Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы, ее значение. Цель и задачи исследований 12
1.1. Состояние и перспективы развития-вывозки лесоматериалов автомобильным транспортом 12
1.2. Анализ лесотранспортных средств 14
1.2.1. Тяговый и прицепной состав 16
1.2.2. Конструкции автопоездов 18
1.2.3. Навесные гидравлические манипуляторы 26
1.3. Обзор и анализ ранее выполненных исследований 31
1.3.1. Формирование состава автопоездов и условий их эксплуатации 31
1.3.2. Загруженность лесовозных автопоездов 36
1.3.3. Поперечная устойчивость автопоездов 40
1.3.4. Изменение сопротивления движению автопоезда 41
1.3.5. Коэффициент полнодревесности пачек лесоматериалов как транспортного груза 43
1.3.6. Моделирование параметров деревьев на лесосеке 44
1.3.7. Продолжительность погрузки сортиментов навесными гидроманипуляторами 47
1.4. Цель и задачи исследований 50
2. Загруженность автопоездов на вывозке лесоматериалов 53
2.1. Основные причины перегрузки элементов лесовозного автопоезда 53
2.2. Распределение веса пачки хлыстов полной длины по коникам двухзвенных автопоездов 55
2.3. Экспериментальное определение загруженности коников автомобиля и роспуска хлыстами 63
2.4. Загруженность автопоездов при вывозке полухлыстов 73
2.5. Загруженность автопоездов при вывозке сортиментов 80
2.6. Выводы 83
3. Методика формирования автопоездов, выбора способов их загрузки и технология работы 85
3.1. Системный анализ факторов выбора лесотранспортных средств 85
3.2. Методика формирования состава автопоезда 96
3.3. Статистическое моделирование вариантов формирования лесовозных автопоездов 108
3.4. Изменчивость коэффициента полнодревесности поперечных сечений пачки хлыстов на лесовозном подвижном составе 116
3.5. Моделирование основных характеристик пачки хлыстов 122
3.6. Алгоритм выбора геометрических параметров размещения лесоматериалов на автопоезде 131
3.7. Положение центра тяжести пачки полухлыстов 136
3.8. Методика расчета допустимой полезной нагрузки на транспортное средство при размещении на нем гидроманипулятора 138
3.9. Размещение сортиментов и технологической оснастки 143
3.10. Моделирование работы самозагружающихся автопоездов 149
3.11. Выводы 154
4. Анализ способов размещения лесоматериалов и погрузочного оборудованиям подвижном составе 156
4.1. Анализ вариантов размещения лесоматериалов на автопоезде 156
4.2. Оценка поперечной устойчивости полногабаритных лесовозных автопоездов . 160
4.3. Размещение полухлыстов на кониках автопоезда 167
4.4. Размещение гидроманипулятора на подвижном составе 179
4.5. Размещение сортиментов и технологической оснастки на подвижном составе 182
4.6. Выводы 189
5. Экспериментальные исследования эксплуатации лесовозных автопоездов 191
5.1. Исследование полнодревесности поперечных сечений пачек хлыстов на лесовозном подвижном составе 191
5.2. Исследования тяговой динамики и топливной экономичности 195
5.2.1. Характеристика объекта исследования и условий проведения эксперимента 195
5.2.2. Измеряемые параметры и измерительная аппаратура 196
5.2.3. Тяговая динамика автопоезда МАЗ-509А + ГКБ-9383 198
5.2.4. Топливная экономичность автопоезда МАЗ-509А +ГКБ-9383 203
5.3. Эксплуатация самозагружающихся автопоездов 204
5.4. Продолжительность погрузки сортиментов навесными гидроманипуляторами 210
5.4.1. Методика исследований 210
5.4.2. Обработка экспериментальных данных 214
5.5. Выводы 228
6. Разработка технологических схем и конструкций подвижного состава для рекомендуемых способов вывозки лесоматериалов 229
6.1. Технологические особенности подготовки к вывозке длинномерных лесоматериалов 229
6.2. Особенности технологии лесоскладских работ 234
6.3. Разработка конструкции прицепа-роспуска для вывозки полухлыстов . 236
6.4. Разработка устройства для погрузки полухлыстов 243
6.5. Технология работы самозагружающихся автопоездов 247
6.6. Выводы 251
7. Исследование эффективности разрабатываемых способов погрузки и вывозки лесоматериалов 253
7.1. Методика расчета экономической эффективности 253
7.1.1. Общие сведения 253
7.1.2. Затраты на погрузку лесоматериалов 256
7.1.3. Затраты на лесовозный транспорт 261
7.1.4. Затраты на выгрузку лесоматериалов 267
7.1.5. Расчет показателей экономической эффективности 270
7.2. Определение показателей производственно-экономической эффективности рекомендуемых способов вывозки лесоматериалов 274
7.3. Сравнение бизнес-планов вывозки лесоматериалов 277
7.3.1. Вывозка длинномерных лесоматериалов 278
7.3.2. Вывозка сортиментов 279
7.4. Выводы 281
Основные выводы и рекомендации 283
Библиографический список использованной литературы 287
Приложения 310
- Продолжительность погрузки сортиментов навесными гидроманипуляторами
- Экспериментальное определение загруженности коников автомобиля и роспуска хлыстами
- Изменчивость коэффициента полнодревесности поперечных сечений пачки хлыстов на лесовозном подвижном составе
- Размещение сортиментов и технологической оснастки на подвижном составе
Введение к работе
Актуальность темы. Важная роль в лесозаготовительном производстве принадлежит транспорту, который в значительной мере определяет экономическую доступность лесоматериалов на участках лесного фонда и возможность непрерывного и неистощительного лесопользования. Транспортная фаза лесозаготовок является наиболее капиталоемкой. Трудоемкость ле-сотранспорта в составе всего цикла производственных операций лесозаготовок составляет 25-30 %, а его доля в себестоимости лесопродукции доходит до 40 %. Поэтому совершенствование технологии и техники лесовозного по-грузочно-транспортного комплекса является актуальной проблемой.
В настоящее время в России около 90 % древесины заготавливается и вывозится с лесосек в виде хлыстов, для вывозки которых используются пре-имущественно двухзвенные автопоезда. В их эксплуатации имеется множество серьезных недостатков: перегрузка коника автомобиля при недогрузке прицепа-роспуска; большие свесы вершин хлыстов за задний коник автопоезда; низкое использование тяговых возможностей лесовозных автомобилей; большие потери древесины на лесосеке. Использование для вывозки, лесома-териалов дорог общей сети и необходимость обеспечения нормативных габаритных параметров лесовозных автопоездов в соответствии с Правилами дорожного движения без изменения способа размещения лесоматериалов на автопоезде приводят к снижению рейсовых нагрузок и усугублению перечисленных выше недостатков, а также к усложнению технологии работ на лесопогрузочном пункте. Постоянное возрастание объема вывозки лесоматериалов по дорогам общего пользования требует проведения соответствующих исследований для решения указанных проблем.
В последнее десятилетие в европейской части России наблюдается де-концентрация разрабатываемых лесосек и постепенное возрастание объема заготовки и вывозки сортиментов. При разработке малых разрозненных лесосек, при рубках промежуточного пользования объемы лесоматериалов на погрузочных пунктах незначительны. В этих условиях применение самоходных лесопогрузочных машин неэффективно. Целесообразно использовать для вывозки лесоматериалов автотранспортные средства, оборудованные навесными погрузочными механизмами. При этом основными задачами, требующими первоочередного решения, являются: рациональное формирование самозагружающихся лесовозных автопоездов, выбор типа гидроманипулятора и места его размещения на транспортном средстве, определение допустимой полезной нагрузки на транспортную единицу с навесным погрузочным устройством, размещение лесоматериалов на подвижном составе, совершенствование технологии работы лесотранспорта, определение и нормирование затрат времени на погрузочно-разгрузочные операции.
Работа выполнялась автором в соответствии с темами: "Исследование и совершенствование автомобильной вывозки древесины в леспромхозах Все-союзного лесопромышленного объединения "Кировлеспром" (№ ГР 0182.4.0111.90); "Вопросы теории и практики строительства и эксплуатации лесовозных дорог" (№ ГР 0182.2003308); "Разработка методологии системного проектирования сети лесных дорог и способов перевозки древесины" (№ ГР 01860126422); "Обоснование технологических параметров самозагружающих-г ся транспортных средств при сортиментной вывозке древесины от рубок ухода" (№ ГР 01.9.90.001028) и Федеральной программой развития лесопромышленного комплекса Российской Федерации, утвержденной Постановлением Правительства Российской Федерации № 1123 от 20.11.95 г., а также с темой № 1.1.04 «Математическое и физическое моделирование технических, биологических и экономических объектов», проводимой по заданию Министерства образования Российской Федерации в 2004 году.
Цель работы. Разработка технологических, технических решений и эксплуатационных нормативов, обеспечивающих повышение эффективности работы лесовозного транспорта.
Объект исследований. Лесоматериалы как транспортный груз, лесовозные автопоезда и лесопогрузочные механизмы. Предмет исследований. Математические модели, алгоритмы, программы, описывающие способы размещения лесоматериалов и гидроманипулятора на транспортных средствах; параметры пачки- лесоматериалов на автопоезде; технологические процессы на лесопогрузочном пункте и лесопромышленном складе.
Методы исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием методов математического моделирования, системного анализа, теории вероятностей и математической статистики. При проведении натурных производственных исследований использовались методы тензометрии, теории планирования эксперимента, фотохронометражные наблюдения.
Научной новизной обладают:
методика формирования состава лесовозного автопоезда, позволяющая учитывать: изменение действия на него сил на наклонном участке пути, влияние прицепных единиц на автомобиль-тягач, влияние навесного гидравлического манипулятора на величину допустимой полезной нагрузки, ограничение полезной нагрузки автопоезда его грузовместимостью и возможностью размещения груза на подвижном составе;
методика определения параметров размещения длинномерных лесоматериалов на кониках подвижного состава, отличающаяся учетом изменения коэффициента полнодревесности поперечных сечений пачки лесоматериалов по ее длине и ограничения габаритной высоты транспортного средства;
методика и математические модели для нахождения допустимых полезных нагрузок на транспортные единицы, оборудованные гидроманипулятором;
способы загрузки автопоездов на вывозке полухлыстов и сортиментов по дорогам общего пользования;
способы производства лесосечных, погрузочно-разгрузочных и штабе-левочных работ, обеспечивающие рекомендуемую загрузку автопоездов и защищенные авторскими свидетельствами СССР № 1634179, № 1727705 и патентом РФ на изобретение № 2053946; новые конструкции прицепа-роспуска для вывозки полухлыстов, позволяющие упростить загрузку автопоезда и защищенные патентами РФ на изобретения № 2183167 и № 2240239;
регрессионные модели продолжительности погрузки и выгрузки сортиментов навесными автомобильными гидравлическими манипуляторами.
Практическая значимость состоит в повышении эффективности работы лесовозного автомобильного транспорта путем разработки теоретических и экспериментальных методов обоснования состава автопоездов для различных лесных грузов и способов их загрузки лесоматериалами. Применение рекомендуемых способов загрузки автопоездов полухлыстами обеспечивает повышение рейсовых нагрузок и производительности без перегрузки коников и осей подвижного состава. Вывозка сортиментов самозагружающимися автопоездами, сформированными в соответствии с разработанными рекомендациями, обеспечивает снижение затрат на погрузку и выгрузку лесоматериалов, повышение производительности и эффективности работы ле-сотранспортных средств. Научно обоснованная продоллштельность цикла на погрузке и выгрузке лесоматериалов" навесными гидроманипуляторами позволяет нормировать работу водителей лесовозных автопоездов.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
• результаты теоретических и экспериментальных исследований загруженности автопоездов на транспортировке лесоматериалов;
• методика формирования состава лесовозного автопоезда;
• математические модели, определяющие влияние навесных гидроманипуляторов на величину допустимых полезных нагрузок лесотранспортных средств;
• методика расчета характеристик пачек лесоматериалов как транспортного груза-и параметров их размещения на подвижном составе;
• способы размещения лесоматериалов и их влияние на эксплуатационные показатели лесовозных автопоездов; • результаты производственных исследований и регрессионные зависимости продолжительности погрузки и выгрузки лесоматериалов.навесными гидроманипуляторами;
• конструкции прицепов-роспусков и способы производства лесосечных, погрузочно-разгрузочных и штабелевочных работ, защищенные авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ на изобретения.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается полнотой анализа современного состояния исследований в области эксплуатации лесовозных автопоездов, корректным применением методов математической статистики и математического моделирования, достаточной адекватностью полученных математических моделей исследуемым объектам, сходимостью результатов расчетов по ним с результа тами экспериментов, положительными результатами применения рекомендаций на лесозаготовительных предприятиях, выполнением исследований с ис
пользованием современных средств вычислительной техники. v
Апробация работы. Основные научные положения и результаты теоретических и экспериментальных исследований по этапам, докладывались, обсуждались и были одобрены:
на 9 международных научных, научно-технических и научно-практических конференциях в городах: Воронеж, 1998 и 1999 гг.; Екатеринбург, 1999 г.; Йошкар-Ола, 1999 и 2001 гг.; Брянск, 2000 г.; Сыктывкар, 2000 г.; Петрозаводск, 2001 г.; Санкт-Петербург, 2003 г.;
на 5 Всероссийских научно-практических конференциях в городах: Нижний Новгород, 1999 г.; Йошкар-Ола, 1999 и 2004 г.; Воронеж, 1999 г.; Красноярск, 2002 г.
наї Всероссийской междисциплинарной научной конференции (Вави-ловские чтения): г. Йошкар-Ола, 1999 г.;
на городской научно-практической конференции: г. Йошкар-Ола, 1986 г.; на научно-технических конференциях в Московском лесотехническом институте в 1987 году и в Ленинградской лесотехнической академии в 1988 году;
на ежегодных научных конференциях по итогам научно-исследовательских работ Марийского государственного технического университета в 1982-2005 годах.
Реализация работы. Основные научные положения и результаты исследований использованы:
при обследовании уровня организации работы 15 лесовозных автомобильных дорог в Кировской области и разработке мероприятий и рекомендаций по повышению эффективности вывозки лесоматериалов по ним;
при разработке таблиц для определения основных параметров разме-щения хлыстов на лесовозном автопоезде, упрощающих расчет необходимого межконикового расстояния в производственных условиях, которые приняты к использованию объединением «Кировлеспром»;
при обосновании состава и технологических параметров самозагружающихся автопоездов с навесными гидроманипуляторами для вывозки сортиментов от рубок ухода по заказу Комитета по лесному хозяйству Республики Марий Эл;
в учебном процессе МарГТУ при дипломном и курсовом проектировании, в научно-исследовательской работе студентов. Материалы исследований опубликованы в монографии и пяти учебных пособиях.
Результаты исследований отражены в 20 научно-технических отчетах МарПИ и МарГТУ. Материалы автора диссертации представлены на 550 машинописных страницах.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 58 работ, включая 1 монографию, 5 авторских свидетельств и патентов на изобретения, 5 учебных пособий и 47 научных статей, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК - 13. Общий объем публикаций составляет 61,9 п.л., из них 15 работ без соавторов объемом 26,6 п.л. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка использованной литературы из 268 наименований и 9 приложений. Объем работы составляет 396 страниц машинописного текста, в том числе 309 страниц основного текста, 70 рисунков, 52 таблицы и 87 страниц приложений.
Продолжительность погрузки сортиментов навесными гидроманипуляторами
На дорогах с твердым покрытием при нагрузке на шину в пределах номинального значения коэффициент сопротивления качению колеса/изменяется незначительно. При превышении нагрузки на 20 % номинальной величины коэффициент возрастает приблизительно на 5 %, а при дальнейшей перегрузке - более интенсивно. Сильно возрастает коэффициент/с увеличением нагрузки на колесо на деформируемой опорной поверхности [113].
При передаче через колесо крутящего момента происходит дополнительная деформация шины, сопровождающаяся потерей энергии. Сопротивление качению, вызванное дополнительной деформацией шины, возрастает пропорционально квадрату крутящего момента [170]. Таким образом, коэффициент сопротивления качению ведущего колеса можно условно рассматривать состоящим из двух частей где /о - коэффициент сопротивления качению колеса в ведомом режиме, зависящий от вида дорожного покрытия, его ровности и влажности; fM — дополнительная составляющая коэффициента сопротивления качению ведущего колеса.
Существенное значение величина /А{ имеет при больших крутящих моментах колес, необходимых для движения автомобилей по плохим дорогам или автопоездов [170]. При установившемся движении с обычными эксплуатационными скоростями колесных машин без прицепов по твердой опорной поверхности дополнительная составляющая fM сравнительно невелика.
Величины нормальных реакций колес являются определяющими для сил сопротивления качению и полных сил сопротивления качению всего автопоезда. Нормальные реакции оказывают влияние на формирование радиусов качения колес и на величины коэффициентов изменения радиусов качения шин. Несмотря на небольшое различие в радиусах качения, при малых сопротивлениях движению крутящие моменты колес весьма различны [170].
Увеличение числа ведущих колес и нагрузок на них приводит к росту сопротивления движению автопоезда.
Для расчета параметров расположения, лесоматериалов на автопоезде с учетом ограничения высоты погрузки необходимо знать величину коэффициента полнодревесности пачки. Коэффициент полнодревесности совокупностей лесоматериалов определяется отношением объема древесины к их геометрическому объему. При этом допускается определять коэффициент полнодревесности совокупности лесоматериалов через показатель плотности укладки древесины в произвольном поперечном сечении штабеля- (пачки) [89, с. 47].
Аналитическими и экспериментальными методами расчета этого важного технологического и эксплуатационного показателя занимались многие исследователи: А.Ф. Изаков [79], П.Л. Калашников [89], Ю.А. Котельников [100], М.М. Овчинников [137], К.Б. Соколов [218], И.И. Соромотин [219], B.C. Софронов [220] и другие.
А.Ф. Изаков [79] методы исследований разделил на два направления по характеру подхода к оценке соотношения геометрического объема лесоматериалов. Первое направление основывается на соотношении полного объема погруженных лесоматериалов и габаритного объема пачки [136, 218], а второе - на размерных соотношениях объема некоторого выделенного числа единиц лесоматериалов и соответствующего геометрического объема [79, 100, 220]. При этом, как правило, в рассмотрение принимается сочетание трех или четырех хлыстов (бревен).
Количественные показатели коэффициента полнодревесности пачек хлыстов приводятся в работах [89, 102, 219]. Б.И. Кувалдин [102] считает, что величина указанного коэффициента для пачки хлыстов большей частью находится в диапазоне 0,55-0,65. По данным П.Л. Калашникова [89], коэффициент плотности укладки (полнодревесности) хлыстов на кониках лесовозных сцепов изменяется от 0,45 до 0,60. Меньшие значения рекомендуются для тонкомера, дровяных и кривых хлыстов, а большие - для деловых прямоствольных хлыстов. И.И. Соромотиным [219] на основе обмеров штабелей хлыстов на железнодорожных платформах широкой колеи получено среднее значение коэффициента полнодревесности штабеля хлыстов, равное 0,478. Эти значения коэффициента полнодревесности были получены по результатам обмера пачек или штабелей хлыстов при разнокомельном их расположении. Поэтому использовать их для расчетов площадей поперечных сечений пачки хлыстов, расположенных комлями в одну сторону, не представляется, возможным. Проведённые нами исследования подтверждают это. Ошибки расчетных.значений по сравнению с фактически замеренными колеблются.в пределах ± 45 %.
Поэтому для разработки алгоритма моделирования характеристик пачки хлыстов как транспортного груза и оптимизации размещения-лесоматериалов на автопоезде необходимо установить зависимость изменения плотности укладки хлыстов по длине пачки.
Нормальная эксплуатация лесовозных автопоездов и рациональное использование их грузоподъемности невозможны без своевременного учета природно-производственных условий работы. Таксационные показатели лесосечного фонда в значительной степени определяют вид вывозимых лесоматериалов и основные параметры размещения перевозимого груза на кониках лесотранспортного средства.
В ЦНИИМЭ [27] И МГУЛе [9] получены математические зависимости, позволяющие моделировать параметры деревьев на лесосеке: породу; диаметры на высоте груди; высоту, объем, массу стволов; расстояния от плоскости среза до центра тяжести стволов. Моделирование породы дерева основа 45 но на сравнении присвоенного дереву порядкового номера / с численностями п; представленных в лесосеке деревьев различной породы у.
Экспериментальное определение загруженности коников автомобиля и роспуска хлыстами
Так, нагрузка на коник автомобиля МАЗ-5 09А в; различных условиях в среднем; на- 1 Г-105: % превышает допустимую? величину. При5 этом; роспуск: ГКБ-93 83 загружается всего- на 49-95 %. Автопоезд с тягачомуКрАЗ-255Л хотя,и имеет лучшее:соотношение:допустимых полезных нагрузок коников-автомобиля;и роспуска;, но» щ у него- нагрузка: на- автомобиль :в среднем на, 1-65 % превышает нормативную при: загрузке:роспуска.на 57-97 / ..Аналогичное распределение нагрузки от веса пачки хлыстов по коникам наблюдается и у других рассматриваемых автопоездов; Лишь upw малых рейсовых нагрузках загрузка.коника автомобиля соответствует нормативу.
Повышенная нагрузка на автомобиль,при?движении автопоезда по дороге с твердым покрытием хорошего качества,приводит к увеличению нагрузки на раму, подвеску, шины, трансмиссию; к: повышенному износу и снижению эксплуатационной надежности и: срока! службы перегруженных узловш деталей-.На дороге с: плохого качества, перегрузка машиньгусугубляется-чрезмерными динамическими нагрузками.
Перегрузка, автомобилей является одной из: причин снижения- их коэффициента технической готовности Ктг. В среднемшо предприятиям;Мин-леспромаЄСЄР в 1980-х годах у лесовозных автопоездов величина коэффициента технической готовности составляла 0,68-0,70.
Установлено, что расстояние между кониками автомобиля и роспуска в большинстве лесозаготовительных предприятий назначается ориентировочно, без соответствующих расчетов и повсеместно завышено на 7-31 % у поездов МАЗ-509А + ГКБ-9383 и на 1-15 % у поездов КрАЗ-255Л + ГКБ-9383. При этом свес вершинной части хлыстов за коник роспуска часто превышает 8-Ю м (допустимый для внутрихозяйственных дорог, при котором вершины хлыстов не соприкасаются с дорогой при движении автопоезда). Например, в Волжском ЛПХ Кировской области в июле 1980 года указанный свес в среднем составил 14,9 м, в феврале 1982 года - 11,8 м. В Волжском ЛПХ Республики Марий Эл в марте 1982 года он равнялся в среднем 14,5 м. И это не исключительные случаи. При таких свесах расстояние от поверхности дороги до вершин нижнего ряда хлыстов на горизонтальном участке в статическом положении, как правило, меньше допустимого, составляющего 0,6 м, а в ряде случаев имеет место непосредственный их контакт с дорогой. При движении автопоезда прогиб вершин хлыстов во время их колебаний увеличивается в несколько раз, что приводит к ударам вершин о поверхность дороги и ее разрушению. При установлении расстояния между кониками автопоездов в соответствии с расчетом величина свеса вершин дополнительно увеличится на 0,1-3,7 м.
Габариты существующих коников под комлевой частью хлыстов, как правило, не позволяют вместить весь груз. Так, площадь коника автомобиля МАЗ-509А используется в среднем на 95-159 %. Поэтому во многих случаях водители автопоездов в индивидуальном порядке увеличивают высоту стоек коника автомобиля с помощью подручных средств (кусков листовых рессор, уголков, бревен и т.п.) для- обеспечения возможности перевозки лесоматериалов в большем объеме. Однако Минлеспром СССР еще в 1977 году издал приказ за № 143, запрещающий грузить лесоматериалы на автопоезд выше уровня стоек коников. Увеличение полезной площади коника автомобиля нецелесообразно, так как это приведет к дальнейшему росту его перегрузки. В то же время, площадь коника роспуска используется не полностью.
При существующем способе размещения хлыстов на автопоезде изменение расстояния между кониками автомобиля и роспуска является единственно возможным способом обеспечения загрузки элементов автопоезда в соответствии с их грузоподъемностью без снижения величины полезной рейсовой нагрузки. Искомое расстояние может быть определено по формулам:
Допустимым является также вариант определения величины b во всех случаях только по уравнению (2.4), что объясняется стремлением обеспечить надежную работу автомобиля, обладающего более сложной конструкцией и высокой стоимостью по сравнению с роспуском.
В лесозаготовительных предприятиях в настоящее время длина дышла роспуска назначается ориентировочно без расчетов. Для упрощения определения требуемого межконикового расстояния в производственных условиях составлены таблицы для всех теоретически возможных параметров рейсовой нагрузки. Эти таблицы приняты к практическому использованию ТПО «Ки-ровлеспром» и признаны им как способ контроля за нагруженностью коника автомобиля в составе лесовозного автопоезда на вывозке хлыстов.
В качестве примера в приложении 1 приведены таблицы для двух значений объема пачки хлыстов при свесе комлей за коник автомобиля 1 м. Так, у автопоезда МАЗ-509А + ГКБ-9383 при вывозке хлыстов длиной 20-22 м и полном использовании грузоподъемности {Qnon = 25,6 м ) для обеспечения нормативной нагрузки на коник автомобиля межкониковое расстояние должно быть равным 9-9,5 м. У автопоезда КрАЗ-255Л + ГКБ-9383 при этих же условиях и нормативной рейсовой нагрузке {Qn0Jl =28,8 м ) оно должно составлять 9,5-10,5 м. Свес вершин хлыстов за коник роспуска при этом составит 10,0-11,5 м у первого автопоезда и 9,5-10,5 м у второго. При больших длинах хлыстов величина их заднего свеса увеличивается. Поэтому при вывозке хлыстов на этих автопоездах с металлическими складывающимися дышлами (Ь = 11-12 м) в рассматриваемых условиях обеспечить пропорциональное грузоподъемности распределение нагрузки от веса груза по коникам не представляется возможным.
Изменчивость коэффициента полнодревесности поперечных сечений пачки хлыстов на лесовозном подвижном составе
Основной задачей развития лесовозного автомобильного транспорта является дальнейшее повышение эффективности его работы. Это означает, что лесотранспортный процесс должен осуществляться с наименьшими затратами труда и материальных средств, быстро, безопасно и безвредно для окружающей среды. Выполнение этих условий возможно лишь при рациональном составе автопоездов и хорошей организации их работы.
Задачу выбора лесотранспортных средств можно сформулировать так. В заданных условиях эксплуатации лесотранспортного цеха (предприятия) с известными ограничениями по дорожным и климатическим факторам необходимо осуществить выбор наиболее рационального автомобиля и прицепного состава к нему, обеспечивающих транспортировку лесных грузов с рейсовыми нагрузками, позволяющими эффективно использовать весовые и тяговые качества автопоездов и осуществлять транспортный процесс с учетом выполнения требований заказчика, с максимальной производительностью и при минимальных затратах.
Научно обоснованный выбор осуществляется путем установления комплекса определяющих факторов: транспортных, дорожных, природно-климатических, экологических и топливных.
В состав транспортных факторов входят: вид груза; величина полезной рейсовой нагрузки (партионность перевозок грузов); условия погрузки-выгрузки и складирования; стабильность перевозок; объем перевозок; дальность перевозок; вид маршрутов и организация перевозок.
Дорожные факторы включают: прочность дорожного покрытия (допустимые осевые нагрузки); элементы плана и продольного профиля дорог (габаритные ограничения, допустимые уклоны); интенсивность движения (допустимые скорости); проезжаемость дорог.
Природно-климатические факторьг классифицируются по климатическим зонам: зоны холодного, умеренного, жаркого климата и высокогорные районы; Экологические факторы включают безвредность (минимальные шум и выбросы токсичных веществ) и безопасностькак для водителей, так и для пешеходов. При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать транспортным средствам с наименьшим расходом топлива. Выбор и оценка эффективности применения: специализированных лесотранспортных средств должны осуществляться; исходя из комплекса вышеуказанных факторов. При этом основным фактором является характеристика грузов, подлежащих перевозке. Предлагаемая классификация; лесных грузов: (рис. 3.1), перевозимых автомобильным транспортом; использует, принцип «дерева» целей, «листья» которого определяют конкретный груз с его характеристикой. При этом грузы разделены; по основным; признакам влияющим на выбор типа лесотранспортных средствш их конструкцию. ; С учетом принципа системного подхода усовершенствована трехуровневая система взаимодействия основных факторов и элементов [239], которые определяют выбор и оценку эффективности применения рациональных типов лесотранспортных средств (рис. 3.2). Эту систему можно представить как группу А, состоящую из трех подгрупп первого уровня. Подгруппа АЛ определяет внешние факторы - условия эксплуатации. Подгруппа А.З определяет внутренние факторы- конструктивные особенности и эксплуатационные качества транспортных средств. Подгруппа А.2 является объединяющей двух других подгрупп {АЛ и А.З) и характеризует эффективность, лесо-транспортного процесса. Очевидно, что на первом уровне каждая группа А. 1, А.2 wА.З является подгруппой А, то есть А. 1 є А; А.2 є А и A3 є А: Следовательно, каждый элемент этих подгрупп одновременно является-составной частью элементов всей группы А В свою очередь таким же образом на втором уровне группа АЛ делится на три; подгруппы:А. 1.1 - транспортные условия, формирующие систему; АЛ.2 - природно-климатические условия, ограничивающие систему шАКЗ -дорожные условия, также накладывающие ограничения на систему. В каждом:, конкретном случае условия эксплуатации лесовозных автопоездов; характеризуются факторами АЛ. 1, А. 1.2 и АЛ. 3. Группа АЛ. 1..— транспортные условия - на; третьем уровне делится на; восемь условно конечных элементов, описание которых приведено в табл. З і Г. Вид груза- и его характеристика(АЛ. 1.1) определяют тип и состав лесовозного автомобильного поезда. Классификация лесных грузов приведе на нарис. 3.1. . Иартионность перевозок (А.1.1.2) - это, количество груза- подлежащее; перевозке одним транспортным средством. Предпочтительно, чтобы.она бы-ла,близка к грузоподъемности транспортного средства с учетом; соответствующих дорожных ограничений. Партионность определяет выбор і наиболее эффективной грузоподъемности транспортного средства в конкретных условиях эксплуатации. В большинстве случаев перевозимые автопоездами грузы являются партионными [4] и лишь при работе тяжеловесных многозвенных автопоездов на ведомственных дорогах онисбудут массовыми. В зависимости. от технологической необходимости: находят интенсивность накопления, потребления или складирования груза и наиболее целесообразную частоту доставки или вывозки: лесоматериалов; В общем случае объем, доставляемого или вывозимого груза будет определяться как функция двух переменных
Размещение сортиментов и технологической оснастки на подвижном составе
Объем и стабильность перевозок грузов.(АЛ. 1.3) могут быть разовыми, эпизодическими и сезонными с месячной илиг квартальной неравномерностью. Они могут быть также систематическими, регулярными перевозками, которые меняются незначительно. Объем и стабильность перевозок определяют среднесуточную потребность в лесотранспортных средствах и режим работы последних (АЛ.1.4). Различают односменный, двухсменный и трехсменный режимы работы.
Характеристика перевозок (АЛ.1.5) определяется характеристикой лесного фонда предприятия и условиями поставки лесоматериалов. При этом-различают вывозку лесоматериалов внутри одного лесного предприятия не-посредственно во двор потребителя, а также межрайонные и межрегиональные перевозки. В зависимости от характеристики перевозки могут меняться и требования к габаритным, весовым параметрам и тягово-скоростным качествам лесовозного подвижного состава.
Способы погрузки и выгрузки лесоматериалов (АЛ. 1.6) на лесотранс-портные средства и обратно определяются видом груза, объемом перевозок, наличием средств для погрузки и выгрузки лесоматериалов на лесном предприятии и у потребителя. Они являются одним из основных элементов, определяющих требования к транспортным средствам с точки зрения приспособленности к механизированному выполнению погрузочно-разгрузочных операций. Анализ способов погрузки-выгрузки в конечном итоге определяет время простоя под погрузкой и разгрузкой, необходимость установки на транспортное средство дополнительного погрузочного оборудования или использование сменных прицепов, полуприцепов, съемных контейнеров.
Вид маршрутов и организация перевозок {А. 1.1.7) являются основным элементом, с помощью которого устанавливается связь между отправителем и получателем лесоматериалов. Различают маятниковые и кольцевые маршруты. Маятниковый маршрут обеспечивает связь между одним отправителем и одним получателем груза. Кольцевые маршруты, в свою очередь, подразделяются на развозные, сборные и сборно-развозные. При развозном кольцевом маршруте транспортная связь осуществляется между одним отправителем и несколькими получателями. Сборный кольцевой маршрут обеспечивает связь между одним получателем и несколькими отправителями. Различные комбинации из двух указанных выше разновидностей кольцевых маршрутов образуют сборно-развозной маршрут.
Формы организации перевозок лесоматериалов могут быть следующими: прямая вывозка, одноступенчатая и двухступенчатая. При этом необходимо выделять перевозки, осуществляемые без разделения транспортного средства, - сквозные перевозки; с заменой тягача или прицепного состава -принцип тяговых плеч. Централизованные или децентрализованные перевозки определяют группу требований по используемым системам диспетчерской связи, оборудованию кабины автомобиля средствами связи. Условия хранения, обслуживания и ремонта (А. 1.1.8) определяют систему хранения (безгаражное или гаражное), форму технического обслуживания и ремонта (централизованное или рассредоточенное). Группа А. 1.2 - природно-климатические условия — на третьем уровне делится на условно конечные элементы: А. 1.2.1 — район умеренного климата; А.1.2.2 — район холодного климата; А.1.2.3 — район жаркого климата; А.1.2.4 — высокогорные районы. Природно-климатические условия определяют выбор соответствующих автомобилей, приспособленных для-работы в различных условиях. Машины для работы в холодном, жарком и высокогорном районах должны иметь индексы - соответственно Х Л(ранее С), Т и ТВ. Группу А. 1.3 - дорожные условия - на третьем уровне можно подразделить на пять условно-конечных элементов: А. 1.3.1 — рельеф местности (равнинный, холмистый, горный); АЛ.3.2 — категория дороги; А.1.3.3 - тип покрытия; А. 1.3.4 - состояние покрытия (прочность, ровность); АЛ.3.5 - интенсивность и характер движения (одиночное или поточное). Группа А. 1.3 определяет основные виды дорожных условий1, которые следует учитывать при выборе транспортных средств: а) грунтовые дороги с наименьшей несущей способностью и низкой проезжаемостью; б) дороги с твердым покрытием, допускающим осевую нагрузку от одиночной оси автомобиля 100 кН; в) специальные дороги, допускающие нагрузку от одиночной оси более 100 кНи предназначенные для специализированных транспортных средств. Таким образом, условия эксплуатации лесотранспортных средств определяются- сочетанием большого числа транспортных (АЛЛ), природно-климатических (А. 1.2) и дорожных (А.1.3) факторов и из элементов: Группа А. 3.1 - конструктивное совершенство транспортных средств -относится к внутренним факторам системы и на третьем-уровне делится на условно-конечные элементы: А. 3.1 Л - грузоподъемность и параметры грузовой платформы; А.ЗЛ.2 — масса транспортного средства; А.3.1.3 - характеристика двигателя и трансмиссии; А. 3.1.4 — компоновка; А. 3.1.5 — эргономич-ность; А.3.1.6 - использование массы (коэффициент тары); А.ЗЛ.7 — наличие и расположение погрузочного оборудования. Группа А.3.2 -, эксплуатационные качества— характеризует степень .совершенства и приспособленности данной конструкции, транспортного средства к определенным условиям ее использования. Она характеризуется условно-конечными элементами: А.3.2-1".— адаптацией (приспособленностью) к, конкретному виду груза; А.3.2.2.. - грузовместимостью; А.3.2.3 - удобством, использования; А.3.2.4 - скоростью движения;: А-3.215 — безопасностью; А. 3:2.6 — топливной экономичностью;А.3.2.7 — надежностью; А:3.2.8 -долговечностью; А.3.2.9 — простотой технического обслуживания и ремонта; А.3.2.10 -проходимостью.
