Анализ эффективности лесовозного автотранспорта в реальных природно-производственных условиях
Проблематика выбора оптимального типа лесовозного автопоезда для вывозки леса в конкретных условиях эксплуатации. Процесс организации работ лесовозного автотранспорта. Разработка программы моделирования движения автопоездов, решение инженерных задач.
Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.07.2017 |
Размер файла | 307,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Петрозаводский государственный университет
Анализ эффективности лесовозного автотранспорта в реальных природно-производственных условиях
И.Р. Шегельман, В.И. Скрыпник,
А.В. Кузнецов, А.С. Васильев
Аннотация
Одной из важнейших задач при организации работ лесовозного автотранспорта является выбор оптимального типа лесовозного автопоезда для вывозки леса в конкретных условиях эксплуатации. Обоснованный авторами метод, и разработанная программа моделирования движения лесовозных автопоездов дают возможность достоверно решать инженерные задачи по выбору типа лесовозного автотранспорта для работы в различных природно-производственных условиях. Приведен пример выбора оптимального типа лесовозного автопоезда.
Ключевые слова: лесовозный автотранспорт, тяговые расчеты, параметры движения, эффективность, импортозамещение.
лесовозный автопоезд движение
В настоящее время, вывозка леса на нижние склады и непосредственно потребителям производится по дорогам лесозаготовительных предприятий различных категорий (усам, веткам, магистралям) и дорогам общего пользования. Одной из важнейших задач при организации работ лесовозного автотранспорта является выбор оптимального типа лесовозного автопоезда для вывозки леса в конкретных условиях эксплуатации и определения значений параметров их движения [1 - 5]. Это связано с тем, что в настоящее время в России, Белоруссии и странах Европейского Союза выпускаются различные типы лесовозных автопоездов, многие из которых нашли применение и в России. Эти автопоезда отличаются по мощности, грузоподъемности, проходимости и другим показателям, что обуславливает их разнообразный ареал применения в условиях действующего лесозаготовительного предприятия.
Технико-экономические показатели работы лесовозных автопоездов можно получить путем их сравнительных испытаний. Однако, в условиях лесозаготовительных предприятий получить сравнительные показатели новых и перспективных автопоездов нет возможности, так как на одном предприятии эксплуатируются, как правило, один-два типа автопоезда старых моделей. Поэтому, при планировании замены находящихся в эксплуатации автопоездов на перспективные получить объективные данные по их технико-экономическим показателям можно лишь с использованием данных, полученных в результате моделирования движения.
Эта задача стала еще более актуальной и неотложной в связи с тем, что во многих предприятиях на вывозке леса используются лесовозные автопоезда производства фирм Европейского Союза, приобретение которых становится сомнительным ввиду девальвации курса рубля. Таким образом, может быть решена задача обоснования целесообразности и эффективности импортозамещения.
Для расчета показателей движения на лесотранспорте традиционно используется метод равновесных скоростей, причем этот метод уточнялся и усовершенствовался многими исследователями [6]. Однако при всех вариациях этого метода, основополагающим принципом на котором он основан, является равенство тягового усилия сумме сил сопротивления движению на каждом участке. В результате график скорости движения получается ступенчатым, так как расчетная скорость изменяется мгновенно с изменением уклона.
При проведении расчетов с использованием метода равновесных скоростей не учитываются инерционные силы, динамика разгона и замедления, изменение тягового и тормозного усилия с изменением скорости, непрерывное изменение сопротивления движению на вертикальных кривых. Не обеспечивается определение показателей в режиме движения с неполным использованием мощности, движения накатом, в режиме торможения двигателем, моторным тормозом и колесными тормозами. Не учитываются в достаточной мере ограничения скорости.
Во многих работах приведены зависимости для определения скорости и времени движения приближенным аналитическим методом [7], однако, несмотря на значительную сложность расчетов при их использовании, они не описывают с достаточной точностью процессы, происходящие при неустановившемся движении автопоезда, так как не учитывают многие факторы, которые не рассматриваются при расчете по методу равновесных скоростей. Практически эти методы моделируют лишь процесс равноускоренного движения лесовозных автопоездов. Таким образом, на современном этапе традиционные методы не удовлетворяют возросшим требованиям, так как не учитывают многие факторы, влияющие на показатели движения.
Нами, на основе решения дифференциального уравнения движения автопоезда, выведены расчетные зависимости для определения основных значений параметров движения лесовозного автопоезда (неустановившееся движение) при его движении по дорогам различных категорий [8]. Разработана методика и расчетные зависимости для нахождения момента перехода от разгона автомобиля к режиму торможения двигателем, моторным тормозом или колесными тормозами при движении его с допустимой скоростью при приближении к участку ограничения скорости при движении на вертикальных кривых и прямолинейных в профиле участках [1]. На основе этих зависимостей разработана методика, алгоритм и программа моделирования движения лесовозных автопоездов [9], дающая возможность определить скорость, время движения, расход топлива с учетом всех основных факторов, влияющих на показатели движения.
Для проверки адекватности предложенной методики и расчетных зависимостей были проведены экспериментальные исследования в условиях ЗАО «Шуялес». Здесь, на вывозке леса в основном используются автопоезда на базе автомобиля Scania R-420, а так же в ограниченном объеме автопоезда меньшей грузоподъемности ТМ-45 (КамАЗ-53228 + ТМЗ-8866-1010). В ЗАО «Шуялес» для оценки точности и адекватности методов расчета, на экспериментальных участках определялись фактические (зарегистрированные показатели движения автопоезда) и расчетные, полученные по методу равновесных скоростей и разработанной программе.
В процессе эксперимента для тех участков дорог, где имелась проектная документация, характеристики дороги (продольный профиль, характеристики трассы и т.д.) брались из этих документов. Для регистрации скорости движения и определения технических характеристик дороги на тех участках, для которых отсутствовала проектная документация, высотные отметки, пройденное расстояние, скорость движения, кривые в плане определялись на основе данных, полученных с помощью системы GPS мониторинга автотранспорта [3]. После обработки этих данных с использованием программы «Визуализации данных» [10] рассчитывались величины уклонов и их протяженность, радиусы и протяженность вертикальных кривых. Эти показатели в дальнейшем использовались в качестве исходной информации при моделировании движения лесовозных автопоездов.
На рис. 1 приведены графики зарегистрированных скоростей движения для автопоезда ТМ-45 на одном из экспериментальных участков и, рассчитанных по программе, и по методу равновесных скоростей.
Анализ полученных графиков, фактических и расчетных показателей движения по исследуемому методу показывает, что графики имеют хорошую сходимость как по характеру изменения скоростей и режимов движения, так и используемых передач. Расхождения на контрольных участках между расчетным, определенным по исследуемому методу и фактическим временем не превышают 6 %. В то же время расхождение между фактическим и расчетным временем движения при расчете по методу равновесных скоростей достигает 40 % в целом по участку, а на отдельных отрезках отличаются в 2-3 раза.
Рис. 1 Зависимость скорости от пройденного расстояния автопоездом ТМ-45 (дорога с гравийным покрытием, грузовое направление)
С использованием выше представленной программы определены технико-экономические показатели работы лесовозных автопоездов на базе автомобилей Scania R420 (эксплуатирующихся на вывозке леса потребителям в ЗАО «Шуялес») и МАЗ-6312В9, так как по своим техническим характеристикам они сопоставимы и относятся к машинам одного класса. Преимуществом автопоезда на базе МАЗ 6312В9 является то обстоятельство, что он имеет более совершенную трансмиссию с 16 передачами в коробке перемены передач (КПП); автопоезд Scania R420 имеет 6-ти ступенчатую КПП.
На рис. 2, 3 приведены тяговые характеристики обоих автомобилей. Как следует из приведенных данных, автопоезда имеют одинаковую максимальную скорость 85 км/ч (23,61 м/с). В то же время максимальное тяговое усилие автопоезда на базе МАЗ 6312В9 составляет 23487 кгс, а у автопоезда на базе Scania 11000 кгс. Поэтому при движении автопоезда МАЗ 6312В9 ограничение по двигателю отсутствует, имеются лишь ограничения по максимальному тяговому усилию по сцеплению. В то же время у автопоезда на базе Scania R420 имеется ограничение и по двигателю при движении по временным дорогам с большим удельным сопротивлением движения.
Рис. 2 Тяговая характеристика МАЗ-6312В9
Рис. 3 Тяговая характеристика Scania R 420
На рис. 4, 5 приведены расчетные графики движения автопоезда на базе Scania R420 на одном из участков магистральной лесовозной дороги в грузовом и порожнем направлении. Для сравнительного анализа расчеты скорости движения для автопоезда на базе Scania R420 и МАЗ-6312В9 выполнены для участков веток и магистралей лесовозных дорог и для дорог общего пользования. Получены следующие значения показателей движения. Для МАЗ-6312В9 скорость движения в грузовом и порожнем направлении на лесовозной магистрали составит 33,52 и 42 км/ч, на ветке 25,2 и 33,6 км/ч, по дорогам общего пользования 62 и 73 км/ч. Для Scania R420, соответственно: 33,42, 40; 25,3 и 33,7; 62,5 и 72,5 км/ч. Скорость движения по усу принята по нормативам (расстояние 2 км).
Рис. 4 Показатели движения автопоезда на базе автомобиля Scania R420 (магистраль с гравийным покрытием, грузовое направление)
Рис. 5 Показатели движения автопоезда на базе автомобиля Scania R420 (магистраль с гравийным покрытием, порожнее направление)
Проведенное исследование и технико-экономические расчеты показали, что в современных условиях при обновлении парка лесовозных автопоездов в условиях ЗАО «Шуялес» целесообразно на вывозке сортиментов использовать вместо автопоездов на базе автомобиля Scania R420 автопоезд на базе МАЗ-6312В9. Это обусловлено тем, что по техническим и эксплуатационным показателям автопоезд на базе автомобиля МАЗ-6312В9 не уступает Scania R420. В то же время стоимость автопоезда шведского производства с учетом снижения курса рубля вдвое выше, чем автопоезда на базе автомобиля МАЗ-6312В9. В результате при практически одинаковой производительности автопоездов удельные эксплуатационные затраты на 65%, а удельные капитальные вложения вдвое ниже при использовании на вывозке автопоезда на базе автомобиля МАЗ-6312В9, вместо Scania R420. Годовой экономический эффект при вывозке 300 тыс. м3 (среднее расстояние транспортировки - 74 км) составит 45 млн. 960 тыс. руб.
Ввиду того, что в настоящее время автомобильными заводами России и Белоруссии постоянно и интенсивно обновляется номенклатура лесовозных автопоездов, обоснование выбора перспективного лесовозного автопоезда для конкретных условий эксплуатации с учетом финансовых возможностей и эксплуатационных показателей лесовозных автопоездов, является важной и актуальной задачей. Обоснованные метод и разработанные программы моделирования движения, дают возможность достоверно решать эти задачи.
Литература
1. Шегельман И.Р., Скрыпник В.И., Кузнецов А.В. Функционально-технологический анализ параметров движения лесовозных автопоездов // Фундаментальные исследования: Академия естествознания. 2014. № 8 (часть 4). C. 833-836.
2. Шегельман И.Р., Скрыпник В.И., Кузнецов А.В. Теоретический подход к описанию процесса движения лесовозных автопоездов на подходе к участкам, имеющим ограничения скорости, и при переключении передач // Современные проблемы науки и образования, 2015, № 1. URL: science-education.ru/121-18923 (дата обращения: 23.10.2015).
3. Шегельман И.Р., Кузнецов А.В., Скрыпник В.И. Анализ эффективности лесотранспортных машин с использованием спутниковых радионавигационных систем (СРНС) // Вестник МГУЛ: Лесной вестник. 2009. № 3. C. 112-115.
4. Nurminen T., Heinonen J. Characteristics and Time Consumption of Timber Trucking in Finland // Silva Fennica. 2007. 41(3). Pp. 471-487.
5. Holzleitner F., Kanzian C., Stampfer K. Analyzing time and fuel consumption in road transport of round wood with an onboard fleet manager // Eur J Forest Res (130). 2011. Pp. 293-301.
6. Ильин Б. А. Тягово-эксплуатационные расчеты при проектировании лесовозных дорог. Л.: ЛТА, 1986. С. 70.
7. Салминен Э.О., Грехов Г.Ф. Транспорт леса. Т 1. Сухопутный транспорт леса. М.: ИЦ «Академия», 2009. 368 с.
8. Шегельман И.Р., Скрыпник В.И., Кузнецов А.В., Пладов А.В. Вывозка леса автопоездами. Техника. Технология. Организация. СПб.: ПРОФИКС, 2008. 304 c.
9. Шегельман И.Р., Скрыпник В.И., Кузнецов А.В., Лещевич А.С. Аналитические зависимости для определения рационального режима снижения скорости лесовозного автопоезда при дорожных ограничениях // Инженерный вестник Дона, 2014, № 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2577.
10. Шегельман И.Р., Кузнецов А.В., Скрыпник В.И., Баклагин В.Н. Методика оптимизаций транспортно-технологического освоения лесосырьевой базы с минимизацией затрат на заготовку и вывозку древесины // Инженерный вестник Дона, 2012, № 4-2. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1284.
Размещено на http://www.allbest.ru/
...Подобные документы
Обоснование режима работы предприятия. Выбор технологии и машин для лесосечных работ. Форма организации труда, расчет состава бригады, мастерского участка. Обоснование и расчет лесовозного транспорта. Основные технико-экономические показатели предприятия.
курсовая работа [523,9 K], добавлен 11.03.2010Разработка проекта организации лесопильного цеха с заданным годовым объемом вывозки. Составление плана производства, порядок разработки лесосечных работ. Организация деревообрабатывающих и вспомогательно-обслуживающих производств, виды оборудования.
курсовая работа [86,9 K], добавлен 04.06.2013Производственная деятельность ООО "Урал". Состав и структура земельных угодий. Динамика состава и структуры посевных площадей. Анализ показателей рентабельности. Эксплуатация машинно-тракторного парка, анализ работ грузового автотранспорта в 2010-2012 гг.
отчет по практике [36,0 K], добавлен 30.01.2014Выбор и обоснование проектируемых лесохозяйственных мероприятий в конкретных природных и экономических условиях. Стратегический план развития лесного хозяйства республики Беларусь, направленный на усиление средообразующих и охранных функций леса.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 06.05.2009Рекомендации по подбору машинно-тракторного агрегата, данные для самостоятельного решения ряда проблемных задач, справочные материалы по эксплуатации МТП. Обоснование оптимального состава машинно-тракторного агрегата, проведение профилактики и ремонтов.
учебное пособие [101,3 K], добавлен 23.03.2010Анализ и обоснование выбора средств механизации производственных процессов на животноводческой ферме. Конструктивная схема и принцип работы кормораздатчика шнекового типа. Порядок сборки, правила эксплуатации и технического обслуживания раздатчика кормов.
курсовая работа [5,8 M], добавлен 14.12.2013Ячмень в растениеводстве Оренбуржья. Природно-климатические характеристики. Структурная формула урожайности. Величина и изменчивость урожайности зерна ячменя в различных условиях выращивания. Роль абиотических факторов в формировании урожая ячменя.
дипломная работа [461,9 K], добавлен 29.06.2012Основное лесопользование в Ивьевском лесхозе. Распределение общей площади лесничества на группы и категории защитности лесов. Сроки и порядок заготовки и вывозки древесины. Роль мастера леса в организации, проведении рубок ухода. Отвод и таксация лесосек.
дипломная работа [107,5 K], добавлен 11.03.2012Определение экономической эффективности новой сельскохозяйственной техники, технологии и организации производства. Составление плана механизированных работ по уборке ячменя. Разработка операционной технологической карты работы машино-тракторных агрегатов.
курсовая работа [677,7 K], добавлен 31.03.2018Списочное количество лесосечных машин и их годовая наработка, характеристика машин. Проведение расчетов по организации работы машинного парка, каждодневной потребности в работающих машинах. Списочное количество лесовозных автопоездов на лесозаготовках.
контрольная работа [28,8 K], добавлен 08.11.2010Определение количества необходимого оборудования для лесосечных работ. Характеристика лесосечных работ, валки, трелевки и погрузки леса. Вывозка леса сухопутным транспортом. Исследование технологического процесса цеха по производству пиломатериалов.
курсовая работа [339,8 K], добавлен 09.03.2014Правовые и нормативные основы организации и планирования кадастровых работ. Рациональная организация кадастровых работ в городских условиях. Особенности планирования кадастровых работ в городе Ярославле. Бизнес-планирование по кадастровой деятельности.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 05.05.2014Агротехническая оценка заданной технологической операции. Выбор и расчет состава агрегата. Определение расхода топлива и смазочных материалов. Подготовка поля к работе. Планирование тракторных полевых работ. Расчет показателей машиноиспользования.
курсовая работа [367,7 K], добавлен 11.02.2014Оценка природно-экономических условий Черниговского района. Изучение ботанико-биологической характеристики гречихи и её соответствия почвенно-климатическим особенностям района. Рассмотрение технологии возделывания культуры в условиях Приморского края.
курсовая работа [70,9 K], добавлен 20.04.2015Внедрение в производство технологических решений, обеспечивающих создание условий для рационального использования отведенного в рубку лесного фонда и восполнения лесных ресурсов. Лесосечные работы, транспорт леса. Расчет производительности автопоезда.
контрольная работа [196,9 K], добавлен 16.12.2015Деятельность охотничьего хозяйства "Вологодское" в условиях экономического кризиса. Развитие любительской охоты и рыболовства. Оценка состояния сырьевых ресурсов хозяйства, его материально-технической базы. Уровень организации производственных процессов.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 14.07.2015Природно-экономическая характеристика хозяйства, его обеспеченность основными фондами. Анализ их состояния, движения и использования. Корреляционно-регрессионный анализ взаимосвязи фондообеспеченности и выхода товарной продукции на 100 га с/х угодий.
курсовая работа [66,5 K], добавлен 23.12.2014Разработка генплана свиноводческой откормочной фермы: определение рациона кормления, расчет потребности в кормах; выбор и обоснование технологии механизации приготовления кормов. Оценка экономической эффективности технологий в производственных условиях.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 16.08.2011Анализ особенностей развития и уровней урожайности ячменя на радиоактивной дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в условиях внесения в нее активного ила. Оценка удельной активности зерна ячменя и оценка радиомелиративной эффективности активного ила.
дипломная работа [100,0 K], добавлен 17.02.2010Характеристика подсолнечника. Процесс опыления, опылители и селекция растения. Природно-климатические характеристики места исследования. Свободное цветение подсолнечника на пространственно-изолированном участке и под групповыми сетчатыми изоляторами.
дипломная работа [696,0 K], добавлен 20.09.2012