AGRIS - 

Data provenance by Country

2023

Egor G. Khitrov | Ilya S. Dolzhikov | Alexander S. Dmitriev | Vitaly A. Kalyashov | Igor V. Grigorev | Olga I. Grigoreva

Вопросы эксплуатационной и экологической эффективности колесных и гусеничных лесных машин рассматриваются в рамках направления, а ранее отдельной научной специальности, «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» достаточно давно. Данное направление взяло начало из трудов специалистов в области механизации сельского хозяйства, детально изучавших взаимосвязи в системе «движитель–почва–урожай». И в сельскохозяйственном, и в лесозаготовительном производствах при рассмотрении взаимодействия движителей лесных машин с поверхностью движения широко использовались и используются методы механики грунтов. Однако лесные почвогрунты являются значительно более сложной для теоретического и экспериментального изучения средой, поскольку имеют ярко выраженную слоистую структуру, включающую органические и неорганические составляющие, и к тому же пронизаны корневой системой древесно-кустарниковой растительности. В настоящее время в лесозаготовительном производстве и лесном хозяйстве доминируют колесные лесные машины различного класса тяги, что связано с их универсальностью, большими эксплуатационными скоростями, возможностью перемещения между лесосеками своим ходом, включая перемещение по дорогам общего пользования. Несмотря на значительный объем теоретических и экспериментальных исследований, выполненных отечественными и зарубежными учеными в области взаимодействия движителей колесных машин с лесными почвогрунтами, до настоящего времени остались слабо проработаны вопросы взаимосвязи шага грунтозацепов и сцепления движителя с почвогрунтом. Это связано в первую очередь с тем, что оценка проходимости машины по сцеплению дается после анализа показателей колееобразования и сопротивления движению. Данная статья направлена на теоретическое решение этого вопроса, развитие подхода к теоретической оценке коэффициента сцепления колесного движителя лесной машины с почвогрунтом. Благодарности: Работа выполнена в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства» Арктического государственного агротехнологического университета. Исследование проведено за счет гранта Российского научного фонда № 23-16-00092, https://rscf.ru/project/23-16-00092/. Для цитирования: Хитров Е.Г., Должиков И.С., Дмитриев А.С., Каляшов В.А., Григорьев И.В., Григорьева О.И. Расчет коэффициента сцепления колесного движителя лесной машины с почвогрунтом // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 5. С. 126–134. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-126-134 | The issues of operational and ecological efficiency of wheeled and tracked forest machines have been addressed within the framework of the direction, and previously a separate scientific specialty “Technology and machines of logging and forestry” for a long time now. This direction originated from the works of specialists in the field of agricultural mechanization, who studied the interrelationships in the “mover-soil-harvest” system in detail. Both in agricultural and logging production, when considering the interaction of forest machine movers with the driving surface, the methods of soil mechanics were and are widely used. However, forest soils are a much more complicated environment for theoretical and experimental study, as they have a pronounced layered structure, including organic and inorganic components, and, moreover, are penetrated by the root system of woody and shrubby vegetation. At present, wheeled forest machines of various traction classes dominate in logging production and forestry, which is due to their versatility, high operating speeds, the ability to move between harvesting areas on their own, including moving on public roads. Despite the considerable amount of theoretical and experimental research carried out by domestic and foreign scientists in the field of interaction of wheeled machines with forest soils, the issues of interrelation between the pitch of the ground hooks and the coupling of the mover with the soil have remained poorly worked out so far. This is due, first of all, to the fact that the evaluation of the machine’s passability by traction is given after evaluating the indicators of rutting and resistance to movement. This article is aimed at the theoretical solution of this issue, at the development of the approach to the theoretical assessment of the coefficient of adhesion of the wheeled mover of a forest machine with a soil. Acknowledgments: The work was carried out within the framework of the scientific school “Innovative developments in the field of logging industry and forestry” of the Arctic State Agrotechnological University. The research was carried out at the expense of the grant of the Russian Science Foundation No. 23-16-00092, https://rscf.ru/project/23-16-00092 /. For citation: Khitrov E.G., Dolzhikov I.S., Dmitriev A.S., Kalyashov V.A., Grigorev I.V., Grigoreva O.I. Calculation of the Coefficient of Adhesion of the Forest Machine Wheeled Mover with Soil. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 5, pp. 126–134. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-126-134

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2019

Khitrov, E.G. | Taradin, G.S. | Andronov, A.V. | Kotenev, E.V. | Pushkov, Yu.L. | [Хитров, Е.Г.] | [Тарадин, Г.С.] | [Андронов, А.В.] | [Котенев, Е.В.] | [Пушков, Ю.Л.]

The purpose of our article is developing and investigating a mathematical model of rutting and compaction of snowy virgin soil, caused by the action of forest machine rover. Theoretical basis of the study consists of theory of off-the-road locomotion. Research methods include mathematical analysis, computational experiment and approximation of the calculated data. The study compiles integral equations for calculating the rut depth and compression of snow surface under the rover influence. The equations take into account changes in mechanical properties of the snow in the compaction process. Basing to the results of approximation of numerical solution of the equations, simplified relations were obtained, allowing to determine the rut depth and snow compression as functions of the initial snow density, snow cover thickness, average contact pressure and geometric parameters of the contact patch. The study establishes that bearing capacity of snow-covered surface increases following the increasing pressure on the contact patch, which is caused by both a decrease in thickness of deformable snow layer and an increase in mechanical properties of snow during compaction, which reflects physical pattern of rutting on snow-covered surface. With a contact pressure of 50% of the bearing capacity, the rut depth will be approximately 20% of the thickness of the deformable layer, and at a pressure close to the bearing capacity – 60% of snow cover thickness. The ratio of absolute compression deformation of snow and the rut depth at the pressure of up to 10% of the bearing capacity is approximately 1:1. With an increase in the pressure up to 20% of the bearing capacity, the ratio will be 1:2, and with an increase in the pressure up to 100% of the bearing capacity, the ratio will be 1:4. [Цель статьи – разработать и исследовать математическую модель колееобразования и уплотнения снежной целины, вызванного действием движителя лесной машины. Теоретическую базу исследования составляют положения теории движения автомобильного транспорта в условиях бездорожья. Методы исследования включают в себя математический анализ, вычислительный эксперимент и аппроксимацию расчетных данных. Составлены интегральные уравнения для расчета глубины колеи и сжатия массива снежной поверхности под воздействием движителя. Уравнения составлены с учетом изменения механических свойств снега в процессе уплотнения. По результатам аппроксимации результатов численного решения предложенных уравнений получены упрощенные соотношения, позволяющие определить глубину колеи и сжатие снега как функции его начальной плотности, толщины снежного покрова, среднего давления по пятну контакта движителя с опорной поверхностью и геометрических параметров пятна контакта. Установлено, что несущая способность заснеженной опорной поверхности увеличивается вслед за возрастающим давлением по пятну контакта, что вызвано как уменьшением толщины деформируемого слоя снега, так и увеличением механических свойств снега при уплотнении, что отражает физическую картину колееобразования на заснеженной поверхности. При нормальном давлении в 50% от несущей способности глубина колеи составит ориентировочно 20% толщины деформируемого слоя опорной поверхности, а при давлении, близком к несущей способности – 60% от толщины снежного покрова. Соотношение абсолютной деформации сжатия снега и глубины колеи при давлении до 10% от несущей способности опорной поверхности составляет ориентировочно 1:1. При возрастании давления до 20% от несущей способности соотношение составит 1:2, а при повышении среднего давления до 100% от несущей способности соотношение деформации сжатия и глубины колеи составит 1:4.]

Show more [+]

Less [-]

St. Petersburg State Forest Technical University named after S.M. Kirov - Russian Federation