Мathematical model of operating processes of the chocker-free trip with energy-saving hydraulic drive

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Chokerless hauling devices are often used in combination with wheeled agricultural tractors for thinning operations in the forest-steppe zone of Russia. Negative fluctuations often occur during the movement of the tractor with the above-mentioned unit along uneven terrain in clearings. They cause jumps in the working fluid in the hydraulic system and general high dynamic loads, which in turn reduce the reliability of both technological equipment and the traction unit. One of the options for reducing dynamic loads and energy consumption is the use of an energy-saving (recuperative) hydraulic drive with a hydraulic accumulator. The aim of the study was to develop a new chokerless hauling grip and a mathematical model that took into account external and internal forces acting on a skidded bundle of wood, as well as the parameters of an energy-saving hydraulic drive that allowed reducing the dynamic loading and energy intensity of work processes. The authors of the article proposed a new design and technological scheme for a chokerless hauling grip with an energy-saving hydraulic drive, protected by a patent of the Russian Federation for an invention. A mathematical model is presented that takes into account not only the external and internal forces acting on the skidding pack of wood, but also the parameters of an energy-saving hydraulic drive. The working processes of gripping together with a pack of wood during transient acceleration and deceleration modes are described by the equation of motion of the recuperation hydraulic cylinder piston and by the equation of the hydraulic fluid consumption of the recuperation hydraulic cylinder, taking into account leakages into the accumulator at a pressure higher than the pre-charge one. The Cauchy problem for a nonlinear system of differential equations of a hauling grip motion with an energy-saving hydraulic drive was considered. Theoretical time dependences of the working fluid pressure and the stroke of the recuperation hydraulic cylinder were obtained, their adequacy was confirmed by the results of experimental studies on an operating laboratory stand for a chokerless gripper with an energy-saving hydraulic drive with the following design parameters: hydraulic accumulator pre-charge pressure 5 MPa; hydraulic accumulator working volume 0.005 m3; hydraulic cylinder piston diameter 0.1 m; hydraulic cylinder rod diameter 0.04 m. It has been established that the energy recovery system of the hauling grip reduced bursts of the working fluid pressure during transient processes by 1.4…1.7 times and allowed reserving power in the range of 1.7 ... 2.1 kW.

Sobre autores

Roman Yudin

Voronezh State Forestry University named after G.F. Morozova

Email: Romanyudin1@yandex.ru

Pеtr Popikov

Voronezh State Forestry University named after G.F. Morozova

Email: popikovpetr@yandex.ru

Vladimir Uskov

Voronezh State Forestry University named after G.F. Morozova

Email: vum1@yandex.ru

Alexey Platonov

Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G. F. Morozov

Email: paa7@rambler.ru

Victor Popikov

Voronezh State Forestry University named after G.F. Morozova

Email: popikovpetr@yandex.ru

Denis Kanishchev

branch of JSC "Veropharm" (Abbott group) in Voronezh

Email: deniskanischeff@yandex.ru

Bibliografia

  1. Бухтояров Л. Д., Абрамов В. В., Просужих А. А., Рудов С. Е., Куницкая О. А., Григорьев И. В. Анализ конструкций и технологий работы форвардеров на лесозаготовках // Resources and Technology. 2020. Т. 17, № 3. С. 1—35. doi: 10.15393/j2.art.2020.5283.Попиков П. И, Посметьев В. И., Черных А. С., Канищев Д. А, Посметьев В. В. Обоснование выбора схемы и моделирование устройства для бесчокерной трелёвки леса с энергосберегающим гидроприводом // Лесотехнический журнал. 2016. Т. 6, № 4 (24). С. 216—224. doi: 10.12737/23460.Шегельман И. ., Будник П. В., Баклагин В. Н. Оценка рейсовой нагрузки лесного трактора как важнейшего фактора проектирования и создания прогрессивных лесных машин // Современные наукоёмкие технологии. 2018. № 11. С. 78—83.doi: 10.17513/snt.37241.Янь Ш. Повышение эффективности деятельности лесопромышленных предприятий на территории Российской Федерации // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 1 (37). С. 130—135. doi: 10.18324/2077-5415-2018-1-130-135.Шегельман И. ., Будник П. В. Особенности оценки расчётной рейсовой нагрузки на антецедентной стадии проектирования бесчокерной трелёвочной системы на основе машинного эксперимента // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2019. № 3 (369). С. 82—96. doi: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.82.Orlovsky L. Time study analyses of skidding with cable-grapple skidder equus 175N // Logging industry: problems and solutions: Материалы II Международной научно-технической конференции. Минск, 2021. С. 137—142.Platonov A. A. Modern state of technical means to remove uncontrolled vegetation // Lesnoy Vestnik. Forestry Bulletin. 2021. Vol. 25, No 1. P. 115—122. doi: 10.18698/2542-1468-2021-1-115-122.Rybak A, Tsibriy I. Simulation of the pump-battery power supply control system basedon the unloading machine // E3S Web of Conferences. Topical Problems of GreenArchitecture, Civil and Environmental Engineering, TPACEE-2019. 2020. P. 01004.doi: 10.1051/e3sconf/202016401004.Посметьев В. И, Никонов В. О., Посметьев В. В. Компьютерное моделирование рекуперативного тягово-сцепного устройства лесовозного автомобиля с прицепом // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2019. № 4 (370). С. 108—123.doi: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.108.Никонов В. О, Посметьев В. И., Яковлев К. А. Рекуперация гидравлическойэнергии в тягово-сцепном устройстве лесовозного автомобиля с прицепом // Лесотехнический журнал. 2018. Т. 8, № 4 (32). С. 230—239. DOI: 10.12737/article_5c1a323b1d0433.96668845.Никонов В. О., Посметьев В. И., Журавлев Р. В. Анализ конструктивных особенностей тягово-сцепных устройств грузовых автомобилей с прицепами // Воронежский научно-технический вестник. 2018. Т. 4, № 4 (26). С. 13—24.Патент на изобретение RU 2579776 C1, 10.04.2016. Устройство для бесчокерной трелёвки леса / Посметьев В. И., Попиков П. И., Зеликов В. А., Канищев Д. А., Посметьев В. В. Заявка № 2014147430/13 от 25.11.2014.Зубова С. П., Усков В. И. Асимптотическое решение задачи Коши для уравнения первого порядка с малым параметром в банаховом пространстве. Регулярный случай // Математические заметки. 2018. Т. 103, № 3. С. 392—403. doi: 10.4213/mzm11199.Баев А. Д, Зубова С. П., Усков В. И. Решение задач для дескрипторных уравнений методом декомпозиции // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика. Математика. 2013. № 2. С. 134—140.Попиков П. И., Канищев Д. А., Сутолкин А. В. Результаты экспериментальных исследований рабочих процессов бесчокерного трелёвочного захватас энергосберегающим гидроприводом // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2020. Т. 8, № 1 (48). С. 123—128. doi: 10.34220/2308-8877-2020-8-1-123-128.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Yudin R.V., Popikov P.I., Uskov V.I., Platonov A.A., Popikov V.P., Kanishchev D.A., 2022

Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição–NãoComercial 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».