Методика расчета рабочего органа грунтомета для тушения кромки лесного низового пожара
| Jazyk: | ruština |
|---|---|
| Rok vydání: | 2014 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. |
| ISSN: | 0536-1036 |
| Popis: | При проектировании грунтометов, осуществляющих направленное метание струи грунта на кромку лесного пожара, актуальным является определение на стадии проектирования основных параметров рабочего органа и тракторного агрегата. Необходимо получить обобщенные математические зависимости для определения удельных затрат энергии по элементам технологического процесса резания и метания грунта и лесной подстилки, позволяющие в дальнейшем решить задачу оптимизации конструктивных и геометрических параметров рабочих органов, а также режимов их работы по критерию минимума энергоемкости. Лесная подстилка представляет собой волокнистую среду, для которой теоретические основы расчета процессов резания грунтов не подходят. Они могут быть заменены с большей точностью математическими зависимостями, основывающимися на законах теории упругости и пластичности. Их использование позволило разработать методику и уравнения для определения аналитическим методом энергоемкости резания и метания лесных почв с подстилкой, а также с древесными включениями, активным рабочим органом грунтомета. Получены математические зависимости затрат удельной работы на преодоление упругих сил резания грунта и подстилки; преодоление сопротивления вязкопластического течения продуктов резания при прохождении ножом дуги контакта с залежью и протаскивании по вращающемуся кожуху; резание древесных включений (корней и валежа); сообщение кинетической энергии продуктам резания. По данным математическим зависимостям произведен расчет энергоемкости тушения кромки низового лесного пожара, определен баланс затрат мощности на выполнение технологического процесса при заданных параметрах рабочего органа и режимах резания. Сравнение зависимостей энергоемкости, полученных экспериментально и расчетным путем, показывает, что отклонения не превышают 6…14 %. На основании полученных результатов можно определить рациональную скорость резания, углы заточки и установки ножей, форму лопасти метателя, диаметр вращающегося кожуха, производительность и дальность метания, а также затраты мощности на выполнение технологического процесса. Анализ полученных результатов показал, что рациональная скорость резания составляет 5…6 м/с. Предложенная методика аналитического определения энергоемкости резания и метания лесных почв дает возможность выбирать режимы резания и параметры рабочего органа с одновременной оценкой затрат удельной работы на выполнение технологического процесса по элементам, что позволяет достичь минимальных значений энергоемкости создаваемых орудий на стадии проектирования. Кроме того, учет влияния подстилки повышает точность расчетов на 13…21 %, а реализация результатов исследований позволит повысить технический уровень лесопожарных агрегатов, обеспечивающих выполнение работ по энергосберегающим технологиям при минимальных нарушениях окружающей среды. In the engineering of ground-throwing machines, accomplished direct jet soil on forest fire borders, characterization the major parameters of executive device and tractor-driven units is topical on the blue-print stage. It is necessary to receive generalized mathematical relationships to determine specific energy demands for the elements of cutting process and ground throwing. Such calculation allows to determine optimization problem of the constructive and geometrical parameters of executive devices and operating regimes in energy intensity criterion. Forest litter is a fibrous surroundings falling out of any theoretical calculations of the ground cutting processes. So, mathematical relations, based on the rules of elasticity and plasticity theory, can be more reliable. Usage of these rules made possible elaboration of the methods and equations for calculation of power consumption during the ground cutting and throwing of forest soil containing forest litter and dead-wood fragments by the executive device of ground-throwing machine. Mathematical relationships of specific work charges were determined for: оvercoming of elastic force demanded for cutting ground and litter; сrossing resistance of viscoplastic cutting products stream under cutter operating on contact arc with fallow and carrying on revolving encasement; сutting of roots and dead-wood; kinetic energy of cut wood and soil. These mathematic functions allowed to calculate the power waste demanded for extinguishing creeping fire borders, to estimate the balance of power expenditure at processing, depending on executive device parameters and different regimes of ground cutting. Comparison between experimental and calculated energy intensity shows that discrepancy does not exceed 6-14 %. As a results of the conducted research, rational cutting velocity, sharpening angles and blade angles, form of throwing unit fans, revolving encasement diameter, capability and range of throw, power waste necessary for the whole technological process can be determinated. The analysis of obtained results has shown that the rational cutting velocity is 5-6 m·s -1; the suggested methods of analytical energy intensity definition of forest soil cutting and throwing give possibility to choose the cutting regimes and executive device parameters with simultaneous assessment of energy usage at the technological process on all its stages. This methods allow to reach minimum energy intensity of designing the forest fire extinguishing machines. The influence consideration of forest litter enhances accuracy of calculations for 13-21%. Realization of these methods would make possible to raise the technical level of fire extinguishing machines at the lowest damage to forest ecosystems. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|