Сравнение и анализ различных механизмов захватного устройства харвестерных головок

В настоящее время на рынке технологического оборудования для лесозаготовки представлен широкий спектр моделей харвестерных головок различных производителей. Данные харвестерные головки различаются не только по эксплуатационным параметрам, но и по конструктивным особенностям механизмов. Даже если рассматривать те конструктивные особенности, которые принципиально не изменяют процесс обработки дерева, они могут иметь серьезное влияние на эффективность применения устройства. Одной из особенностей конструкции харвестерной головки является механизм захватного устройства. Обзор литературы показал, что в западном научном поле представлен ряд работ, посвященный различным механизмам захватного устройства харвестерных головок, однако количество исследований, посвященных конкретным различиям этих механизмов, мало. В отечественной науке исследования, посвященные этой теме, не представлены. Данная статья посвящено изучению двух типов механизма захватного устройства – концентрического и линейного – и определению возможных различий между ними, в частности расчету необходимого усилия протяжки ствола дерева одного диаметра. В исследовании были рассмотрены кинематические схемы типов концентрических и линейных механизмов, а также произведен статический расчет усилий, воздействующих на ствол обрабатываемого дерева, для установления возможного различия в усилии, необходимом для протяжки дерева, при определенных допущениях, например, при равенстве формы, размера и материала протяжных вальцов и сучкорезных ножей, геометрических и механических свойств обрабатываемого дерева и т. д. Результаты исследования показали, что при принятых допущениях невозможно утверждать о наличии конкретных различий в усилии протяжки в концентрическом и линейном механизмах захватного устройства харвестерной головки. Однако при изменении диаметра дерева при обработке харвестерной головкой с концентрическим механизмом усилие, необходимое для протяжки дерева, изменяется по более сложной зависимости, чем при обработке харвестерной головкой с линейным механизмом. Данные выводы могут помочь в исследовании процесса работы харвестерной головки и понимания различных зависимостей, связанных с характеристиками харвестерных головок. Это позволит сделать работу агрегатов более прогнозируемой и даст необходимые обоснования для применения тех или иных конструктивных решений при проектировании отечественных образцов оборудования.

1. Базаров С.М., Беленький Ю.И., Свойкин Ф.В., Свойкин В.Ф., Бальде Т.М.Д. Системный анализ динамики работы харвестерной головки валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (ХГ ВСРМ) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021. Вып. 235. С. 150–164. DOI: 10.21266/2079-4304.2021.235.150-164.

2. Васильев А.С. Модернизированная харвестерная головка // Известия Санкт- Петербургской лесотехнической академии. 2024. Вып. 251. С. 289–300. DOI: 10.21266/2079-4304.2024.251.289-300.

3. Angulo I. Harvester Energy Modelling and Optimization: master’s thesis. Stockholm, 2016. 49 p.

4. Best Practice Guidelines for Mechanised Harvesting and Processing. Rev. ed. FITEC, 2005. 64 p.

5. Goubet D., Fauroux J.C., Gogu G. Gripping mechanisms in current wood harvesting machines // Frontiers of Mechanical Engineering. 2013. Vol. 8. P. 42–61. DOI: 10.1007/s11465-013-0358-3.

6. KOMATSU 370.2 harvesting head technical description (booklet). 2012. 2 p.

7. Laurier J.P. Mechanization of wood harvesting in France: state of the art in 2009 // Forêt Entreprise. 2010. Log Max 7000C harvesting head technical description (booklet). 2012. 2 p.

8. PONSSE H8 harvesting head technical description (booklet). 2012. 21 p.

9. Valmet 370.2 harvesting head technical description (booklet). 2012. 2 p.