Совершенствование параметров лесохозяйственных машин для устройства минерализованных полос перед фронтом лесного пожара

Ширина порции зерна, равная расстоянию между ведущим и кольцевым дисками барабана, составляет 0,1 м. При этом масса порции зерна равна 0,3 кг, а производительность зернометателя составляет 50 т/ч. При увеличении расстояния между дисками барабана соответствующим образом повышаются масса порции зерна и производительность зернометателя.

При повышении влажности и засоренности свежеубранного зерна следует уменьшить угол наклона лопасти к касательной окружности барабана и наоборот.

Таким образом, обоснованы конструктивные и кинематические параметры порционного лопастного зернометателя с диаметром барабана 0,5 м и разработана методика расчета его параметров.

Литература

1. Абидуев, АА Обоснование технологического процесса обработки зерна в лопастном метателе / АА Аби-дуев, НА Урханов, М.М. Мотошкин // Сб. науч. тр. ВСГТУ. - Улан-Удэ, 2004. - Вып.10. - С. 91-98.

2. Пат. 2250144 Россия, МПК В 07 В 11/06, В 65 6 31/04. Метатель сыпучих материалов / Н.А. Урханов, В.Н. Урханов, А.А. Абидуев, Г.Р. Озонов, А.С. Бужгеев, М.М. Мотошкин; Восточно-Сибирский гос. тех-нол. ун-т. - №2003105450; заявл. 25.02. 2003; опубл. 20.04.2005, Бюл. №11.

3. Абидуев, А.А. Интенсификация процесса сепарации семенного зерна / А.А. Абидуев. - Улан-Удэ: Изд-во ФГОУ ВПО «БГСХА им. В.Р. Филиппова», 2007. - 131 с.

УДК 630*907.1; 630*43 М.В. Беженцев

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН ДЛЯ УСТРОЙСТВА МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ПОЛОС ПЕРЕД ФРОНТОМ ЛЕСНОГО ПОЖАРА

Предлагается навесное технологическое оборудование, технический результат которого заключается в обеспечении эффективного управления и безопасности работы оператора при проведении работ по локализации лесных пожаров, а также при устройстве минерализованных полос перед фронтом пожара.

Ключевые слова: лесной пожар, пожаротушение, лесохозяйственная машина, установка пожаротушения.

M.V. Bezhentsev PERFECTION OF FORESTRY MACHINES PARAMETERS FOR CREATION OF MINERALIZED STRIPS IN FRONT OF THE FOREST FIRE FRONT

The hinged technological equipment technical result of which consists of the efficient control and operator safety while conducting work on forest fire localisation and also in the process of mineralized strips creation in front of the fire front is offered.

Key words: forest fire, fire-fighting, forestry machine, fire-fighting facility.

В современных условиях активного освоения лесов применение более эффективной техники при тушении лесных пожаров неоспоримо. Данное навесное технологическое оборудование предлагается использовать в качестве сменного оборудования для базовых машин лесозаготовительного, лесохозяйственного назначения, а также специальных пожарных машин.

Несмотря на большие потери, леса Российской Федерации к настоящему времени не только не утратили своей национальной значимости, но приобрели глобальное экологическое и экономическое значение. Они имеют высокие показатели биологической продуктивности, выполняют существенные средообразующие функции, оказывающие большое влияние на экологическое состояние планеты, являются крупнейшим накопителем углерода в северном полушарии Земли. Это значит, что сохранение и воспроизводство российских лесов - не только национальная, но и общечеловеческая задача. Проблема восстановления, сохранения и преумножения лесного фонда заботит сегодня все активное мировое сообщество.

Бореальные леса выполняют исключительно важные экологические функции. Считается, что средообразующие и средостабилизирующие функции этих лесов по своей биосферной и экологической значимо-

сти намного весомее их ресурсного потенциала. Однако само существование и нормальное экологическое функционирование бореальных лесов в значительной степени определяется природными и антропогенными пожарами. Влияние пожаров на состояние и динамику экосистем особенно усилилось за несколько последних десятилетий, когда произошло резкое увеличение доли антропогенных пожаров [1]. Положение усугубляется тем, что значительная часть бореальных лесов расположена на неохраняемых от пожаров территориях, на долю которых в России приходится 45% общей площади гарей и погибших насаждений [3].

Степень потенциальной горимости лесного массива, в первую очередь, зависит от доли хвойных пород и особенно сосны в общем составе древостоя. Высокая горимость сосновых древостоев объясняется тем, что древесина и хвоя сосны содержат горючие смолы и воспламеняющиеся летучие масла.

Кроме того, лесная подстилка в сосновых древостоях также легко возгорается, особенно в сухую погоду.

Немногие деревья способны переживать повторяющиеся ежегодно или с интервалом в несколько лет пожары, а большинство пород вообще не переносит огонь. Частые пожары обычно не дают развиваться лесу и приводят к распространению иных типов растительности, в частности травяной. Пожары повреждают или уничтожают ценную древесину и пагубно влияют на лесовозобновление. Лишая почву растительного покрова, они приводят к серьезному и долговременному ухудшению состояния водосборных бассейнов, снижают рекреационную и научную ценность ландшафтов [6].

Разработанные и предлагаемые на сегодняшний день технологии тушения лесных пожаров можно представить в виде схемы (рис. 1).

Рис. 1. Технологии тушения лесных пожаров

Таким образом, можно сказать, что наиболее развиты на сегодняшний день технологии прямого тушения пожара (см. рис. 1). В свою очередь предотвращение распространения пожара или создание определенных условий его нераспространения важная на сегодняшний день задача. Поэтому развитие и совершенствование технологий косвенного тушения необходимо рассматривать, дополнять и предлагать новые способы.

В лесную промышленность и лесное хозяйство широко внедряются лесные машины с гидроманипуляторами для осуществления машинной валки, пакетирования и трелевки деревьев, обрезки сучьев, штабелевки, погрузки и других работ на лесосеке, транспорте и нижних складах леспромхозов и лесхозов. Быстрота их работы, отсутствие ручного труда при выполнении основных и основных и вспомогательных работ делают этот новый в лесу механизм очень эффективным. Гидроманипуляторы постоянно совершенствуются и разрабатываются для гусеничных и колесных трелевочных, валочно-трелевочных, валочно-пакетирующих и подборочно-транспортных машин различной мощности.

Предлагается комплекс машин на базе колесного и гусеничного шасси, имеющего в качестве навесного технологического оборудования гидроманипулятор с водяной пушкой, емкостью с водой, огнетушащей жидкостью или другим порошковым элементом для тушения пожаров.

На основании вышесказанного разработаны полезные модели. В результате экспертизы заявок на полезные модели установлено, что заявленные модели относится к объектам патентных прав. На рисунке 2 представлена полезная модель, патент (РІІ №74073 01 111; 20.06.2008, Бюл. №17; А62С 27/00; 3/02).

Рис. 2. Установка для пожаротушения:

1 - лесохозяйственная машина; 2 - пожарный ствол; 3 - гидроманипулятор;

4 - полноповоротная колонна; 5 - емкость с огнетушащим раствором

Установка состоит из лесохозяйственной машины 1 на раме которой установлен гидроманипулятор 3, снабженный пожарным стволом 2 и вращающийся на полноповоротной колонне 4. Также на раму трактора 1 устанавливается емкость с водой 5.

Устройство работает следующим образом, оператор машины из кабины, используя гидроманипулятор на полноповоротной колонне, подает пожарный ствол в любом требуемом направление и на различной высоте. Гидроманипулятор также позволяет использовать пожарный ствол по всему периметру машины, и непосредственно на очень близком расстоянии от нее, тем самым увеличивая безопасность работы оператора.

Предложен также вариант с двумя гидроманипуляторами. На рисунке 3 представлена установка для

Рис. 3. Установка для пожаротушения:

1 - лесохозяйственная машина; 2(8) - пожарный ствол; 3(9) - облако рассеяния огнетушащей жидкости;

4(6) - гидроманипулятор; 5(7) - полноповоротная колонна

Устройство работает следующим образом: двигаясь по волоку, один из гидроманипуляторов направляется в сторону фронта пожара, а другой гидроманипулятор направлен на обеспечение безопасности периметра лесохозяйственной машины от действия лесного пожара. Распыляя воду с двух сторон от машины, оператор обеспечивает свою безопасность и сохранность лесохозяйственной машины, при этом увеличивается эффективность проводимых работ.

Таким образом, можно предложить способ устройства и подготовки минерализованной полосы перед фронтом пожара, отличный от существующих.

На рисунке 4 способ устройства и подготовки минерализованной полосы перед фронтом лесного пожара.

Рис. 4. Способ устройства и подготовки минерализованной полосы перед фронтом лесного пожара

Способ (рис. 4) представляет собой следующую последовательность действий: движущаяся перед фронтом пожара машина 1 в направлении А осуществляет устройство основной минерализованной полосы 7 с помощью культиватора 8. За машиной 1 движется установка для пожаротушения 6 в направлении по стрелке В, на которой установлены гидроманипуляторы 3 и 5. Ширина основной минерализованной полосы 7 после прохождения машины 1 равна Б! Один из гидроманипуляторов 3 установки пожаротушения 6 направлен к фронту пожара, который продвигается в направлении Б. Другой гидроманипулятор 5 установки пожаротушения 6 повернут в положение, как показано на рисунке. Таким образом, оператор установки пожаротушения 6 подает воду в гидроманипуляторы 3 и 5, через пожарный ствол на конце гидроманипулятора вода распыляется перед минерализованной полосой 7 и смачивает площадь размером 2, а с помощью гидроманипулятора 5 обрабатывается площадь 4 за установкой пожаротушения 6. В результате работы гидроманипуляторов 3 и 5 ширина основной минерализованной полосы 7 с ширины Б1 увеличивается до ширины

Б1 + Э2 + Э3 = Б4,

где Б1 - ширина минерализованной полосы образованная с помощью культиватора, м;

32 - ширина, дополняющая основную минерализованную полосу ¿1 и образованная гидроманипулятором 3, м;

33 - ширина, дополняющая основную минерализованную полосу ¿1 и образованная гидроманипулятором 5, м;

34 - суммарная ширина минерализованной полосы, обработанная установкой для пожаротушения 6, м.

При работе установки пожаротушения 6 появляются обработанные огнетушащей жидкостью области

I и II с повышенной влажностью лесного горючего материала (ЛГМ).

Пожар, дойдя до полосы II, обработанной гидроманипулятором 3, снижает свою интенсивность по причине повышенной влажности (ЛГМ). При сильных низовых пожарах, когда подготовка (ЛГМ) осуществляется на некотором расстоянии от фронта пожара, дальнейшему его распространению препятствуют основная минерализованная полоса, образованная машиной 1 и культиватором 8, и полоса, полученная с помощью гидроманипулятора 5. За счет основной минерализованной полосы 7 и полосы II пожар прекращает свое дальнейшее распространение.

Данный способ устройства и подготовки минерализованной полосы перед фронтом пожара позволяет увеличить ширину основной минерализованной полосы, тем самым предотвратить дальнейшее распространение низового пожара и переход его через минерализованную полосу.

Разработанные и предлагаемые на сегодняшний день технологии тушения лесных пожаров можно представить в виде схемы и дополнить еще одной технологией, относящейся к технологии косвенного тушения пожаров, а именно, к технологии создания минерализованных полос (рис. 5).

Рис. 5. Предлагаемая технология тушения лесных пожаров Вывод

Данное навесное технологическое оборудование предлагается использовать в качестве сменного оборудования для базовых машин лесозаготовительного, лесохозяйственного назначения, а также специальных пожарных машин.

Данное устройство предлагает установку одного (двух) гидроманипуляторов, что позволит безопаснее и эффективнее использовать машины при тушении как низовых, так и верховых пожаров. Применение гидроманипуляторов позволяет обрабатывать кроны деревьев и тем самым препятствовать переходу верхового пожара через минерализованную полосу на неповрежденный участок леса. Таким образом, технический результат достигается тем, что вдоль минерализованной полосы движется установка для пожаротушения и осуществляет обработку почвы огнетушащим раствором, в результате работы гидроманипуляторов ширина основной минерализованной полосы с ширины ¿1 увеличивается до ширины ¿1 + ¿2 + Э3 = ¿4.

Литература

1. Ваганов, Е.А. История климата и частота пожаров в Центральной части Красноярского края. 1. Климатические условия сезона роста и распределение пожаров в сезоне / Е.А. Ваганов, М.К. Арбатская // Сиб. экол. журн. - 1996а.- №1. - С. 9-18.

2. Винокуров, В.Н. Машины и механизмы лесного хозяйства и садово-паркового строительства: учеб. для вузов / В.Н. Винокуров, Г.В. Силаев, А.А. Золаторевский; под ред. В.Н. Винокурова. - М.: Академия, 2004. - 400с.

3. Гришин, А.М. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними / А.М. Гришин. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992. - 408 с.

4. Коровин, Г.Н. Интегрированная система мониторинга лесных пожаров / Г.Н. Коровин, С.А. Барталев, А.И. Беляев //Лесн. хоз.-во. - 1998. - №4. - С.45-48.

5. Мелехов, И.С. Лесные пожары и борьба с ними / И.С. Мелехов; Севкрайгаз. - Архангельск, 1935.

6. Уоринг, Ф. Рост растений и дифференцировка / Ф. Уоринг, И. Филлипс. - М.: Мир, 1984.

7. Фелленберг, Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию: пер. с нем. / Г. Фел-ленберг. - М.: Мир, 1997. - 232с.

8. Лесозаготовительные машины: учеб. пособие / сост. Е.М. Рунова, В.А. Иванов, А.Н. Сухих, М.В. Беженцев. - Братск: Изд-во ГОУ ВПО ЪрГУ”, 2007. - 171 с.

УДК 631.31 И.Н. Журавлёв, С.В. Пономарев

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ЛЕСНОЙ ФРЕЗЕРНОЙ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЙ МАШИНЫ С ДВУХПОТОЧНЫМ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Разработана имитационная компьютерная модель фрезерной почвообрабатывающей машины с двухпоточным предохранительным устройством фрикционного типа. Модель адекватно описывает срабатывание предохранителя при стопорении фрезерного барабана препятствием. Исследование с помощью модели показывает, что фреза быстрее выходит на рабочий режим после схода с препятствия при использовании фрикционных материалов с высоким коэффициентом вязкого трения. Максимальный угол закручивания вала фрезы в момент встрече с камнем может достигать 3,5° и вызвать поломку вала.

Ключевые слова: фрезерная машина, рабочий процесс, предохранительное устройство, моделирование.

I.N. Zhuravlyov, S.V. Ponomarev MODELLING OF THE WORKING PROCESS OF FOREST MILLING SOIL-CULTIVATING MACHINE WITH TWO-LINE SAFETY DEVICE

Imitation computer model of milling soil- cultivating machine with two-line friction type safety device is developed. The model adequately describes the operation of the fuse in case of milling drum stopping by the obstacle. Investigation by means of the model shows that the milling cutter begins to operate in the working regime quicker when the obstacle comes off and if we use the friction materials with high coefficcient of sticky friction. The maximum angle of milling cutter shaft twisting at the moment of encountering the stone may reach 3,5 ° and cause shaft damage.

Key words: milling machine, working process, safety device, modelling.

При обработке лесной почвы рабочие органы фрезерных почвообрабатывающих машин часто встречаются с препятствиями различных типов: с пнями, остатками пней, наземными и подземными корнями, камнями [1]. Эти препятствия могут вызвать поломку рабочих органов, так как ножи фрезы движутся в почве с большой скоростью. На лесных фрезерных культиваторах КФЛ-1,4, террасерах и других машинах применяется центральный привод от вала отбора мощности трактора (ВОМ) на два спаренных барабана [2]. Вращение передается обычно через коническо-цилиндрический редуктор, цепные передачи и две фрикционные муфты на каждый барабан. С целью более эффективной защиты рабочих органов от поломок авторами