CC BY
24
УДК 631.542
ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ КУСТОРЕЗА С УПОРАМИ-УЛАВЛИВАТЕЛЯМИ ПОРОСЛЕВИН В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ С. В. Малюков
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
ша1щкоу-8ещел @гашЬ1ег.гц
Проводимые научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по механизации лесоводственных уходов за лесными культурами направлены на разработку и совершенствование технологий и системы машин для ухода за рядовыми культурами на вырубках и для ухода за чистыми рядовыми культурами [1, 2]. Создание «организованных насаждений» при лесовосстановлении облегчает комплексную механизацию ухода [3].
Решение вопросов механизации работ по уходу за культурами на вырубках в настоящее время затруднено тем, что большинство технологий создания культур в лесостепной и степной зонах не рассчитаны на применение тракторных агрегатов для их осветления.
Лесоводственный уход за культурами можно эффективно механизировать при помощи различных конструкций кусторезов-осветлителей, но для этого необходимо разработать и внедрить перспективную технологию лесовосстановления, которая предусматривала бы комплексную механизацию всего процесса создания и выращивания леса.
В настоящее время главная задача по уходу за рядовыми культурами на вырубках - исключить заглушение культур нежелательными лиственными породами. Для этого широко применяются кусторезы,
имеющие рабочий орган в виде цилиндрической фрезы на горизонтальной оси вращения (КОГ-2,3 на тракторе ЛХТ-55, КОМ-2,3, КОН-2,3, КО-1,5 и др.), конструкция которых наряду с достоинствами имеет и ряд недостатков [4, 5]. Основными из них являются: удаление поросли путем фрезерования без подпора, что является существенным недостатком, поскольку далеко не вся поросль удаляется. Это вызвано малым сопротивлением порослевин изгибу, в связи с чем молодая поросль осины, березы, ольхи, граба и других мяг-колиственных пород высотой до 0,7.. .1,0 м отклоняется рабочим органом кустореза при поступательном движении агрегата, фреза как бы "приглаживает" и после прохода поросль продолжает развиваться.
Устранить отмеченный недостаток возможно, применив фрезерование с подпором, исключающим отклонение порос-левин в направлении движения агрегата [6].
Ранее нами была разработана новая конструкция рабочих органов кустореза [7]. В данном кусторезе создаются благоприятные условия для срезания поросли, и таким образом повышается эффективность его работы. Новизна кустореза заключается в установке специальных упоров-улавливателей перед режущим рабочим органом типа цилиндрической фрезы.
Упоры-улавливатели обеспечивают подпор поросли при фрезеровании и более полное ее уничтожение. При этом упоры-улавливатели выполнены в виде двугранного клина с поперечной пластиной. Упоры-улавливатели установлены в ряд и одновременно захватывают весь набегающий на кусторез поток порослевин. Центральный угол при вершине клина выбирается равным половине или менее угла трения древесины по стали, что обеспечивает свободный проход порослевин и исключает сгруживание их между упорами-
улавливателями.
На учебном полигоне кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин были проведены полевые исследования работы фрезерного кустореза с упорами-улавливателями порослевин по методикам, изложенным в ГОСТ 20915, ОСТ 70.2.16, ОСТ 70.4.2 [8, 9].
Для полевого экспериментального исследования использовали агрегат, состоящий из трактора ЛТЗ-60А и навешенного кустореза с приводом от вала отбора мощности (рис. 1).
Предлагаемая конструкция фрезерного кустореза включает в себя раму 1, опорные лыжи 2, конический редуктор 3, рычаг 4, подшипники 5, балку 6, карданную передачу 7, фрезу 8, упоры-улавливатели порослевин 9. Одна из двух секций кустореза (левая) была оснащена серийной фрезой без подпора, вторая сек-
ция (правая) оснащена фрезой с упорами-улавливателями порослевин (рис. 2). Для оценки эффективности кустореза был выбран лесной участок с порослью осины (средний диаметр порослевин 0,5...1,2 см, средняя высота 1,5.2,0 м) (рис. 3). Во время экспериментов агрегат двигался со скоростью 1,0 м/с.
Рис. 2. Общий вид кустореза с упорами-улавливателями порослевин и без подпора
Рис. 3. Общий вид поросли на опытном участке перед проходом кустореза
После прохода кустореза лесная поросль удаляется как левой, так и правой секциями (рис. 4). Однако правая секция,
оснащенная фрезой с упорами-улавливателями порослевин, эффективнее удаляет поросль.
Рис. 4. Полоса, срезанная кусторезом на участке произрастания поросли
Цель данной работы заключалась в определении оптимальных конструктивных и эксплуатационных параметров кустореза на основе экспериментального полевого исследования.
Из большого количества параметров выбраны пять основных факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на эффективность процесса удаления по-рослевин: Ах - горизонтальный зазор между упором-улавливателем и фрезой; Аг -вертикальное положение упора-улавливателя по отношению к оси фрезы; Ьср - средняя высота остатков порослевин; Р - вероятность удаления порослевин; V -скорость движения кустореза.
При малых расстояниях Ах поросле-вина не заходит за упор и фрезеруется без подпора. При увеличении расстояния она заходит за упор, происходит её срезание, но дальнейшее увеличение Ах ведет к снижению количества срезанной поросли
из-за того, что она должна пройти большее расстояние до упора.
С увеличением Лz возрастает вероятность р, так как высокое расположение упора не дает отклоняться порослевинам. Высота остатков порослевин кср снижается вследствие того, что поросль быстрее срезается.
Из большого количества параметров кустореза наибольшее влияние на эффективность его функционирования оказывает скорость движения кустореза. С увеличением скорости трактора поросль не успевает заходить за упоры и начинает забиваться между ними. При этом все большая часть порослевин начинает отклоняться от фрезы.
Библиографический список
1. Бартенев И.М. , Котляр Г.Л. Машины и механизмы для рубок ухода: совре-
менный технический уровень // Лесное хозяйство. 1992. №2-3. С. 48-50.
2. Варфоломеев В.Е. Осветление культур ели на нераскорчёванных вырубках // Лесн. хоз-во. 1989. №12. С. 22-24.
3. Буш К.К. Экологические и технологические основы рубок ухода / Рига: Зи-натне, 1984. 172 с.
4. Бартенев И.М., Малюков С.В., По-сметьев В.В. Моделирование работы кустореза с упорами-улавливателями порослевин // Вестник КрасГау. 2011. № 7. С. 157-161.
5. Драпалюк М. В. Совершенствование технологических операций и рабочих органов машин для выращивания посадочного материала и лесовосстановления: Дисс. д-ра техн. наук: Воронеж: ВГЛТА, 2006. 415 с.
6. Бухтояров Л. Д. Разработка конструкции и обоснование параметров инерци-
онно-рубящего рабочего органа кустореза для удаления лесной поросли: Дисс. канд. техн. наук: Воронеж: ВГЛТА, 2004. 189 с.
7. Пат. 2429596 РФ, МПК А 01 О 23/06 Кусторез / И.М. Бартенев, С.В. Ма-люков; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. № 2010110219/21; заявл. 17.03.2010. опубл. 27.09.2011. Бюл. № 27. 3 с.
8. Драпалюк М.В., Полев В.С. Моделирование рубящих элементов цепного кустореза // Лесной журнал. 2011. № 6. С. 94-98.
9. Гончаров П.Э., Попиков П.И., Бух-тояров Л.Д., Пономарев С.В. Математическая модель рабочего процесса машины бойкового типа для уничтожения поросли // Математическое моделирование, компьютерная оптимизация технологий, параметров оборудования и систем управления. Вып. 10; ВГЛТА. Воронеж, 2005. С. 47-54.
