установлено, что для ее получения нужны дополнительные исследования. Очевидна целесообразность общей методологии для двухъярусных единиц и составляющих их пакетов, с которых и следует начать исследования. С целью получения зависимости для расчета усилия, необходимого для торцевания плавающих пакетов, использовали теоретический метод, базирующийся на эластиковой теории. При этом плавающий пакет рассматривали как гибкую оболочку, заполненную двумя видами сыпучей среды с разным объемным весом. Граница сред проходит по поверхности воды. Линия обвязки, то есть гибкой оболочки представляет собой комбинацию фрагментов двух эластик с разными характеристиками. Используя параметрические уравнения, описывающие форму эластик, и зависимости для определения давлений в сыпучих средах, получили искомую аналитическую зависимость и ее упрощенный вариант для практических расчетов. Результаты расчетов по предложенной формуле превышают результаты, вычисленные по формуле, полученной ранее по другому алгоритму действий без учета давления обвязок, на 70% при коэффициенте формы пакета 1,5, то есть при сильном давлении обвязок и примерно на 10% – при коэффициенте 2,5, то есть слабом их давлении. Это позволяет считать результаты исследования достоверными, применение использованной методики для соответствующего исследования двухъярусным единиц – целесообразным. Установили, что при фиксированной плотности лесоматериалов наиболее существенно влияют на усилие торцевания изменения отношения высоты пакета к среднему диаметру лесоматериалов, его коэффициента формы и объема. Влияние первых двух факторов в аналитической формуле учитывается множителем, величину которого в практических расчетах можно определить по предложенным графикам или аппроксимирующим зависимостям.

1. Борисов М.В. К вопросу определения усилий торцевания пачек (пакетов) бревен // Труды ВКНИИВОЛТ. М., 1971. Вып. Х. С. 13–19.

2. Войтко П.Ф. Математические модели формирования лесных грузов гравитационными торцевыравнивателями // Изв. вузов. Лесной журнал. 2003. № 4. С. 56-65.

3. Войтко П.Ф. Методика и результаты производственных испытаний передвижных и переносных торцевыравнивателей на рейдах приплава лесопромышленных предприятий // Изв. вузов. Лесной журнал. 2004. № 5. С. 45–50.

4. Воробьев А.Г. О расчете по эластиковой теории пучков пучковых плотов для случая нахождения их на суше // Изв. вузов. Лесн. журн. 1958. № 4. С. 93–98

5. Журавский А.М. Справочник по эллиптическим функциям. М., Л: Изд-во АН СССР. 1941. 235 с.

6. Посыпанов С.В. Определение геометрических параметров плавающего транспортного пакета круглых лесоматериалов численным методом // Изв. вузов. Лесной журнал. 2017. №1. С. 141–153.

7. Посыпанов С.В., Песков И.А. Технология навигационной сплотки двухъярусных пакетных лесотранспортных единиц // Аллея Науки: [науч.-практ. электр. журнал]. 2018. № 5-8(21). С. 73–75. URL: Alley-science.ru

8. Реутов Ю.М. Расчеты пучков (пакетов) круглых лесоматериалов. М.: Лесн. пром-сть, 1975. 152 с.

9. Харитонов В.Я., Посыпанов С.В. Ресурсы отдаленных лесных массивов и возможность их освоения сплавом // Изв. вузов. Лесной журнал. 2008. №2. С. 30–36.

10. Byrd P.F., Friedman M.D. Handbook of Elliptic Integrals for Engineers and Scientist, 2nd ed. New York, Heidelberg, Berlin: Springer-Verlag. 1971. Vol. 67. 360 p.

11. Craig R.F. Soil Mechanics, 6th ed. London, New York: E. & F.N. Spon. 1997. 485 р.

12. Whittaker E.T., Watson G.N. A Course in Modern Analysis, 4th ed. Cambridge, England: Cambridge University Press. 2009. 620 p.