Методика и результаты оценки эксплуатационной эффективности комплексов многооперационных лесозаготовительных машин

В статье рассматриваются вопросы прогнозирования эксплуатационной эффективности комплексов многооперационных лесозаготовительных машин. Для этого предложена методика, основанная на использовании нового оценочного критерия – удельно энергетического потенциала производительности комплекса машин. Он определяется с использованием величин полезной работы, произведенной машиной при соответствующих энергетических и временных затратах. В статье приводится порядок оценки структуры совместного технологического цикла харвестеров и форвардеров и порядок определения величин входящих в названый критерий. С использованием предложенной методики выполнен анализ эффективности операции погрузки круглых лесоматериалов манипулятором форвардера в зависимости от технологий предварительной работы харвестера, установлены характерные режимы и варианты выполнения операции, которые эффективнее на 22,6%. Отмечено, что на эффективность погрузочных операций существенно влияет синхронность и траектория движений звеньев манипулятора, и исполнение их гидравлического привода. Доказано, что гидравлическая система манипулятора форвардера с раздельным приводом каждого потребителя в 1,15–1,41 раза эффективнее на погрузочных операциях в сравнении с системой с общим источником гидравлической энергии и управлением им по давлению нагрузки. Проведен анализ эффективности совместной работы наиболее распространенных в Республике Беларусь харвестеров и форвардеров для различного их сочетания в рамках одного комплекса машин. Установлены рациональные параметры технологических процессов их работы. Обоснованы технические характеристики перспективных харвестера и форвардера в составе комплекса многооперационных лесозаготовительных машин для рубок в высокополнотных древостоях с нормальным распределением стволов объемом до 1,4 м³ на грунтах с высокой несущей способностью.

1. Букалов Д.А. Совершенствование производства сортиментов путем обоснования выбора энергосберегающей системы машин: автореф. дис. … канд. техн. наук. СПб., 2009. 19 с.

2. Герасимов Ю.Ю., Сенькин В.А., Вяятайнен K. Производительность харвестеров на сплошных рубках // Resources and Technology. 2012. №2. С. 82–93. DOI: 10.15393/j2.art.2012.1642.

3. Голякевич С.А. Повышение надежности несущих конструкций многооперационных лесозаготовительных машин выбором режимов работы на основе энергетического потенциала: дис. ... канд. техн. наук. Минск, 2013. 184 с.

4. Голякевич С.А., Гороновский А.Р. Аналитическое моделирование технологических процессов заготовки древесины комплексами машин «харвестер – форвардер» // Лесная инженерия, материаловедение и дизайн : мат. 88-й науч.-техн. конф. проф.-препод. состава, науч. сотруд. и аспирантов. Минск, 2024a. С. 9–13.

5. Голякевич С.А., Гороновский А.Р. Математическая модель динамики манипуляторов многооперационных лесозаготовительных машин // Труды БГТУ. Сер. 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2024b. №1 (276). С. 132–143.

6. Емтыль З.К., Бартенев И.М., Драпалюк М.В. Гидроманипуляторы и лесное технологическое оборудование: монография. М.: Наука, 2011. 408 с.

7. Макуев В.А. Критерии формирования парка лесосечных машин // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. 2010. №1. С. 82–84.

8. Матвейко А.П., Клоков Д.В., Протас П.А. Технология и оборудование лесосечных и лесоскладских работ. Практикум: учеб.-метод. пособие. Минск: БГТУ, 2013. 199 с.

9. Мохирев А.П., Куницкая О.А., Калита Г.А. Оценка надежности лесозаготовительного харвестера // Лесной вестник. 2022. Т. 26, №5. С. 93-101. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-5-93-101.

10. Рукомойников К.П., Купцова В.О. Обоснование норм расхода топлива многооперационных лесозаготовительных машин на примере харвестера // ИВУЗ. Лесной журнал. 2020. №3. С. 117–127. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-117-127.

11. Суханов Ю.B., Соколов А.П., Герасимов Ю.Ю. Оценка экономической эффективности систем машин для производства топливной щепы в Республике Карелия // Resources and Technology. 2013. №10 (1). С. 1–23. DOI: 10.15393/j2.art.2013.1941.

12. Сюнёв В., Соколов А., Коновалов А., Катаров В.К., Селиверстов А.А., Герасимов Ю.Ю., Карвинен С., Вяльккю Э. Сравнение технологий лесосечных работ в лесозаготовительных компаниях Республики Карелия. Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии, 2008. 126 с.

13. Якимович С.Б., Ефимов Ю.В. Оценка эффективности систем машин и харвестерных агрегатов для заготовки древесины по фундаментальному критерию технолога – удельной энергоемкости // Лесной вестник. 2020. Т. 24, №1. С. 59–68. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-1-59-68.

14. Ackerman S.A., Talbot B., Astrup R. The effect of tree and harvester size on productivity and harvester investment decisions // International Journal of Forest Engineering. 2022. Vol. 33, iss. 1. P. 22–32. DOI: 10.1080/14942119.2021.1981046.

15. Irousek R., Klvac R., Skoupy A. Productivity and costs of the mechanised cut-tolength wood harvesting system in clear-felling operations // Journal of Forest Science. 2007. Vol. 53, no. 10. Р. 476-482. DOI: 10.17221/2088-JFS.

16. Soman H., Kizha A.R., Delgado B.M., Kenefic L.S., Kanoti K. Production economics: comparing hybrid tree-length with whole-tree harvesting methods // Forestry. 2020. Vol. 93, iss. 3. P. 389–400. DOI: 10.1093/forestry/cpz065.