Theoretical studies of forest machines with a tracked mover on slopes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In many countries around the world quite large reserves of forest resources are located on mountain slopes. Logging operations in mountainous areas significantly reduce productivity and increase risks for people and machinery. In many industrialized countries of the world machine logging methods dominate including harvesting operations on mountain slopes. Wheeled forest machines operating on mountain slopes are primarily equipped with special tracks. Ecosystems of mountainous forests are very vulnerable and violation of standard operations might result in excessive negative impact on soil, water and wind erosion processes. Especially dangerous for forest ecosystems on slopes is the process of rut formation under the influence of forest machine track driver. It is the track ruts that are concentrators of water and wind erosion. Besides, exceeding the load bearing capacity of the soil might lead to landslides and sliding of the machine down the slope. The article presents theoretical substantiation of permissible average pressure of the forest machine mover on a slope when the depth of the formed rut is limited. The authors present new dependences allowing in practice, without iterations, to calculate: the bearing capacity of the soil under the influence of the track mover, depending on the physical and mechanical properties of the soil. They take into account the angle of the slope; the depth of the rut formed under the influence of the track mover of the forest machine operating on the slope; admissible average pressure of a track vehicle on the subsoil, limited by the depth of the rut formed; coefficient of resistance to movement of a track vehicle moving along a slope; coefficient of traction of a track vehicle with the subsoil surface taking into account sliced subsoil weakening.

About the authors

Tuan An Do

Vietnam National University of Forestry

Email: anhdo.dhln@gmail.com

Gleb Vladimirovich Grigorev

St. Petersburg State Forestry University named after S.M. Kirov

Email: vtl-lta@mai.ru

Vitaly Anatol'evich Kalyashov

St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering

Email: vit832@yandex.ru

Alexandr Yur'evich Gurjev

Arctic State Agrotechnological University

Email: sashafuryjager96@gmail.com

Olga Ivanovna Grigoreva

St. Petersburg State Forestry University named after S.M. Kirov

Email: grigoreva_o@list.ru

Yegor Germanovich Khitrov

St. Petersburg State Forestry University named after S.M. Kirov

Email: yegorkhitrov@gmail.com

References

  1. Пути повышения эффективности работы лесных машин / И. В. Григорьев, О. А. Куницкая, С. Е. Рудов, А. Б. Давтян // Энергия: экономика, техника, экология. 2020. № 1. С. 55—63.
  2. Перспективы создания лесозаготовительных комплексов на базе отечественных строительных и сельскохозяйственных машин / И. В. Григорьев, О. А. Куницкая, А. А. Просужих, А. Б. Давтян, С. Е. Рудов // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2020. № 10. С. 3—10.
  3. Современные подходы к повышению энергоэффективности и экономичности лесных машин / А. Ю. Мануковский, М. В. Зорин, А. А. Просужих, О. А. Куницкая, И. В. Григорьев // Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности: Сб. науч. ст. по итогам Шестой междунар. науч. конф. Казань, 2020. С. 138—140.
  4. Куницкая О. А. Проактивный сервис для лесных машин // Повышение эффективности лесного комплекса: Материалы Шестой Всерос. национал. научно-практич. конф. с междунар. участием. Петрозаводск, 2020. С. 86—87.
  5. Организационно-технические решения для повышения коэффициента технической готовности лесных машин / О. А. Куницкая, А. А. Просужих, А. Б. Давтян, М. Ф. Григорьев, А. И. Григорьева // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: Материалы междунар. научно-практич. конф. Воронеж, 2020. С. 162—167.
  6. Рудов С. Е., Куницкая О. А. Теоретические исследования экологической совместимости колёсных лесных машин и мерзлотных почвогрунтов лесов криолитозоны // Транспортные и транспортно-технологические системы: Материалы Междунар. научно-техн. конф. / Отв. ред. Н. С. Захаров. Тюмень, 2020. С. 323—326.
  7. Моделирование процесса динамического уплотнения почвогрунта / И. В. Григорьев, О. А. Куницкая, М. Ф. Григорьев, А. И. Григорьева // IX Международная конференция по математическому моделированию, посвящённая 75-летию Владимира Николаевича Врагова: Тез. докл. / Северо-Восточный федеральный университет, Академия наук Республики Саха (Якутия). Якутск, 2020. С. 144.
  8. Никитина Е. И., Куницкая О. А., Николаева Ф. В. Проект организации лесозаготовок в условиях Алданского лесничества с применением многооперационных лесозаготовительных комплексов // Современные проблемы и достижения аграрной науки в Арктике: Сб. науч. ст. по материалам Всерос. студ. научно-практич. конф. с междунар. участием в рамках «Северного форума — 2020» (29—30 сентября 2020 г., Якутск) и Международной научной онлайн летней школы — 2020 (6—20 июля 2020 г., Якутск). Якутск, 2020. С. 138—148.
  9. Modeling the effect of wheeled tractors and skidded timber bunches on forest soil compaction / I. Grigorev, O. Kunickaya, A. Burgonutdinov, E. Tikhonov, V. Makuev, S. Egipko, E. Hertz, M. Zorin // Journal of Applied Engineering Science. 2021. Vol. 19, no. 2. P. 439—447.
  10. Pressure control systems for tyre preservation in forestry machinery and forest soils / O. Kunickaya, E. Hertz, I. Kruchinin, E. Tikhonov, N. Ivanov, N. Dolmatov, M. Zorin, I. Grigorev // Asian Journal of Water, Environment and Pollution. 2021. Vol. 18, no. 3. P. 95—102.
  11. Экспериментальные исследования производительности форвардера с учётом его эксплуатационных характеристик, параметров лесосеки и физико-механических свойств почвогрунта / О. Н. Бурмистрова, А. А. Просужих, С. Е. Рудов, О. А. Куницкая, И. В. Григорьев // Resources and Technology. 2021. Т. 18, № 1. С. 94—124.
  12. Обоснование исходных требований математической модели взаимодействия колёсных транспортных средств на пневматиках низкого давления с лесными почвогрунтами / О. Н. Бурмистрова, Е. В. Тетеревлева, С. Е. Рудов, И. В. Григорьев, О. А. Куницкая // Системы. Методы. Технологии. 2020. № 2 (46). С. 94—99.
  13. Методика и результаты экспериментальных исследований взаимодействия колёсных транспортных средств на пневматиках низкого давления с лесными почвогрунтами / О. Н. Бурмистрова, Е. В. Тетеревлева, С. Е. Рудов, И. В. Григорьев, О. А. Куницкая // Системы. Методы. Технологии. 2020. № 1 (45). С. 66—71.
  14. Хитров Е. Г., Бартенев И. М. Влияние угла поперечного наклона поверхности качения на тягово-сцепные свойства колёсного движителя // Лесотехнический журнал. 2016. № 4 (24). С. 225—232.
  15. Агейкин Я. С. Проходимость автомобилей. М.: Машиностроение, 1981. 232 с.
  16. Ларин В. В. Методы прогнозирования опорной проходимости многоосных колёсных машин на местности: Дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.03. М., 2007. 530 с.
  17. Хахина А. М. Методы прогнозирования и повышения проходимости колёсных лесных машин: Дис. ... д-ра техн. наук: 05.21.01. СПб., 2018. 318 с.
  18. Хитров Е. Г. Комплексное обоснование параметров и режимов работы движителей лесных машин: Дис. … д-ра техн. наук: 05.21.01. Воронеж, 2020. 319 с.
  19. Расчёт тяговых и сцепных свойств колёсного скиддера с использованием данных зарубежных коллег / С. Е. Рудов, Е. Г. Хитров, М. Е. Рудов, В. В. Устинов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3, № 1 (12). С. 223—228.
  20. Kochnev A., Khitrov E. Theoretical models for rut depth evaluation after a forestry machine's wheel Passover // 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018: Conference proceedings. 2018, pp. 1005—1012.
  21. Исследование коэффициента фильтрации лесной почвы (случай дерново-подзолистой почвы) / А. В. Калистратов, В. А. Иванов, Р. К. Коротков, Е. Г. Хитров, Г. В. Григорьев // Системы. Методы. Технологии. 2014. № 2 (22). С. 190—193.
  22. Экспериментальное определение времени релаксации напряжений лесного грунта / И. В. Григорьев, А. И. Никифорова, А. А. Пелымский, Е. Г. Хитров, А. М. Хахина // Учёные записки Петрозаводского государственного университета. 2013. № 8 (137). С. 77—80.
  23. Лухминский В. А. Совершенствование моделей и методов прогнозирования проходимости гусеничных лесных машин: Дис. … канд. техн. наук: 05.21.01. СПб., 2018. 179 с.
  24. Review of terramechanics models and their applicability to real-time applications / R. He, C. Sandu, A. K. Khan, A. G. Guthrie, P. Schalk Els, H. A. Hamersma // Journal of Terramechanics. 2019. Vol. 81. P. 3—22.
  25. Impulse control technology for improving steering control systems of the tracked vehicles / R. Dobretsov, I. Grigorev, E. Tikhonov, A. Mikheev, A. Khakhina, T. Storodubtseva, S. Shiryaev, A. Burgonutdinov // International Review of Automatic Control. 2021. Vol. 14, no. 3. P. 172—178.
  26. Добрецов Р. Ю., Григорьев И. В., Куницкая О. А. Шасси гусеничного трелёвочного трактора с «диагональной» системой управления поворотом // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2020. № 1. С. 42—48.
  27. Адаптация принципа низкочастотного импульсного управления поворотом к трансмиссиям лесных и транспортно-тяговых гусеничных машин / Р. Ю. Добрецов, И. В. Григорьев, О. А. Куницкая, Н. Л. Фам // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2020. № 11. С. 29—35.
  28. Добрецов Р. Ю., Григорьев И. В. Квазибесступенчатые трансмиссии для лесных гусеничных машин // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2018. Т. 22, № 1. С. 68—77.
  29. Добрецов Р. Ю., Григорьев И. В. Перспективные трансмиссии лесных гусеничных машин // Повышение эффективности лесного комплекса: Материалы IV Всерос. научно-практич. конф. с междунар. участием. Петрозаводск, 2018. С. 57—58.
  30. Увеличение подвижности гусеничных и колёсных машин / Р. Ю. Добрецов, И. В. Григорьев, С. Е. Рудов, Е. В. Тетеревлева, Ю. М. Чемшикова // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. № 11. С. 4—10.
  31. Куницкая О. А., Григорьев И. В. Оценка эффективности работы операторов лесных машин // Транспортные и транспортно-технологические системы: Материалы Междунар. научно-техн. конф. / Отв. ред. Н. С. Захаров. Тюмень, 2019. С. 184—188.
  32. Куницкая О. А., Григорьев И. В., Нгуен Т. Н. Современные методы и формы обучения операторов лесных машин // Инновации в химико-лесном комплексе: тенденции и перспективы развития: Сб. материалов Всерос. научно-практич. конф. / Отв. ред.: Ю. А. Безруких, Е. В. Мельникова. Красноярск, 2020. С. 277—280.
  33. Григорьев И. В., Куницкая О. А., Фам Н. Л. Применение мобильных технологий для мониторинга, контроля и управления процессами сервиса лесных машин // Инновации в химико-лесном комплексе: тенденции и перспективы развития: Сб. материалов Всерос. научно-практич. конф. / Отв. ред.: Ю. А. Безруких, Е. В. Мельникова. Красноярск, 2020. С. 143—146.
  34. Григорьев И. В., Рудов С. Е. Особенности эксплуатации колёсных лесных машин в сложных почвенно-грунтовых и рельефных условиях // Forest engineering: Материалы научно-практич. конф. с междунар. участием. Якутск, 2018. С. 67—71.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Do T.A., Grigorev G.V., Kalyashov V.A., Gurjev A.Y., Grigoreva O.I., Khitrov Y.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).