По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 630*37:004

Исследование динамических нагрузок, действующих на кабину лесной машины при различных вариантах возникновения аварийных ситуаций

И. Г. Скобцов кафедра транспортных и технологических машин и оборудования, Петрозаводский государственный университет
О. А. Куницкая кафедра технологии и оборудования лесного комплекса, Арктический государственный агротехнологический университет, e-mail: ola.ola07@mail.ru

Работа лесных машин характеризуется достаточно сложными условиями эксплуатации, при сильно пересеченной местности и транспортном режиме часто сопряжена с потерей устойчивости и возникновением такой аварийной ситуации, как опрокидывание в результате заноса при повороте, попадание колеса в яму, наезд на выступ, съезд в кювет и т. п. В статье рассмотрены варианты возникновения аварийных ситуаций, характерных для машин, работающих в условиях леса: это падение дерева на кабину, боковое опрокидывание, сползание вниз по склону с ударом кабины о дерево, вертикальное падение массивного предмета на кабину. Работа выполнена в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства».

Литература:

1. Григорьев И.В., Григорьева О.И., Чураков А.А. Эффективные технологии и системы машин для малообъемных заготовок древесины // Энергия: экономика, техника, экология. — 2018. — № 2. — С. 61–66.

2. Рудов С.Е., Григорьев И.В. Правила эффективной эксплуатации форвардеров // Повышение эффективности лесного комплекса. Материалы Седьмой Всероссийской национальной научнопрактической конференции с международным участием. - Петрозаводск, 2021. — С. 166–168.

3. Рудов С.Е., Григорьев И.В. Пути повышения эффективности работы систем машин для сортиментной заготовки древесины // Повышение эффективности лесного комплекса. Материалы Седьмой Всероссийской национальной научно-практической конференции с международным участием. — Петрозаводск, 2021. — С. 168–169.

4. Григорьев И.В. Особенности эксплуатации лесных машин в сильные морозы // Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности. Материалы международной научнотехнической конференции молодых ученых. Главный редактор И.С. Сазонов. — 2018. — С. 102.

5. Григорьев И.В., Рудов С.Е. Особенности эксплуатации колесных лесных машин в сложных почвенно-грунтовых и рельефных условиях // Forest engineering. Материалы научно-практической конференции с международным участием. — 2018. — С. 67–71.

6. Григорьева О.И., Давтян А.Б., Гринько О.И., Войнаш С.А. Концепция универсальной машины для выполнения лесохозяйственных работ и тушения лесных пожаров // Машиностроение: новые концепции и технологии. Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. — Красноярск, 2020. — С. 45–49.

7. Григорьев И., Лыуке А. Новации в конструкции лесных машин // Леспроминформ. — 2018. — № 8 (138). — С. 82–84.

8. Григорьева О.И., Давтян А.Б., Гринько О.И. Перспективы импортозамещения в производстве лесохозяйственных и лесопожарных машин в России // Лесоэксплуатация и комплексное использование древесины. Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. — Красноярск, 2020. — С. 66–69.

9. Григорьев И.В., Григорьева О.И. Лесозаготовительные машины на экскаваторной базе // Повышение эффективности лесного комплекса. Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. — 2018. — С. 45–46.

10. Григорьева О.И. Эффективность транспортно-технологических систем для лесного хозяйства // Транспортные и транспортно-технологические системы. Материалы Международной научно-технической конференции. Отв. ред. Н. С. Захаров. — 2018. — С. 79–83.

11. Орлов С. Ф. Теория и применение агрегатных машин на лесозаготовках. — М.: Гослесбумиздат, 1963. — 271 с.

12. Скобцов И.Г. Разработка расчетных методов оценки безопасности оператора в экстремальных ситуациях работы лесных машин: дисс. … докт. техн. наук: 05.21.01. — Петрозаводск: ПетрГУ, 2016. — 221 с.

13. Кириенко Н. М. Исследование и разработка средств и методов испытаний защитных устройств (кабин) тракторов с шарнирно-сочлененной рамой: дисс. … канд. техн. наук: 05.05.03. — М.: НАТИ, 1984. — 189 с.

14. Дроздов В. К., Дмитриченко С. С., Илинич И. М., Шувалов А. Н. Определение энергии удара по кабине при опрокидывании трактора // Тракторы и сельхозмашины. — 1975. — № 9. — С. 5–7.

15. Илинич И. М., Кириенко Н. М. Об оценке защитных свойств кабин мощных колесных тракторов с шарнирно-сочлененной рамой // Тракторы и сельхозмашины. — 1983. — № 1. — С. 10–12.

16. Илинич И. М., Никонов В. В., Кальченко Б. И. Расчет, проектирование и испытание кабин тракторов. — М.: Агропромиздат, 1989. — 213 с.

17. Зубов В. И., Степанов Г. В., Широков А. В. Влияние скорости деформации на предел текучести сталей различной прочности // Проблемы прочности. — 2003. — № 5. — С. 113–121.

На сегодняшний день в Российской Федерации по виду трелюемых лесоматериалов можно выделить три вида технологий заготовки древесины: деревьями, хлыстами и сортиментами. Для первого варианта характерна валка деревьев и дальнейшее их перемещение трелевочной машиной с кроной до верхнего склада, где производится обрезка сучьев и при необходимости последующая их раскряжевка на сортименты (канадская технология лесозаготовок), после чего осуществляется их вывозка лесовозным транспортом. При втором варианте очистка деревьев от сучьев осуществляется сразу после их валки, после чего производится трелевка хлыстов на верхний склад (погрузочный пункт). По третьему варианту сразу после валки деревьев ведется их очистка от сучьев и раскряжевка (скандинавская технология лесозаготовок), после чего сортименты трелюются к погрузочному пункту с помощью форвардера [1].

Очевидно, что работа машин на лесозаготовке по любой из перечисленных технологий в условиях лесной пересеченной местности связана с риском возникновения таких аварийных ситуаций, как опрокидывание машины в результате потери устойчивости, падение на ее кабину массивных предметов — деревьев, сучьев и другого, что влечет за собой опасность нанесения травм оператору и диктует необходимость применения в конструкциях кабин современных эффективных защитных устройств, позволяющих если не исключить полностью, то снизить вероятность несчастного случая [2–5].

Учитывая, что на сегодняшний день наиболее важной задачей при создании современных лесных машин является обеспечение комфортных и в первую очередь безопасных условий труда, при оценке эффективности устройства защиты оператора на стадии проектирования необходимо иметь информацию о тех экстремальных ситуациях, возникновение которых возможно в ходе того или иного технологического процесса, для обоснования схемы наиболее опасного варианта нагружения конструкции кабины лесной машины [6–10].

Обоснование расчетной схемы аварийной ситуации. С целью определения наиболее опасного варианта нагружения кабины рассмотрим следующие варианты возникновения аварийных ситуаций при работе лесных машин (рис. 1): 1) падение дерева на кабину; 2) боковое сползание с ударом о дерево; 3) боковое опрокидывание с ударом кабины о грунт; 4) вертикальное падение массивного предмета на кабину.

Для Цитирования:
И. Г. Скобцов, О. А. Куницкая, Исследование динамических нагрузок, действующих на кабину лесной машины при различных вариантах возникновения аварийных ситуаций. Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2022;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: