Распечатать страницу

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

1

БАЗОВОЕ ШАССИ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ДОСТАВКИ ОБОРУДОВАНИЯ И МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ЛАНДШАФТНЫХ ПОЖАРОВ

16-37

УДК 629.3.021.21 614.842

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-16-37

Шифр ВАК 4.3.4

Е.Е. Баженов¹, В.В. Илюшин², В.В. Крудышев¹, Н.В. Хабибуллина¹

¹ФГБОУ ВО «Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (Уральский институт ГПС МЧС России), Россия, 620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 22

²ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет» (УГЛТУ), Россия, 620100, г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, д. 37

st194@yandex.ru

На основе анализа существующей процедуры контроля и технологии борьбы с ландшафтными пожарами предложено техническое обеспечение первичного звена предотвращения и ликвидации ландшафтных пожаров. Установлено, что проведенная в нашей стране в начале века реформа лесного хозяйства привела к отсутствию эффективной борьбы с ландшафтными пожарами. Обоснована необходимость изменения структуры первичного звена борьбы с ландшафтными пожарами и оснащение ее специальной многофункциональной техникой. Показано, что одним из основных звеньев в этой работе является создание универсальной технической базы, позволяющей доставлять пожарное технологическое оборудование к месту возникновения чрезвычайной ситуации. В работе предложено концептуальное решение универсального базового шасси и приведен обобщенный подход к расчету несущей системы кузова отдельной секции базового шасси. Показано, что в качестве базового шасси целесообразно использовать сочлененную схему с одним энергетическим модулем и комплекса прицепных активных модулей, несущих специализированное технологическое оборудование пожаротушения.

Ключевые слова: ландшафтный пожар, лесной фонд, базовое шасси, сочлененная транспортная система, машина высокой проходимости

Ссылка для цитирования: Баженов Е.Е., Илюшин В.В., Крудышев В.В., Хабибуллина Н.В. Базовое шасси для оперативной доставки оборудования и материалов при ликвидации ландшафтных пожаров // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 16–37. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-16-37

Список литературы

[1] Антропогенный фактор и экологические проблемы. URL: https://helpiks.org/5-36649.html (дата обращения 20.10.2023).

[2] Боярова Д.А. Проблемы охраны лесного фонда от пожаров // Актуальные проблемы агропромышленного комплекса: сб. тр. науч.-практ. конф. преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов Новосибирского ГАУ, Новосибирск, 20 октября 2023 года. Новосибирск: Издательский центр Новосибирского государственного аграрного университета «Золотой колос», 2023. С. 113–116.

[3] Исаев А.С. Лес как национальное достояние России // Век глобализации, 2011. № 1. С. 148–158.

[4] Пожары и пожарная безопасность в 2010 году: статистический сборник / под ред. В.И. Климкина. М.: Изд-во ВНИИПО, 2011. 140 с.

[5] Пожары и пожарная безопасность в 2014 году: статистический сборник / под ред. А.В. Матюшина. М.: Изд-во ВНИИПО, 2015. 124 с.

[6] Пожары и пожарная безопасность в 2015 году: статистический сборник / под ред. А.В. Матюшина. М.: Изд-во ВНИИПО, 2016. 124 с.

[7] Пожары и пожарная безопасность в 2018 году: статистический сборник / под ред. Д.М. Гордиенко. М.: Изд-во ВНИИПО, 2019. 125 с.

[8] Пожары и пожарная безопасность в 2022 году: информ.-аналитич. сб. Балашиха: Изд-во ВНИИПО, 2023. 80 с.

[9] Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. URL:https://www.mnr.gov.ru/press/news/v_2022_godu_ploshchad_lesnykh_pozharov_v_rossii_sokrashchena_pochti_v_tri_raza_do_3_5_milliona_gekta/?ysclid=lo5p4nbjyc667483750 (дата обращения 02.11.2023).

[10] Хабибуллина Н.В., Лазарев И.С., Крудышев В.В. Роль биологической продуктивности естественных темнохвойных насаждений кедра сибирского и ельников на Среднем Урале в оценке ущерба от пожаров. Екатеринбург: Изд-во Уральского института ГПС МЧС России, 2018. 162 с.

[11] Колесников А.А., Ляшенко С.М. К вопросу совершенствования нормативных правовых актов по реагированию на природные пожары в субъектах Российской Федерации // Приоритетные направления развития системы обеспечения техносферной и пожарной безопасности объектов защиты и территорий: Сб. тр. III Междунар. науч.-практ. конф., Химки, 26–27 мая 2022 года. Химки: Изд-во Академии гражданской защиты МЧС России, 2022. С. 122–127.

[12] Талалаева Г.В., Логинов А.С. Некоторые особенности лесных пожаров в связи с глобальным потеплением климата // Гражданская оборона на страже мира и безопасности: Материалы VII Междунар. науч.-практ. конф., посвященной Всемирному дню гражданской обороны в Год 90-летия со дня образования Академии ГПС МЧС России. В 5 ч., Москва, 01 марта 2023 года / сост. В.С. Бутко, М.В. Алешков, С.В. Подкосов, А.Г. Заворотный. Ч. III. Москва: Изд-во Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, 2023. С. 220–226.

[13] Кректунов А.А., Васьков Я.Н., Ерицов А.М., Секерин И.М. Охрана населенных пунктов, подверженных угрозе лесных пожаров, органами государственного пожарного надзора ФПС МЧС России // Леса России и хозяйство в них, 2022. № 2(81). С. 11–18. DOI 10.51318/FRET.2022.83.31.002

[14] Кректунов А.А., Ерицов А.М., Залесов С.В., Секерин И.М. Прогноз развития лесного пожара в зависимости от расстояния до населенного пункта // Международный научно-исследовательский журнал, 2022. № 7–2(121). С. 167–172. DOI 10.23670/IRJ.2022.121.7.069

[15] Секерин И.М., Годовалов Г.А., Ерицов А.М., Залесов С.В. Специфика распространения и тушения торфяных пожаров в зимний период // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 5. С. 64–70. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-5-64-70

[16] Гасанова А.Х. Противопожарная пропаганда как один из способов обеспечения пожарной безопасности // Инициативы молодых — науке и производству: Сб. статей IV Всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых и студентов, Пенза, 30 ноября 2022 года / под ред. А.В. Носова. Пенза: Изд-во Пензенского государственного аграрного университета, 2022. С. 121–125.

[17] Евдокимов А.С. Органы местного самоуправления и пожарная безопасность: историко-правовой аспект // Инновации в природообустройстве и защите в чрезвычайных ситуациях: Материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф., Саратов, 21–22 апреля 2021 года. Саратов: Амирит, 2021. С. 299–303.

[18] Ивченко О.А., Тютин А.В., Козаченко М.А., Панкин К.Е. Влияние погодных условий на возникновение и развитие лесных пожаров в Саратовской области // Техногенная и природная безопасность: Материалы VI Всерос. науч.-практ. конф. Саратов, 27–28 октября 2021 года. Саратов: Изд-во Центра социальных агроинноваций СГАУ, 2021. С. 295–301.

[19] ГОСТ Р 58715–2019.Техника пожарная. Специальные пожарные автомобили. Общие технические требования. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2020. С. 20.

[20] Баженов Е.Е. Сочлененные транспортные и технологические системы. Екатеринбург: Изд-во УГТУ–УПИ, 2009. 174 с.

[21] Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем. Минск: ДизайнПро, 2004. 640 с.

[22] Баженов Е.Е. Сочлененные транспортные системы: теоретические основы. LAMBERT Academic publishing, 2012. 276 с.

[23] Богданов К.Л. Тяговый электропривод автомобиля. М.: МАДИ, 2009. 57 с.

[24] Антонов А.С. Силовые передачи колесных и гусеничных машин. Теория и расчет. М.: Машиностроение, 1976. 209 с.

[25] Тарасик В.П., Рынкевич С.А. Интеллектуальные системы управления автотранспортными средствами. Минск: Технопринт, 2004. 512 с.

[26] Тарасик В.П., Рынкевич С.А. Интеллектуальная адаптивная система управления энергетическими режимами автомобиля // Наука — образованию, производству, экономике: Материалы Междунар. науч. конф. / под ред. Б.М. Хрусталева, В.П. Соломахо. Минск: Технопринт, 2003. Т. 1. С. 269–274.

[27] Вихров А.В. Несущие системы транспортных средств специального назначения. М.: МАДИ, 2015. 111 с.

[28] Хрунь В.М., Акопян Р.А. Особенности динамики нагружения несущих систем автобусов // Исследование и расчет конструкций и эксплуатационной надежности автобусов. Львов: Изд-во ВКЭИАвтобуспром, 1978. С. 3–20.

[29] Русанов О.А. Расчетный анализ напряженного состояния и оценка прочности несущих систем тракторов: дис. ... д-ра техн. наук. М., 2009. 347 с.

[30] Кириллов А.П. Методика оценки напряженно-деформированного состояния и оптимизации деталей кузова легкового автомобиля с целью снижения их массы: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1987. С. 16.

[31] Гладов Г.И., Петренко А.М. Специальные транспортные средвтва: теория / под ред. Г.И. Гладова. М.: Академкнига, 2006. 215 с.

[32] Снегоболотоходы «Феникс». URL: https:// вездеход-феникс.рф/ (дата обращения 02.11.2023).

[33] Ловцов А.Д., Иванов Н.А. Проектирование и расчет рамы легкого колесного вездехода с использованием метода конечных элементов // Вестник ТОГу: Машиностроение и машиноведение, 2013. № 3 (30). С. 85–90.

Сведения об авторах

Баженов Евгений Евгеньевич — д-р техн. наук, доцент, профессор кафедры пожарной, аварийно-спасательной техники и специальных средств, ФГБОУ ВО «Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (Уральский институт ГПС МЧС России), st194@yandex.ru

Илюшин Владимир Владимирович — канд, техн. наук, доцент кафедры технологических машин и технологии машиностроения, ФГБОУ ВО «Уральский государственный лесотехнический университет» (УГЛТУ), vv_asp@mail.ru

Крудышев Владимир Валерьевич — канд. с-х. наук, доцент, начальник кафедры пожарной, аварийно-спасательной техники и специальных средств, ФГБОУ ВО «Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (Уральский институт ГПС МЧС России) krudishev@gmail.com

Хабибуллина Наталия Валерьевна — канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр. отделения планирования, организации и координации научных исследований научно-исследовательского отдела, ФГБОУ ВО «Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» (Уральский институт ГПС МЧС России), natys9i@mail.ru

CARRIER VEHICLE FOR RAPID DELIVERY OF EQUIPMENT AND MATERIALS FOR LANDSCAPE FIREFIGHTING OPERATIONS

E.E. Bazhenov¹, V.V. Ilyushin², V.V. Krudyshev², N.V. Khabibullina¹

¹Ural Institute of GPS of the Ministry of Emergency Situations of Russia, 22, Mira st., 620062, Yekaterinburg, Russia

²Ural State Forestry Engineering University, 37, Sibirskiy trakt st., 620062, Yekaterinburg, Russia

st194@yandex.ru

Based on the analysis of the existing control procedure and technology of landscape fire control, the technical support of the primary link of prevention and elimination of landscape fires is proposed. It is established that the forestry reform carried out in our country at the beginning of the century has led to the lack of an effective landscape firefighting. The necessity of changing the structure of the primary link of landscape firefighting and equipping it with special multifunctional equipment has been substantiated. It is shown that one of the main links in this work is the creation of a universal technical base that allows to deliver firefighting equipment to the place of emergency. The paper proposes a conceptual solution of the universal carrier vehicle and provides a generalised approach to the calculation of the system carriers of the body of a separate section of the carrier vehicle. It is shown that as a carrier vehicle it is advisable to use an articulated scheme with one power module and a set of trailed active modules carrying specialised technological firefighting equipment.

Keywords: landscape fire, forest fund, carrier vehicle, articulated transport system, high-mobility vehicle

Suggested citation: Bazhenov E.E., Ilyushin V.V., Krudyshev V.V., Khabibullina N.V. Bazovoe shassi dlya operativnoy dostavki oborudovaniya i materialov pri likvidatsii landshaftnykh pozharov [Carrier vehicle for rapid delivery of equipment and materials for landscape firefighting operations]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 16–37. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-16-37

References

[1] Antropogennyy faktor i ekologicheskie problemy [Anthropogenic factor and environmental problems]. Available at: https://helpiks.org/5-36649.html (accessed 02.11.2023).

[2] Boyarova D.A. Problemy okhrany lesnogo fonda ot pozharov [Problems of forest fund protection from fires]. Aktual’nye problemy agropromyshlennogo kompleksa: sb. trudov nauchno-prakticheskoy konferentsii prepodavateley, aspirantov, magistrantov i studentov Novosibirskogo GAU [Actual problems of the agro-industrial complex: collection of works of the scientific and practical conference of teachers, graduate students, master’s students and students of the Novosibirsk State Agrarian University], Novosibirsk, October 20, 2023. Novosibirsk: Publishing center of the Novosibirsk State Agrarian University «Golden Ear», 2023, pp. 113–116.

[3] Isaev A.S. Les kak natsional’noe dostoyanie Rossii [Forest as a national treasure of Russia]. Vek globalizatsii [Century of globalization], 2011, no. 1, pp. 148–158.

[4] Pozhary i pozharnaya bezopasnost’ v 2010 godu: statisticheskiy sbornik [Fires and fire safety in 2010: statistical digest]. Ed. V.I. Klimkin. Moscow: VNIIPO, 2011, 140 p.

[5] Pozhary i pozharnaya bezopasnost’ v 2014 godu: statisticheskiy sbornik [Fires and fire safety in 2014: statistical digest]. Ed. A.V. Matyushin. Moscow: VNIIPO, 2015, 124 p.

[6] Pozhary i pozharnaya bezopasnost’ v 2015 godu: statisticheskiy sbornik [Fires and fire safety in 2015: statistical digest]. Ed. A.V. Matyushin. Moscow: VNIIPO, 2016, 124 p.

[7] Pozhary i pozharnaya bezopasnost’ v 2018 godu: statisticheskiy sbornik [Fires and fire safety in 2018: statistical digest]. Ed. D.M. Gordienko. Moscow: VNIIPO, 2019, 125 p.

[8] Pozhary i pozharnaya bezopasnost’ v 2022 godu: inform.-analitich. sb [Fires and fire safety in 2022: information and analytical digest]. Balashikha: VNIIPO EMERCOM of Russia, 2023, 80 p.

[9] Ministerstvo prirodnykh resursov i ekologii Rossiyskoy Federatsii [Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation]. Available at: https://www.mnr.gov.ru/press/news/v_2022_godu_ploshchad_lesnykh_pozharov_v_rossii_sokrashchena_pochti_v_tri_raza_do_3_5_milliona_gekta/?ysclid=lo5p4nbjyc667483750 (accessed 02.11.2023).

[10] Khabibullina N.V., Lazarev I.S., Krudyshev V.V. Rol’ biologicheskoy produktivnosti estestvennykh temnokhvoynykh nasazhdeniy kedra sibirskogo i el’nikov na Srednem Urale v otsenke ushcherba ot pozharov [The role of biological productivity of natural dark coniferous stands of Siberian cedar and spruce forests in the Middle Urals in assessing damage from fires]. Ekaterinburg: Ural Institute of the GPS of the Ministry of Emergency Situations of Russia, 2018, 162 p.

[11] Kolesnikov A.A., Lyashenko S.M. K voprosu sovershenstvovaniya normativnykh pravovykh aktov po reagirovaniyu na prirodnye pozhary v sub’ektakh Rossiyskoy Federatsii [On the issue of improving regulatory legal acts on responding to natural fires in the constituent entities of the Russian Federation]. Prioritetnye napravleniya razvitiya sistemy obespecheniya tekhnosfernoy i pozharnoy bezopasnosti ob’ektov zashchity i territoriy: Sbornik trudov III Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Priority areas for the development of the system for ensuring technosphere and fire safety of protected facilities and territories: Collection of works of the III International Scientific and Practical Conference], Khimki, May 26–27, 2022. Khimki: Civil Defense Academy of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters named after Lieutenant General D.I. Mikhailik, 2022, pp. 122–127.

[12] Talalaeva G.V., Loginov A.S. Nekotorye osobennosti lesnykh pozharov v svyazi s global’nym potepleniem klimata [Some Features of Forest Fires in Connection with Global Warming]. Grazhdanskaya oborona na strazhe mira i bezopasnosti: Materialy VII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy Vsemirnomu dnyu grazhdanskoy oborony v God 90-letiya so dnya obrazovaniya Akademii GPS MChS Rossii [Civil Defense on Guard of Peace and Security: Proceedings of the VII International Scientific and Practical Conference Dedicated to the World Civil Defense Day in the Year of the 90th Anniversary of the Foundation of the Academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia]. In 5 parts, Moscow, March 01, 2023. Comp. V.S. Butko, M.V. Aleshkov, S.V. Podkosov, A.G. Zavorotny. Part III. Moscow: Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, 2023, pp. 220–226.

[13] Krektunov A.A., Vas’kov Ya.N., Eritsov A.M., Sekerin I.M. Okhrana naselennykh punktov, podverzhennykh ugroze lesnykh pozharov, organami gosudarstvennogo pozharnogo nadzora FPS MChS Rossii [Protection of settlements exposed to the threat of forest fires by the state fire supervision bodies of the Federal Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia]. Lesa Rossii i khozyaystvo v nikh [Forests of Russia and their management], 2022, no. 2 (81), pp. 11–18. DOI 10.51318 / FRET.2022.83.31.002

[14] Krektunov A.A., Eritsov A.M., Zalesov S.V., Sekerin I.M. Prognoz razvitiya lesnogo pozhara v zavisimosti ot rasstoyaniya do naselennogo punkta [Forecast of forest fire development depending on the distance to the settlement]. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel’skiy zhurnal [International Research J.], 2022, no. 7–2 (121), pp. 167–172. DOI 10.23670 / IRJ.2022.121.7.069

[15] Secerin I.M., Godovalov G.A., Eritsov A.M., Zalesov S.V. Spetsifika rasprostraneniya i tusheniya torfyanykh pozharov v zimniy period [Specifics of peat fires spreading and extinguishing in winter]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 5, pp. 64–70. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-5-64-70

[16] Gasanova A.Kh. Protivopozharnaya propaganda kak odin iz sposobov obespecheniya pozharnoy bezopasnosti [Fire prevention propaganda as one of the ways to ensure fire safety]. Initsiativy molodykh — nauke i proizvodstvu: Sbornik statey IV Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii molodykh uchenykh i studentov [Initiatives of the young — for science and production: Collection of articles of the IV All-Russian scientific and practical conference of young scientists and students], Penza, November 30, 2022. Ed. A.V. Nosov. Penza: Penza State Agrarian University, 2022, pp. 121–125.

[17] Evdokimov A.S. Organy mestnogo samoupravleniya i pozharnaya bezopasnost’: istoriko-pravovoy aspekt [Local governments and fire safety: historical and legal aspect]. Innovatsii v prirodoobustroystve i zashchite v chrezvychaynykh situatsiyakh: Materialy VIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Innovations in environmental management and protection in emergency situations: Proceedings of the VIII International scientific and practical conference], Saratov, April 21–22, 2021. Saratov: Amirit, 2021, pp. 299–303.

[18] Ivchenko O.A., Tyutin A.V., Kozachenko M.A., Pankin K.E. Vliyanie pogodnykh usloviy na vozniknovenie i razvitie lesnykh pozharov v Saratovskoy oblasti [The Impact of Weather Conditions on the Occurrence and Development of Forest Fires in the Saratov Region]. Tekhnogennaya i prirodnaya bezopasnost’: mater. VI Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Technogenic and Natural Safety: Proc. of the VI All-Russian Scientific and Practical Conference]. Saratov, October 27–28, 2021. Saratov: Center for Social Agroinnovations, SSAU, 2021, pp. 295–301.

[19] GOST R 58715–2019 Tekhnika pozharnaya. Spetsial’nye pozharnye avtomobili. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. Metody ispytaniy [Fire-fighting equipment. Special fire trucks. General technical requirements. Test methods]. Moscow: Standartinform, 2020, p. 20.

[20] Bazhenov E.E. Sochlenennye transportnye i tekhnologicheskie sistemy [Articulated transport and technological systems]. Yekaterinburg: USTU–UPI, 2009, 174 p.

[21] Tarasik V.P. Matematicheskoe modelirovanie tekhnicheskikh sistem [Mathematical modeling of technical systems]. Minsk: DesignPro, 2004, 640 p.

[22] Bazhenov E.E. Sochlenennye transportnye sistemy: teoreticheskie osnovy [Articulated transport systems: theoretical foundations]. LAMBERT Academic ublishing, 2012, 276 p.

[23] Bogdanov K.L. Tyagovyy elektroprivod avtomobilya [Traction electric drive of a car]. Moscow: MADI, 2009, 57 p.

[24] Antonov A.S. Silovye peredachi kolesnykh i gusenichnykh mashin. Teoriya i raschet [Power transmissions of wheeled and tracked vehicles. Theory and calculation]. Moscow: Mashinostroenie, 1976, 209 p.

[25] Tarasik V.P., Rynkevich S.A. Intellektual’nye sistemy upravleniya avtotransportnymi sredstvami [Intelligent control systems for motor vehicles]. Minsk: Tekhnoprint, 2004, 512 p.

[26] Tarasik V.P., Rynkevich S.A. Intellektual’naya adaptivnaya sistema upravleniya energeticheskimi rezhimami avtomobilya [Intelligent adaptive control system for vehicle energy modes]. Nauka — obrazovaniyu, proizvodstvu, ekonomike: materialy mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii [Science — for education, production, economy: materials of the international scientific conference]. Ed. B.M. Khrustaleva, V.P. Solomakho. Minsk: Tekhnoprint, 2003, v. 1, pp. 269–274.

[27] Vikhrov A.V. Nesushchie sistemy transportnykh sredstv spetsial’nogo naznacheniya [Load-bearing systems of special-purpose vehicles]. Moscow: MADI, 2015, 111 p.

[28] Khrun’ V.M., Akopyan R.A. Osobennosti dinamiki nagruzheniya nesushchikh sistem avtobusov [Features of the loading dynamics of load-bearing systems of buses]. Issledovanie i raschet konstruktsiy i ekspluatatsionnoy nadezhnosti avtobusov [Research and calculation of designs and operational reliability of buses]. Lviv: VKEIAvtobusprom, 1978, pp. 3–20.

[29] Rusanov O.A. Raschetnyy analiz napryazhennogo sostoyaniya i otsenka prochnosti nesushchikh sistem traktorov [Calculation analysis of the stress state and strength assessment of load-bearing systems of tractors]. Dis. D-r Sci. (Tech.). Moscow, 2009, 347 p.

[30] Kirillov A.P. Metodika otsenki napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya i optimizatsii detaley kuzova legkovogo avtomobilya s tsel’yu snizheniya ikh massy [Methodology for assessing the stress-strain state and optimizing car body parts to reduce their weight]. Author’s abstract. Diss. Cand. Sci. (Tech.). Moscow, 1987, p. 16.

[31] Gladov G.I., Petrenko A.M. Spetsial’nye transportnye sredvtva: teoriya [Special vehicles: theory]. Ed. G.I. Gladov. Moscow: ITC «Akademkniga», 2006, 215 p.

[32] Snegobolotokhody Feniks [Phoenix snow and swamp vehicles]. Available at: https://весдеход-феники.рф/ (accessed 02.11.2023).

[33] Lovtsov A.D., Ivanov N.A. Proektirovanie i raschet ramy legkogo kolesnogo vezdekhoda s ispol’zovaniem metoda konechnykh elementov [Design and calculation of the frame of a light wheeled all-terrain vehicle using the finite element method]. Vestnik TOGu: Mashinostroenie i mashinovedenie [Bulletin of TOGU: Mechanical Engineering and Mechanical Engineering], 2013, no. 3 (30), pp. 85–90.

Authors’ information

Bazhenov Evgeniy Evgen’evich — Dr. Sci. (Tech.), Associate Professor, of the Department of Fire, Emergency Rescue Equipment and Special Means of the Ural Institute of GPS of the Ministry of Emergency Situations of Russia, st194@yandex.ru

Ilyushin Vladimir Vladimirovich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Technological Machines and Engineering Technology, Ural State Forestry University, vv_asp@mail.ru

Krudyshev Vladimir Valer’evich — Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher of the Department of Planning, Organization and Coordination of Scientific Research of the Research Department of the Ural Institute of GPS of the Ministry of Emergency Situations of Russia, natys9i@mail.ru

Khabibullina Nataliya Valer’evna — Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor, Head of the Department of Fire, Emergency Rescue Equipment and Special Means of the Ural Institute of GPS of the Ministry of Emergency Situations of Russia, krudishev@gmail.com

2

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ РОТОРА КУСТОРЕЗА С ШАРНИРНО УСТАНОВЛЕННЫМИ ЛЕЗВИЯМИ

38-49

УДК 630*245.17:004.94

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-38-49

Шифр ВАК 4.3.4

Л.Д. Бухтояров

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» (ВГЛТУ), Россия, 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, д. 8

vglta-mlx@yandex.ru

Определена необходимость проведения рубок ухода, приведены современные методы и оборудование для их осуществления. Для повышения продуктивности лесных культур рекомендуется проводить их осветление. Установлено, что наиболее производительным является механизированный способ работ, при котором технологическое оборудование — кусторез, располагается на базе колесных или гусеничных машин. Определено, что при разработке нового оборудования для срезания кустарника необходимо проводить обоснование его параметров. Проанализированы методы разработки новых лесных машин и выявлена необходимость использования автоматизированных средств проектирования, и составления имитационных моделей в современных программных комплексах, которые тесно связаны с конструкторскими программами. В программном комплексе «Универсальный механизм» (UM) создана имитационная модель работы ротора кустореза. Модель рекомендуется к использованию, при обосновании параметров роторов c шарнирно-сочлененными рабочими органами. Модели звеньев являются параметрическими, что позволяет настроить имитационную модель на разные геометрические размеры без потери связей в шарнирах. В имитационной модели использовано 3D-контактное взаимодействием UM для ротора и цепи. Изучены фазы разгона, холостого хода и торможения ротора с шарнирно-сочлененным, цепным рабочим органом. Проведен лабораторный эксперимент с ротором кустореза, который подтвердил полученные посредством имитационного моделирования траектории движения цепи. Аналитически рассчитана скорость лезвия на холостом ходу, что подтвердило полученные на имитационной модели результаты. Получены траектории движения звеньев, их скорости и затраты крутящего момента на приводном валу электродвигателя.

Ключевые слова: ротор кустореза, имитационное моделирование, универсальный механизм, UM

Ссылка для цитирования: Бухтояров Л.Д. Имитационное моделирование работы ротора кустореза с шарнирно установленными лезвиями // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 38–49. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-38-49

Список литературы

[1] Zhang X., Guan D., Li W., Sun D., Jin C., Yuan F., Wu J. The effects of forest thinning on soil carbon stocks and dynamics: A meta-analysis // Forest Ecology and Management, 2018, v. 429, pp. 36–43. DOI: 10.1016/j.foreco.2018.06.027

[2] Kuuluvainen T., Tahvonen O., Aakala T. Even-Aged and Uneven-Aged Forest Management in Boreal Fennoscandia: a review // AMBIO, 2012, no. 41(7), pp. 720–737. DOI:10.1007/s13280-012-0289-y

[3] Бартенев И.М., Драпалюк М.В., Попиков П.И., Бухтояров Л.Д. Конструкции и параметры машин для расчистки лесных площадей. М.: Флинта, Наука, 2007. 208 с.

[4] Платонов А.А. Платонова М.А. Результаты статистической обработки данных параметров оборудования для очистки линейных инфраструктур // Современные проблемы математики в прикладных науках: Материалы Всерос. открытой конференции, Воронеж, 15 марта 2022 года. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного лесотехнического университета имени Г.Ф. Морозова, 2022. С. 58–65. DOI: 10.58168/MPMAS2022_58-65

[5] Platonova M.A., Platonov A.A., Shcheblykin P.N. Practical implementation of the methodology for assessing the density of unwanted growth in the overgrowing of infrastructure facilities // J. of Agriculture and Environment, 2022, no. 7(27). DOI: 10.23649/jae.2022.27.7.007

[6] Платонов А.А. Грабли лесные: назначение, область применения, классификация // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 6. С. 139–150. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-139-150

[7] Булавинцева А.Д., Мазуркин П.М. Расчет рабочей скорости подачи активного навесного кустореза в зависимости от параметров срезаемого кустарника // Современные проблемы науки и образования, 2013. № 5. С. 133–135.

[8] Glushkov S., Popikov P.I., Malyukov S.V., Chakarov V., Boyadzhiev, D. Study of the work of a self-propelled mulcher in the preparation of forest soils for planting poplar in the conditions of Bulgaria // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, p. 12006. DOI: 10.1088/1755-1315/875/1/012006

[9] Mohite D., Agrawal K., Kumar K., Deb A. Technical Aspects of Multipurpose Weed Cutter or Power Weeder // IJERSTE, 2021, v. 10, no 7, p. 33765. DOI: 10.13140/RG.2.2. 11613.33765

[10] Драпалюк М.В., Бухтояров Л.Д., Куницкая О.А., Прокудина А.В., Григорьева О.И., Отмахов Д.В. Изучение мощностных показателей и качества среза шарнирно-сочлененным и ножевым рабочими органами роторного кустореза // Системы. Мeтоды. Технологии, 2023. № 2(58). С. 7–13. DOI: 10.18324/2077-5415-2023-2-7-13

[11] Абдразаков Ф.К. Интенсификация технологий и совершенствование технических средств в мелиоративном производстве: дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.01. Саратов, 2002. 572 с.

[12] Абдразаков Ф.К., Хальметов А.А. Совершенствование организации и технологии удаления древесно-кустарниковой растительности на оросительных системах с помощью универсального кустореза. Саратов: Изд-во СГАУ им. Н.И. Вавилова, 2013. 124 с.

[13] Даденко Е.В. Анализ и синтез оптимального процесса срезания кустарника цилиндрической фрезой кустореза-измельчителя: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.21.01. Ростов-на-Дону, 1983. 21 с.

[14] Земляной А.А. Разработка и исследование ленточного режущего аппарата машины для контурной обрезки плодовых деревьев: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01. Мичуринск, 2022. 22 с.

[15] Куракин В.Н. Обоснование параметров рабочего органа для срезания кустарника: дис. … канд. техн. наук: 05.21.01. Л., 1990. С. 174.

[16] Лушников М.В. Совершенствование технологического процесса и обоснование основных параметров ротационно-консольного кустореза для осветления лесных культур на нераскорчеванных вырубках: дис. ... канд. техн. наук: 05.21.01. Саратов, 2001. 197 с.

[17] Мазуркин П.М. Обоснование параметров модульных рабочих органов лесозаготовительных машин на начальных стадиях проектирования: дис. … д-ра техн. наук: 05.21.01. Йошкар-Ола, 1995. 403 с.

[18] Попиков В.П. Обоснование параметров технологического оборудования машины для формирования крон деревьев лесосеменных плантаций: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.21.01. Воронеж, 2009. 16 с.

[19] Завражнов А.А., Ланцев В.Ю., Егоров Д.А., Земляной А.А. Использование электропривода в машинах для 3D контурной обрезки плодовых деревьев // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета, 2012. № 3. С. 220–225.

[20] Суханов Ю.В., Царев Т.А., Васильев А.С., Ивашнев М.В. Стенд для исследований характеристик процесса резания // Инжeнерный вестник Дoна, 2021. № 5(77). С. 121–127.

[21] Ивашнев М.В. Математический анализ колебательного процесса шарнирно-закрепленного ножа роторного кустореза // Вузовская наука — региону: Материалы IV Всерос. конф., 21 февраля 2006 г. Вологда: Изд-во ВоГТУ, 2006. Т. 1. С. 41–43.

[22] Ивашнев М.В. Математическое описание процесса работы роторного кустореза // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2007. № 181. С. 94–99.

[23] Ивашнев М.В., Шегельман И.Р., Колесников Г.Н. К вопросу совершенствования узлов роторных кусторезов // Перспективы науки, 2014. № 7(58). С. 80–82.

[24] Ивашнев М.В. Теоретические аспекты создания роторных машин с непрерывным срезанием древесно-кустарниковой растительности // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2014. Т. 2, № 5–3(10–3). С. 127–130. DOI: 10.12737/6942

[25] Ivashnev M.V., Kalinin R.K., Sukhanov Yu.V., Vasilyev A.S. Protection of Linear Facilities Passing through Forest Territories // Components of Scientific and Technological Progress, 2022, no. 9(75), pp. 9–11.

[26] Драпалюк М.В., Полев В.С. Моделирование рубящих элементов цепного кустореза // ИзВУЗ Лесной журнал, 2010. № 6. С. 94–98.

[27] Бартенев И.М., Малюков С.В. Имитационное моделирование работы кустореза // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2014. Т. 2. № 5–1. С. 192–194.

[28] Клубничкин В.Е., Клубничкин Е.Е. Современное программное обеспечение для проведения исследований по нагрузкам, устойчивости и проходимости машин // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2015. Т. 3. № 5–1(16–1). С. 209–214. DOI: 10.12737/14490

[29] Афоничев Д.Н., Пиляев С.Н. Компьютерное моделирование активной подвески транспортного средства с помощью программы SimInTech // Теория и практика инновационных технологий в АПК: Матер. нац. науч. конф., Воронеж, 19–21 апреля. Ч. I. Воронеж: Изд-во ВГАУ им. Императора Петра I, 2022. С. 24–37.

[30] Бартенев И.М., Малюков С.В. Результаты моделирования работы кустореза, оснащенного упорами-улавливателями порослевин // Тракторы и сельхозмашины, 2014. № 3. С. 9–12.

[31] Bukhtoyarov L.D., Kunickaya O.I., Urazova A., Perfiliev P., Druzyanova V., Egipko S., Burgonutdinov A., Tikhonov E. Substantiating optimum parameters and efficiency of rotary brush cutters // J. of Applied Engineering Science, 2022, v. 20, pp. 1–10. https://doi.org/10.5937/jaes0-36513

[32] Попиков П.И. Бухтояров Л.Д., Платонов А.А., Вакула Е.Ю. Имитационная модель рабочего процесса манипулятора при удалении нежелательной растительности вместе с корневой системой в лесных насаждениях // Resources and Technology, 2020. Т. 17. № 4. С. 1–14. DOI: 10.15393/j2.art.2020.5402

[33] Bukhtoyarov L.D., Drapalyuk M.V., Pridvorova A.V. Simulation of the movement of hedge cutter links in the Simulink application of the Matlab package // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., vol. 875, p. 012004. https://doi.org/10.1088/1755-1315/875/1/012004

[34] Bukhtoyarov L.D., Maksimenkov A.I., Lysych M.N., Abramov V.V. Movement simulation of flexible working body links in the Unity cross-platform development environment // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 2020, v. 595, p. 012014. https://doi.org/10.1088/1755-1315/595/1/01201

[35] Бартенев И.М., Попиков П.И., Бухтояров Л.Д. Ротор кустореза. Патент 2238637C1 РФ, МПК A 01 G 23/06, заявитель и патентообладатель ВГЛТА, № 2003103223/12, заявл. 03.02.2003, опубл. 27.10.2004.

Сведения об авторе

Бухтояров Леонид Дмитриевич — канд. техн. наук, доцент кафедры лесной промышленности, метрологии, стандартизации и сертификации, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» (ВГЛТУ), vglta-mlx@yandex.ru

OPERATION SIMULATION MODELING OF ROTOR BRUSH CUTTER WITH HINGED BLADES

L.D. Bukhtoyarov

Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov, 8, Timiryazev st., 394087, Voronezh, Russia

vglta-mlx@yandex.ru

The necessity of forest thinning has been determined, and modern methods and equipment for their implementation have been identified. In order to increase the forest crops productivity, it is recommended to thin them. It has been established that the most productive is a mechanized method, in which the technological equipment such as a brush cutter, is located on the basis of wheeled or tracked machines. It has been determined that when developing new equipment for cutting shrubs, it is necessary to justify its parameters. The methods of developing new forest machines have been analyzed and the need for using automated design tools and compiling simulation models in modern software packages that are closely related to design programs has been identified. A simulation model of the brush cutter rotor operation has been created in the Universal Mechanism (UM) software package. The model is recommended for use when justifying the parameters of rotors with articulated working bodies. The links of the brush cutter working body in the simulation model are presented in a simplified form, the blade consists of a parallelepiped and two spheres at the edges, the rotor of the electric motor, the flange and the rotor of the brush cutter working body are in the form of a cylinder. The link models are parametric, which allows the simulation model to be adjusted to different geometric dimensions without losing the connections in the hinges. The simulation model uses 3D-contact interaction UM for the rotor and the chain. The acceleration, idle and braking phases of the rotor with an articulated, chain working element are studied. A laboratory experiment with a brush cutter rotor was conducted, which confirmed the chain motion trajectories obtained by means of simulation modeling. The blade speed at idle was calculated analytically, which confirmed the results obtained on the simulation model. The motion trajectories of the links, their speeds and torque costs on the drive shaft of the electric motor were obtained.

Keywords: brush cutter rotor, simulation, universal mechanism, UM

Suggested citation: Bukhtoyarov L.D. Imitacionnoe modelirovanie raboty rotora kustoreza s sharnirno ustanovlennymi lezviyami [Operation simulation modeling of rotor brush cutter with hinged blades]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 38–49. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-38-49

References

[1] Zhang X., Guan D., Li W., Sun D., Jin C., Yuan F., Wu J. The effects of forest thinning on soil carbon stocks and dynamics: A meta-analysis. Forest Ecology and Management, 2018, v. 429, pp. 36–43. DOI: 10.1016/j.foreco.2018.06.027

[2] Kuuluvainen T., Tahvonen O., Aakala T. Even-Aged and Uneven-Aged Forest Management in Boreal Fennoscandia: a review. AMBIO, 2012, no. 41(7), pp. 720–737. DOI:10.1007/s13280-012-0289-y

[3] Bartenev I.M., Drapalyuk M.V., Popikov P.I., Bukhtoyarov L.D. Konstruktsii i parametry mashin dlya raschistki lesnykh ploshchadey [Designs and parameters of machines for clearing forest areas]. Moscow: Flinta, Nauka, 2007, 208 p.

[4] Platonov A.A. Platonova M.A. Rezul’taty statisticheskoy obrabotki dannykh parametrov oborudovaniya dlya ochistki lineynykh infrastruktur [Results of statistical processing of data on parameters of equipment for cleaning linear infrastructures]. Sovremennye problemy matematiki v prikladnykh naukakh: materialy Vserossiyskoy otkrytoy konferentsii [Modern problems of mathematics in applied sciences: Materials of the All-Russian open conference], Voronezh, March 15, 2022. Voronezh: Voronezh State Forest Engineering University named after G.F. Morozov, 2022, pp. 58–65. DOI: 10.58168/MPMAS2022_58-65

[5] Platonova M.A., Platonov A.A., Shcheblykin P.N. Practical implementation of the methodology for assessing the density of unwanted growth in the overgrowing of infrastructure facilities. J. of Agriculture and Environment, 2022, no. 7(27). DOI: 10.23649/jae.2022.27.7.007

[6] Platonov A.A. Grabli lesnye: naznachenie, oblast’ primeneniya, klassifikatsiya [Forest rake: purpose, field of application, classification]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 6, pp. 139–150. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-6-139-150

[7] Bulavintseva A.D., Mazurkin P.M. Raschet rabochey skorosti podachi aktivnogo navesnogo kustoreza v zavisimosti ot parametrov srezaemogo kustarnika [Calculation of the working feed rate of an active mounted brush cutter depending on the parameters of the cut bush]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education], 2013, no. 5, pp. 133–135.

[8] Glushkov S., Popikov P.I., Malyukov S.V., Chakarov V., Boyadzhiev, D. Study of the work of a self-propelled mulcher in the preparation of forest soils for planting poplar in the conditions of Bulgaria. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, p. 12006. DOI: 10.1088/1755-1315/875/1/012006

[9] Mohite D., Agrawal K., Kumar K., Deb A. Technical Aspects of Multipurpose Weed Cutter or Power Weeder. IJERSTE, 2021, v. 10, no 7, p. 33765. DOI: 10.13140/RG.2.2. 11613.33765

[10] Drapalyuk M.V., Bukhtoyarov L.D., Kunitskaya O.A., Prokudina A.V., Grigor’eva O.I., Otmakhov D.V. Izuchenie moshchnostnykh pokazateley i kachestva sreza sharnirno-sochlenennym i nozhevym rabochimi organami rotornogo kustoreza [Study of power indicators and cutting quality of articulated and knife working bodies of a rotary brush cutter]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [Systems. Methods. Technologies], 2023, no. 2(58), pp. 7–13. DOI: 10.18324/2077-5415-2023-2-7-13

[11] Abdrazakov F.K. Intensifikatsiya tekhnologiy i sovershenstvovanie tekhnicheskikh sredstv v meliorativnom proizvodstve [Intensification of technologies and improvement of technical means in melioration production]. Dis. D-r Sci. (Tech.) 05.20.01. Saratov, 2002, 572 p.

[12] Abdrazakov F.K., Khal’metov A.A. Sovershenstvovanie organizatsii i tekhnologii udaleniya drevesno-kustarnikovoy rastitel’nosti na orositel’nykh sistemakh s pomoshch’yu universal’nogo kustoreza [Improvement of the organization and technology of removing woody and shrubby vegetation in irrigation systems using a universal brush cutter]. Saratov: SSAU named after N.I. Vavilov, 2013, 124 p.

[13] Dadenko E.V. Analiz i sintez optimal’nogo protsessa srezaniya kustarnika tsilindricheskoy frezoy kustoreza-izmel’chitelya [Analysis and synthesis of the optimal process of cutting bushes with a cylindrical cutter of a brush cutter-shredder]. Dis. Cand. Sci. (Tech.) 05.21.01. Rostov-on-Don, 1983, 21 p.

[14] Zemlyanoy A.A. Razrabotka i issledovanie lentochnogo rezhushchego apparata mashiny dlya konturnoy obrezki plodovykh derev’ev [Development and study of a belt cutting apparatus of a machine for contour pruning of fruit trees]. Dis. Cand. Sci. (Tech.) 05.20.01. Michurinsk, 2022, 22 p.

[15] Kurakin V.N. Obosnovanie parametrov rabochego organa dlya srezaniya kustarnika [Justification of the parameters of the working element for cutting bushes]. Dis. Cand. Sci. (Tech.) 05.21.01. Leningrad, 1990, p. 174.

[16] Lushnikov M.V. Sovershenstvovanie tekhnologicheskogo protsessa i obosnovanie osnovnykh parametrov rotatsionno-konsol’nogo kustoreza dlya osvetleniya lesnykh kul’tur na neraskorchevannykh vyrubkak [Improving the technological process and substantiating the main parameters of a rotary cantilever brush cutter for thinning forest crops in unstumped clearings]. Dis. Cand. Sci. (Tech.) 05.21.01. Saratov, 2001, 197 p.

[17] Mazurkin P.M. Obosnovanie parametrov modul’nykh rabochikh organov lesozagotovitel’nykh mashin na nachal’nykh stadiyakh proektirovaniya [Substantiating the parameters of modular working bodies of logging machines at the initial stages of design]. Dis. D-r Sci. (Tech.) 05.21.01. Yoshkar-Ola, 1995, 403 p.

[18] Popikov V.P. Obosnovanie parametrov tekhnologicheskogo oborudovaniya mashiny dlya formirovaniya kron derev’ev lesosemennykh plantatsiy [Substantiating the parameters of the technological equipment of a machine for forming tree crowns in forest seed plantations]. Dis. Cand. Sci. (Tech.) 05.21.01. Voronezh, 2009, 16 p.

[19] Zavrazhnov A.A., Lantsev V.Yu., Egorov D.A., Zemlyanoy A.A. Ispol’zovanie elektroprivoda v mashinakh dlya 3D konturnoy obrezki plodovykh derev’ev [Using an electric drive in machines for 3D contour pruning of fruit trees]. Vestnik Michurinskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Michurinsk State Agrarian University], 2012, no. 3, pp. 220–225.

[20] Sukhanov Yu.V., Tsarev T.A., Vasil’ev A.S., Ivashnev M.V. Stend dlya issledovaniy kharakteristik protsessa rezaniya [A stand for studying the characteristics of the cutting process]. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 2021, no. 5(77), pp. 121–127.

[21] Ivashnev M.V. Matematicheskiy analiz kolebatel’nogo protsessa sharnirno-zakreplennogo nozha rotornogo kustoreza [Mathematical analysis of the oscillatory process of a hinged knife of a rotary brush cutter]. Vuzovskaya nauka — regionu: Mater. IV Vseros. nauch.-tekhn. konf. [University science — to the region: Materials of the IV all-Russian scientific and technical conf.]. Vologda: VoGTU, 2006, v. 1, pp. 41–43.

[22] Ivashnev M.V. Matematicheskoe opisanie protsessa raboty rotornogo kustoreza [Mathematical description of the operation process of a rotary brush cutter]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Bulletin of the Saint Petersburg Forest Engineering Academy], 2007, no. 181, pp. 94–99.

[23] Ivashnev M.V., Shegel’man I.R., Kolesnikov G.N. K voprosu sovershenstvovaniya uzlov rotornykh kustorezov [On the issue of improving the units of rotary brush cutters]. Perspektivy nauki [Prospects of Science], 2014, no. 7(58), pp. 80–82.

[24] Ivashnev M.V. Teoreticheskie aspekty sozdaniya rotornykh mashin s nepreryvnym srezaniem drevesno-kustarnikovoy rastitel’nosti [Theoretical aspects of creating rotary machines with continuous cutting of woody and shrubby vegetation]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Current areas of scientific research in the 21st century: theory and practice], 2014, v. 2, no. 5–3(10–3), pp. 127–130. DOI: 10.12737/6942

[25] Ivashnev M.V., Kalinin R.K., Sukhanov Yu.V., Vasilyev A.S. Protection of Linear Facilities Passing through Forest Territories. Components of Scientific and Technological Progress, 2022, no. 9(75), pp. 9–11.

[26] Drapalyuk M.V., Polev V.S. Modelirovanie rubyashchikh elementov tsepnogo kustoreza [Modeling of cutting elements of a chain brush cutter]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2010, no. 6, pp. 94–98.

[27] Bartenev I.M., Malyukov S.V. Imitatsionnoe modelirovanie raboty kustoreza [Simulation modeling of brush cutter operation]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Current areas of scientific research in the 21st century: theory and practice], 2014, v. 2, no. 5–1, pp. 192–194.

[28] Klubnichkin V.E., Klubnichkin E.E. Sovremennoe programmnoe obespechenie dlya provedeniya issledovaniy po nagruzkam, ustoychivosti i prokhodimosti mashin [Modern software for conducting research on machine loads, stability and cross-country ability]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Current areas of scientific research in the 21st century: theory and practice], 2015, v. 3, no. 5–1(16–1), pp. 209–214. DOI: 10.12737/14490

[29] Afonichev D.N., Pilyaev S.N. Komp’yuternoe modelirovanie aktivnoy podveski transportnogo sredstva s pomoshch’yu programmy SimInTech [Computer modeling of active vehicle suspension using the SimInTech program]. Teoriya i praktika innovatsionnykh tekhnologiy v APK: Mater. nats. nauch. konf. [Theory and practice of innovative technologies in the agro-industrial complex: Materials of the national scientific conference], Voronezh, April 19–21, p. I. Voronezh: VSTU named after Emperor Peter I, 2022, pp. 24-37.

[30] Bartenev I.M., Malyukov S.V. Rezul’taty modelirovaniya raboty kustoreza, osnashchennogo uporami-ulavlivatelyami poroslevin [Results of modeling the operation of a brush cutter equipped with stops-catchers for overgrowth]. Traktory i sel’khozmashiny [Tractors and agricultural machinery], 2014, no. 3, pp. 9–12.

[31] Bukhtoyarov L.D., Kunickaya O.I., Urazova A., Perfiliev P., Druzyanova V., Egipko S., Burgonutdinov A., Tikhonov E. Substantiating optimum parameters and efficiency of rotary brush cutters. J. of Applied Engineering Science, 2022, v. 20, pp. 1–10. https://doi.org/10.5937/jaes0-36513

[32] Popikov P.I. Bukhtoyarov L.D., Platonov A.A., Vakula E.Yu. Imitatsionnaya model’ rabochego protsessa manipulyatora pri udalenii nezhelatel’noy rastitel’nosti vmeste s kornevoy sistemoy v lesnykh nasazhdeniyakh [Simulation model of the work process of a manipulator when removing unwanted vegetation along with the root system in forest plantations]. Resources and Technology [Resources and Technology], 2020, v. 17, no. 4, pp. 1–14. DOI: 10.15393/j2.art.2020.5402

[33] Bukhtoyarov L.D., Drapalyuk M.V., Pridvorova A.V. Simulation of the movement of hedge cutter links in the Simulink application of the Matlab package. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., v. 875, p. 012004. https://doi.org/10.1088/1755-1315/875/1/012004

[34] Bukhtoyarov L.D., Maksimenkov A.I., Lysych M.N., Abramov V.V. Movement simulation of flexible working body links in the Unity cross-platform development environment. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 2020, v. 595, p. 012014. https://doi.org/10.1088/1755-1315/595/1/01201

[35] Bartenev I.M., Popikov P.I., Bukhtoyarov L.D. Rotor kustoreza [Brush cutter rotor]. Patent 2238637C1 RF, IPC A 01 G 23/06, applicant and patent holder VGLTA, No. 2003103223/12, filed 03.02.2003, published 27.10.2004.

Author’s information

Bukhtoyarov Leonid Dmitrievich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Forest Industry, Metrology, Standardization and Certification, Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov, vglta-mlx@yandex.ru

3

ТЕХНИЧЕСКОЕ ТВОРЧЕСТВО СТУДЕНТОВ КАК ИНСТРУМЕНТ ПОДГОТОВКИ КАДРОВ ДЛЯ ЛЕСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

50-61

УДК 674.047.3; 371.694

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-50-61

Шифр ВАК 4.3.4

О.Н. Галактионов, А.П. Соколов, Ю.В. Суханов, А.С. Васильев

ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» (ПетрГУ), Россия, 185910, Республика Карелия, г. Петрозаводск, просп. Ленина, д. 33

galakt@petrsu.ru

Кадровое обеспечение лесопромышленного комплекса является актуальной для России задачей, решение которой зависит не только от качества обучения студентов в университетах, но и от их мотивации вести трудовую деятельность в лесной отрасли. Одним из эффективных способов мотивации является повышение интереса студентов к лесным профессиям через их вовлечение в техническое творчество. Целью приведенного исследования является описание опыта применения технического творчества студентов путем решения актуальных проблем предприятий лесопромышленного комплекса в рамках выполнения выпускной квалификационной работы (ВКР) для повышения мотивированности выпускника к работе в лесной отрасли. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи: на основании анализа материалов учебно-производственной практики выбрать актуальную проблему для предприятия; используя имеющиеся знания и элементы технического творчества предложить пути ее решения; реализовать предложенные идеи в рамках ВКР. Поэтапно описан процесс творческой работы студентов над созданием лабораторной установки для исследования процесса сушки древесины, спроектированной и изготовленной ими в рамках работы над выпускными квалификационными работами. Созданная установка успешно используется в учебной и исследовательской работе студентов, мотивируя их к техническому творчеству по созданию своих проектов. Установка, используется при проведении профориентационных мероприятий для потенциальных абитуриентов как фактический объект творчества студентов вызывает интерес у школьников при проведении мастер-классов. При выполнении работы использовался метод педагогического эксперимента и метод наблюдения. В результате выполнения исследования была показана практическая возможность конструирования студентами лабораторных установок; наблюдение за работой студентов показало рост их интереса к работе над установкой по мере приобретения ею законченного вида; построение действующей установки существенно повысило уверенность выпускников при докладе на защите ВКР по сравнению со студентами выполняющими типовые работы. Выполненные разработки по результатам защиты ВКР были отмечены комиссией как имеющие практическую значимость для предприятий лесопромыщленного комплекса. Главным результатом исследования стало трудоустройство участников проекта на предприятия лесопромышленного комплекса.

Ключевые слова: подготовка кадров, выпускная квалификационная работа студента, учебная установка, сушка древесины

Ссылка для цитирования: Галактионов О.Н., Соколов А.П., Суханов Ю.В., Васильев А.С. Техническое творчество студентов как инструмент подготовки кадров для лесной промышленности // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 50–61. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-50-61

Список литературы

[1] Царалунга А.В., Царалунга В.В., Прохорова Н.Л. Проблемы целевой подготовки кадров для лесной отрасли // Евразийский Союз Ученых, 2015. №1–4 (10). С. 100–102.

[2] Вопросы кадрового обеспечения лесной отрасли обсудили на круглом столе в Совете Федерации // Forestcomplex.ru. 15.10.2020. URL: https://forestcomplex.ru/forestry/voprosy-kadrovogo-obespecheniya/ (дата обращения 20.04.2023)

[3] В Карелии наблюдается острый дефицит кадров для работы в лесной отрасли // СТОЛИЦА на Onego.ru. 30.07.2018. URL: https://stolicaonego.ru/news/v-karelii-nabljudaetsja-ostryj-defitsit-kadrov-dlja-raboty-v-lesnoj-otrasli/ (дата обращения 20.04.2023).

[4] Сумченко А.В., Зиновьева И.С. Кадровое обеспечение лесопромышленного комплекса // Современные наукоемкие технологии. 2013. № 10–2. С. 298–298.

[5] Лесная отрасль столкнулась с дефицитом кадров // Российская газета — Экономика Центрального округа: № 271(8622). 30.11.2021. URL: https://rg.ru/2021/11/30/reg-cfo/lesnaia-otrasl-stolknulas-s-deficitom-kadrov.html (дата обращения 20.04.2023).

[6] Киселева А.А., Гладких Я.Н. Приоритетные направления привлечения кадров в лесопромышленный комплекс // Науковедение, 2014. № 5 (24). С. 101. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_23039471_84551522.pdf (дата обращения 06.12.2023).

[7] Ислакаева Г.Р. Проблемы подготовки кадров в сфере высшего образования для лесного хозяйства России // Вестник БИСТ (Башкирского института социальных технологий), 2015. № 4 (29). С. 104–108.

[8] Питухин Е.А., Зятева О.А., Соколов В.Е., Пономарев В.А. Подготовка кадров для лесного комплекса северо-западных и арктических регионов России // Пeрспективы науки и образования, 2023. № 5 (65). С. 780–793. DOI: 10.32744/pse.2023.5.45

[9] Резникова О.С., Полищук В.В. Профессии будущего на рынке труда в рамках решения биотехнологических внедрений в лесную промышленность // Вeк качества, 2021. № 2. С. 145–157.

[10] Алехина Е.И. Значение качества подготовки кадров для предприятий лесной отрасли // The Scientific Heritage, 2019. №40–4 (40). С. 3–4

[11] Лукашевич В.М., Суханов Ю.В., Фомичев Я.В., Играков Е.А., Фортальнов С.А. Техническое творчество как важный элемент подготовки будущих кадров для лесной отрасли // Лесное хозяйство. Материалы 86-й науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, науч. сотр. и аспирантов (с междунар. участием). Отв. за издание И.В. Войтов. Минск: Изд-во Белорусского государственного технологического университета, 2022. С. 148–150.

[12] Кожевников М.В., Коняева Е.А., Лапчинская И.В., Савченков А.В. Система выявления и развития одаренных детей в условиях общеобразовательной школы // Педaгогический журнал, 2021. Т. 11. № 4–1. С. 265–274.

[13] Шагеева Ф.Т. Развитие в исследовательском университете способности к профессиональному общению у будущих инженеров // Управление устойчивым развитием, 2020. № 4 (29). С. 111–117.

[14] Долгополова А.Ф., Жукова В.А., Гавриленко Е.Н. Роль практико-ориентированного подхода в современной дидактике вуза // Современное образование, 2018. № 4. С. 150–159.

[15] Alamri M.M. Using Blended Project-Based Learning for Students’ Behavioral Intention to Use and Academic Achievement in Higher Education // Educ. Sci., 2021, no. 11, р. 207. DOI: https://doi.org/10.3390/educsci11050207

[16] Ибрагимов Г.И. Проектно-исследовательское обучение как технология развития методологической культуры магистрантов // Образование и самoразвитие, 2021. Т. 16. № 3. С. 310–321.

[17] Воителева Л. С. Техническое творчество студентов как средство формирования профессиональных компетенций будущих специалистов связи // Инновационное развитие профессионального образования, 2017. № 1. С. 32–34.

[18] Экспорт лесных грузов в прошлом году упал практически вдвое // РЖД-Партнер, 16 января 2023 г. URL: https://www.rzd-partner.ru/zhd-transport/reviews/eksport-lesnykh-gruzov-v-proshlom-godu-upal-prakticheski-vdvoe/ (дата обращения: 20.04.2023).

[19] Чернышев О.Н., Чернышев Д.О., Красов А.Н. Особенности производства клееного щита для производства мебели // Проблемы науки, 2019. № 4 (40). C. 36–39.

[20] Копейкин А.М. Проблемы рационального использования мягколиственного сырья в производстве пилопродукции // ИзВУЗ Лесной журнал, 2002. № 2. C. 66–71.

[21] Михайличенко A.JI., Садовничий Ф.П. Древесиноведение и лесное товароведение. М.: Высшая школа, 1974. 223 с.

[22] Богданов Е.С., Козлов В.А., Пейч Н.Н. Справочник по сушке древесины. М.: Лесная пром-сть, 1981. 192 с.

[23] Корниенко В.А., Орлов А.А. К вопросу переработки низкокачественных пиломатериалов на клееную продукцию с заданными потребительскими свойствами // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2016. № 45. С. 31–34.

[24] Сафин Р.Р., Хасаншин Р.Р., Галяветдинов Н.Р., Валиев Ф.Г. Разработка энергосберегающей технологии сушки древесины в жидкостях // Известия вузов. Проблемы энергетики, 2008. № 11–12. С. 159–163.

[25] Данилов Ю.П., Бушуев М.С., Курчиков А.В. Закономерности вакуумной сушки березовых и сосновых брусьев // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2007. № 20. C. 95–96.

[26] Чернышев А.Н., Ефимова Т.В. Физико-механические показатели и режимы сушки древесины липы без искусственного увлажнения // Лесотехнический журнал, 2014. № 4 (16). C. 140–146.

[27] Курьянова Т.К., Платонов А.Д., Киселева А.В. Энерго- и ресурсосберегающая сушка древесины // Лесотехнический журнал, 2014. № 3 (15). С. 199–205.

[28] Руководящие технические материалы по камерной сушке древесины. Утверждено 25 июня 1984 г. Архангельск: Изд-во ЦНИИМОД, 1985. 69 с.

[29] Теплый пол пленочный инфракрасный OPTIMA / ULTRA // Паспорт и руководство пользователя. Rexant. 26 марта 2021. URL: https://www.sds-group.ru/data/file/instructions/51-0501-7.pdf (дата обращения: 20.04.2023).

[30] Сафин Р.Р., Хасаншин Р.Р., Сафин Р.Г. Высокоинтенсивный процесс сушки древесины // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2004. № 8. C. 257–259.

[31] Бабич Д.П., Снопков В.Б. Расход тепловой энергии при сушке пиломатериалов в конвективных сушильных камерах периодического действия // Труды БГТУ. № 2. Лесная и деревообрабатывающая промышленность, 2012. № 2. C. 154–157.

[32] Евшаков П.С., Суханов Ю.В., Васильев А.С. Энергосберегающая столярная сушильная камера // Ресурсосберегающие технологии, материалы и конструкции. Петрозаводск: Петропресс, 2022. С. 31–34.

[33] Сучкова Л.И, Хуссейн Ш., Якунин М.А., Якунин А.Г. Исследование долговременной стабильности параметров термодатчиков DS18B20 // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 2015. № 1 (35). С. 42–46.

[34] Liutyi O. Test 5 v10b NaCl solution draft // liutyi.info. 2021-08-24. URL: https://wiki.liutyi.info/display/ARDUINO/Test+5+v10b+NaCl+solution+draft (дата обращения: 20.04.2023).

[35] Vasilev A.S. On processing wood in the centrifugal force field // AD ALTA: Journal of Interdisciplinary Research, 2021, t. 11, v. 2, no. XXIII, pp. 287–290.

Сведения об авторах

Галактионов Олег Николаевич — д-р техн. наук, доцент, зав. кафедрой технологии и организации лесного комплекса, ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» (ПетрГУ), galakt@petrsu.ru

Соколов Антон Павлович — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой транспортных и технологических машин и оборудования, ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» (ПетрГУ), a_sokolov@petrsu.ru

Суханов Юрий Владимирович — канд. техн. наук, доцент кафедры технологии и организации лесного комплекса, ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» (ПетрГУ), yv_sukhanov@petrsu.ru

Васильев Алексей Сергеевич — канд. техн. наук, доцент кафедры технологии и организации лесного комплекса, ФГБОУ ВО «Петрозаводский государственный университет» (ПетрГУ), alvas@petrsu.ru

STUDENTS TECHNICAL CREATIVITY AS TOOL FOR TRAINING FOREST INDUSTRY PERSONNEL

O.N. Galaktionov, A.P. Sokolov, Yu.V. Sukhanov, A.S. Vasil’ev

Petrozavodsk State University, 33, av. Lenin Street, 185910, Petrozavodsk, Republic of Karelia, Russia

galakt@petrsu.ru

Personnel staffing of the timber industry is a topical issue for our country. The solution of this problem depends not only on the quality of students’ education at universities, but also on their motivation to work in the forestry sector. One of the effective ways of motivation is to increase the students' interest in forestry professions through their education. Students’ interest in forestry professions through their involvement in technical creativity. The aim of this study is to describe the experience of application technical creativity of students by solving topical problems of the forestry complex enterprises in the framework of the graduate qualification work (GQW) to increase the motivation of graduates to work in the forest industry. To achieve the goal, it was necessary to do the following tasks: on the basis of the educational and industrial training to choose the topical issues for the enterprise; in accordance with the available knowledge and elements of technical creativity to propose ways of its solution; to implement the proposed ideas within the framework of the GQW. The article describes step-by-step process of creative work of students on creation of the laboratory installation for research of wood drying process, designed and manufactured by them within the framework of work on final qualification works. The installation is used when conducting career guidance activities for potential entrants as an actual object of creativity of students arouses the interest of schoolchildren when conducting career guidance activities. The method of pedagogical experiment and the method of observation were used in carrying out the work. As a result of the research was the practical possibility of designing laboratory installations by students; the observation of students' work showed the growth of their interest to work on the installation as it acquires a finished form; the construction of an operating installation significantly increased the confidence of graduates when reporting on the work in progress compared to students performing standard works. The developments made by the results of the research were noted by the commission as having practical significance for the enterprises of the timber industry complex. The main result of the research was the employment of the project participants at the enterprises of the timber industry complex.

Keywords: personnel training, students qualifying work, educational laboratory machine, wood drying equipment

Suggested citation: Galaktionov O.N., Sokolov A.P., Sukhanov Yu.V., Vasil’ev A.S. Tekhnicheskoe tvorchestvo studentov kak instrument podgotovki kadrov dlya lesnoy promyshlennosti [Students technical creativity as tool for training forest industry personnel]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 50–61. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-50-61

References

[1] Tsaralunga A.V., Tsaralunga V.V., Prokhorova N.L. Problemy tselevoy podgotovki kadrov dlya lesnoy otrasli [Problems of targeted training of personnel for the forestry industry]. Evraziyskiy Soyuz Uchenykh [Eurasian Union of Scientists], 2015, no. 1–4 (10), pp. 100–102.

[2] Voprosy kadrovogo obespecheniya lesnoy otrasli obsudili na kruglom stole v Sovete Federatsii [Issues of personnel provision for the forestry industry were discussed at a round table in the Federation Council]. Forestcomplex.ru, 15.10.2020. Available at: https://forestcomplex.ru/forestry/voprosy-kadrovogo-obespecheniya/ (accessed 20.04.2023)

[3] V Karelii nablyudaetsya ostryy defitsit kadrov dlya raboty v lesnoy otrasli [In Karelia, there is an acute shortage of personnel to work in the forestry industry]. STOLITsA na Onego.ru [STOLITSA on Onego.ru]. 30.07.2018. Available at: https://stolicaonego.ru/news/v-karelii-nabljudaetsja-ostryj-defitsit-kadrov-dlja-raboty-v-lesnoj-otrasli/ (accessed 20.04.2023).

[4] Sumchenko A.V., Zinov’eva I.S. Kadrovoe obespechenie lesopromyshlennogo kompleksa [Personnel provision of the forestry complex]. Sovremennye naukoemkie tekhnologii [Modern science-intensive technologies], 2013, no. 10–2, pp. 298–298.

[5] Lesnaya otrasl’ stolknulas’ s defitsitom kadrov [The forestry industry is faced with a personnel shortage]. Rossiyskaya gazeta — Ekonomika Tsentral’nogo okruga [Rossiyskaya Gazeta — Economy of the Central District], no. 271 (8622), 30.11.2021. Available at: https://rg.ru/2021/11/30/reg-cfo/lesnaia-otrasl-stolknulas-s-deficitom-kadrov.html (accessed 20.04.2023).

[6] Kiseleva A.A., Gladkikh Ya.N. Prioritetnye napravleniya privlecheniya kadrov v lesopromyshlennyy kompleks [Priority areas for attracting personnel to the forestry complex]. Naukovedenie, 2014, no. 5 (24), p. 101. Available at: https://elibrary.ru/download/elibrary_23039471_84551522.pdf (accessed 06.12.2023).

[7] Islakaeva G.R. Problemy podgotovki kadrov v sfere vysshego obrazovaniya dlya lesnogo khozyaystva Rossii [Problems of training personnel in the field of higher education for forestry in Russia]. Vestnik BIST (Bashkirskogo instituta sotsial’nykh tekhnologiy) [Bulletin of BIST (Bashkir Institute of Social Technologies)], 2015, no. 4 (29), pp. 104–108.

[8] Pitukhin E.A., Zyateva O.A., Sokolov V.E., Ponomarev V.A. Podgotovka kadrov dlya lesnogo kompleksa severo-zapadnykh i arkticheskikh regionov Rossii [Training of personnel for the forestry complex of the northwestern and arctic regions of Russia]. Perspektivy nauki i obrazovaniya [Prospects of Science and Education], 2023, no. 5 (65), pp. 780–793. DOI: 10.32744/pse.2023.5.45

[9] Reznikova O.S., Polishchuk V.V. Professii budushchego na rynke truda v ramkakh resheniya biotekhnologicheskikh vnedreniy v lesnuyu promyshlennost’ [Professions of the future in the labor market within the framework of the solution of biotechnological implementations in the forestry industry]. Vek kachestva [The Century of Quality], 2021, no. 2, pp. 145–157.

[10] Alekhina E.I. Znachenie kachestva podgotovki kadrov dlya predpriyatiy lesnoy otrasli [The Importance of the Quality of Personnel Training for Enterprises of the Forestry Industry]. The Scientific Heritage, 2019, no. 40–4 (40), pp. 3–4.

[11] Lukashevich V.M., Sukhanov Yu.V., Fomichev Ya.V., Igrakov E.A., Fortal’nov S.A. Tekhnicheskoe tvorchestvo kak vazhnyy element podgotovki budushchikh kadrov dlya lesnoy otrasli [Technical creativity as an important element in training future personnel for the forestry industry]. Lesnoe khozyaystvo. Materialy 86-y nauchno-tekhnicheskoy konferentsii professorsko-prepodavatel’skogo sostava, nauchnykh sotrudnikov i aspirantov (s mezhdunarodnym uchastiem) [Forestry. Proceedings of the 86th scientific and technical conference of faculty, researchers and graduate students (with international participation). Responsible for the publication I.V. Voitov]. Minsk: Belarusian State Technological University, 2022, pp. 148–150.

[12] Kozhevnikov M.V., Konyaeva E.A., Lapchinskaya I.V., Savchenkov A.V. Sistema vyyavleniya i razvitiya odarennykh detey v usloviyakh obshcheobrazovatel’noy shkoly [The system of identifying and developing gifted children in a comprehensive school]. Pedagogicheskiy zhurnal [Pedagogical J.], 2021, v. 11, no. 4–1, pp. 265–274.

[13] Shageeva F.T. Razvitie v issledovatel’skom universitete sposobnosti k professional’nomu obshcheniyu u budushchikh inzhenerov [Developing the Professional Communication Abilities of Future Engineers at a Research University]. Upravlenie ustoychivym razvitiem [Sustainable Development Management], 2020, no. 4 (29), pp. 111–117.

[14] Dolgopolova A.F., Zhukova V.A., Gavrilenko E.N. Rol’ praktiko-orientirovannogo podkhoda v sovremennoy didaktike VUZa [The Role of a Practice-Oriented Approach in Modern University Didactics]. Sovremennoe obrazovanie [Modern Education], 2018, no. 4, pp. 150–159.

[15] Alamri M.M. Using Blended Project-Based Learning for Students’ Behavioral Intention to Use and Academic Achievement in Higher Education. Educ. Sci., 2021, no. 11, p. 207. DOI: https://doi.org/10.3390/educsci11050207

[16] Ibragimov G.I. Proektno-issledovatel’skoe obuchenie kak tekhnologiya razvitiya metodologicheskoy kul’tury magistrantov [Project-based research learning as a technology for developing the methodological culture of master’s students]. Obrazovanie i samorazvitie [Education and self-development], 2021, v. 16, no. 3, pp. 310–321.

[17] Voiteleva L.S. Tekhnicheskoe tvorchestvo studentov kak sredstvo formirovaniya professional’nykh kompetentsiy budushchikh spetsialistov svyazi [Technical creativity of students as a means of forming professional competencies of future communications specialists]. Innovatsionnoe razvitie professional’nogo obrazovaniya [Innovative development of professional education], 2017, no. 1, pp. 32–34.

[18] Eksport lesnykh gruzov v proshlom godu upal prakticheski vdvoe [Last year, timber exports fell by almost half]. RZD-Partner, January 16, 2023. Available at: https://www.rzd-partner.ru/zhd-transport/reviews/eksport-lesnykh-gruzov-v-proshlom-godu-upal-prakticheski-vdvoe/ (accessed 20.04.2023).

[19] Chernyshev O.N., Chernyshev D.O., Krasov A.N. Osobennosti proizvodstva kleenogo shchita dlya proizvodstva mebeli [Features of the production of glued laminated boards for furniture production]. Problemy nauki, 2019, no. 4 (40), pp. 36–39.

[20] Kopeykin A.M. Problemy ratsional’nogo ispol’zovaniya myagkolistvennogo syr’ya v proizvodstve piloproduktsii [Problems of rational use of softwood raw materials in the production of sawn timber]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2002, no. 2, pp. 66–71.

[21] Mikhaylichenko A.JI., Sadovnichiy F.P. Drevesinovedenie i lesnoe tovarovedenie [Wood Science and Forest Merchandising]. Moscow: Vysshaya shkola, 1974, 223 p.

[22] Bogdanov E.S., Kozlov V.A., Peych N.N. Spravochnik po sushke drevesiny [Handbook of Wood Drying]. Moscow: Lesnaya prom-st, 1981, 192 p.

[23] Kornienko V.A., Orlov A.A. K voprosu pererabotki nizkokachestvennykh pilomaterialov na kleenuyu produktsiyu s zadannymi potrebitel’skimi svoystvami [On the Issue of Processing Low-Quality Lumber into Glued Products with Specified Consumer Properties]. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa [Actual Problems of the Forest Complex], 2016, no. 45, pp. 31–34.

[24] Safin R.R., Khasanshin R.R., Galyavetdinov N.R., Valiev F.G. Razrabotka energosberegayushchey tekhnologii sushki drevesiny v zhidkostyakh [Development of Energy-Saving Technology for Drying Wood in Liquids]. Izvestiya vuzov. Problemy energetiki [News of Universities. Problems of Energy], 2008, no. 11–12, pp. 159–163.

[24] Safin R.R., Khasanshin R.R., Galyavetdinov N.R., Valiev F.G. Razrabotka energosberegayushchey tekhnologii sushki drevesiny v zhidkostyakh [Development of energy-saving technology for drying wood in liquids]. Izvestiya vuzov. Problemy energetiki [News of universities. Problems of energy], 2008, no. 11–12, pp. 159–163.

[25] Danilov Yu.P., Bushuev M.S., Kurchikov A.V. Zakonomernosti vakuumnoy sushki berezovykh i sosnovykh brus’ev [Regularities of vacuum drying of birch and pine beams]. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa [Actual problems of the forest complex], 2007, no. 20, pp. 95–96.

[26] Chernyshev A.N., Efimova T.V. Fiziko-mekhanicheskie pokazateli i rezhimy sushki drevesiny lipy bez iskusstvennogo uvlazhneniya [Physicomechanical indicators and drying modes of linden wood without artificial moisture]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry J.], 2014, no. 4 (16), pp. 140–146.

[27] Kur’yanova T.K., Platonov A.D., Kiseleva A.V. Energo- i resursosberegayushchaya sushka drevesiny [Energy- and resource-saving drying of wood]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry J.], 2014, no. 3 (15), pp. 199–205.

[28] Rukovodyashchie tekhnicheskie materialy po kamernoy sushke drevesiny [Technical guidelines for chamber drying of wood]. Approved on June 25, 1984. Arkhangelsk: TsNIIMOD, 1985, 69 p.

[29] Teplyy pol plenochnyy infrakrasnyy OPTIMA / ULTRA [OPTIMA / ULTRA film infrared underfloor heating. Passport and user manual]. Rexant. March 26, 2021. Available at: https://www.sds-group.ru/data/file/instructions/51-0501-7.pdf (accessed 20.04.2023).

[30] Safin R.R., Khasanshin R.R., Safin R.G. Vysokointensivnyy protsess sushki drevesiny [High-intensity wood drying process]. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa [Actual problems of the forest complex], 2004, no. 8, pp. 257–259.

[31] Babich D.P., Snopkov V.B. Raskhod teplovoy energii pri sushke pilomaterialov v konvektivnykh sushil’nykh kamerakh periodicheskogo deystviya [Thermal energy consumption during drying of sawn timber in periodic convective drying chambers]. Trudy BGTU. № 2. Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Proceedings of BSTU. no. 2. Forestry and woodworking industry], 2012, no. 2, pp. 154–157.

[32] Evshakov P.S., Sukhanov Yu.V., Vasil’ev A.S. Energosberegayushchaya stolyarnaya sushil’naya kamera [Energy-saving carpentry drying chamber]. Resursosberegayushchie tekhnologii, materialy i konstruktsii [Resource-saving technologies, materials and designs]. Petrozavodsk: Publishing house Petropress, 2022, pp. 31–34.

[33] Suchkova L.I, Khusseyn Sh., Yakunin M.A., Yakunin A.G. Issledovanie dolgovremennoy stabil’nosti parametrov termodatchikov DS18B20 [Study of long-term stability of parameters of DS18B20 temperature sensors]. Doklady Tomskogo gosudarstvennogo universiteta sistem upravleniya i radioelektroniki [Reports of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics], 2015, no. 1 (35), pp. 42–46.

[34] Liutyi O. Test 5 v10b NaCl solution draft. liutyi.info. 2021-08-24. Available at: https://wiki.liutyi.info/display/ARDUINO/Test+5+v10b+NaCl+solution+draft (accessed 20.04.2023).

[35] Vasilev A.S. On processing wood in the centrifugal force field. AD ALTA: Journal of Interdisciplinary Research, 2021, t. 11, v. 2, no. XXIII, pp. 287–290.

Authors’ information

Galaktionov Oleg Nikolaevich — Dr. Sci. (Tech.), Associate Professor, Head of the Department of Technology and organization of the forest complex of Petrozavodsk State University, galakt@petrsu.ru

Sokolov Anton Pavlovich — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Head of the Department of Transport and technological machines and equipment of Petrozavodsk State University, a_sokolov@petrsu.ru

Sukhanov Yuriy Vladimirovich — Cand. Sci. (Tech.), Department of technology and organization of the forestry complex of Petrozavodsk State University, yv_sukhanov@petrsu.ru

Vasil’ev Aleksey Sergeevich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Technology and organization of the forestry complex, Petrozavodsk State University, alvas@petrsu.ru

4

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТАНДЕМНЫХ МОСТОВ ЛЕСНЫХ МАШИН

62-83

УДК 629.3.032.2

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-62-83

Шифр ВАК 4.3.4

А.В. Горбачев¹, С.А. Коростелев¹, С.А. Ченских¹, В.Е. Колотилин², В.Ф. Кулепов²

¹ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова» (АлтГТУ), Россия, 656038, Алтайский край, г. Барнаул, пр-т Ленина, д. 46

²ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева» (НГТУ), Россия, 603155, г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24

aleks_gorb@mail.ru

Представлен анализ конструктивных особенностей тандемных мостов лесных машин. Приведена классификация лесных машин в зависимости от их назначения и характеристик. Рассмотрены конструкции тандемных мостов с цепным и шестеренчатым приводом и с приводом Робсона. Сделаны выводы о применимости каждого из них при проектировании и производстве лесных машин разных классов. Выявлены достоинства и недостатки рассматриваемых конструктивных схем тандемных мостов. Определены направления совершенствования конструкции тандемных мостов.

Ключевые слова: тандемный мост, балансир тандемного моста, лесная машина, цепной привод, шестеренчатый привод, привод Робсона

Ссылка для цитирования: Горбачев А.В., Коростелев С.А., Ченских С.А., Колотилин В.Е., Кулепов В.Ф. Конструктивные особенности тандемных мостов лесных машин // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 62–83. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-62-83

Список литературы

[1] Состояние лесных ресурсов в России // Бюллетень Ассоциации «ЛЕСТЕХ» №15, 2024 г. URL: https://alestech.ru/bulletin/article/171 (дата обращения 28.10.2024 г.).

[2] Лесное хозяйство России: обзор на начало 2017 года // ПроДерево, Лесное хозяйство, 23.04.2018. URL: https://proderevo.net/industries/forestry/lesnoe-khozyajstvo-rossii-obzor-na-nachalo-2017-goda.html (дата обращения 28.10.2024 г.).

[3] Александров В.А. Механизация лесосечных работ в России. СПб.: Изд-во СПбЛТА, 2000. 286 с.

[4] Можаев Д.В., Илюшкин С.Н. Механизация лесозаготовок за рубежом. М.: Лесная пром-сть, 1988. 296 с.

[5] Машинная заготовка древесины по скандинавской технологии / под ред. И.В. Григорьева. СПб.: Издательско-полиграфическая ассоциация высших учебных заведений, 2019. 192 с.

[6] Матвейко А.П. Технология и оборудование лесозаготовительного производства. Минск: Техноперспектива, 2006. 447 с.

[7] Большаков Б.М., Андрюшин М.И., Дороничева Е.В. Развитие технологий и машин при рубках ухода за лесом в Финляндии и Швеции // Лесохозяйственная информация, 2019. № 2. С. 111–128.

[8] Просужих А.А. Повышение производительности колесных форвардеров обоснованием их параметров и режимов работы: дис. … канд. тех. наук: 05.21.01. Ухта, 2020. 158 с.

[9] Клубничкин В.Е., Клубничкин Е.Е., Шишов Е.В. Разработка перспективной ходовой системы для колесных машин лесопромышленного комплекса // Актуальные направления научных исследований ХХI века: теория и практика, 2014. Т. 2. № 3–2 (8–2). С. 249–252.

[10] Лисняк А.А., Кухар И.В. К вопросу компоновки лесных тракторов // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки. Всерос. науч.-практ. конф. (с междунар. участием): Сборник статей студентов, аспирантов и молодых ученых, Красноярск, 19–20 мая 2016 года. Т. 1. Красноярск: Изд-во СибГТУ, 2016. С. 157–159.

[11] Козьмин С.Ф. Исследование компоновки лесных колесных тракторов с шарнирной рамой конструкции ЛТА. Лесные тракторы МТЗ-82Л и Т-150КЛ с колесной формулой 6×6 и их модификации. СПб.: Изд-во СПбГЛТА, 2011. 96 с.

[12] Козьмин С.Ф. Исследование компоновки лесных колесных тракторов с шарнирной рамой конструкции ЛТА. Лесные тракторы Т-25АЛ и Т-40АЛ с колесной формулой 4×4 и их модификации. СПб.: Изд-во СПбГЛТА, 2010. 100 с.

[13] Григорьев И.В., Чураков А.А., Никифорова А.И., Цыгаров М.В. Перспективная колесная база для лесных машин // Леса России в XXI веке, Санкт-Петербург, 08–10 октября 2014 г. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С.М. Кирова, 2014. С. 32–38.

[14] Анисимов Г.М., Кочнев А.М. Лесотранспортные машины. СПб.: Лань, 2021. 448 с.

[15] Патякин В.И. Технология и машины лесосечных работ. СПб.: Изд-во СПбГЛТУ, 2012. 362 с.

[16] Федоренчик А.С., Турлай И.В. Харвестеры. Минск: Изд-во БГТУ, 2002. 172 с.

[17] Герасимов Ю.Ю., Сюнев В.С. Лесосечные машины для рубок ухода: компьютерная система принятия решений. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1998. 236 с.

[18] Котиков В.М., Еремеев Н.С., Ерхов А.В. Лесозаготовительные и трелевочные машины. М.: Лесная пром-сть, 2004. 336 с.

[19] Кочегаров В.Г., Бит Ю.А., Меньшиков В.Н. Технология и машины лесосечных работ. М.: Лесная пром-ть, 1990. 392 с.

[20] Редькин А.К., Никишов В.Д., Смехов С.Н. Технология и оборудование лесозаготовок. М: МГУЛ, 2010. 181 с.

[21] Сюнев В.С., Селиверстов А.А., Герасимов Ю.Ю., Соколов А.П. Лесосечные машины в фокусе биоэнергетики: конструкции, проектирование, расчет. Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии METLA, 2011. 143 c.

[22] Instruction Manual Alstor 8×8 for models 822 and 834. Alstor AB, 48 p.

[23] Сивков Е.Н. Обоснование параметров колесного трелевочного трактора с целью снижения циркуляции мощности в трансмиссии: дис. … канд. тех. наук. 05.21.01. Санкт-Петербург, 2014. 173 с.

[24] Гудков В.В., Сокол П.А., Ляпич Е.Н. Колесные движители. Балансирные приводы. Воронеж: Изд-во Воронежского ЦНТИ – филиала ФГБУ «РЕА» Минэнерго России, 2015. 182 с.

[25] Деревягин А.М. Балансирная ходовая тележка для транспортного средства. Патент № 114292 РФ, МПК B60K 17/36 (2006.01), № 2011151456/11, 7 с.

[26] Жулай В.А., Тюнин В.Л., Щиенко А.Н., Кожакин Е.В. Несимметричный регулируемый балансирный привод ведущих колес наземных транспортно-технологических машин. Патент № 2749429 РФ, МПК B60K 17/34 (2006.01), B60K 17/36 (2006.01), № 2020135540, 6 с.

[27] Тандемные мосты для работы ваших машин в тяжелых условиях // NAF Neunkirchener Achsenfabrik AG. URL: https://ru.nafaxles.com/wp-content/uploads/2021/12/bogieaxle-product-brochure-nafaxles-ru-2019.pdf (дата обращения 28.10.2024 г.).

[28] Бобровник А.И., Волуевич А.С., Попченко П.А., Швец А.Н. Особенности эксплуатации лесных машин с тандемным мостом // Наука — производству. Минск: Изд-во Белорусского национального технического университета, 2017. С. 81–85.

[29] Герасимович А.К., Герман А.А., Гуменников Л.Л., Вашкевич Г.М., Кондратчик Л.В., Меляшкевич А.И., Самущенко Л.А. Форвардеры Амкодор 2661, Амкодор 2661-01. Руководство по эксплуатации 2661.00.00.000РЭ. Минск: Изд-во ОАО «Амкодор», 2008. 224 с.

[30] Вашкевич Г.М., Герасимович А.К., Герман А.А., Гуменников Л.Л., Меляшкевич А.И., Самущенко Л.А. Харвестер Амкодор 2551. Руководство по эксплуатации 2551.00.00.000РЭ. Минск: Изд-во ОАО «Амкодор», 2013. 225 c.

[31] John Deere 770D, 1070D, 1270D, 1470D Forestry Equipment. URL: https://www.deere.com/assets/pdfs/common/products/wheeled-harvesters/wheeled-harvesters-d-series-dka1070wh.pdf (дата обращения 16.11.2023).

[32] Руководство по эксплуатации харвестер 1270D OMF069318, 2005. 320 с.

[33] Жуков А.В., Клоков Д.В., Лой В.Н. Погрузочно-транспортная машина МЛ-131 // Труды БГТУ. Сер. 2. Лесная и деревообрабатывающая промышленность, 2008. № 8. С. 82–88.

[34] Машина лесная погрузочно-транспортная «Беларус» МЛ-131. Руководство по эксплуатации МЛ131-0000010 РЭ. М.: ОАО «МТЗ», 2009. 233 с.

[35] Машина лесная погрузочно-транспортная «Беларус» МЛПТ-344. Руководство по эксплуатации 344-0000010 Р. М.: ОАО «МТЗ», 2009. 197 с.

[36] Patent № EP 0 520 389 B1 Europäische Patentschrift, B60K 17/36, B60K 1 7/32. Antriebsvorrichtung für Tandemachsen : № 92110596.1 : Anmeldetag 24.06.1992: Veröffentlichungstag der Anmeldung 30.12.1992 / Erfinder: Auer, Ernst, Dipl.-Ing. W-8000 München 60 (DE): Patentinhaber: Neunkirchner Maschinenund Achsenfabrik GmbH & Co. KG D-81245 München (DE)

[37] Жулай В.А., Тюнин В.Л., Феденев А.А., Андрухов Д.И. Несимметричный балансирный привод ведущих колес наземных транспортно-технологических машин. Патент № 2727224 РФ, заявл. 21.10.2019. 5 с.

Сведения об авторах

Горбачев Александр Владимирович — канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова» (АлтГТУ), aleks_gorb@mail.ru

Коростелев Сергей Анатольевич — д-р техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова» (АлтГТУ), korsan73@mail.ru

Ченских Сергей Анатольевич — аспирант, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова» (АлтГТУ), csa-74@yandex.ru

Колотилин Владимир Евгеньевич — канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева» (НГТУ)

Кулепов Виктор Федорович — д-р техн. наук, профессор, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева» (НГТУ), kulepov@dpinntu.ru

DESIGN FEATURES OF FOREST MACHINES TANDEM AXELS

A.V. Gorbachev¹, S.A. Korostelev¹, S.A. Chenskih¹, A.V. Kolyako², V.F. Kulepov³

¹Altai State Technical University, named after I.I. Polzunov, 46, Lenina av., 656038, Barnaul, Siberian Federal District, Altai Territory, Russia

²BMSTU, 5, building 1, 2nd Baumanskaya st., 105005, Moscow, Russia

³Nizhny Novgorod State Technical University, n. a. R.E. Alekseev, 24, Minina st., 603155, Nizhny Novgorod,

Russia

aleks_gorb@mail.ru

The design features analysis of tandem axels of forest machines is carried out. The classification of forest machines is given depending on their purpose and characteristics. The designs of tandem axels with chain and gear drive, as well as with a Robson drive, are considered, conclusions are drawn about the applicability of each of them in the design and production of forest machines of different classes. The advantages and disadvantages of the considered structural schemes of tandem axels are revealed. The directions of improving the design of tandem axels are determined.

Keywords: tandem axel, tandem axel balancer, forest machine, chain drive, gear drive, Robson drive

Suggested citation: Gorbachev A.V., Korostelev S.A., Chenskikh S.A., Kolotilin V.E., Kulepov V.F. Konstruktivnye osobennosti tandemnykh mostov lesnykh mashin [Design features of forest machines tandem axels]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 62–83. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-62-83

Reference

[1] Sostoyanie lesnykh resursov v Rossii [The state of forest resources in Russia]. Byulleten’ Assotsiatsii «LESTEKh» [Bulletin of the LESTECH Association], no. 15, 2024. Available at: https://alestech.ru/bulletin/article/171 (accessed 28.10.2024).

[2] Lesnoe khozyaystvo Rossii: obzor na nachalo 2017 goda [Forestry in Russia: an overview at the beginning of 2017]. ProDerevo, Forestry, 23.04.2018. Available at: https://proderevo.net/industries/forestry/lesnoe-khozyajstvo-rossii-obzor-na-nachalo-2017-goda.html (accessed 28.10.2024).

[3] Aleksandrov V.A. Mekhanizatsiya lesosechnykh rabot v Rossii [Mechanization of logging operations in Russia]. St. Petersburg: SPbLTA, 2000, 286 p.

[4] Mozhaev D.V., Ilyushkin S.N. Mekhanizatsiya lesozagotovok za rubezhom [Mechanization of logging abroad]. Moscow: Lesnaya prom-st [Forestry industry], 1988, 296 p.

[5] Mashinnaya zagotovka drevesiny po skandinavskoy tekhnologii [Machine harvesting of wood using Scandinavian technology]. Ed. I.V. Grigoriev. St. Petersburg: Izdatel’sko-poligraficheskaya assotsiatsiya vysshikh uchebnykh zavedeniy [Publishing and Printing Association of Higher Educational Institutions], 2019, 192 p.

[6] Matveyko A.P. Tekhnologiya i oborudovanie lesozagotovitel’nogo proizvodstva [Technology and equipment for logging production]. Minsk: Tekhnoperspektiva, 2006, 447 p.

[7] Bol’shakov B.M., Andryushin M.I., Doronicheva E.V. Razvitie tekhnologiy i mashin pri rubkakh ukhoda za lesom v Finlyandii i Shvetsii [Development of technologies and machines for forest thinning in Finland and Sweden]. Lesokhozyaystvennaya informatsiya [Forestry information], 2019, no. 2, pp. 111–128.

[8] Prosuzhikh A.A. Povyshenie proizvoditel’nosti kolesnykh forvarderov obosnovaniem ikh parametrov i rezhimov raboty [Increasing the productivity of wheeled forwarders by substantiating their parameters and operating modes]. Dis. Cand. Sci. (Tech.) 05.21.01. Ukhta, 2020, 158 p.

[9] Klubnichkin V.E., Klubnichkin E.E., Shishov E.V. Razrabotka perspektivnoy khodovoy sistemy dlya kolesnykh mashin lesopromyshlennogo kompleksa [Development of a promising chassis system for wheeled machines of the forestry complex]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy KhKhI veka: teoriya i praktika [Current areas of scientific research in the 21st century: theory and practice], 2014, v. 2, no. 3–2 (8–2), pp. 249–252.

[10] Lisnyak A.A., Kukhar I.V. K voprosu komponovki lesnykh traktorov [On the issue of the layout of forestry tractors]. Molodye uchenye v reshenii aktual’nykh problem nauki. Vseros. nauch.-prakt. konf. (s mezhd.uchastiem). sbornik statey studentov, aspirantov i molodykh uchenykh [Young scientists in solving current problems of science. All-Russian scientific and practical conf. (with international participation). collection of articles by students, graduate students and young scientists], Krasnoyarsk, May 19–20, 2016. T. 1. Krasnoyarsk: SibGTU, 2016, pp. 157–159.

[11] Koz’min S.F. Issledovanie komponovki lesnykh kolesnykhtraktorov s sharnirnoy ramoy konstruktsii LTA. Lesnye traktory MTZ-82L i T-150KL s kolesnoy formuloy 6×6 i ikh modifikatsii [Study of the layout of forest wheeled tractors with an articulated frame of the LTA design. Forestry tractors MTZ-82L and T-150KL with a 6×6 wheel arrangement and their modifications]. St. Petersburg: SPbGLTA, 2011, 96 p.

[12] Koz’min S.F. Issledovanie komponovki lesnykh kolesnykh traktorov s sharnirnoy ramoy konstruktsii LTA. Lesnye traktory T-25AL i T-40AL s kolesnoy formuloy 4×4 i ikh modifikatsii [Study of the layout of forest wheeled tractors with an articulated frame of the LTA design. Forestry tractors T-25AL and T-40AL with a 4×4 wheel arrangement and their modifications]. St. Petersburg: SPbGLTA, 2010, 100 p.

[13] Grigor’ev I.V., Churakov A.A., Nikiforova A.I., Tsygarov M.V. Perspektivnaya kolesnaya baza dlya lesnykh mashin [Promising wheelbase for forestry machines]. Lesa Rossii v XXI veke [Forests of Russia in the 21st century], St. Petersburg, October 08–10, 2014. St. Petersburg: S.M. Kirov. St. Petersburg State Forest Engineering University, 2014, pp. 32–38.

[14] Anisimov G.M., Kochnev A.M. Lesotransportnye mashiny [Forestry transport machines]. St. Petersburg: Lan´, 2021, 448 p.

[15] Patyakin V.I. Tekhnologiya i mashiny lesosechnykh rabot [Technology and Machinery for Logging Works]. St. Petersburg: SPbGLTU, 2012, 362 p.

[16] Fedorenchik A.S., Turlay I.V. Kharvestery [Harvesters]. Minsk: BSTU, 2002, 172 p.

[17] Gerasimov Yu.Yu., Syunev V.S. Lesosechnye mashiny dlya rubok ukhoda: komp’yuternaya sistema prinyatiya resheniy [Logging machines for thinning: computer decision-making system]. Petrozavodsk: Publishing house of PetrSU, 1998, 236 p.

[18] Kotikov V.M., Eremeev N.S., Erkhov A.V. Lesozagotovitel’nye i trelevochnye mashiny [Logging and Skidding Machines]. Moscow: Lesnaya Prom-st, 2004, 336 p.

[19] Kochegarov V.G., Bit Yu.A., Men’shikov V.N. Tekhnologiya i mashiny lesosechnykh rabot [Technology and Machinery for Logging Works]. Moscow: Lesnaya Prom-t, 1990, 392 p.

[20] Red’kin A.K., Nikishov V.D., Smekhov S.N. Tekhnologiya i oborudovanie lesozagotovok [Technology and Equipment for Logging]. Moscow: Moscow State University of Forestry, 2010, 181 p.

[21] Syunev V.S., Seliverstov A.A., Gerasimov Yu.Yu., Sokolov A.P. Lesosechnye mashiny v fokuse bioenergetiki:konstruktsii, proektirovanie, raschet [Logging machines in the focus of bioenergy: designs, engineering, calculation]. Joensuu: Finnish Forest Research Institute METLA, 2011, 143 p.

[22] Instruction Manual Alstor 8×8 for models 822 and 834. Alstor AB, 48 p.

[23] Sivkov E.N. Obosnovanie parametrov kolesnogo trelevochnogo traktora s tsel’yu snizheniya tsirkulyatsii moshchnosti v transmissii [Justification of the parameters of a wheeled skidder in order to reduce power circulation in the transmission]. Dis. Cand. Sci. (Tech.) 05.21.01. St. Petersburg, 2014, 173 p.

[24] Gudkov V.V., Sokol P.A., Lyapich E.N. Kolesnye dvizhiteli. Balansirnye privody [Wheel propellers. Balance drives]. Voronezh: Voronezhskiy TsNTI — filial FGBU «REA» Minenergo Rossii [Voronezh Scientific and Technical Information Center — branch of the Federal State Budgetary Institution «REA» of the Ministry of Energy of Russia], 2015, 182 p.

[25] Derevyagin A.M. Balansirnaya khodovaya telezhka dlya transportnogo sredstva [Balance beam undercarriage for a vehicle]. Patent No. 114292 RF, IPC B60K 17/36 (2006.01), No. 2011151456/11, 7 p.

[26] Zhulay V.A., Tyunin V.L., Shchienko A.N., Kozhakin E.V. Nesimmetrichnyy reguliruemyy balansirnyy privod vedushchikh koles nazemnykh transportno-tekhnologicheskikh mashin [Asymmetrical adjustable balance beam drive of driving wheels of ground transport and technological machines]. Patent No. 2749429 RF, IPC B60K 17/34 (2006.01), B60K 17/36 (2006.01), No. 2020135540, 6 p.

[27] Tandemnye mosty dlya raboty vashikh mashin v tyazhelykh usloviyakh [Tandem axles for the operation of your machines in difficult conditions] NAF Neunkirchener Achsenfabrik AG. Available at: https://ru.nafaxles.com/wp-content/uploads/2021/12/bogieaxle-product-brochure-nafaxles-ru-2019.pdf (accessed 28.10.2024).

[28] Bobrovnik A.I., Voluevich A.S., Popchenko P.A., Shvets A.N. Osobennosti ekspluatatsii lesnykh mashin s tandemnym mostom [Features of operation of forestry machines with a tandem axle]. Nauka – proizvodstvu [Science – production]. Minsk: Belarusian National Technical University, 2017, pp. 81–85.

[29] Gerasimovich A.K., German A.A., Gumennikov L.L., Vashkevich G.M., Kondratchik L.V., Melyashkevich A.I., Samushchenko L.A. Forvardery Amkodor 2661, Amkodor 2661-01. Rukovodstvo po ekspluatatsii 2661.00.00.000RE [Forwarders Amkodor 2661, Amkodor 2661-01. Operation Manual 2661.00.00.000RE]. Minsk: OJSC Amkodor, 2008, 224 p.

[30] Vashkevich G.M., Gerasimovich A.K., German A.A., Gumennikov L.L., Melyashkevich A.I., Samushchenko L.A. Kharvester Amkodor 2551. Rukovodstvo po ekspluatatsii 2551.00.00.000RE [Harvester Amkodor 2551. Operation Manual 2551.00.00.000RE]. Minsk: JSC Amkodor, 2013, 225 p.

[31] John Deere 770D, 1070D, 1270D, 1470D Forestry Equipment. Available at: https://www.deere.com/assets/pdfs/common/products/wheeled-harvesters/wheeled-harvesters-d-series-dka1070wh.pdf (accessed 16.11.2023).

[32] Rukovodstvo po ekspluatatsii kharvester 1270D OMF069318 [Operation manual for harvester 1270D OMF069318], 2005, 320 p.

[33] Zhukov A.V., Klokov D.V., Loy V.N. Pogruzochno-transportnaya mashina Ml-131 [Loading and transport machine ML-131]. Trudy BGTU. Ser. 2. Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Proceedings of BSTU. Series 2. Forestry and woodworking industry], 2008, no. 8, pp. 82–88.

[34] Mashina lesnaya pogruzochno-transportnaya «Belarus» ML-131. Rukovodstvo po ekspluatatsii ML131-0000010 RE [Forestry loading and transport machine «Belarus» ML-131. Operation manual ML131-0000010 RE]. Moscow: OJSC «MTZ», 2009, 233 p.

[35] Mashina lesnaya pogruzochno-transportnaya «Belarus» MLPT-344. Rukovodstvo po ekspluatatsii 344-0000010 R [Forestry loading and transport machine «Belarus» MLPT-344. Operating manual 344-0000010 R. M: OJSC «MTZ»], 2009, 197 p.

[36] Patent No. EP 0 520 389 B1 Europäische Patentschrift, B60K 17/36, B60K 1 7/32. Antriebsvorrichtung für Tandemachsen: No. 92110596.1 : Anmeldetag 06/24/1992: Veröffentlichungstag der Anmeldung 12/30/1992 / Erfinder: Auer, Ernst, Dipl.-Ing. W-8000 München 60 (DE): Patentinhaber: Neunkirchner Maschinenund Achsenfabrik GmbH & Co. KG D-81245 Munich (DE)

[37] Zhulay V.A., Tyunin V.L., Fedenev A.A., Andrukhov D.I. Nesimmetrichnyy balansirnyy privod vedushchikh koles nazemnykh transportno-tekhnologicheskikh mashin [Asymmetrical balance beam drive of driving wheels of ground transport and technological machines]. Patent no. 2727224 RF, declared. 21.10.2019, 5 p.

Authors’ information

Gorbachev Aleksander Vladimirovich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Altai State Technical University, named after I.I. Polzunov, aleks_gorb@mail.ru

Korostelev Sergey Anatol’evich — Dr. Sci. (Tech.), Associate Professor, Altai State Technical University, named after I.I. Polzunov, korsan73@mail.ru

Chenskih Sergey Anatol’evich — pg., Altai State Technical University, named after I.I. Polzunov, csa-74@yandex.ru

Kolotilin Vladimir Evgenievich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Nizhny Novgorod State Technical University, named after R.E. Alekseev

Kulepov Viktor Fedorovich — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Nizhny Novgorod State Technical University, named after R.E. Alekseev, kulepov@dpinntu.ru

5

РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ НАЗЕМНОЙ ЛЕСНОЙ РОБОТОТЕХНИКИ. ОБЗОР

84-95

УДК 630.377

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-84-95

Шифр ВАК 4.3.4

В.Г. Дыгало, Г.О. Котиев, Л.В. Дыгало, Г.А. Бычков

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

dygalovg@bmstu.ru

Исследованы разработки роботизированных систем для работы в сложных условиях лесной среды. Уделено внимание специфическим характеристикам леса, таким как переменные температуры, влажности и сложный рельеф, создающие трудности для эффективного функционирования роботов. Рассмотрены проблемы: отсутствие сетевой инфраструктуры для связи, сложные условия почвы и уязвимость систем перед стихийными бедствиями. Выявлена необходимость специализированных решений, адаптированных к условиям леса, в том числе использование надежных систем передвижения по неровной поверхности, мощных источников энергии для длительной работы и современных технологий связи, позволяющих поддерживать связь в условиях ограниченной видимости. Проанализированы различные направления применения робототехнических систем в лесном хозяйстве от мониторинга состояния окружающей среды и тушения лесных пожаров до проведения инвентаризационных операций и выполнения задач по посадке и заготовке леса. Приведены примеры существующих решений, таких как роботы-амфибии и специализированные машины для тушения пожаров, подчеркивающие потенциал технологий в исключении человеческого фактора и повышении безопасности в лесном хозяйстве. Несмотря на существующие сложности, потенциальные выгоды от применения роботизированных систем в лесах значительны. Они могут не только улучшить управление лесными ресурсами, но и способствовать охране окружающей среды, снижая негативное воздействие на экосистемы.

Ключевые слова: колесный, гусеничный, робот, лесные робототехнические системы, концепция «Лес 4.0»

Ссылка для цитирования: Дыгало В.Г., Котиев Г.О., Дыгало Л.В., Бычков Г.А. Разработки в области наземной лесной робототехники. Обзор // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 84–95. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-84-95

Список литературы

[1] O robô ambiental híbrido «Chico Mendes» da Petrobrás // Diário do Pré-Sal. URL: https://diariodopresal.wordpress.com/2011/05/04/o-robo-ambiental-hibrido-chico-mendes-da-petrobras/ (дата обращения 15.05.2023).

[2] Posts tagged ‘Lockheed Martin SMSS’ // UNMANNED SYSTEMS: Notes from AUVSI’s 2014 Conference and Trade Show. URL: https://4gwar.wordpress.com/tag/lockheed-martin-smss/ (дата обращения 15.05.2023).

[3] Enhancing combat effectiveness through advanced robotics. URL: https://milremrobotics.com/ (дата обращения 15.05.2023).

[4] Boldly go where no robot has gone before. URL: https://clearpathrobotics.com/ (дата обращения 15.05.2023).

[5] Мобильные роботы, их типы, возможности и применение. URL: https://top3dshop.ru/blog/mobile-robots-types-and-applications.html (дата обращения 15.05.2023).

[6] Kristensen S, Horstmann S., Klandt J.,Lohner F., Stopp A. Human-friendly interaction for learning and cooperation // Proceedings of the 2001 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, May 21–26, 2001 Coex Seoul, Korea: IEEE, 2001, pp. 2590–2595.

[7] Ulas C., Temeltas H. Multi-Layered Normal Distribution Transform for Fast and Long Range Matching // J. of Intelligrnt & Robotic Systems, 2013, v. 71 (1), pp. 85–108.

[8] Nister D., Naroditsky O., Bergen J. Visual odometry for ground vehicle applications // J. of Field Robotics, 2006, v. 23 (1), pp. 3–20.

[9] Семенков А.П. Система управления приводами мобильного робота // Студенческая научная весна. Сб. тезисов докл. Всерос. студенческой конф., посвященной 170-летию В.Г. Шухова, Москва, 01–30 апреля 2023 года. М.: Научная библиотека, 2023. С. 433–434.

[10] Дыгало В.Г., Семенков А.П. Концепция системы управления малой гусеничной машиной // Ежегодная национальная научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана по итогам научно-исследовательских работ за 2020 г.: сб. тезисов докл. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2021. С. 101–102.

[11] Дыгало В.Г., Порватов М.Н. Концепция реализации модулей малой гусеничной машины для отработки и адаптации алгоритма управления движением // Ежегодная нац. науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана по итогам науч.-исслед. работ за 2020 г., Мытищи, 1–3 февраля 2021 г. Сб. тезисов докл. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2021. С. 85–87.

[12] Клубничкин В.Е., Клубничкин Е.Е., Бухтояров Л.Д. Исследование кинематики и динамики движителя гусеничной лесозаготовительной машины // Лесотехнический журнал, 2014. Т. 4. № 4 (16). С. 179–190.

[13] Макаров В.С., Зезюлин Д.В., Беляев А.М., Папунин А.В., Беляков В.В. Формирование снежного покрова в зависимости от ландшафта местности и оценка подвижности транспортно-технологических машин в течение зимнего периода // Тр. НГТУ им Р.Е. Алексеева, 2013. № 2 (99). С. 155–160.

[14] Jennings N., Paratin P., Jonson M. Using Intelligent Agents to Manage Business Processes // The Practical Application of Intelligent Agents and Multi-Agent Technology: Proceedings of the First Int. Conf. London (UK), 1996, pp. 345–376.

[15] Can We Make Our Robots Less Biased Than We Are? URL: https://www.nytimes.com/2020/11/22/science/artificial-intelligence-robots-racism-police.html?searchResultPosition=3 (дата обращения 15.05.2023).

[16] Wong J.Y. Development of high-mobility tracked vehicles for over snow operations // J. of Terramechanics, 2009, 46(4), pp. 141–155.

[17] Оплетаев А.С., Жигулин Е.В., Залесов С.В. Опыт многоротационного выращивания контейнерного посадочного материала для искусственного лесовосстановления в теплицах с регулируемым микроклиматом // Хвoйные бореальной зоны, 2023. Т. 41. № 2. С. 152–157.

[18] Трегубов О.В., Лактионов А.П., Мизин Ю.А., Комарова О.В., Похваленко В.А. Опыт создания лесных культур с закрытой корневой системой в зарубежных странах // Астрaханский вестник экологического образования, 2022. № 4 (70). С. 179–189.

[19] Трегубов О.В., Лактионов А.П., Мизин Ю.А., Комарова О.В., Пилипенко В.Н., Похваленко В.А. Опыт создания лесных культур с закрытой коревой системой в степной и лесостепной зонах юга Российской Федерации // Астрaханский вестник экологического образования, 2022. № 5 (70). С. 203–211. DOI 10.36698/2304-5957-2022-5-203-211

[20] Habineza E., Ali M., Reza N., Chung S.-O. Vegetable transplanters and kinematic analysis of major mechanisms Onion transplanter View project // Korean J. Agric. Sci., 2023, v. 50(1), pp. 113–129. DOI: 10.7744/kjoas.20230007

[21] Karayel D., Çanakci M., Topakci M., Aktaş A., Aytem H., Kriauciuniene Z. Technical evaluation of transplanters’ performance for potted seedlings // Turkish J. Agric. For., 2023, v. 47, no. 1, pp. 116–123. DOI: 10.55730/1300-011X.3068

[22] Khadatkar A., Mathur S.M., Gaikwad B.B. Automation in transplanting: A smart way of vegetable cultivation // Current Science. Indian Academy of Sciences, 2018, v. 115, no. 10, pp. 1884–1892. DOI: 10.18520/cs/v115/i10/1884-1892

[23] Tylek P., Szewczyk G., Kormanek M., Walczyk J., Sowa J. M., Pietrzykowski M., Woś B., Kiełbasa P., Juliszewski T., Tadeusiewicz R., Adamczyk F., Danielak M., Wojciechowski J., Szczepaniak J., Szychta M., Szulc, T. Design of a Planting Module for an Automatic Device for Forest Regeneration // Croat. J. For. Eng., 2023, v. 44, no. 1, pp. 203–215. DOI: 10.5552/crojfe.2023.1722

[24] Бартенев И.И., Гаврин Д.С. Конструктивные особенности посадочных машин // Лесотехнический журнал, 2019. Т. 9. № 2. С. 147–155. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2019.2/16

[25] Hwang S.J., Park J.H., Lee J.Y., Shim S.B., Nam J.S. Optimization of Main Link Lengths of Transplanting Device of Semi-Automatic Vegetable Transplanter // Agron., 2020, v. 10, pp. 1938.

[26] Markumningsih S., Hwang S.-J., Kim J.-H., Jang M.-K., Shin C.-S., Nam J. Comparison of Consumed Power and Safety of Two Types of Semi-Automatic Vegetable Transplanter: Cam and Four-Bar Link // Agriculture. MDPI AG, 2023, v. 13, no. 3, p. 588.

DOI: 10.3390/agriculture13030588

[27] Chowdhury M., Ali M., Habineza E., Reza M.N., Kabir M.S.N., Lim S.-J., Choi I.-S., Chung S.-O. Analysis of Rollover Characteristics of a 12 kW Automatic Onion Transplanter to Reduce Stability Hazards // Agriculture. MDPI AG, 2023, v. 13, no. 3, p. 652. DOI: 10.3390/agriculture13030652

[28] Zhou M., Shan Y., Xue X., Yin D. Theoretical analysis and development of a mechanism with punching device for transplanting potted vegetable seedlings // Int. J. Agric. Biol. Eng., 2020, v. 13, no. 4, pp. 85–92. DOI: 10.25165/j.ijabe.20201304.5404

[29] Sun K., Ge R., Li T., Wang J. Design and Analysis of Vegetable Transplanter Based on Five-bar Mechanism Design and Analysis of Vegetable Transplanter Based on Five- bar Mechanism // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 2019, v. 692, pp. 1–7.

DOI: 10.1088/1757-899X/692/1/012029

[30] Yu Y., Liu J., Ye B., Yu G., Jin X., Sun L., Tong J. Design and Experimental Research on Seedling Pick-Up Mechanism of Planetary Gear Train with Combined Non-circular Gear Transmission // Chinese J. Mech. Eng. Springer Singapore, 2019, v. 32, no. 1. DOI: 10.1186/s10033-019-0357-3

[31] Shao Y., Liu Y., Xuan G., Hu Z., Han X., Wang Y., Chen B., Wang W. Design and Test of Multifunctional Vegetable Transplanting Machine // IFAC-PapersOnLine. Elsevier Ltd, 2019, v. 52, no. 30, pp. 92–97. DOI: 10.1016/j.ifacol.2019.12.503

[32] Reza M.N., Islam M.N., Chowdhury M., Ali M., Islam S., Kiraga S., Lim S.J., Choi I.S., Chung S.O. Kinematic analysis of a gear-driven rotary planting mechanism for a six-row self-propelled onion transplanter // Machines. MDPI, 2021, v. 9, no. 9.

DOI: 10.3390/machines9090183

[33] Iqbal M.Z., Islam M.N., Ali M., Kabir M.S.N., Park T., Kang T.G., Park K.S., Chung S.O. Kinematic analysis of a hopper-type dibbling mechanism for a 2.6 kW two-row pepper transplanter // J. Mech. Sci. Technol. Korean Society of Mechanical Engineers, 2021, v. 35, no. 6, pp. 2605–2614. DOI: 10.1007/s12206-021-0531-2

[34] Iqbal M.Z., Islam M.N., Chowdhury M., Islam S., Park T., Kim Y.J., Chung S.O. Working speed analysis of the gear-driven dibbling mechanism of a 2.6 kw walking-type automatic pepper transplanter // Machines, 2021, v. 9, no. 1, pp. 1–16. DOI: 10.3390/machines9010006

[35] Zeng F., Li X., Bai H., Cui J., Liu X., Zhang Y. Experimental Research and Analysis of Soil Disturbance Behavior during the Hole Drilling Process of a Hanging-Cup Transplanter by DEM // Processes, 2023, v. 11, no. 2, pp. 1–18. DOI: 10.3390/pr11020600

[36] Yang Q., Zhang R., Jia C., Li Z., Zhu M., Addy M. Study of dynamic hole-forming performance of a cup-hanging planter on a high-speed seedling transplanter // Front. Mech. Eng., 2022, v. 8, no. August, pp. 1–16. DOI: 10.3389/fmech.2022.896881

[37] Bai H., Li X., Zeng F., Cui J., Zhang Y. Study on the Impact Damage Characteristics of Transplanting Seedlings Based on Pressure Distribution Measurement System // Horticulturae, 2022, v. 8, no. 11. DOI: 10.3390/horticulturae8111080

[38] Cui J., Li X., Zeng F., Bai H., Zhang Y. Parameter Calibration and Optimization of a Discrete Element Model of Plug Seedling Pots Based on a Collision Impact Force // Appl. Sci., 2023, v. 13, no. 10. DOI: 10.3390/app13106278

[39] Lysych M., Bukhtoyarov L., Druchinin D. Design and Research Sowing Devices for Aerial Sowing of Forest Seeds with UAVs // Inventions, 2021, v. 8, no. 83. DOI: 10.3390/inventions6040083

Сведения об авторах

Дыгало Владислав Геннадиевич — д-р техн. наук, профессор, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана» (Мытищинский филиал), dygalovg@bmstu.ru

Котиев Георгий Олегович — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Транспортно-технологические средства и оборудование лесного комплекса», ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана» (Мытищинский филиал)

Дыгало Людмила Викторовна — инженер, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана» (Мытищинский филиал)

Бычков Георгий Александрович — ст. преподаватель, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана» (Мытищинский филиал)

DEVELOPMENTS OF GROUND FOREST ROBOTICS. REVIEW

V.G. Dygalo, G.O. Kotiev, L.V. Dygalo, G.A. Bychkov

BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

dygalovg@bmstu.ru

A topical issue nowadays is the lack of control, monitoring and conservation of forest regions. To solve the issues and improve the implementation of various tasks in the field of forestry in the world, the concept of «Forest 4.0» is being developed. This concept includes the widespread use of robotic systems in the forestry industry. This article is devoted to an overview of developments in the field of ground-based forestry robotic systems. Attention is paid to robotic solutions with wheeled and tracked types of propulsion. Walking, wire-walking and unmanned aerial vehicles (UAV) are outside the scope of this article. Examples of solutions for environmental protection and monitoring, forest fire fighting, inventory operations and planting, pruning and logging are considered. As a result, it can be noted that in order to improve the accuracy and execution time of several forest robotic applications for environmental conservation, monitoring, forest fire fighting, inventory, planting, pruning and harvesting, two main areas need improvement: IoT-based smart forest and navigation systems.

Keywords: wheeled, tracked, robot, forest robotic systems, Forest 4.0

Suggested citation: Dygalo V.G., Kotiev G.O., Dygalo L.V., Bychkov G.A. Razrabotki v oblasti nazemnoy lesnoy robototekhniki. Obzor [Developments of ground forest robotics. Review]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 84–95. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-84-95

References

[1] O robô ambiental híbrido «Chico Mendes» da Petrobrás. Diário do Pré-Sal. Available at: https://diariodopresal.wordpress.com/2011/05/04/o-robo-ambiental-hibrido-chico-mendes-da-petrobras/ (accessed 15.05.2023).

[2] Posts tagged ‘Lockheed Martin SMSS’. UNMANNED SYSTEMS: Notes from AUVSI’s 2014 Conference and Trade Show. Available at: https://4gwar.wordpress.com/tag/lockheed-martin-smss/ (accessed 15.05.2023).

[3] Enhancing combat effectiveness through advanced robotics. Available at: https://milremrobotics.com/ (accessed 15.05.2023).

[4] Boldly go where no robot has gone before. Available at: https://clearpathrobotics.com/ (accessed 15.05.2023).

[5] Mobil’nye roboty, ikh tipy, vozmozhnosti i primenenie [Mobile robots, their types, capabilities and applications]. Available at: https://top3dshop.ru/blog/mobile-robots-types-and-applications.html (accessed 15.05.2023).

[6] Kristensen S, Horstmann S., Klandt J.,Lohner F., Stopp A. Human-friendly interaction for learning and cooperation. Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation, May 21–26, 2001 Coex Seoul, Korea. IEEE, 2001, pp. 2590–2595.

[7] Ulas C., Temeltas H. Multi-Layered Normal Distribution Transform for Fast and Long Range Matching. J. of Intelligrnt & Robotic Systems, 2013, v. 71 (1), pp. 85–108.

[8] Nister D., Naroditsky O., Bergen J. Visual odometry for ground vehicle applications. J. of Field Robotics, 2006, v. 23 (1), pp. 3–20.

[9] Semenkov A.P. Sistema upravleniya privodami mobil’nogo robota [Mobile robot drive control system]. Studencheskaya nauchnaya vesna. Sbornik tezisov dokladov Vserossiyskoy studencheskoy konferentsii, posvyashchennoy 170-letiyu V.G. Shukhova [Student scientific spring. Collection of abstracts of reports of the All-Russian student conference dedicated to the 170th anniversary of V.G. Shukhov], Moscow, April 01–30, 2023. Moscow: Publishing house «Scientific library», 2023, pp. 433–434.

[10] Dygalo V.G., Semenkov A.P. Kontseptsiya sistemy upravleniya maloy gusenichnoy mashinoy [Concept of a control system for a small tracked vehicle]. Ezhegodnaya natsional’naya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya professorsko-prepodavatel’skogo sostava, aspirantov i studentov Mytishchinskogo filiala MGTU im. N.E. Baumana po itogam nauchno-issledovatel’skikh rabot za 2020 g.: sb. tezisov dokladov [Annual national scientific and technical conference of the faculty, graduate students and students of the Mytishchi branch of Moscow State Technical University named after N.E. Bauman Moscow State Technical University based on the results of research work for 2020: collection of abstracts of reports]. Krasnoyarsk: KrasSAU, 2021, pp. 101–102.

[11] Dygalo V.G., Porvatov M.N. Kontseptsiya realizatsii moduley maloy gusenichnoy mashiny dlya otrabotki i adaptatsii algoritma upravleniya dvizheniem [The concept of implementing modules of a small tracked vehicle for testing and adapting the motion control algorithm]. Ezhegodnaya natsional’naya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya professorsko-prepodavatel’skogo sostava, aspirantov i studentov Mytishchinskogo filiala MGTU im. N.E. Baumana po itogam nauchno-issledovatel’skikh rabot za 2020 g. Sbornik tezisov dokladov [Annual national scientific and technical conference of the faculty, graduate students and students of the Mytishchi branch of Bauman Moscow State Technical University based on the results of research work for 2020. Collection of abstracts of reports]. Krasnoyarsk: KrasSAU, 2021, pp. 85–87.

[12] Klubnichkin V.E., Klubnichkin E.E., Bukhtoyarov L.D. Issledovanie kinematiki i dinamiki dvizhitelya gusenichnoy lesozagotovitel’noy mashiny [Study of kinematics and dynamics of the drive unit of a tracked logging machine]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry journal], 2014, v. 4, no. 4 (16), pp. 179–190.

[13] Makarov V.S., Zezyulin D.V., Belyaev A.M., Papunin A.V., Belyakov V.V. Formirovanie snezhnogo pokrova v zavisimosti ot landshafta mestnosti i otsenka podvizhnosti transportno-tekhnologicheskikh mashin v techenii zimnego perioda [Formation of snow cover depending on the terrain and assessment of the mobility of transport and technological machines during the winter period]. Trudy NGTU im R.E. Alekseeva [Proceedings of NSTU named after R.E. Alekseev], 2013, no. 2 (99), pp. 155–160.

[14] Jennings N., Paratin P., Jonson M. Using Intelligent Agents to Manage Business Processes. The Practical Application of Intelligent Agents and Multi-Agent Technology: Proceedings of the First Intern. Conference. London (UK), 1996, pp. 345–376.

[15] Can We Make Our Robots Less Biased Than We Are? Available at: https://www.nytimes.com/2020/11/22/science/artificial-intelligence-robots-racism-police.html?searchResultPosition=3 (accessed 15.05.2023).

[16] Wong J.Y. Development of high-mobility tracked vehicles for over snow operations. J. of Terramechanics, 2009, 46(4), pp. 141–155.

[17] Opletaev A.S., Zhigulin E.V., Zalesov S.V. Opyt mnogorotatsionnogo vyrashchivaniya konteynernogo posadochnogo materiala dlya iskusstvennogo lesovosstanovleniya v teplitsakh s reguliruemym mikroklimatom [Experience of multi-rotation cultivation of container planting material for artificial reforestation in greenhouses with controlled microclimate]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal zone], 2023, v. 41, no. 2, pp. 152–157.

[18] Tregubov O.V., Laktionov A.P., Mizin Yu.A., Komarova O.V., Pokhvalenko V.A. Opyt sozdaniya lesnykh kul’tur s zakrytoy kornevoy sistemoy v zarubezhnykh stranakh [Experience of creating forest crops with a closed root system in foreign countries]. Astrakhanskiy vestnik ekologicheskogo obrazovaniy [Astrakhan Bulletin of Environmental Education], 2022, no. 4 (70), pp. 179–189.

[19] Tregubov O.V., Laktionov A.P., Mizin Yu.A., Komarova O.V., Pilipenko V.N., Pokhvalenko V.A. Opyt sozdaniya lesnykh kul’tur s zakrytoy korevoy sistemoy v stepnoy i lesostepnoy zonakh yuga Rossiyskoy Federatsii [Experience of creating forest crops with a closed root system in the steppe and forest-steppe zones of the south of the Russian Federation]. Astrakhanskiy vestnik ekologicheskogo obrazovaniya [Astrakhan Bulletin of Environmental Education], 2022, no. 5 (70), pp. 203–211. DOI 10.36698/2304-5957-2022-5-203-211

[20] Habineza E., Ali M., Reza N., Chung S.-O. Vegetable transplanters and kinematic analysis of major mechanisms Onion transplanter View project. Korean J. Agric. Sci., 2023, v. 50(1), pp. 113–129. DOI: 10.7744/kjoas.20230007

[21] Karayel D., Çanakci M., Topakci M., Aktaş A., Aytem H., Kriauciuniene Z. Technical evaluation of transplanters’ performance for potted seedlings. Turkish J. Agric. For., 2023, v. 47, no. 1, pp. 116–123. DOI: 10.55730/1300-011X.3068

[22] Khadatkar A., Mathur S.M., Gaikwad B.B. Automation in transplanting: A smart way of vegetable cultivation. Current Science. Indian Academy of Sciences, 2018, v. 115, no. 10, pp. 1884–1892. DOI: 10.18520/cs/v115/i10/1884-1892

[23] Tylek P., Szewczyk G., Kormanek M., Walczyk J., Sowa J. M., Pietrzykowski M., Woś B., Kiełbasa P., Juliszewski T., Tadeusiewicz R., Adamczyk F., Danielak M., Wojciechowski J., Szczepaniak J., Szychta M., Szulc, T. Design of a Planting Module for an Automatic Device for Forest Regeneration. Croat. J. For. Eng., 2023, v. 44, no. 1, pp. 203–215. DOI: 10.5552/crojfe.2023.1722

[25] Hwang S.J., Park J.H., Lee J.Y., Shim S.B., Nam J.S. Optimization of Main Link Lengths of Transplanting Device of Semi-Automatic Vegetable Transplanter. Agron., 2020, v. 10, pp. 1938.

[26] Markumningsih S., Hwang S.-J., Kim J.-H., Jang M.-K., Shin C.-S., Nam J. Comparison of Consumed Power and Safety of Two Types of Semi-Automatic Vegetable Transplanter: Cam and Four-Bar Link. Agriculture. MDPI AG, 2023, v. 13, no. 3, p. 588. DOI: 10.3390/agriculture13030588

[27] Chowdhury M., Ali M., Habineza E., Reza M.N., Kabir M.S.N., Lim S.-J., Choi I.-S., Chung S.-O. Analysis of Rollover Characteristics of a 12 kW Automatic Onion Transplanter to Reduce Stability Hazards. Agriculture. MDPI AG, 2023, v. 13, no. 3, p. 652. DOI: 10.3390/agriculture13030652

[28] Zhou M., Shan Y., Xue X., Yin D. Theoretical analysis and development of a mechanism with punching device for transplanting potted vegetable seedlings. Int. J. Agric. Biol. Eng., 2020, v. 13, no. 4, pp. 85–92. DOI: 10.25165/j.ijabe.20201304.5404

[29] Sun K., Ge R., Li T., Wang J. Design and Analysis of Vegetable Transplanter Based on Five-bar Mechanism Design and Analysis of Vegetable Transplanter Based on Five- bar Mechanism. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 2019, v. 692, pp. 1–7. DOI: 10.1088/1757-899X/692/1/012029

[30] Yu Y., Liu J., Ye B., Yu G., Jin X., Sun L., Tong J. Design and Experimental Research on Seedling Pick-Up Mechanism of Planetary Gear Train with Combined Non-circular Gear Transmission. Chinese J. Mech. Eng. Springer Singapore, 2019, v. 32, no. 1. DOI: 10.1186/s10033-019-0357-3

[31] Shao Y., Liu Y., Xuan G., Hu Z., Han X., Wang Y., Chen B., Wang W. Design and Test of Multifunctional Vegetable Transplanting Machine. IFAC-PapersOnLine. Elsevier Ltd, 2019, v. 52, no. 30, pp. 92–97. DOI: 10.1016/j.ifacol.2019.12.503

[32] Reza M.N., Islam M.N., Chowdhury M., Ali M., Islam S., Kiraga S., Lim S.J., Choi I.S., Chung S.O. Kinematic analysis of a gear-driven rotary planting mechanism for a six-row self-propelled onion transplanter. Machines. MDPI, 2021, v. 9, no. 9. DOI: 10.3390/machines9090183

[33] Iqbal M.Z., Islam M.N., Ali M., Kabir M.S.N., Park T., Kang T.G., Park K.S., Chung S.O. Kinematic analysis of a hopper-type dibbling mechanism for a 2.6 kW two-row pepper transplanter. J. Mech. Sci. Technol. Korean Society of Mechanical Engineers, 2021, v. 35, no. 6, pp. 2605–2614. DOI: 10.1007/s12206-021-0531-2

[34] Iqbal M.Z., Islam M.N., Chowdhury M., Islam S., Park T., Kim Y.J., Chung S.O. Working speed analysis of the gear-driven dibbling mechanism of a 2.6 kw walking-type automatic pepper transplanter. Machines, 2021, v. 9, no. 1, pp. 1–16. DOI: 10.3390/machines9010006

[35] Zeng F., Li X., Bai H., Cui J., Liu X., Zhang Y. Experimental Research and Analysis of Soil Disturbance Behavior during the Hole Drilling Process of a Hanging-Cup Transplanter by DEM. Processes, 2023, v. 11, no. 2, pp. 1–18. DOI: 10.3390/pr11020600

[36] Yang Q., Zhang R., Jia C., Li Z., Zhu M., Addy M. Study of dynamic hole-forming performance of a cup-hanging planter on a high-speed seedling transplanter. Front. Mech. Eng., 2022, v. 8, no. August, pp. 1–16. DOI: 10.3389/fmech.2022.896881

[37] Bai H., Li X., Zeng F., Cui J., Zhang Y. Study on the Impact Damage Characteristics of Transplanting Seedlings Based on Pressure Distribution Measurement System. Horticulturae, 2022, v. 8, no. 11. DOI: 10.3390/horticulturae8111080

[38] Cui J., Li X., Zeng F., Bai H., Zhang Y. Parameter Calibration and Optimization of a Discrete Element Model of Plug Seedling Pots Based on a Collision Impact Force. Appl. Sci., 2023, v. 13, no. 10. DOI: 10.3390/app13106278

[39] Lysych M., Bukhtoyarov L., Druchinin D. Design and Research Sowing Devices for Aerial Sowing of Forest Seeds with UAVs. Inventions, 2021, v. 8, no. 83. DOI: 10.3390/inventions6040083

Authors’ information

Dygalo Vladislav Gennadievich — Dr. Sci. (Tech.), Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), dygalovg@bmstu.ru

Kotiev Georgiy Olegovich — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Head of the Department of Transport and Technological Means and Equipment of the Forestry Complex, BMSTU (Mytishchi branch)

Dygalo Lyudmila Viktorovna — Engineer of the BMSTU (Mytishchi branch)

Bychkov Georgiy Aleksandrovich — Senior Lecturer of the BMSTU (Mytishchi branch)

6

КОНЕЧНО-РАЗНОСТНАЯ СХЕМА ДЛЯ РАСЧЕТА ПРОГИБА ДОРОЖНОГО МАТА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ДВИЖИТЕЛЯ ЛЕСНОЙ МАШИНЫ

96-111

УДК 625.711.84

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-96-111

Шифр ВАК 4.3.4

М.В. Зорин¹, Е.Г. Хитров², О.А. Куницкая³, П.С. Елисеев⁴, А.М. Юдилевич⁵, В.Е. Клубничкин⁴

¹ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» (ВГЛТУ), Россия, 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, д. 8

²ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», Россия, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29

³ФГБОУ ВО «Арктический государственный агротехнологический университет», Россия, 677007, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, Сергеляхское шоссе, 3-й километр, д. 3

⁴ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

⁵ФГБОУ ВО «Братский государственный университет», Россия, 665709, Иркутская область, г. Братск, ул. Макаренко, д. 40

yegorkhitrov@gmail.com

Рассмотрена математическая модель взаимодействия колесного штампа-движителя с двухслойной опорной поверхностью, состоящей из синтетического дорожного мата и подстилающего лесного почвогрунта. Предложена модель деформируемой плиты, размещенной на податливом (винклеровском) основании. Предложена конечно-разностная схема, предполагающая произвольное распределение нагрузки по узлам сетки, для решения дифференциального уравнения прогиба плиты (и осадки основания), а также несколько вариантов закрепления граничных узлов. Разработана программа на языке Python для реализации предложенной модели. С использованием данной программы проведен вычислительный эксперимент. Отклонение расчетных данных от частного случая точного решения не превысило 5 %. Обработка расчетных данных позволила получить уравнение, удобное при оценке глубины колеи на композитном основании, образующейся под воздействием движителя.

Ключевые слова: временные лесные дороги, укрепление трелевочных волоков, сборно-разборные дорожные покрытия, лесозаготовки, трелевка, сухопутный транспорт леса

Ссылка для цитирования: Зорин М.В., Хитров Е.Г., Куницкая О.А., Елисеев П.С., Юдилевич А.М., Клубничкин В.Е. Конечно-разностная схема для расчета прогиба дорожного мата под воздействием движителя лесной машины // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 96–111. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-96-111

Список литературы

[1] Григорьева О.И. Эффективность транспортно-технологических систем для лесного хозяйства // Транспортные и транспортно-технологические системы: Материалы Междунар. науч.-техн. конф., Тюмень, 19 апреля 2018 г / под ред. Н.С. Захарова. Тюмень: Изд-во Тюменского индустриального университета, 2018. С. 79–83.

[2] Злобина Н.И., Зеликов В.А., Григорьева О.И., Гурьев А.Ю. Определение пропускной способности лесовозных автомобильных дорог эмпирическим путем с учетом безопасности дорожного движения // Безопасность и охрана труда в лесозаготовительном и деревообрабатывающем производствах, 2022. № 5. С. 38–65.

[3] Давтян А.Б., Григорьева О.И., Григорьев И.В. Энергетические лесные плантации для эффективного вовлечения в оборот земель сельскохозяйственного назначения в РФ // Лесная инженерия, материаловедение и дизайн: Материалы 86-й науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, науч. сотр. и аспирантов (с междунар. участием), Минск, 31 января – 12 февраля 2022 г. Минск, 2022. С. 42–45.

[4] Каляшов В.А., Григорьев И.В., Григорьева О.И. Инновационные методы освоения горных лесосек // Инновации в химико-лесном комплексе: тенденции и перспективы развития: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., Красноярск, 06–07 июня 2022 г. / под ред. Ю.А. Безруких, Е.В. Мельникова. Красноярск: Изд-во Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, 2022. С. 88–92.

[5] Григорьева О.И., Григорьев М.Ф., Григорьев И.В. Анализ естественного лесовозобновления в Алексеевском участковом лесничестве Республики Саха (Якутия) // Forest Engineering: Материалы науч.-практ. конф. с междунар. участием, Якутск, 30–31 мая 2018 г. Якутск: Издательский дом СВФУ, 2018. С. 72–75.

[6] Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Григорьева О.И., Иванов В.А. Исследование закономерностей разрушения грунта при работе комбинированных грунтометов для тушения лесных пожаров // Системы. Методы. Технологии, 2017. № 1 (33). С. 146–151

[7] Ковалев Р.Н., Еналеева-Бандура И.М., Баранов А.Н., Григорьева О.И., Григорьев И.В. Математическая модель определения общей стоимости ресурсов лесных земель с учетом уровня развития лесотранспортной сети // Resоurces and Technology, 2022. Т. 19. № 4. С. 102–117.

[8] Каляшов В.А., Григорьева О.И., Григорьев И.В. Перспективные варианты восстановления лесов на склонах // Вестник АГАТУ, 2022. № 1 (5). С. 86–96.

[9] Злобина Н.И., Зеликов В.А., Григорьева О.И., Новгородов Д.В. Обоснование пропускной способности по критерию безопасности дорожного движения на лесовозных автомобильных дорогах // Безопасность и охрана труда в лесозаготовительном и деревообрабатывающем производствах, 2022. № 4. С. 19–35.

[10] Злобина Н.И., Зеликов В.А., Григорьева О.И., Новгородов Д.В. Экспериментальное обоснование выбора скорости движения по лесовозной дороге в качестве показателя безопасности дорожного движения // Безoпасность и охрана труда в лесозаготовительном и деревообрабатывающем производствах, 2022. № 6. С. 27–42.

[11] Григорьева О.И., Нгуен Ф.З. Лесные плантации для сырьевого обеспечения деревоперерабатывающих предприятий // Повышение эффективности лесного комплекса: Материалы III Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, Петрозаводск, 30 мая 2017 г. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского государственного университета, 2017. С. 59–61.

[12] Kozlov V.G., Skrypnikov A.V., Sushkov S.I., Kruchinin I.N., Grigorev I.V., Nikiforov A.A., Pilnik Y.N., Teppoev A.V., Lavrov M., Timokhova O.M. Enhancing quality of road pavements through adhesion improvement // J. of the Balkan Tribological Association, 2019, t. 25, no. 3, pp. 678–694.

[13] Grigoreva O., Runova E., Ivanov V., Alyabyev A., Hertz E., Voronova A., Shadrina S., Grigorev I. Influence of different forest management techniques on the quality of wood // J. of Renewable Materials, 2021, t. 9, no. 12, pp. 2175–2188.

[14] Рудов С.Е., Григорьев И.В., Григорьева О.И., Григорьев М.Ф., Григорьева А.И. Эффективность лесопользования в криолитозоне // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: Материалы Междунар. науч.-практ. конф., Воронеж, 09–10 июня 2020 года. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного аграрного университета имени Императора Петра I, 2020. С. 460–463.

[15] Григорьева О.И. Приборные комплексы для изучения поверхности лесосек // Повышение эффективности лесного комплекса. Материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, Петрозаводск, 22–23 мая 2018 г. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского государственного университета, 2018. С. 47–49.

[16] Григорьева О.И. Перспективные направления повышения эффективности проведения рубок ухода за лесом // Повышение эффективности лесного комплекса. Материалы третьей Всероссийской науч-практ. конф. с международным участием, Петрозаводск, 30 мая 2017 г. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского государственного университета, 2017. С. 56–58.

[17] Григорьев И.В., Григорьева О.И. Эффективность лесопользования в России // Энергия: экономика, техника, экология, 2016. № 5. С. 24-30.

[18] Beskopylny A., Kadomtseva E., Strelnikov G. Numerical study of the stress-strain state of reinforced plate on an elastic foundation by the Bubnov-Galerkin method // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2017, v. 90(1), p. 012017.

DOI:10.1088/1755-1315/90/1/012017

[19] Beskopylny A., Veremeenko A., Kadomtseva E., Shilov A. Dynamic response of a plate laying on elastic base during the impact of a conical indenter // MATEC Web of Conferences, 2018, p. 01001. DOI: 10.1051/matecconf/201819601001

[20] Beskopylny A.N., Kadomtseva E.E., Strelnikov G.P., Berdnik Y.A. Stress-strain state of reinforced bimodulus beam on an elastic foundation // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2017, v. 90(1), p. 012064. DOI: 10.1088/1755-1315/90/1/012064

[21] Beskopylny A.N., Veremeenko A.A., Kadomtseva E.E., Beskopylnaia N.I. The impact of the conical indenter on a plate laying on a winkler foundation // Materials Science Forum, 2018, t. 931, pp. 84–90.

[22] Кадомцева Е.Э., Бескопыльный А.Н., Бердник Я.А. Расчет на жесткость пластины, подкрепленной ребрами, на упругом основании методом Бубнова — Галеркина // Инженерный вестник Дона, 2016. № 3 (42). С. 61.

19 апреля 2018 г / под ред. Н.С. Захарова. Тюмень: Изд-во Тюменского индустриального университета, 2018. С. 79–83.

[2] Злобина Н.И., Зеликов В.А., Григорьева О.И., Гурьев А.Ю. Определение пропускной способности лесовозных автомобильных дорог эмпирическим путем с учетом безопасности дорожного движения // Безопасность и охрана труда в лесозаготовительном и деревообрабатывающем производствах, 2022. № 5. С. 38–65.

[3] Давтян А.Б., Григорьева О.И., Григорьев И.В. Энергетические лесные плантации для эффективного вовлечения в оборот земель сельскохозяйственного назначения в РФ // Лесная инженерия, материаловедение и дизайн: Материалы 86-й науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, науч. сотр. и аспирантов (с междунар. участием), Минск, 31 января – 12 февраля 2022 г. Минск, 2022. С. 42–45.

[4] Каляшов В.А., Григорьев И.В., Григорьева О.И. Инновационные методы освоения горных лесосек // Инновации в химико-лесном комплексе: тенденции и перспективы развития: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., Красноярск, 06–07 июня 2022 г. / под ред. Ю.А. Безруких, Е.В. Мельникова. Красноярск: Изд-во Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, 2022. С. 88–92.

[5] Григорьева О.И., Григорьев М.Ф., Григорьев И.В. Анализ естественного лесовозобновления в Алексеевском участковом лесничестве Республики Саха (Якутия) // Forest Engineering: Материалы науч.-практ. конф. с междунар. участием, Якутск, 30–31 мая 2018 г. Якутск: Издательский дом СВФУ, 2018. С. 72–75.

[6] Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Григорьева О.И., Иванов В.А. Исследование закономерностей разрушения грунта при работе комбинированных грунтометов для тушения лесных пожаров // Системы. Методы. Технологии, 2017. № 1 (33). С. 146–151

[7] Ковалев Р.Н., Еналеева-Бандура И.М., Баранов А.Н., Григорьева О.И., Григорьев И.В. Математическая модель определения общей стоимости ресурсов лесных земель с учетом уровня развития лесотранспортной сети // Resоurces and Technology, 2022. Т. 19. № 4. С. 102–117.

[8] Каляшов В.А., Григорьева О.И., Григорьев И.В. Перспективные варианты восстановления лесов на склонах // Вестник АГАТУ, 2022. № 1 (5). С. 86–96.

[9] Злобина Н.И., Зеликов В.А., Григорьева О.И., Новгородов Д.В. Обоснование пропускной способности по критерию безопасности дорожного движения на лесовозных автомобильных дорогах // Безопасность и охрана труда в лесозаготовительном и деревообрабатывающем производствах, 2022. № 4. С. 19–35.

[10] Злобина Н.И., Зеликов В.А., Григорьева О.И., Новгородов Д.В. Экспериментальное обоснование выбора скорости движения по лесовозной дороге в качестве показателя безопасности дорожного движения // Безoпасность и охрана труда в лесозаготовительном и деревообрабатывающем производствах, 2022. № 6. С. 27–42.

[11] Григорьева О.И., Нгуен Ф.З. Лесные плантации для сырьевого обеспечения деревоперерабатывающих предприятий // Повышение эффективности лесного комплекса: Материалы III Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, Петрозаводск, 30 мая 2017 г. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского государственного университета, 2017. С. 59–61.

[12] Kozlov V.G., Skrypnikov A.V., Sushkov S.I., Kruchinin I.N., Grigorev I.V., Nikiforov A.A., Pilnik Y.N., Teppoev A.V., Lavrov M., Timokhova O.M. Enhancing quality of road pavements through adhesion improvement // J. of the Balkan Tribological Association, 2019, t. 25, no. 3, pp. 678–694.

[13] Grigoreva O., Runova E., Ivanov V., Alyabyev A., Hertz E., Voronova A., Shadrina S., Grigorev I. Influence of different forest management techniques on the quality of wood // J. of Renewable Materials, 2021, t. 9, no. 12, pp. 2175–2188.

[14] Рудов С.Е., Григорьев И.В., Григорьева О.И., Григорьев М.Ф., Григорьева А.И. Эффективность лесопользования в криолитозоне // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: Материалы Междунар. науч.-практ. конф., Воронеж, 09–10 июня 2020 года. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного аграрного университета имени Императора Петра I, 2020. С. 460–463.

[15] Григорьева О.И. Приборные комплексы для изучения поверхности лесосек // Повышение эффективности лесного комплекса. Материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, Петрозаводск, 22–23 мая 2018 г. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского государственного университета, 2018. С. 47–49.

[16] Григорьева О.И. Перспективные направления повышения эффективности проведения рубок ухода за лесом // Повышение эффективности лесного комплекса. Материалы третьей Всероссийской науч-практ. конф. с международным участием, Петрозаводск, 30 мая 2017 г. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводского государственного университета, 2017. С. 56–58.

[17] Григорьев И.В., Григорьева О.И. Эффективность лесопользования в России // Энергия: экономика, техника, экология, 2016. № 5. С. 24-30.

[18] Beskopylny A., Kadomtseva E., Strelnikov G. Numerical study of the stress-strain state of reinforced plate on an elastic foundation by the Bubnov-Galerkin method // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2017, v. 90(1), p. 012017.

DOI:10.1088/1755-1315/90/1/012017

[19] Beskopylny A., Veremeenko A., Kadomtseva E., Shilov A. Dynamic response of a plate laying on elastic base during the impact of a conical indenter // MATEC Web of Conferences, 2018, p. 01001. DOI: 10.1051/matecconf/201819601001

[20] Beskopylny A.N., Kadomtseva E.E., Strelnikov G.P., Berdnik Y.A. Stress-strain state of reinforced bimodulus beam on an elastic foundation // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2017, v. 90(1), p. 012064. DOI: 10.1088/1755-1315/90/1/012064

[21] Beskopylny A.N., Veremeenko A.A., Kadomtseva E.E., Beskopylnaia N.I. The impact of the conical indenter on a plate laying on a winkler foundation // Materials Science Forum, 2018, t. 931, pp. 84–90.

[22] Кадомцева Е.Э., Бескопыльный А.Н., Бердник Я.А. Расчет на жесткость пластины, подкрепленной ребрами, на упругом основании методом Бубнова — Галеркина // Инженерный вестник Дона, 2016. № 3 (42). С. 61.

FINITE-DIFFERENCE SCHEME TO CALCULATE ROAD MATTING DEFLECTION UNDER FOREST FORWADER

M.V. Zorin¹, E.G. Khitrov², O.A. Kunitskaya³, P.S. Eliseev⁴, A.M. Yudilevich⁵, V.E.Klubnichkin⁴

¹Voronezh State Forestry Engineering University named after G.F. Morozov, 8, Timiryazev st., 394087, Voronezh, Russia

²Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, 29, Politechnicheskaya st., 195251, St. Petersburg, Russia

³Arctic State Agrotechnological University, 3, Sergelyakhskoye highway, 3 km, 677007, Yakutsk, Republic of Sakha (Yakutia), Russia

⁴BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

⁵Bratsk State University, 40, Makarenko st., 665709, Bratsk, Irkutsk reg., Russia

yegorkhitrov@gmail.com

A mathematical model of the interaction of a wheeled drive vehicle with a two-layer support surface consisting of a synthetic road matting and an underlying forest soil is considered. A model of a deformable plate placed on a pliable (Winkler) base is proposed. A finite-difference scheme is proposed, assuming an arbitrary load distribution over the grid nodes, to solve the differential equation of plate deflection (and base precipitation), as well as several options for fixing boundary nodes. A Python program has been developed to implement the proposed model. A computational experiment was conducted using this program. The deviation of the calculated data from the particular case of the exact solution did not exceed 5%. The processing of the calculated data made it possible to obtain an equation convenient for estimating the depth of the track formed by a vehicle.

Keywords: temporary forest roads, strengthening of skidding drags, collapsible road surfaces, logging, skidding, land transport of forests

Suggested citation: Zorin M.V., Khitrov E.G., Kunitskaya O.A., Eliseev P.S., Yudilevich A.M., Klubnic-hkin V.E. Konechno-raznostnaya skhema dlya rascheta progiba dorozhnogo mata pod vozdeystviem dvizhitelya lesnoy mashiny [Finite-difference scheme to calculate road matting deflection under forest forwader]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 96–111. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-96-111

References

[1] Grigor’eva O.I. Effektivnost’ transportno-tekhnologicheskikh sistem dlya lesnogo khozyaystva [Efficiency of transport and technological systems for forestry]. Transportnye i transportno-tekhnologicheskie sistemy: mater. Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Transport and transport and technological systems: materials of the International scientific and technical conference], Tyumen, April 19, 2018. Ed. N.S. Zakharov. Tyumen: Tyumen Industrial University, 2018, pp. 79–83.

[2] Zlobina N.I., Zelikov V.A., Grigor’eva O.I., Gur’ev A.Yu. Opredelenie propusknoy sposobnosti lesovoznykh avtomobil’nykh dorog empiricheskim putem s uchetom bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya [Determining the capacity of logging roads empirically, taking into account road safety]. Bezopasnost’ i okhrana truda v lesozagotovitel’nom i derevoobrabatyvayushchem proizvodstvakh [Occupational Safety and Health in Logging and Woodworking Industries], 2022, no. 5, pp. 38–65.

[3] Davtyan A.B., Grigor’eva O.I., Grigor’ev I.V. Energeticheskie lesnye plantatsii dlya effektivnogo vovlecheniya v oborot zemel’ sel’skokhozyaystvennogo naznacheniya v RF [Energy forest plantations for the efficient use of agricultural land in the Russian Federation]. Lesnaya inzheneriya, materialovedenie i dizayn: mater. 86-y nauchno-tekhnicheskoy konferentsii professorsko-prepodavatel’skogo sostava, nauchnykh sotrudnikov i aspirantov (s mezhdunarodnym uchastiem) [Forest engineering, materials science and design: materials of the 86th scientific and technical conference of the faculty, researchers and postgraduate students (with international participation)], Minsk, January 31–February 12, 2022. Minsk, 2022, pp. 42–45.

[4] Kalyashov V.A., Grigor’ev I.V., Grigor’eva O.I. Innovatsionnye metody osvoeniya gornykh lesosek [Innovative methods for developing mountain logging areas]. Innovatsii v khimiko-lesnom komplekse: tendentsii i perspektivy razvitiya. Materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Innovations in the chemical and forestry complex: trends and development prospects. Materials of the All-Russian scientific and practical conference], Krasnoyarsk, June 6–7, 2022. Eds. Yu.A. Bezrukikh, E.V. Melnikova. Krasnoyarsk: Siberian State University of Science and Technology named after Academician M.F. Reshetneva, 2022, pp. 88–92.

[5] Grigor’eva O.I., Grigor’ev M.F., Grigor’ev I.V. Analiz estestvennogo lesovozobnovleniya v Alekseevskom uchastkovom lesnichestve Respubliki Sakha (Yakutiya) [Analysis of natural reforestation in the Alekseevsky district forestry of the Republic of Sakha (Yakutia)]. Forest Engineering: mater. nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Forest Engineering: materials of the scientific and practical conference with international participation], Yakutsk, Russia, May 30–31, 2018. Yakutsk: Publishing house of NEFU, 2018, pp. 72–75.

[6] Shapiroa V.Ya., Grigor’ev I.V., Grigor’eva O.I., Ivanov V.A. Issledovanie zakonomernostey razrusheniya grunta pri rabote kombinirovannykh gruntometov dlya tusheniya lesnykh pozharov [Study of soil destruction patterns during operation of combined soil throwers for extinguishing forest fires]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [Systems. Methods. Technologies], 2017, no. 1 (33), pp. 146–151

[7] Kovalev R.N., Enaleeva-Bandura I.M., Baranov A.N., Grigor’eva O.I., Grigor’ev I.V. Matematicheskaya model’ opredeleniya obshchey stoimosti resursov lesnykh zemel’ s uchetom urovnya razvitiya lesotransportnoy seti [Mathematical model for determining the total value of forest land resources taking into account the level of development of the forest transport network]. Resources and Technology [Resources and Technology], 2022, v. 19, no. 4, pp. 102–117.

[8] Kalyashov V.A., Grigor’eva O.I., Grigor’ev I.V. Perspektivnye varianty vosstanovleniya lesov na sklonakh [Promising options for forest restoration on slopes]. Vestnik AGATU [Bulletin of AGATU], 2022, no. 1 (5), pp. 86–96.

[9] Zlobina N.I., Zelikov V.A., Grigor’eva O.I., Novgorodov D.V. Obosnovanie propusknoy sposobnosti po kriteriyu bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya na lesovoznykh avtomobil’nykh dorogakh [Justification of the throughput capacity based on the road safety criterion on logging roads]. Bezopasnost’ i okhrana truda v lesozagotovitel’nom i derevoobrabatyvayushchem proizvodstvakh [Occupational Safety and Health in Logging and Woodworking Industries], 2022, no. 4, pp. 19–35.

[10] Zlobina N.I., Zelikov V.A., Grigor’eva O.I., Novgorodov D.V. Eksperimental’noe obosnovanie vybora skorosti dvizheniya po lesovoznoy doroge v kachestve pokazatelya bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya [Experimental justification for the choice of travel speed on a logging road as an indicator of road safety]. Bezopasnost’ i okhrana truda v lesozagotovitel’nom i derevoobrabatyvayushchem proizvodstvakh [Occupational Safety and Health in Logging and Woodworking Industries], 2022, no. 6, pp. 27–42.

[11] Grigor’eva O.I., Nguen F.Z. Lesnye plantatsii dlya syr’evogo obespecheniya derevopererabatyvayushchikh predpriyatiy [Forest plantations for raw material supply of wood processing enterprises]. Povyshenie effektivnosti lesnogo kompleksa: Mater. III Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Improving the efficiency of the forest complex: materials. III All-Russian scientific and practical conference with international participation], Petrozavodsk, May 30, 2017. Petrozavodsk: Petrozavodsk State University, 2017, pp. 59–61.

[14] Rudov S.E., Grigor’ev I.V., Grigor’eva O.I., Grigor’ev M.F., Grigor’eva A.I. Effektivnost’ lesopol’zovaniya v kriolitozone [Efficiency of forest management in the cryolithozone]. Energoeffektivnost’ i energosberezhenie v sovremennom proizvodstve i obshchestve: mater. Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Energy efficiency and energy saving in modern production and society: Proc. of the International scientific and practical conference], Voronezh, June 9–10, 2020. Voronezh: Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter I, 2020, pp. 460–463.

[15] Grigor’eva O.I. Pribornye kompleksy dlya izucheniya poverkhnosti lesosek [Instrumental complexes for studying the surface of cutting areas]. Povyshenie effektivnosti lesnogo kompleksa. Materialy IV Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Improving the efficiency of the forest complex. Proceedings of the IV All-Russian scientific and practical conference with international participation], Petrozavodsk, May 22–23, 2018. Petrozavodsk: Petrozavodsk State University, 2018, pp. 47–49.

[16] Grigor’eva O.I. Perspektivnye napravleniya povysheniya effektivnosti provedeniya rubok ukhoda za lesom [Promising directions for improving the efficiency of forest thinning]. Povyshenie effektivnosti lesnogo kompleksa. Materialy tret’ey Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Improving the efficiency of the forest complex. Proceedings of the third All-Russian scientific and practical conference with international participation], Petrozavodsk, May 30, 2017. Petrozavodsk: Petrozavodsk State University, 2017, pp. 56–58.

[17] Grigor’ev I.V., Grigor’eva O.I. Effektivnost’ lesopol’zovaniya v Rossii [Efficiency of forest management in Russia]. Energiya: ekonomika, tekhnika, ekologiya [Energy: economics, technology, ecology], 2016, no. 5, pp. 24–30.

[22] Kadomtseva E.E., Beskopyl’nyy A.N., Berdnik Ya.A. Raschet na zhestkost’ plastiny, podkreplennoy rebrami, na uprugom osnovanii metodom Bubnova — Galerkina [Calculation of the rigidity of a plate reinforced with ribs on an elastic foundation using the Bubnov — Galerkin method]. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 2016, no. 3 (42), p. 61.

[23] Kadomtseva E.E., Beskopyl’nyy A.N., Beskopyl’naya N.I., Berdnik Ya.A. Raschet na zhestkost’ gofrirovannoy plastiny na uprugom osnovanii metodom Bubnova — Galerkina [Calculation of the rigidity of a corrugated plate on an elastic foundation using the Bubnov — Galerkin method]. Nauchnoe obozrenie. Tekhnicheskie nauki [Scientific Review. Technical Sciences], 2016, no. 6, pp. 33–35.

[24] Kadomtseva E.E., Sikacheva N.V., Kirsanov Yu.A. Raschet na prochnost’ gofrirovannoy tonkoy plastiny na uprugom osnovanii obratnym metodom [Strength calculation of a corrugated thin plate on an elastic foundation using the inverse method]. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 2017, no. 2 (45), p. 150.

[25] Kadomtseva E.E., Sikacheva N.V., Kirsanov Yu.A. Raschet na prochnost’ plastiny, podkreplennoy rebrami zhestkosti, na uprugom osnovanii obratnym metodom [Strength calculation of a plate reinforced with stiffeners on an elastic foundation using the inverse method]. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 2018, no. 1 (48), p. 103.

[26] Grigor’eva O.I. Novaya mashina dlya ochistki lesosek [New machine for clearing logging sites]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Current areas of scientific research in the 21st century: theory and practice], 2014, v. 2, no. 5–3 (10–3), pp. 96–99.

[27] Grigor’ev G.V., Dmitrieva I.N., Grigor’ev I.V., Kalyashov V.A., Rudov S.E., Ivanov V.A. Problemy i perspektivy lesozagotovitel’nogo proizvodstva v usloviyakh rayonov rasprostraneniya vechnoy merzloty [Problems and prospects of logging production in permafrost areas]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [Systems. Methods. Technologies], 2021, no. 3 (51), pp. 59–67. [28] Rudov S.E., Grigor’ev I.V. Pravila effektivnoy ekspluatatsii forvarderov [Rules for efficient operation of forwarders]. Povyshenie effektivnosti lesnogo kompleksa: Mater. VII Vserossiyskoy natsional’noy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Improving the efficiency of the forestry complex: Proc. of the VII All-Russian National Scientific and Practical Conference with International Participation], Petrozavodsk, May 25, 2021. Petrozavodsk: Petrozavodsk State University, 2021, pp. 166–168.

[29] Grigor’ev I.V., Petrov M.E. Dopolnitel’nye tekhnicheskie optsii dlya povysheniya bezopasnosti, nadezhnosti i energoeffektivnosti lesnykh mashin [Additional technical options for improving the safety, reliability and energy efficiency of forestry machines]. Vestnik AGATU [Bulletin of AGATU], 2021, no. 3 (3), pp. 73–81.

[30] Teterevleva E.V., Grin’ko O.I., Grigor’eva O.I. Transportno-tekhnologicheskie mashiny dlya tusheniya lesnykh pozharov na baze kolesnykh vezdekhodov [Transport and technological vehicles for extinguishing forest fires based on wheeled all-terrain vehicles]. Transportnye i transportno-tekhnologicheskie sistemy. Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Transport and transport-technological systems. Proceedings of the International Scientific and Technical Conference], Tyumen, October 22, 2020. Ed. N.S. Zakharov. Tyumen: Tyumen Industrial University, 2020, pp. 374–377.

[31] Chemshikova Yu.M., Davtyan A.B., Grigor’eva O.I. Transportno-tekhnologicheskie sistemy dlya lesorazvedeniya na baze gusenichnykh vezdekhodov [Transport and technological systems for afforestation based on tracked all-terrain vehicles]. Transportnye i transportno-tekhnologicheskie sistemy. Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Transport and transport-technological systems. Proceedings of the International Scientific and Technical Conference], Tyumen, October 22, 2020. Ed. N.S. Zakharov. Tyumen: Tyumen Industrial University, 2020, pp. 400–403.

[33] Sokolov A.P., Seliverstov A.A., Sukhanov Yu.V., Sen’kin V.A. O vliyanii chastichnoy avtomatizatsii upravleniya manipulyatorami na ergonomicheskie pokazateli lesozagotovitel’nykh mashin [Ergonomic evaluation of forestry crane partial automation system]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 1, pp. 139–152. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-1-139-152

[34] Voronova A.M., Voronov R.V., Piskunov M.A. Modelirovanie skhemy volokov pri pomoshchi pokrytiya giperseti vzveshennym kornevym derevom [Modeling the scheme of dragways using the hypernet coverage with a weighted root tree]. Uchenye zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta [Scientific Notes of Petrozavodsk State University], 2012, no. 2 (123), pp. 114–117.

[35] Grigor’ev I.V., Zhukova A.I. Koordinatno-ob’emnaya metodika trassirovaniya pri osvoenii lesosek trelevkoy [Coordinate-volume method of tracing during the development of logging areas by skidding]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2004, no. 4, pp. 39–44.

[36] Rudov S.E., Voronova A.M., Chemshikova J.M., Teterevleva E.V., Kruchinin I.N., Dondokov Yu.Zh., Khaldeeva M.N., Burtseva I.A., Danilov V.V., Grigorev I.V. Theoretical approaches to logging trail network planning: increasing efficiency of forest machines and reducing their negative impact on soil and terrain // Asian J. of Water, Environment and Pollution, 2019. Т. 16. № 4. С. 61–75.

Authors’ information

Zorin Maksim Vladimirovich — pg., Voronezh State Forestry Engineering University named after G.F. Morozov, mr.maks489@ya.ru

Khitrov Egor Germanovich — Dr. Sci. (Tech.), Associate Professor, Sankt-Peterburgskiy politekhnicheskiy universitet Petra Velikogo, yegorkhitrov@gmail.com

Kunitskaya Ol’ga Anatol’evna — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Arctic State Agrotechnological University, ola.ola07@mail.ru

Eliseev Pavel Sergeevich — assistant, BMSTU (Mytishchi branch), peliseev@bmstu.ru

Yudilevich Aleksandr Mikhaylovich — pg., Bratsk State University, kafedra388@mail.ru

Klubnichkin Vladislav Evgen’evich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, BMSTU (Mytishchi branch), vklubnichkin@mgul.ac.ru

7

МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПОГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН ДЛЯ СОРТИМЕНТНОЙ ЗАГОТОВКИ ДРЕВЕСИНЫ

112-125

УДК 303.094.7

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-112-125

Шифр ВАК 4.3.4

Е.Е. Клубничкин

ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

klubnichkin@bmstu.ru

Представлены результаты теоретических обоснований метода повышения энергоэффективности и экологической безопасности погрузочно-транспортных машин, используемых при сортиментной заготовке древесины. Установлено, что, исходя из принципов равенства грузопотока погрузочно-транспортных машин, производительности валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин, получено значение мощности двигателя погрузочно-транспортных машин, которое позволит определить облик создаваемой машины в зависимости от сопротивления движению и пути, который проходит валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина в зависимости от плотности древостоя. Показано, что принцип данной модели заключается в том, что производительность валочно-сучкорезно-раскряжевочных работ равна производительности погрузочно-транспортных работ, т. е. валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины и погрузочно-транспортные машины не простаивают. Предлагаемая методика расчета позволит на стадии разработки конструкции погрузочно-транспортных машин определить тип движителя и конструкцию ходовой системы погрузочно-транспортных машин. Установлено, что предлагаемая модель не затрагивает экономические вопросы, как у других исследователей в данной области. Используются интегральные модели на уровне формул.

Ключевые слова: погрузочно-транспортная машина, мощность двигателя, энергоэффективность, экологическая безопасность, моделирование, сортиментная технология заготовки древесины

Ссылка для цитирования: Клубничкин Е.Е. Метод повышения энергоэффективности погрузочно-транспортных машин для сортиментной заготовки древесины // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 112–125. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-112-125

Список литературы

[1] Moskalik T., Borz S. A., Dvorak J., Ferencik M., Glushkov S., Muiste P., Lazdins A., Styranivsky O. Timber Harvesting Methods in Eastern European Countries: A Review // Croatian J. of Forest Engineering, 2017, no. 38(2), pp. 231–241.

[2] Шегельман И.Р., Васильев А.С. Системный анализ объектов технологий и техники для лесосечных работ с целью синтеза новых патентоспособных решений // Инженерный вестник Дона, 2019. № 1 (52). С. 99.

[3] Дербин В.М., Дербин М.В. Сортиментная заготовка древесины при выборочных рубках // ИзВУЗ Лесной журнал, 2016. № 5 (353). С. 123–131.

[4] Дербин В.М., Дербин М.В. Оценка сортиментной технологии заготовки древесины // Системы. Методы. Технологии, 2015. № 2 (26). С. 148–152.

[5] Фам Н.Л., Валяжонков В.Д., Пушков Ю.Л. Вероятностно-статистическая оценка временных режимов совместной трелевки и транспортировки сортиментов тракторным колесным сортиментоподборщиком // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. № 226. С. 66–81.

[6] Мануковский А.Ю., Зорин М.В., Просужих А.А., Куницкая О.А., Григорьев И.В. Современные подходы к повышению энергоэффективности и экономичности лесных машин // Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности: Труды IV Междунар. науч. конф., Казань, 29–30 июня 2020 г. Казань: Конверт, 2020. С. 138–140.

[7] Григорьев И.В., Петров М.Е. Дополнительные технические опции для повышения безопасности, надежности и энергоэффективности лесных машин // Вeстник АГАТУ, 2021. № 3 (3). С. 73–81.

[8] Благонравов А.А., Юркевич А.В. Повышение энергоэффективности транспортных машин при использовании механических бесступенчатых передач с регулируемыми силовыми функциями // Журнал автомобильных инженеров, 2017. № 2 (103). С. 18–21.

[9] Кузнецова В.Н., Савинкин В.В. К вопросу повышения энергоэффективности гидропривода машин // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии, 2013. № 5 (33). С. 22–25.

[10] Падалкин Б.В., Иваненков В.В., Косицын Б.Б., Стадухин А.А., Балковский К.С. Метод оценки эффективности применения электромеханических трансмиссий транспортных средств на этапе проектирования // Извeстия МГТУ «МАМИ», 2020. № 2 (44). С. 58–68.

[11] Божбов В.Е., Ильюшенко Д.А., Хитров Е.Г. Повышение эффективности процесса трелевки путем обоснования рейсовой нагрузки форвардеров. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета им. С.М. Кирова, 2015. 119 с.

[12] Клоков Д.В., Леонов Е.А., Турлай И.В. Модель работы форвардера с учетом надежности // Труды БГТУ. № 2. Лесная и деревообрабатывающая промышленность, 2015. № 2(175). С. 23–26.

[13] Голякевич С.А., Гороновский А.Р., Мохов С.П. Методика оценки технических характеристик форвардеров на стадии проектирования // Труды БГТУ. № 2. Лесная и деревообрабатывающая промышленность, 2016. № 2(184). С. 15–19.

[14] Божбов В.Е., Хитров Е.Г., Дмитриева И.Н., Григорьев Г.В. Обзор технических характеристик современных четырехосных колесных форвардеров // Леса России В XXI веке: Материалы XI Междунар. науч.-техн. интернет-конф., посвященной 85-летию Лесоинженерного факультета СПбГЛТУ и 95-летию кафедры Сухопутного транспорта леса, Санкт-Петербург, 08–10 октября 2014 г. СПб.: Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, 2014. С. 17–20.

[15] Капитонова Е.В., Кузнецов М.В., Баранова А.А. Сорбционная влажность древесины лиственных и хвойных пород // Современные технологии и научно-технический прогресс, 2023. № 10. С. 165–166.

[16] Квитко К.С. Формирование партий груза древесины с учетом ее влажности // Инновационные технологии на автомобильном транспорте: Материалы Всерос. науч.-техн. конф. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного лесотехнического университета им. Г.Ф. Морозова, 2021. С. 16–18.

[17] Иванников В.А., Квитко К.С. Оптимизация процесса перевозки леса автомобильным транспортом с учетом влажности перевозимой древесины // Перспективное развитие науки, техники и технологий: Труды Х Междунар. науч.-практ. конф. / под ред. А.А. Горохова. Курск: Изд-во Юго-Западного государственного университета, 2020. С. 58–60.

[18] ГОСТ 2292–88 Лесоматериалы круглые. Маркировка, сортировка, транспортирование, методы измерения и приемка. Дата введения 1991.01.01. М.: Стандартинформ, 2005. 10 с.

[19] Дербин В.М., Дербин М.В. Технология работы харвестера при выборочных рубках // Лесотехнический журнал, 2016. Т. 6. № 2(22). С. 69–75.

[20] Proto A.R., Macrì G., Visser R., Harrill Н., Russo D., Zimbalatti G. Factors Affecting Forwarder Productivity // European J. of Forest Research, 2018, v. 137, no. 2, pp. 143–151. DOI: https://doi.org/10.1007/s10342-017-1088-6

[21] Дербин В.М., Дербин М.В., Каморин М.Ю., Малыгин В.И., Седаков Е.О. Подсортировка сортиментов при выполнении лесосечных работ // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы Междунар. науч.-техн. конф., Вологда, 06–07 декабря 2016 г. Вологда: Изд-во Вологодского государственного университета, 2017. С. 62–64.

[22] Borz S.A., Rommel D., Ziesak M, Vasiliauskas G. Operational requirements and preferences towards forwarding technology // Bulletin of the Transilvania University of Braşov, Series II: Forestry — Wood industry — Agricultural Food Engineering, 2019, no. 12(61)1, pp. 1–12. DOI: https://doi.org/10.31926/ but.fwiafe.2019.12.61.1.1

[23] Сивков Е.Н. Производительность форвардера как составляющая затрат энергии в системе машин харвестер — форвардер // Февральские чтения: Материалы науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава Сыктывкарского лесного института по итогам научно-исследовательской работы в 2010 году, 15–18 февраля 2011 г., Сыктывкар / под ред. Е.В. Хохлова. Сыктывкар: Изд-во Сыктывкарского лесного института, 2011. С. 264–267.

[24] Шашкин С.Ю. Использование пакета программ Maple для математического моделирования в экономике // Образование, инновации, исследования как ресурс развития сообщества: Материалы Междунар. науч.-практ. конф., Чебоксары, 19 декабря 2017 г. Чебоксары: Среда, 2017. С. 121–127.

[25] Базеева Н.А., Голечков Ю.И., Щенникова Е.В. О структуре пакета проблемно-ориентированных программ, используемых при математическом моделировании динамических систем транспорта // Вестник Мордовского университета, 2010. Т. 20. № 4. С. 114–117.

[26] Семенова М.Н., Якушев И.А. Оценка результатов математического моделирования технических систем в пакете программ Matlab при помощи интерактивного обозревателя // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: Материалы XII Всерос. науч.-техн. конф., Чебоксары, 05 июня 2020 г. Чебоксары: Изд-во Чувашского государственного университета имени И.Н. Ульянова, 2020. С. 491–497.

[27] Федотов Н.И. Применение компьютерного моделирования и получение навыков использования пакетов программ // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации, 2006. № 110. С. 49–52.

[28] Зыкина А.В., Запорожец Д.Н. Пакет прикладных программ для моделирования и решения процессов с использованием аппарата вариационных неравенств // Современные информационные технологии и ИТ-образование, 2015. Т. 11. № 2. С. 284–289.

[29] Бычина Д.Р., Скоромнов В.М. Методология математического моделирования физических процессов с использованием пакетов прикладных программ // Студенческая наука Подмосковью: Материалы Междунар. науч. конф. молодых ученых, Орехово-Зуево, 13 апреля 2022 г. Орехово-Зуево: Изд-во Государственного гуманитарно-технологического университета, 2022. С. 128–131.

[30] Беззубцева М.М., Волков В.С. Аналитический обзор пакетов прикладных программ для моделирования энергетических процессов потребительских энергосистем АПК // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2015. № 6–2. С. 191–195.

[31] Исламова Г.Г. Применение различных пакетов программ при решении задач по моделированию // Повышение эффективности и устойчивости развития агропромышленного комплекса: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. (в рамках XV Междунар. специализ. выставки «АгроКомплекс — 2005»), Уфа, 01–03 марта 2005 г. Уфа: Изд-во Башкирского государственного аграрного университета, 2005. С. 258–259.

[32] Афанасьева И.А., Жураковский В.Н. Моделирование трехмерных объектов в движении в пакете прикладных программ Matlab // Наука без границ, 2018. № 4 (21). С. 80–84.

[33] Ringdahl O., Hellström T., Lindroos O. Potentials of Possible Machine Systems for Directly Loading Logs in Cut-to-Length Harvesting // Canadian J. of Forest Research, 2012, v. 42, no. 5, pp. 970–985. DOI: https://doi.org/10.1139/x2012-036

[34] Вербицкая Н.О., Чекотин Р. С., Корж М.А. Влияние харвестерных лесозаготовок на повреждение почвенного покрова // Леса России и хозяйство в них, 2018. № 2(65). С. 42–50.

[35] Прядкин В.И., Бартенев И.М. Эколого-экономическая оценка применения сортиментной технологии заготовки древесины на рубках ухода // Лесотехнический журнал, 2018. Т. 8. № 4 (32). С. 250–259.

[36] Мехренцев А.В., Уразова А.Ф., Ефимов Ю.В., Кашников Г.В. Меры нефинансовой поддержки предприятий лесного комплекса по переходу на инновационные технологии // Системы. Метoды. Технологии, 2022. № 3(55). С. 141–145.

[37] Алябьев А.Ф., Клубничкин В.Е., Клубничкин Е.Е., Котов А.А. Определение коэффициента ускорения испытаний на надежность несущих систем лесозаготовительных машин // Политемaтический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, 2023. № 194. С. 1–11.

Cведения об авторе

Клубничкин Евгений Евгеньевич — канд. техн. наук, доцент кафедры транспортно-технологических средств и оборудования лесного комплекса, ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), klubnichkin@mgul.ac.ru

INCREASING ENERGY EFFICIENCY METHOD FOR CUT-TO-LENGTH HAUL-LOAD-DUMP MACHINES

E.E. Klubnichkin

BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

klubnichkin@mgul.ac.ru

The results of theoretical substantiation of the method of increasing energy efficiency and environmental safety of haul-load-dump machines used in cut-to-length harvesting are presented. It is established that, based on the principles of equality of load flow of haul-load-dump machines, productivity of feller-buncher and bucking machines, the value of engine power of haul-load-dump machines is obtained, which will allow to determine the shape of the created machine depending on the resistance to movement and the path that passes the feller-delimber-buncher machine depending on the density of the stand. It is shown that the principle of this model is that the productivity of felling, hauling and dumping works is equal to the productivity of loading and transporting works, i.e. felling, hauling and dumping machines and feller-buncher and bucking machines are not idle. The proposed method of calculation will allow to determine the type of mover and the design of the running system of haul-load-dump machines at the stage of design development. It is found that the proposed model does not address economic issues as other researchers in the field. Integral models at the formula level are used.

Keywords: haul-load-dump machine, engine power, energy efficiency, environmental safety, modeling, cut-to-length technology of wood harvesting

Suggested citation: Klubnichkin E.E. Metod povysheniya energoeffektivnosti pogruzochno-transportnykh mashin dlya sortimentnoy zagotovki drevesiny [Increasing energy efficiency method for cut-to-length haul-load-dump machines]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 112–125. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-112-125

References

[1] Moskalik T., Borz S. A., Dvorak J., Ferencik M., Glushkov S., Muiste P., Lazdins A., Styranivsky O. Timber Harvesting Methods in Eastern European Countries: A Review. Croatian J. of Forest Engineering, 2017, no. 38(2), pp. 231–241.

[2] Shegel’man I.R., Vasil’ev A.S. Sistemnyy analiz ob’ektov tekhnologiy i tekhniki dlya lesosechnykh rabot s tsel’yu sinteza novykh patentosposobnykh resheniy [Systems analysis of objects of technologies and equipment for logging operations in order to synthesize new patentable solutions]. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 2019, no. 1 (52), p. 99.

[3] Derbin V.M., Derbin M.V. Sortimentnaya zagotovka drevesiny pri vyborochnykh rubkakh [Assortment harvesting of timber during selective logging]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2016, no. 5 (353), pp. 123–131.

[4] Derbin V.M., Derbin M.V. Otsenka sortimentnoy tekhnologii zagotovki drevesiny [Assessment of assortment technology for timber harvesting]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [Systems. Methods. Technologies], 2015, no. 2 (26), pp. 148–152.

[5] Fam N.L., Valyazhonkov V.D., Pushkov Yu.L. Veroyatnostno-statisticheskaya otsenka vremennykh rezhimov sovmestnoy trelevki i transportirovki sortimentov traktornym kolesnym sortimentopodborshchikom [Probabilistic-statistical assessment of time modes of joint skidding and transportation of timber assortments by a tractor wheeled timber picker]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Bulletin of the St. Petersburg Forest Engineering Academy], 2019, no. 226, pp. 66–81.

[6] Manukovskiy A.Yu., Zorin M.V., Prosuzhikh A.A., Kunitskaya O.A., Grigor’ev I.V. Sovremennye podkhody k povysheniyu energoeffektivnosti i ekonomichnosti lesnykh mashin [Modern approaches to improving the energy efficiency and cost-effectiveness of forestry machines]. Prioritetnye napravleniya innovatsionnoy deyatel’nosti v promyshlennosti: Trudy IV Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii [Priority areas of innovation activity in industry: collection of papers of the IV international scientific conference], Kazan, June 29–30, 2020. Kazan: Konvert, 2020, pp. 138–140.

[7] Grigor’ev I.V., Petrov M.E. Dopolnitel’nye tekhnicheskie optsii dlya povysheniya bezopasnosti, nadezhnosti i energoeffektivnosti lesnykh mashin [Additional technical options to improve the safety, reliability and energy efficiency of forestry machines]. Vestnik AGATU [Bulletin of AGATU], 2021, no. 3 (3), pp. 73–81.

[8] Blagonravov A.A., Yurkevich A.V. Povyshenie energoeffektivnosti transportnykh mashin pri ispol’zovanii mekhanicheskikh besstupenchatykh peredach s reguliruemymi silovymi funktsiyami [Improving the energy efficiency of transport vehicles using mechanical continuously variable transmissions with adjustable power functions]. Zhurnal avtomobil’nykh inzhenerov [J. of Automotive Engineers], 2017, no. 2 (103), pp. 18–21.

[9] Kuznetsova V.N., Savinkin V.V. K voprosu povysheniya energoeffektivnosti gidroprivoda mashin [On the issue of improving the energy efficiency of machine hydraulic drives]. Vestnik Sibirskoy gosudarstvennoy avtomobil’no-dorozhnoy akademii [Bulletin of the Siberian State Automobile and Highway Academy], 2013, no. 5 (33), pp. 22–25.

[10] Padalkin B.V., Ivanenkov V.V., Kositsyn B.B., Stadukhin A.A., Balkovskiy K.S. Metod otsenki effektivnosti primeneniya elektromekhanicheskikh transmissiy transportnykh sredstv na etape proektirovaniya [Method for assessing the efficiency of using electromechanical transmissions of vehicles at the design stage]. Izvestiya MGTU «MAMI» [Bulletin of MGTU «MAMI»], 2020, no. 2 (44), pp. 58–68.

[11] Bozhbov V.E., Il’yushenko D.A., Khitrov E.G. Povyshenie effektivnosti protsessa trelevki putem obosnovaniya reysovoy nagruzki forvarderov [Increasing the efficiency of the skidding process by substantiating the voyage load of forwarders]. St. Petersburg: Sankt-Peterburgskiy gosudarstvennyy lesotekhnicheskiy universitet im. S.M. Kirova [St. Petersburg State Forest Engineering University named after S.M. Kirov], 2015, 119 p.

[12] Klokov D.V., Leonov E.A., Turlay I.V. Model’ raboty forvardera s uchetom nadezhnosti [Forwarder operation model taking into account reliability]. Trudy BGTU. № 2. Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Proceedings of BSTU. no. 2. Forestry and woodworking industry], 2015, no. 2 (175), pp. 23–26.

[13] Golyakevich S.A., Goronovskiy A.R., Mokhov S.P. Metodika otsenki tekhnicheskikh kharakteristik forvarderov na stadii proektirovaniya [Methodology for assessing the technical characteristics of forwarders at the design stage]. Trudy BGTU. № 2. Lesnaya i derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ [Proceedings of BSTU. no. 2. Forestry and woodworking industry], 2016, no. 2 (184), pp. 15–19.

[14] Bozhbov V.E., Khitrov E.G., Dmitrieva I.N., Grigor’ev G.V. Obzor tekhnicheskikh kharakteristik sovremennykh chetyrekhosnykh kolesnykh forvarderov [Review of technical characteristics of modern four-axle wheeled forwarders]. Lesa Rossii V XXI veke: mater. XI mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy internet-konferentsii, posvyashchennoy 85-letiyu Lesoinzhenernogo fakul’teta SPbGLTU i 95-letiyu kafedry Sukhoputnogo transporta lesa [Forests of Russia in the 21st century: Proc. of the XI international scientific and technical Internet conference dedicated to the 85th anniversary of the Forest Engineering Faculty of SPbGLTU and the 95th anniversary of the Department of Land Forest Transport], St. Petersburg, October 8–10, 2014. St. Petersburg: St. Petersburg State Forest Engineering University named after S. M. Kirov, 2014, pp. 17–20.

[15] Kapitonova E.V., Kuznetsov M.V., Baranova A.A. Sorbtsionnaya vlazhnost’ drevesiny listvennykh i khvoynykh porod [Sorption moisture content of deciduous and coniferous wood]. Sovremennye tekhnologii i nauchno-tekhnicheskiy progress [Modern technologies and scientific and technical progress], 2023, no. 10, pp. 165–166.

[16] Kvitko K.S. Formirovanie partiy gruza drevesiny s uchetom ee vlazhnosti [Formation of timber cargo batches taking into account its moisture content]. Innovatsionnye tekhnologii na avtomobil’nom transporte: mater. Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Innovative technologies in automobile transport: Proc. of the All-Russian scientific and technical conference]. Voronezh: Voronezhskiy gosudarstvennyy lesotekhnicheskiy universitet im. G.F. Morozova [Voronezh State Forest Engineering University named after G.F. Morozov], 2021, pp. 16–18.

[17] Ivannikov V.A., Kvitko K.S. Optimizatsiya protsessa perevozki lesa avtomobil’nym transportom s uchetom vlazhnosti perevozimoy drevesiny [Optimization of the timber transportation process by automobile transport taking into account the moisture content of the transported wood]. Perspektivnoe razvitie nauki, tekhniki i tekhnologiy: Trudy X Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii / Pod red. A.A. Gorokhov. Kursk: Yugo-Zapadnyy gosudarstvennyy universitet [Yugo-Zapadnyy gosudarstvennyy universitet], 2020, pp. 58–60.

[18] GOST 2292–88 Lesomaterialy kruglye. Markirovka, sortirovka, transportirovanie, metody izmereniya i priemka [GOST 2292–88 Round timber. Marking, sorting, transportation, measurement methods and acceptance], date of introduction 1991.01.01. Moscow: Standartinform, 2005, 10 p.

[19] Derbin V.M., Derbin M.V. Tekhnologiya raboty kharvestera pri vyborochnykh rubkakh [Harvester operation technology for selective felling]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry engineering J.], 2016, v. 6, no. 2(22), pp. 69–75.

[20] Proto A.R., Macrì G., Visser R., Harrill Н., Russo D., Zimbalatti G. Factors Affecting Forwarder Productivity. European J. of Forest Research, 2018, v. 137, no. 2, pp. 143–151. DOI: https://doi.org/10.1007/s10342-017-1088-6

[21] Derbin V.M., Derbin M.V., Kamorin M.Yu., Malygin V.I., Sedakov E.O. Podsortirovka sortimentov pri vypolnenii lesosechnykh rabot [Sorting of assortments during logging operations]. Aktual’nye problemy razvitiya lesnogo kompleksa: mater. Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Actual problems of forestry complex development: Proc. of the International Scientific and Technical Conference], Vologda, December 6–7, 2016. Vologda: Vologda State University, 2017, pp. 62–64.

[22] Borz S.A., Rommel D., Ziesak M, Vasiliauskas G. Operational requirements and preferences towards forwarding technology. Bulletin of the Transilvania University of Braşov, Series II: Forestry–Wood industry–Agricultural Food Engineering, 2019, no. 12(61)1, pp. 1–12. DOI: https://doi.org/10.31926/ but.fwiafe.2019.12.61.1.1

[23] Sivkov E.N. Proizvoditel’nost’ forvardera kak sostavlyayushchaya zatrat energii v sisteme mashin kharvester — forvarder [Forwarder productivity as a component of energy costs in the harvester — forwarder machine system]. Fevral’skie chteniya: mater. Nauchno-prakticheskoy konferentsii professorsko-prepodavatel’skogo sostava Syktyvkarskogo lesnogo instituta po itogam nauchno-issledovatel’skoy raboty v 2010 godu [February readings: materials. Scientific and practical conference of the faculty of the Syktyvkar Forestry Institute based on the results of research work in 2010]. Ed. by E.V. Khokhlova, Syktyvkar, February 15–18, 2011. Syktyvkar: [Syktyvkar Forestry Institute], 2011, pp. 264–267.

[24] Shashkin S.Yu. Ispol’zovanie paketa programm maple dlya matematicheskogo modelirovaniya v ekonomike [Using the maple software package for mathematical modeling in economics]. Obrazovanie, innovatsii, issledovaniya kak resurs razvitiya soobshchestva: mater. Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Education, innovation, research as a resource for community development: materials of the International scientific and practical conference], Cheboksary, December 19, 2017. Cheboksary: Sreda Publishing House, 2017, pp. 121–127.

[25] Bazeeva N.A., Golechkov Yu.I., Shchennikova E.V. O strukture paketa problemno-orientirovannykh programm, ispol’zuemykh pri matematicheskom modelirovanii dinamicheskikh sistem transporta [On the structure of the package of problem-oriented programs used in mathematical modeling of dynamic transport systems]. Vestnik Mordovskogo universiteta [Bulletin of the Mordovian University], 2010, v. 20, no. 4, pp. 114–117.

[26] Semenova M.N., Yakushev I.A. Otsenka rezul’tatov matematicheskogo modelirovaniya tekhnicheskikh sistem v pakete programm Matlab pri pomoshchi interaktivnogo obozrevatelya [Evaluation of the results of mathematical modeling of technical systems in the Matlab software package using an interactive browser]. Informatsionnye tekhnologii v elektrotekhnike i elektroenergetike: mater. XII Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Information technologies in electrical engineering and electric power engineering: materials. XII All-Russian scientific and technical conference], Cheboksary, June 5, 2020. Cheboksary: Chuvash State University named after I.N. Ulyanov, 2020, pp. 491–497.

[27] Fedotov N.I. Primenenie komp’yuternogo modelirovaniya i poluchenie navykov ispol’zovaniya paketov programm [Application of computer modeling and acquisition of skills in using software packages]. Nauchnyy vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta grazhdanskoy aviatsii [Scientific Bulletin of Moscow State Technical University of Civil Aviation], 2006, no. 110, pp. 49–52.

[28] Zykina A.V., Zaporozhets D.N. Paket prikladnykh programm dlya modelirovaniya i resheniya protsessov s ispol’zovaniem apparata variatsionnykh neravenstv [Package of applied programs for modeling and solving processes using the apparatus of variational inequalities]. Sovremennye informatsionnye tekhnologii i IT-obrazovanie [Modern information technologies and IT education], 2015, v. 11, no. 2, pp. 284–289.

[29] Bychina D.R., Skoromnov V.M. Metodologiya matematicheskogo modelirovaniya fizicheskikh protsessov s ispol’zovaniem paketov prikladnykh programm [Methodology of mathematical modeling of physical processes using application packages]. Studencheskaya nauka Podmoskov’yu: mater. Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii molodykh uchenykh [Student science in the Moscow region: materials of the International scientific conference of young scientists], Orekhovo-Zuyevo, April 13, 2022. Orekhovo-Zuyevo: State Humanitarian and Technological University, 2022, pp. 128–131.

[30] Bezzubtseva M.M., Volkov V.S. Analiticheskiy obzor paketov prikladnykh programm dlya modelirovaniya energeticheskikh protsessov potrebitel’skikh energosistem APK [Analytical review of application software packages for modeling energy processes of consumer energy systems of the agro-industrial complex]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy [International J. of Applied and Fundamental Research], 2015, no. 6–2, pp. 191–195.

[31] Islamova G.G. Primenenie razlichnykh paketov programm pri reshenii zadach po modelirovaniyu [Application of various software packages in solving modeling problems]. Povyshenie effektivnosti i ustoychivosti razvitiya agropromyshlennogo kompleksa: mater. Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (v ramkakh XV Mezhdunarodnoy spetsializirovannoy vystavki «AgroKompleks – 2005») [Improving the efficiency and sustainability of development of the agro-industrial complex: Proc. of the All-Russian scientific and practical conference (within the framework of the XV International specialized exhibition «AgroComplex – 2005»)], Ufa, March 1–3, 2005. Ufa: Bashkir State Agrarian University, 2005, pp. 258–259.

[32] Afanas’eva I.A., Zhurakovskiy V.N. Modelirovanie trekhmernykh ob’ektov v dvizhenii v pakete prikladnykh programm Matlab [Modeling of three-dimensional objects in motion in the Matlab software package]. Nauka bez granits [Science without Borders], 2018, no. 4 (21), pp. 80–84.

[33] Ringdahl O., Hellström T., Lindroos O. Potentials of Possible Machine Systems for Directly Loading Logs in Cut-to-Length Harvesting. Canadian J. of Forest Research, 2012, v. 42, no. 5, pp. 970–985. DOI: https://doi.org/10.1139/x2012-036

[34] Verbitskaya N.O., Chekotin R. S., Korzh M.A. Vliyanie kharvesternykh lesozagotovok na povrezhdenie pochvennogo pokrova [The impact of harvester logging on soil cover damage]. Lesa Rossii i khozyaystvo v nikh [Forests of Russia and their management], 2018, no. 2 (65), pp. 42–50.

[35] Pryadkin V.I., Bartenev I.M. Ekologo-ekonomicheskaya otsenka primeneniya sortimentnoy tekhnologii zagotovki drevesiny na rubkakh ukhoda [Ecological and economic assessment of the use of assortment technology for timber harvesting in thinnings]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Engineering J.], 2018, v. 8, no. 4 (32), pp. 250–259.

[36] Mekhrentsev A.V., Urazova A.F., Efimov Yu.V., Kashnikov G.V. Mery nefinansovoy podderzhki predpriyatiy lesnogo kompleksa po perekhodu na innovatsionnye tekhnologii [Non-financial support measures for forestry enterprises in transition to innovative technologies]. Sistemy. Metody. Tekhnologii [Systems. Methods. Technologies], 2022, no. 3(55), pp. 141–145.

[37] Alyab’ev A.F., Klubnichkin V.E., Klubnichkin E.E., Kotov A.A. Opredelenie koeffitsienta uskoreniya ispytaniy na nadezhnost’ nesushchikh sistem lesozagotovitel’nykh mashin [Determination of the acceleration coefficient for reliability tests of supporting systems of logging machines]. Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University], 2023, no. 194, pp. 1–11.

Author’s information

Klubnichkin Yevgeniy Yevgen’yevich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Transport and Technological Means and Equipment of the Forest Complex, BMSTU (Mytishchi branch), klubnichkin@mgul.ac.ru

8

РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ИНФРАКРАСНОЙ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ В УСТАНОВКЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛЕНОЧНЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

126-143

УДК 630*847.5

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-126-143

Шифр ВАК 4.3.4

В.Н. Левинский, С.И. Уразов, В.А. Афонькина

ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет», Россия, 457103, Челябинская обл., г. Троицк, ул. им. Ю.А. Гагарина, д. 13

Lv_74rus@mail.ru

Приведен анализ проблематики создания систем автоматического управления для набирающих популярность сушильных установок на основе низкотемпературных инфракрасных генераторов. Описаны методы и средства получения математической модели инфракрасной сушки древесины с применением пленочных электронагревателей, разработанных учеными Института агроинженерии ФГБОУ ВО «Южно-Уральский ГАУ» г. Челябинск. Приведено описание экспериментальной сушильной установки и системы автоматического управления процессом сушки с функцией архивирования всех показателей технологических параметров необходимых для получения динамических кривых температуры и влажности. С помощью метода корреляционно-регрессионного анализа установлена связь между параметрами технологического процесса сушки соснового пиломатериала. Проведены натуральные эксперименты по низкотемпературной сушке сосновых досок, уложенных в штабеле, по результатам которых определено соответствие полученных температурно- и влажностно-временных зависимостей с кинетическими кривыми известной теории сушки. Выполнен развернутый регрессионный анализ по полученному массиву данных основных параметров сушки (время, температура и влажность воздуха в камере, температура древесины). Доказано эффективное дробление кривой кинетики сушки на три поддиапазона, характеризующихся собственными параметрами теплодинамики, математические модели которых стали основой алгоритмов интеллектуальной системы автоматического управления. Разработаны практические рекомендации по организации инфракрасной сушки пиломатериалов, созданию и регулировке систем автоматического контроля. По динамическим характеристикам сушилки как результату новых знаний можно через передаточные функции САУ определить тип и настройки регуляторов. Подтверждена гипотеза о том, что окончание массообменных процессов с переходом работы установки в квазистационарный тепловой режим происходит до окончания фактического периода сушки.

Ключевые слова: ИК-сушка, древесина, математическая модель, регрессионный анализ, пленочный электронагреватель

Ссылка для цитирования: Левинский В.Н., Уразов С.И., Афонькина В.А. Регрессионный анализ процесса инфракрасной сушки древесины в установке с применением пленочных электронагревателей // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 126–143. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-126-143

Список литературы

[1] Деянов Д.И., Косарин А.А., Моисеев С.А., Курышов Г.Н. Импульсная сушка заготовок из древесины ироко, мербау и венге в конвективной сушильной камере // Лесной вестник / ForestryBulletin, 2023. Т. 27. № 3. С. 143–149. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-3-143-149

[2] Моисеев С.А., Деянов Д.И., Косарин А.А., Курышов Г.Н. Импульсная сушка заготовок из древесины красного и черного дерева в конвективных сушильных камерах // Лесной вестник / ForestryBulletin, 2022. Т. 26. № 5. С. 112–119. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-5-112-119

[3] Косарин А.А., Курышов Г.Н. Импульсные режимы сушки для заготовок из древесины ироко // Научные труды Моско вского государственного университета леса, 2011. № 353. С. 27.

[4] Косарин А.А., Курышов Г.Н., Красухина Л.П., Петяйкина Е.Г. Сушка американского ореха импульсными режимами // Научные труды Московского государственного университета леса, 2015. № 377. С. 91.

[5] Чернышев А.Н., Ефимова Т.В. Исследование процесса сушки древесины вишни и черешни без искусственного увлажнения в конвективных сушильных камерах периодического действия // Лесотехнический журнал, 2012. №2(6). С. 47–53.

[6] Skarbalius G., Džiugys A., Navakas R. A novel method for convective drying rate estimation in a deep fixed porous material bed // Powder Technology, 2022, v. 404, p. 117499. DOI:10.1016/j.powtec.2022.117499

[7] Левинский В.Н., Филатов М.В. К вопросу об ИК-сушке массивных спилов из ценных пород древесины // Научно-технический вестник: Технические системы в АПК, 2023. № 2(18). С. 20–26.

[8] Levinskiy V.N. Comparative experiment on the use of a film electric heater for drying wood in vacuum conditions // BIO Web of Conferences. International Scientific and Practical Conference «Methods for Synthesis of New Biologically Active Substances and Their Application in Various Industries of the World Economy – 2023» (MSNBAS2023). Les Ulis, 2024, p. 05025.

[9] Поляков С.И., Лубков В.О. Совершенствование автоматизированного управления роликовой сушилкой для сушки шпона // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2018. Т. 6. № 4(40). С. 361–366.

[10] Дунаев А.М., Дунаев М.П. Автоматизированная система научных исследований технологического процесса сушки древесины // Вестник Иркутского государственного технического университета, 2019. Т. 23. № 3(146). С. 443–450.

[11] Манасян С.К., Демский Н.В., Лунева Т.А., Манасян М.С., Куликов Н.Н. Моделирование и оптимизация процессов сушки // Вестник КрасГАУ, 2010. № 12(51). С. 128–133.

[12] Аипов Р.С., Тухватуллин М.И., Яруллин Р.Б., Кабашов В.Ю. Математическая модель процесса сушки пиломатериалов при дискретном расположении источников СВЧ-энергии // Вестник Башкирского государственного аграрного университета, 2019. № 2(50). С. 82–88. DOI: 10.31563/1684-7628-2019-50-2-82-89

[13] Rudobashta S.P., Zueva G.A., Zaytsev V.A. Modeling of the deep drying process of granulated polyamide at convective-infrared energy sub-supply // ChemChemTech, 2019, t. 62, no. 12, pp. 94–100.

[14] Андрианов Н.М., Мэй Ш., Сюе Ю. Идентификация шахтной зерносушилки в условиях нормальной работы // Фундаментальные исследования, 2015. № 2–16. С. 3459–3465.

[15] Захахатнов В.Г., Кашин П.В., Коковин Г.Д. Планирование эксперимента по исследованию времени сушки зерна в шахтной сушилке // АПК России, 2018. Т. 25. № 3. С. 400–404.

[16] Афонькина В.А., Захахатнов В.Г., Майоров В.И., Попов В.М. К вопросу управления процессом комбинированной сушки зерна // Вестник Мордовского университета, 2016. Т. 26. № 1. С. 32–33. DOI: 10.15507/0236-2910.026.201601.032-039

[17] Захахатнов В.Г., Кашин П.В. Определение начальной влажности зерна при сушке по времени его нагрева // Вестник ВИЭСХ, 2018. № 1(30). С. 33–37.

[18] Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Особенности тепломассообмена при сушке пиломатериалов бесступенчатыми режимами // Хвойные бореальной зоны, 2019. Т. 37. № 2. С. 139–143.

[19] Епишков Е.Н., Ткачев А.Н., Баженова С.В. Математическая модель распределения температуры по поверхности пленочного электронагревателя с токоведущей частью в виде ленты из высокоомного материала // Современная техника и технологии в электроэнергетике и на транспорте: задачи, проблемы, решения: сб. трудов VI Всерос. (нац.) науч.-практ. конф., Челябинск, 25 января 2022 г. Челябинск: Изд-во Южно-Уральского технологического университета, 2022. С. 10–17.

[20] Косарин А.А. Технология импульсной сушки пиломатериалов: автореф. дис. … канд. техн. наук. Москва, 2012.

[21] Попов В.М., Афонькина В.А., Шукшина Е.И. Способ сушки древесины. Пат. № 2514576 РФ, МПК F26В 3/34 F26B 3/353, заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия», № 2012134370/06; заявл. 08.10.2012; опубл. 27.04.2014. Бюл. № 12.

[22] Епишков Н.Е., Епишков Е.Н., Глухов С.В., Зверев А.Л., Паламарчук В.П. Способ сушки древесины. Пат. № 2367861 РФ, МПК F26В 3/20, № 2008111441/06; заявл. 24.03.2008; опубл. 20.09.2009

[23] Колобаева А.А., Котик О.А., Панина Е.В., Чернышова К.Д. Исследование кинетики сушки растительного сырья // Технoлогия и товароведение сельскохозяйственной продукции, 2021. № 2(17). С. 154–160

[24] Рудобашта С.П., Дорняк О.Р., Дмитриев В.М. Расчет кинетики сушки пластины с учетом ее усадки // Теoретические основы химической технологии, 2021. Т. 55. № 5. С. 612–617. DOI: 10.31857/S004035712104014X

[25] Изяков Ф.Я. Планирование эксперимента и обработка опытных данных. Челябинск: Изд-во Челябинского ГАУ, 2003. 103 с.

[26] Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 279 с.

[27] Рудак О.Г. Исследование параметров технологии начального прогрева древесины в ненасыщенной среде // Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов, 2021. № 2(246). С. 268–276.

[28] Протасов С.К., Матвейко Н.П., Боровик А.А. Исследование кинетики сушки слоя капиллярно-пористого дисперсного материала // Химическая промышленность, 2019. Т. 96. № 2. С. 87–94.

[29] Стородубцева Т.Н., Томилин А.И. Исследование водопоглощения древесины лиственных и хвойных пород, результаты испытаний // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2013. № 5. С. 331–336.

[30] Артемов И.Н. Использование уравнений регрессии для входящего и выходящего потока сушильного агента для экспериментальной сушильной камеры конденсационного типа // Иннoвации и инвестиции, 2022. № 2. С. 152–154.

[31] Рудобашта С.П., Карташов Э.М., Зуева Г.А. ИК-сушка пластины в непрерывно действующем электромагнитном поле // Инженернo-физический журнал, 2022. Т. 95. № 2. С. 364–372.

[32] Зарипов Ш.Г., Чижов А.П., Корниенко В.А., Семенова Н.И. Влияние водорастворимых веществ на распределение влажности в лиственничных пиломатериалах перед сушкой // ИзВУЗ Лесной журнал, 2019. № 6 (372). С. 185–193.

[33] Мизонов В.Е., Митрофанов А.В., Tannous K., Овчинников Л.Н. Расчетно-экспериментальное исследование гранулирования в реакторе с кипящим слоем // Известия высших учебных заведений. Серия Химия и химическая технология,. 2019. Т. 62. № 5. С. 97–103.

[34] Levinskiy V.N. Spectral analysis of various types ofwood as the basis of low-temperature drying technology in vacuum conditions // BIO Web of Conferences. International Scientific and Practical Conference «Methods for Synthesis of New Biologically Active Substances and Their Application in Various Industries of the World Economy – 2023» (MSNBAS2023). Les Ulis, 2024. С. 05026.

[35] Меркелов В.М., Романов В.А., Михеенко В.В. Программа выбора коэффициентов для расчета тепловых потерь через ограждения лесосушильных камер // Актуальные проблемы лесного комплекса, 2014. № 40. С. 82–85.

[36] Попов В.М., Афонькина В.А., Шукшина Е.И. Сушка термолабильных культур в ИК-диапазоне с учетом оптических свойств продукта // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика, 2012. № 37(296). С. 90–92.

Сведения об авторах

Левинский Василий Николаевич — канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергообеспечение и автоматизация технологических процессов», ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет», lv_74rus@mail.ru

Уразов Сергей Игоревич — канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергообеспечение и автоматизация технологических процессов», ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет», eskaton@mail.ru

Афонькина Валентина Александровна — канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергообеспечение и автоматизация технологических процессов», ФГБОУ ВО «Южно-Уральский государственный аграрный университет», afva82@mail.ru

REGRESSION ANALYSIS OF IR WOOD DRYING PROCESS IN INSTALLATION USING MEMBRANOUS ELECTRIC HEATERS

V.N. Levinsky, S.I. Urazov, V.A. Afon’kina

South Ural State Agrarian University, 13, Gagarin st., 457103, Troitsk, Chelyabinsk reg., Russia

Lv_74rus@mail.ru

The analysis of the problems of creating automatic control systems for drying plants based on low-temperature infrared generators, which are gaining popularity, is presented. The methods and means of obtaining a mathematical model of infrared drying of wood using film electric heaters developed by scientists of the Institute of Agroengineering of the South Ural State Agrarian University of Chelyabinsk are described. The description of an experimental drying plant and an automatic control system for the drying process with the function of archiving all indicators of technological parameters necessary to obtain dynamic temperature and humidity curves is given. The article uses the method of correlation and regression analysis to establish a relationship between the parameters of the technological process of drying pine lumber. Natural experiments on low-temperature drying of pine boards stacked have been carried out, according to the results of which the correspondence of the obtained temperature and humidity-time dependences with the kinetic curves of the known drying theory has been determined. A detailed regression analysis was performed based on the obtained data set of the main drying parameters (time, temperature and humidity in the chamber, wood temperature). The effective splitting of the drying kinetics curve into 3 sub-ranges is proved, characterized by their own thermal dynamics parameters, the mathematical models of which became the basis for the algorithms of an intelligent automatic control system. Practical recommendations have been developed on the organization of infrared drying of lumber, the creation and adjustment of automatic control systems. Based on the dynamic characteristics of the dryer as a result of new knowledge, it is possible to determine the type and settings of the regulators through the transmission functions of the ACS. The hypothesis is confirmed that the end of mass transfer processes with the transition of the installation to a quasi-stationary thermal regime occurs before the end of the actual drying period.

Keywords: IR drying, wood, mathematical model, regression analysis, film electric heater

Suggested citation: Levinskiy V.N., Urazov S.I., Afon’kina V.A. Regressionnyy analiz protsessa infrakrasnoy sushki drevesiny v ustanovke s primeneniem plenochnykh elektronagrevateley [Regression analysis of IR wood drying process in installation using membranous electric heaters]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 126–143. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-126-143

References

[1] Deyanov D.I., Kosarin A.A., Moiseev S.A., Kuryshov G.N. Impul’snaya sushka zagotovok iz drevesiny iroko, merbau i venge v konvektivnoy sushil’noy kamere [Impulse drying of african teak, merbau and wenge wood blanks in a convection drying chamber]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 3, pp. 143–149. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-3-143-149

[2] Moiseev S.A., Deyanov D.I., Kosarin A.A., Kuryshov G.N. Impul’snaya sushka zagotovok iz drevesiny krasnogo i chernogo dereva v konvektivnykh sushil’nykh kamerakh [Redwood and ebony blanks impulse convective drying]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 5, pp. 112–119. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-5-112-119

[3] Kosarin A.A., Kuryshov G.N. Impul’snye rezhimy sushki dlya zagotovok iz drevesiny iroko [Pulse drying modes for iroko wood blanks]. Nauchnye trudy Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa [Scientific works of the Moscow State Forest University], 2011, no. 353, p. 27.

[4] Kosarin A.A., Kuryshov G.N., Krasukhina L.P., Petyaykina E.G. Sushka amerikanskogo orekha impul’snymi rezhimami [Drying of American walnut using pulse modes]. Nauchnye trudy Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta lesa [Scientific works of Moscow State Forest University], 2015, no. 377, p. 91.

[5] Chernyshev A.N., Efimova T.V. Issledovanie protsessa sushki drevesiny vishni i chereshni bez iskusstvennogo uvlazhneniya v konvektivnykh sushil’nykh kamerakh periodicheskogo deystviya [Investigation of the drying process of cherry and cherry wood without artificial humidification in convective drying chambers of periodic action]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry J.], 2012, no. 2(6), pp. 47–53.

[6] Skarbalius G., Džiugys A., Navakas R. A novel method for convective drying rate estimation in a deep fixed porous material bed. Powder Technology, 2022, v. 404, p. 117499. DOI:10.1016/j.powtec.2022.117499

[7] Levinskiy V.N., Filatov M.V. K voprosu ob IK-sushke massivnykh spilov iz tsennykh porod drevesiny [On the issue of IR drying of massive cuts from valuable wood species]. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik: Tekhnicheskie sistemy v APK [Scientific and technical bulletin: Technical systems in agriculture], 2023, no. 2(18), pp. 20–26.

[8] Levinskiy V.N. Comparative experiment on the use of a film electric heater for drying wood in vacuum conditions. BIO Web of Conferences. International Scientific and Practical Conference «Methods for Synthesis of New Biologically Active Substances and Their Application in Various Industries of the World Economy – 2023» (MSNBAS2023). Les Ulis, 2024, p. 05025.

[9] Polyakov S.I., Lubkov V.O. Sovershenstvovanie avtomatizirovannogo upravleniya rolikovoy sushilkoy dlya sushki shpona [Improvement of automated control of a roller dryer for drying veneer ]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Actual directions of scientific research of the XXI century: theory and practice], 2018, v. 6, no. 4(40), pp. 361–366.

[10] Dunaev A.M., Dunaev M.P. Avtomatizirovannaya sistema nauchnykh issledovaniy tekhnologicheskogo protsessa sushki drevesiny [Automated system of scientific research of the technological process of wood drying]. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Irkutsk State Technical University], 2019, v. 23, no. 3(146), pp. 443–450.

[11] Manasyan S.K., Demskiy N.V., Luneva T.A., Manasyan M.S., Kulikov N.N. Modelirovanie i optimizatsiya protsessov sushki [Modeling and optimization of drying processes]. Vestnik KrasGAU [Bulletin of KrasGAU], 2010, no. 12(51), pp. 128–133.

[12] Aipov R.S., Tukhvatullin M.I., Yarullin R.B., Kabashov V.Yu. Matematicheskaya model’ protsessa sushki pilomaterialov pri diskretnom raspolozhenii istochnikov SVCh-energii [A mathematical model of the drying process of lumber with a discrete arrangement of microwave energy sources]. Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Bashkir State Agrarian University], 2019, no. 2(50), pp. 82–88. DOI: 10.31563/1684-7628-2019-50-2-82-89

[13] Rudobashta S.P., Zueva G.A., Zaytsev V.A. Modeling of the deep drying process of granulated polyamide at convective-infrared energy sub-supply // ChemChemTech, 2019, t. 62, no. 12, pp. 94–100.

[14] Andrianov N.M., Mey Sh., Syue Yu. Identifikatsiya shakhtnoy zernosushilki v usloviyakh normal’noy raboty [Identification of a mine grain dryer in conditions of normal operation]. Fundamental’nye issledovaniya [Fundamental research], 2015, no. 2–16, pp. 3459–3465.

[15] Zakhakhatnov V.G., Kashin P.V., Kokovin G.D. Planirovanie eksperimenta po issledovaniyu vremeni sushki zerna v shakhtnoy sushilke [Planning an experiment to study the drying time of grain in a mine dryer]. APK Rossii [Agroindustrial Complex of Russia], 2018, v. 25, no. 3, pp. 400–404.

[16] Afon’kina V.A., Zakhakhatnov V.G., Mayorov V.I., Popov V.M. K voprosu upravleniya protsessom kombinirovannoy sushki zerna [On the issue of managing the process of combined grain drying]. Vestnik Mordovskogo universiteta [Bulletin of the Mordovian University], 2016, v. 26, no. 1, pp. 32–33. DOI: 10.15507/0236-2910.026.201601.032-039

[17] Zakhakhatnov V.G., Kashin P.V. Opredelenie nachal’noy vlazhnosti zerna pri sushke po vremeni ego nagreva [Determination of the initial moisture content of grain during drying by its heating time]. Vestnik VIESKh [Bulletin of RESCH], 2018, no. 1(30), pp. 33–37.

[18] Gorokhovskiy A.G., Shishkina E.E. Osobennosti teplomassoobmena pri sushke pilomaterialov besstupenchatymi rezhimami [Features of heat and mass transfer during drying of sawn timber in stepless modes]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal zone], 2019, v. 37, no. 2, pp. 139–143.

[19] Epishkov E.N., Tkachev A.N., Bazhenova S.V. Matematicheskaya model’ raspredeleniya temperatury po poverkhnosti plenochnogo elektronagrevatelya s tokovedushchey chast’yu v vide lenty iz vysokoomnogo materiala [Mathematical model of temperature distribution over the surface of a film electric heater with a current-carrying part in the form of a tape made of high-resistance material]. Sovremennaya tekhnika i tekhnologii v elektroenergetike i na transporte: zadachi, problemy, resheniya: sb. trudov VI Vserossiyskoy (natsional’noy) nauchno-prakticheskoy konferentsii [Modern equipment and technologies in electric power engineering and transport: tasks, problems, solutions: collection of works of the VI All-Russian (national) scientific and practical conference, Chelyabinsk, January 25, 2022. Chelyabinsk: South Ural Technological University, 2022, pp. 10–17.

[20] Kosarin A.A. Tekhnologiya impul’snoy sushki pilomaterialov [Technology of pulse drying of sawn timber]. Abstract Dis. Cand. Sci. (Tech.). Moscow, 2012.

[21] Popov V.M., Afon’kina V.A., Shukshina E.I. Sposob sushki drevesiny [Method of drying wood]. Pat. № 2514576 RF, IPC F26B 3/34 F26B 3/353; applicant and patent holder of the Chelyabinsk State Agroengineering Academy, No. 2012134370/06, application 08.10.2012, publ. 27.04.2014, bul. no. 12.

[22] Epishkov N.E., Epishkov E.N., Glukhov S.V., Zverev A.L., Palamarchuk V.P. Sposob sushki drevesiny [Method of drying wood]. Pat. № 2367861 RF, IPC F26B 3/20, no. 2008111441/06, application. 03.24.2008, publ. 20.09.2009.

[23] Kolobaeva A.A., Kotik O.A., Panina E.V., Chernyshova K.D. Issledovanie kinetiki sushki rastitel’nogo syr’ya [Investigation of the kinetics of drying vegetable raw materials]. Tekhnologiya I tovarovedenie sel’skokhozyaystvennoy produktsii [Technology and commodity science of agricultural products], 2021, no. 2 (17), pp. 154–160.

[24] Rudobashta S.P., Dornyak O.R., Dmitriev V.M. Raschet kinetiki sushki plastiny s uchetom ee usadki [Calculation of the kinetics of plate drying taking into account its shrinkage]. Teoreticheskie osnovy khimicheskoy tekhnologii [Theoretical foundations of chemical technology], 2021, v. 55, no. 5, pp. 612–617. DOI: 10.31857/S004035712104014X

[25] Izyakov F.Ya. Planirovanie eksperimenta I obrabotka opytnykh dannykh [Planning an experiment and processing experimental data]. Chelyabinsk: Chelyabinsk State Agrarian University, 2003, 103 p.

[26] Adler Yu.P., Markova E.V., Granovskiy Yu.V. Planirovanie eksperimenta pri poiske optimal’nykh usloviy [Planning an experiment in searching for optimal conditions]. Moscow: Nauka, 1976, 279 p.

[27] Rudak O.G. Issledovanie parametrov tekhnologii nachal’nogo progreva drevesiny v nenasyshchennoy srede [Investigation of the parameters of the technology of initial heating of wood in an unsaturated environment]. Trudy BGTU. Ser. 1: Lesnoe khozyaystvo, prirodopol’zovanie I pererabotka vozobnovlyaemykh resursov [Proceedings of BSTU. Series 1: Forestry, environmental management and processing of renewable resources], 2021, no. 2(246), pp. 268–276.

[28] Protasov S.K., Matveyko N.P., Borovik A.A. Issledovanie kinetiki sushki sloya kapillyarno-poristogo dispersnogo materiala [Investigation of the kinetics of drying a layer of capillary-porous dispersed material]. Khimicheskaya promyshlennost’ [Chemical industry], 2019, v. 96, no. 2, pp. 87–94.

[29] Storodubtseva T.N., Tomilin A.I. Issledovanie vodopogloshcheniya drevesiny listvennykh i khvoynykh porod, rezul’taty ispytaniy [Study of water absorption of deciduous and coniferous wood, test results]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Current areas of scientific research in the 21st century: theory and practice], 2013, no. 5, pp. 331–336.

[30] Artemov I.N. Ispol’zovanie uravneniy regressii dlya vkhodyashchego I vykhodyashchego potoka sushil’nogo agenta dly aeksperimental’noy sushil’noy kamery kondensatsionnogo tipa [Using regression equations for the incoming and outgoing flow of drying agent for an experimental condensation-type drying chamber]. Innovatsii i investitsii [Innovations and investments], 2022, no. 2, pp. 152–154.

[31] Rudobashta S.P., Kartashov E.M., Zueva G.A. IK-sushka plastiny v nepreryvno deystvuyushchem elektromagnitnom pole [IR-drying of a plate in a continuously acting electromagnetic field]. Inzhenerno-fizicheskiy zhurnal [Engineering and Physics journal], 2022, v. 95, no. 2, pp. 364–372.

[32] Zaripov Sh.G., Chizhov A.P., Kornienko V.A., Semenova N.I. Vliyanie vodorastvorimykh veshchestv na raspredelenie vlazhnosti v listvennichnykh pilomaterialakh pered sushkoy [Influence of water-soluble substances on the distribution of moisture in larch sawn timber before drying]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2019, no. 6 (372), pp. 185–193.

[33] Mizonov V.E., Mitrofanov A.V., Tannous K., Ovchinnikov L.N. Raschetno-eksperimental’noe issledovanie granulirovaniya v reaktore s kipyashchim sloem [Calculation and experimental study of granulation in a fluidized bed reactor]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Seriya Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya [News of higher educational institutions. Series Chemistry and chemical technology], 2019, v. 62, no. 5, pp. 97–103.

[34] Levinskiy V.N. Spectral analysis of various types of wood as the basis of low-temperature drying technology in vacuum conditions // BIO Web of Conferences. International Scientific and Practical Conference «Methods for Synthesis of New Biologically Active Substances and Their Application in Various Industries of the World Economy – 2023» (MSNBAS2023). Les Ulis, 2024. С. 05026.

[35] Merkelov V.M., Romanov V.A., Mikheenko V.V. Programma vybora koeffitsientov dlya rascheta teplovykh poter’ cherez ograzhdeniya lesosushil’nykh kamer [Program for selecting coefficients for calculating heat losses through the fences of timber drying chambers]. Aktual’nye problemy lesnogo kompleksa [Actual problems of the forest complex], 2014, no. 40, pp. 82–85.

[36] Popov V.M., Afon’kina V.A., Shukshina E.I. Sushka termolabil’nykh kul’tur v IK-diapazone s uchetom opticheskikh svoystv produkta [Drying of thermolabile cultures in the IR range taking into account the optical properties of the product]. Vestnik Yuzhno-Ural’skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Energetika [Bulletin of the South Ural State University. Series: Energy], 2012, no. 37(296), pp. 90–92.

Authors’ information

LevinskiyVasiliy Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Energy Supply and Automation of Technological Processes, South Ural State Agrarian University, lv_74rus@mail.ru

Urazov Sergey Igorevich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Energy Supply and Automation of Technological Processes, South Ural State Agrarian University, eskaton@mail.ru

Afon’kina Valentina Aleksandrovna — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Department of Energy Supply and Automation of Technological Processes, South Ural State Agrarian University, afva82@mail.ru

9

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОГО ПОСАДОЧНОГО МЕХАНИЗМА ДЛЯ СЕЯНЦЕВ С ЗАКРЫТОЙ КОРНЕВОЙ СИСТЕМОЙ В СРЕДЕ САПР С ПОЛНОРАЗМЕРНЫМ МАКЕТИРОВАНИЕМ СРЕДСТВАМИ 3D-ПЕЧАТИ

144-161

УДК 631.332

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-144-161

Шифр ВАК 4.3.4

М.Н. Лысыч¹, С.В. Малюков¹, М.В. Шавков², М.А. Гнусов¹

¹ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», Россия, 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, д. 8

²ООО «Русгидроком (РГК)», Россия, 394040, г. Воронеж, ул. Мазлумова, д. 25

miklynea@yandex.ru

Приведено обоснование необходимости разработки и применения посадочных машин для саженцев с закрытой корневой системой. Проанализированы существующие методы моделирования кинематики и динамики посадочных аппаратов с использованием CAD- и САЕ-систем, а также методы моделирования процессов взаимодействия рабочих органов посадочных машин с почвенной средой. Изложено описание общей концепции разрабатываемой посадочной машины для саженцев с закрытой корневой системы. Разработана имитационная модель посадочного механизма в программном комплексе CAD SolidWorks и САЕ SolidWorks Motion. Исследован рабочий процесс посадочного механизма на виртуальном стенде, реализованном в этой же программной среде. Получена группа параметров, необходимых для оценки работоспособности посадочного механизма, в частности: моменты сил виртуальных двигателей привода посадочного аппарата и зарядного устройства; силы, возникающие на виртуальных пружинах посадочного конуса и стакана зарядного барабана; сила контакта кулачка с роликом; величина раскрытия посадочных конусов. Выполнено моделирование процесса взаимодействия посадочных конусов с почвенной средой методом дискретных элементов. Разработан полноразмерный макетный образец с использованием 3D-печати, позволивший подтвердить полученные в результате моделирования силовые характеристики по такому ключевому параметру, как крутящий момент, требующийся для привода посадочного аппарата и зарядного устройства. Подтверждена правильность выбранных в процессе проектирования кинематических параметров механизма.

Ключевые слова: посадочный аппарат, закрытая корневая система, имитационное моделирование, 3D CAD, MBD, DEM, 3D-печать

Ссылка для цитирования: Лысыч М.Н., Малюков С.В., Шавков М.В., Гнусов М.А. Исследование полуавтоматического посадочного механизма для сеянцев с закрытой корневой системой в среде САПР с полноразмерным макетированием средствами 3D-печати // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 144–161. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-144-161

Список литературы

[1] Оплетаев А.С., Жигулин Е.В., Залесов С.В. Опыт многоротационного выращивания контейнерного посадочного материала для искусственного лесовосстановления в теплицах с регулируемым микроклиматом // Хвoйные бореальной зоны, 2023. Т. 41. № 2. С. 152–157. DOI: 10.53374/1993-0135-2023-2-152-157

[2] Трегубов О.В., Лактионов А.П., Мизин Ю.А., Комарова О.В., Пилипенко В.Н., Похваленко В.А. Опыт создания лесных культур с закрытой коревой системой в степной и лесостепной зонах юга Российской Федерации // Астрaханский вестник экологического образования, 2022. № 5 (70). С. 203–211. DOI: 10.36698/2304-5957-2022-5-203-211

[3] Исаков И.Ю., Михин В.И., Трегубов О.В., Сидоров Г.С., Попов А.В., Ахтямов А.Г. Полиморфизм и биоразнообразие лесообразующих пород в искусственных и естественных насаждениях центральной лесостепи. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного лесотехнического университета имени Г.Ф. Морозова, 2021. 156 с.

[4] Habineza E., Ali M., Reza N., Chung S.-O. Vegetable transplanters and kinematic analysis of major mechanisms Onion transplanter View project // Korean J. Agric. Sci., 2023, v. 50(1), pp. 113–129. DOI: 10.7744/kjoas.20230007

[5] Karayel D., Çanakci M., Topakci M., Aktaş A., Aytem H., Kriauciuniene Z. Technical evaluation of transplanters’ performance for potted seedlings // Turkish J. Agric. For., 2023, v. 47, no. 1, pp. 116–123. OI: 10.55730/1300-011X.3068

[6] Khadatkar A., Mathur S.M., Gaikwad B.B. Automation in transplanting: A smart way of vegetable cultivation // Current Science. Indian Academy of Sciences, 2018, v. 115, no. 10, pp. 1884–1892. DOI: 10.18520/cs/v115/i10/1884-1892

[7] Tylek P., Szewczyk G., Kormanek M., Walczyk J., Sowa J. M., Pietrzykowski M., Woś B., Kiełbasa P., Juliszewski T., Tadeusiewicz R., Adamczyk F., Danielak M., Wojciechowski J., Szczepaniak J., Szychta M., Szulc, T. Design of a Planting Module for an Automatic Device for Forest Regeneration // Croat. J. For. Eng., 2023, v. 44, no. 1, pp. 203–215. DOI: 10.5552/crojfe.2023.1722

[8] Iqbal Z. Design of a Gear Driven Hopper Type Dibbling Mechanism for a 2.7 kW Two-row Pepper Transplanter // Thesis for the Degree of Master of Science, Chungnam National University. DOI: 10.13140/RG.2.2.31847.80807

[9] Durga M.L., Rao A.S., Kumar A.A. Performance Evaluation of Single Row-Low Horse Power Tractor Operated Vegetable Transplanter // Curr. J. Appl. Sci. Technol., 2020, v. 39, no. 44, pp. 37–44. DOI: 10.9734/cjast/2020/v39i4431149

[10] Mitrache P.M., Ciupercă R., Sărăcin I. Kinematics of the Seedling Plant with Vertical Distributor and Buckets // E3S Web Conf., 2021, v. 286, pp. 2–11. DOI.10.1051/e3sconf/202128603012

[11] Sun W., Zhang H., Simionescu P.A. Numerical Optimization and Experimental Validation of a Five-link Mechanism, Potato planter // Proc. Inst. Mech. Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci., 2021, v. 235, no. 23, pp. 6883–6892. DOI: 10.1177/09544062211004652

[12] Han L.H., Mao H.P., Hu J.P., Kumi F. Development of a Riding-type Fully Automatic Transplanter for Vegetable Plug Seedlings // Spanish J. Agric. Res., 2019, v. 17, no. 3. DOI: 10.5424/sjar/2019173-15358

[13] Kumar G.V.P., Raheman H. Vegetable Transplanters for Use in Developing Countriesa Review // Int. J. Veg. Sci., 2008, v. 14, no. 3, pp. 232–255. DOI: 10.1080/19315260802164921

[14] Sun W., Simionescu P.A. Parameter Analysis and Field Tests of a Double Crank Multi-Rod under Plastic-Film Hill-Drop Mechanism Potato Planter // Am. J. Potato Res., 2020, v. 97, no. 3, pp. 256–264. DOI: 10.1007/s12230-020-09773-5

[15] Jin X., Li S., Yang X., Wu J., Liu Z., Liu H. Developments in Research on Seedling Auto-picking Device of Vegetable Transplanter // Appl. Mech. Mater., 2013, v. 364, pp. 375–379. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.364.375

[16] Jin X., Cheng Q., Zhao B., Ji J., Li M. Design and test of 2ZYM-2 Potted Vegetable Seedlings Transplanting Machine // Int. J. Agric. Biol. Eng., 2020, v. 13, no. 1, pp. 101–110. DOI: 10.25165/j.ijabe.20201301.5494

[17] Бартенев И.И., Гаврин Д.С. Конструктивные особенности посадочных машин // Лесотехнический журнал, 2019. Т. 9. № 2. С. 147–155. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2019.2/16

[18] Hwang S.J., Park J.H., Lee J.Y., Shim S.B., Nam J.S. Optimization of Main Link Lengths of Transplanting Device of Semi-Automatic Vegetable Transplanter // Agron., 2020, v. 10, p. 1938. DOI: 10.3390/AGRONOMY10121938

[19] Markumningsih S., Hwang S.-J., Kim J.-H., Jang M.-K., Shin C.-S., Nam J. Comparison of Consumed Power and Safety of Two Types of Semi-Automatic Vegetable Transplanter: Cam and Four-Bar Link // Agriculture. MDPI AG, 2023, v. 13, no. 3, p. 588. DOI: 10.3390/agriculture13030588

[20] Chowdhury M., Ali M., Habineza E., Reza M.N., Kabir M.S.N., Lim S.-J., Choi I.-S., Chung, S.-O. Analysis of Rollover Characteristics of a 12 kW Automatic Onion Transplanter to Reduce Stability Hazards // Agriculture. MDPI AG, 2023, v. 13, no. 3, p. 652. DOI: 10.3390/agriculture13030652

[21] Zhou M., Shan Y., Xue X., Yin D. Theoretical analysis and development of a mechanism with punching device for transplanting potted vegetable seedlings // Int. J. Agric. Biol. Eng., 2020, v. 13, no. 4, pp. 85–92. DOI: 10.25165/j.ijabe.20201304.5404

[22] Sun K., Ge R., Li T., Wang J. Design and Analysis of Vegetable Transplanter Based on Five-bar Mechanism // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 2019, v. 692, pp. 1–7. DOI: 10.1088/1757-899X/692/1/012029

[23] Yu Y., Liu J., Ye B., Yu G., Jin X., Sun L., Tong J. Design and Experimental Research on Seedling Pick-Up Mechanism of Planetary Gear Train with Combined Non-circular Gear Transmission // Chinese J. Mech. Eng. Springer Singapore, 2019, v. 32, no. 1. DOI: 10.1186/s10033-019-0357-3

[24] Shao Y., Liu Y., Xuan G., Hu Z., Han X., Wang Y., Chen B., Wang W. Design and Test of Multifunctional Vegetable Transplanting Machine // IFAC-PapersOnLine. Elsevier Ltd, 2019, v. 52, no. 30, pp. 92–97. DOI: 10.1016/j.ifacol.2019.12.503

[25] Reza M. N., Islam M. N., Chowdhury M., Ali M., Islam S., Kiraga S., Lim S. J., Choi I. S., Chung S. O. Kinematic analysis of a gear-driven rotary planting mechanism for a six-row self-propelled onion transplanter // Machines. MDPI, 2021, v. 9, no. 9. DOI: 10.3390/machines9090183

[26] Iqbal M.Z., Islam M.N., Ali M., Kabir M.S.N., Park T., Kang T.G., Park K.S., Chung, S.O. Kinematic analysis of a hopper-type dibbling mechanism for a 2.6 kW two-row pepper transplanter // J. Mech. Sci. Technol. Korean Society of Mechanical Engineers, 2021, v. 35, no. 6, pp. 2605–2614. DOI: 10.1007/s12206-021-0531-2

[27] Iqbal M. Z., Islam M. N., Chowdhury M., Islam S., Park T., Kim Y. J., Chung, S. O. Working speed analysis of the gear-driven dibbling mechanism of a 2.6 kw walking-type automatic pepper transplanter // Machines, 2021, v. 9, no. 1, pp. 1–16. DOI: 10.3390/machines9010006

[28] Zeng F., Li X., Bai H., Cui J., Liu X., Zhang Y. Experimental Research and Analysis of Soil Disturbance Behavior during the Hole Drilling Process of a Hanging-Cup Transplanter by DEM // Processes, 2023, v. 11, no. 2, pp. 1–18. DOI: 10.3390/pr11020600

[29] Yang Q., Zhang R., Jia C., Li Z., Zhu M., Addy M. Study of dynamic hole-forming performance of a cup-hanging planter on a high-speed seedling transplanter // Front. Mech. Eng., 2022, v. 8, no. August, pp. 1–16. DOI: 10.3389/fmech.2022.896881

[30] Bai H., Li X., Zeng F., Cui J., Zhang Y. Study on the Impact Damage Characteristics of Transplanting Seedlings Based on Pressure Distribution Measurement System // Horticulturae, 2022, v. 8, no. 11. DOI: 10.3390/horticulturae8111080

[31] Cui J., Li X., Zeng F., Bai H., Zhang Y. Parameter Calibration and Optimization of a Discrete Element Model of Plug Seedling Pots Based on a Collision Impact Force // Appl. Sci., 2023, v. 13, no. 10. DOI: 10.3390/app13106278

[32] Катаев Ю.В., Гончарова Ю.А., Свиридов А.С., Тужилин С.П. Применение технологий 3D-печати и 3D-сканирования при изготовлении и ремонте сельскохозяйственной техники // Техника и оборудование для села, 2023. № 1. C. 34–38. DOI: 10.33267/2072-9642-2023-1-34-38

[33] Гончарова Ю.А. Реновация технических средств с использованием 3D-печати полимерных запасных частей: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.03. Москва, 2022. 188 с.

[34] Лысыч М.Н., Шабанов М.Л., Боровенский В.Р. Использование технологий 3D-печати при проектировании почвообрабатывающих орудий // Фундаментальные исследования, 2016. № 11. С. 306–311.

[35] Lysych M., Bukhtoyarov L., Druchinin D. Design and Research Sowing Devices for Aerial Sowing of Forest Seeds with UAVs // Inventions, 2021, v. 8, no. 83. DOI: 10.3390/inventions6040083

Сведения об авторах

Лысыч Михаил Николаевич  — канд. техн. наук, доцент кафедры лесной промышленности, метрологии, стандартизации и сертификации, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», miklynea@yandex.ru

Малюков Сергей Владимирович — канд. техн. наук, доцент кафедры механизации лесного хозяйства и проектирования машин, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», malyukovsergey@yandex.ru

Шавков Михаил Викторович — канд. техн. наук, руководитель отдела снабжения и логистики, ООО «Русгидроком (РГК)», shavkovmv@mail.ru

Гнусов Максим Александрович — канд. техн. наук, руководитель лаборатории лесного машиностроения Инжинирингового центра ВГЛТУ, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», mgnusov@yandex.ru

STUDY OF SEMI-AUTOMATIC PLANTING MECHANISM FOR SEEDLINGS WITH ROOT-BALLED TREE SYSTEM IN CAD WITH FULL-SIZE 3D-PRINTING TOOLS

M.N. Lysych¹, S.V. Malyukov¹, M.V. Shavkov², M.A. Gnusov¹

¹Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov, 8, Timiryazev st., 394087,

Voronezh, Russia

²Rushydrocom (RGK) LLC, 25, Mazlumova st., 394040, Voronezh, Russia

miklynea@yandex.ru

The necessity of developing and creating planting machines for seedlings with a root-balled tree system is substantiated. Existing methods for modeling the kinematics and dynamics of planting machines using CAD and CAE systems, as well as methods for modeling the processes of interaction between the working bodies of planting machines and the soil environment are analyzed. The general concept of the developed planting machine for seedlings with a root-balled tree system is described. A simulation model of the planter mechanism has been created in the 3D CAD SolidWorks software package and CAE SolidWorks Motion. The working process of the planter mechanism was studied on a virtual stand implemented in the same software. As a result of the simulation, a group of parameters necessary for assessing the performance of the planter mechanism was obtained. These are the moments of forces of the virtual motors of the planter gear drive and the feeding device, the forces arising on the virtual springs of the retainer cone and the feeding drum cell, as well as the values of the contact force of the cam with the roller and the size of the opening of the retainer cones. The process of interaction of retaining cones with the soil environment was simulated using the discrete element method. For experimental verification of the obtained parameters, a full-size mock-up sample was created using 3D-printing. It made possible to confirm the power characteristics obtained as a result of modeling for such a key parameter as the torque required to drive the planter gear and the feeding device. Also, the correctness of the kinematic parameters of the mechanism chosen during the design process was clearly confirmed.

Keywords: planter, closed root system, simulation, 3D CAD, MBD, DEM, 3D-printing

Suggested citation: Lysych M.N., Malyukov S.V., Shavkov M.V., Gnusov M.A. Issledovanie poluavtomaticheskogo posadochnogo mekhanizma dlya seyantsev s zakrytoy kornevoy sistemoy v srede SAPR s polnorazmernym maketirovaniem sredstvami 3D-pechati [Study of semi-automatic planting mechanism for seedlings with root-balled tree system in CAD with full-size 3D-printing tools]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 144–161. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-144-161

References

[1] Opletaev A.S., Zhigulin E.V., Zalesov S.V. Opyt mnogorotatsionnogo vyrashchivaniya konteynernogo posadochnogo materiala dlya iskusstvennogo lesovosstanovleniya v teplitsakh s reguliruemym mikroklimatom [Experience of multi-rotation cultivation of container planting material for artificial reforestation in greenhouses with a controlled microclimate]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal zone], 2023, v. 41, no. 2, pp. 152–157. DOI: 10.53374/1993-0135-2023-2-152-157

[2] Tregubov O.V., Laktionov A.P., Mizin Yu.A., Komarova O.V., Pilipenko V.N., Pokhvalenko V.A. Opyt sozdaniya lesnykh kul’tur s zakrytoy korevoy sistemoy v stepnoy i lesostepnoy zonakh yuga Rossiyskoy Federatsii [Experience of creating forest crops with a closed bark system in the steppe and forest-steppe zones of the south of the Russian Federation]. Astrakhanskiy vestnik ekologicheskogo obrazovaniya [Astrakhan Bulletin of Environmental Education], 2022, no. 5 (70), pp. 203–211. DOI 10.36698/2304-5957-2022-5-203-211

[3] Isakov I.Yu., Mikhin V.I., Tregubov O.V., Sidorov G.S., Popov A.V., Akhtyamov A.G. Polimorfizm i bioraznoobrazie lesoobrazuyushchikh porod v iskusstvennykh i estestvennykh nasazhdeniyakh tsentral’noy lesostepi [Polymorphism and biodiversity of forest-forming species in artificial and natural plantations of the central forest-steppe]. Voronezh: Voronezh State Forest Engineering University named after G.F. Morozov, 2021. 156 p.

[4] Habineza E., Ali M., Reza N., Chung S.-O. Vegetable transplanters and kinematic analysis of major mechanisms Onion transplanter View project. Korean J. Agric. Sci., 2023, v. 50(1), pp. 113–129. DOI: 10.7744/kjoas.20230007

[5] Karayel D., Çanakci M., Topakci M., Aktaş A., Aytem H., Kriauciuniene Z. Technical evaluation of transplanters’ performance for potted seedlings. Turkish J. Agric. For., 2023, v. 47, no. 1, pp. 116–123. DOI: 10.55730/1300-011X.3068

[6] Khadatkar A., Mathur S.M., Gaikwad B.B. Automation in transplanting: A smart way of vegetable cultivation. Current Science. Indian Academy of Sciences, 2018, v. 115, no. 10, pp. 1884–1892. DOI: 10.18520/cs/v115/i10/1884-1892

[7] Tylek P., Szewczyk G., Kormanek M., Walczyk J., Sowa J. M., Pietrzykowski M., Woś B., Kiełbasa P., Juliszewski T., Tadeusiewicz R., Adamczyk F., Danielak M., Wojciechowski J., Szczepaniak J., Szychta M., Szulc, T. Design of a Planting Module for an Automatic Device for Forest Regeneration. Croat. J. For. Eng., 2023, v. 44, no. 1, pp. 203–215. DOI: 10.5552/crojfe.2023.1722

[8] Iqbal Z. Design of a Gear Driven Hopper Type Dibbling Mechanism for a 2.7 kW Two-row Pepper Transplanter. Thesis for the Degree of Master of Science, Chungnam National University. DOI: 10.13140/RG.2.2.31847.80807

[9] Durga M.L., Rao A.S., Kumar A.A. Performance Evaluation of Single Row-Low Horse Power Tractor Operated Vegetable Transplanter. Curr. J. Appl. Sci. Technol., 2020, v. 39, no. 44, pp. 37–44. DOI: 10.9734/cjast/2020/v39i4431149

[10] Mitrache P.M., Ciupercă R., Sărăcin I. Kinematics of the Seedling Plant with Vertical Distributor and Buckets. E3S Web Conf., 2021, v. 286, pp. 2–11. DOI.10.1051/e3sconf/202128603012

[11] Sun W., Zhang H., Simionescu P.A. Numerical Optimization and Experimental Validation of a Five-link Mechanism, Potato planter. Proc. Inst. Mech. Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci., 2021, v. 235, no. 23, pp. 6883–6892. DOI: 10.1177/09544062211004652

[12] Han L.H., Mao H.P., Hu J.P., Kumi F. Development of a Riding-type Fully Automatic Transplanter for Vegetable Plug Seedlings. Spanish J. Agric. Res., 2019, v. 17, no. 3. DOI: 10.5424/sjar/2019173-15358

[13] Kumar G.V.P., Raheman H. Vegetable Transplanters for Use in Developing Countriesa Review. Int. J. Veg. Sci., 2008, v. 14, no. 3, pp. 232–255. DOI: 10.1080/19315260802164921

[14] Sun W., Simionescu P.A. Parameter Analysis and Field Tests of a Double Crank Multi-Rod under Plastic-Film Hill-Drop Mechanism Potato Planter. Am. J. Potato Res., 2020, v. 97, no. 3, pp. 256–264. DOI: 10.1007/s12230-020-09773-5

[15] Jin X., Li S., Yang X., Wu J., Liu Z., Liu H. Developments in Research on Seedling Auto-picking Device of Vegetable Transplanter. Appl. Mech. Mater., 2013, v. 364, pp. 375–379. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.364.375

[16] Jin X., Cheng Q., Zhao B., Ji J., Li M. Design and test of 2ZYM-2 Potted Vegetable Seedlings Transplanting Machine. Int. J. Agric. Biol. Eng., 2020, v. 13, no. 1, pp. 101–110. DOI: 10.25165/j.ijabe.20201301.5494

[17] Bartenev I.I., Gavrin D.S. Konstruktivnye osobennosti posadochnykh mashin [Design features of planting machines]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forest Engineering Journal], 2019, v. 9, no. 2, pp. 147–155. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2019.2/16

[18] Hwang S.J., Park J.H., Lee J.Y., Shim S.B., Nam J.S. Optimization of Main Link Lengths of Transplanting Device of Semi-Automatic Vegetable Transplanter. Agron., 2020, v. 10, p. 1938. DOI: 10.3390/AGRONOMY10121938

[19] Markumningsih S., Hwang S.-J., Kim J.-H., Jang M.-K., Shin C.-S., Nam J. Comparison of Consumed Power and Safety of Two Types of Semi-Automatic Vegetable Transplanter: Cam and Four-Bar Link. Agriculture. MDPI AG, 2023, v. 13, no. 3, p. 588. DOI: 10.3390/agriculture13030588

[20] Chowdhury M., Ali M., Habineza E., Reza M.N., Kabir M.S.N., Lim S.-J., Choi I.-S., Chung, S.-O. Analysis of Rollover Characteristics of a 12 kW Automatic Onion Transplanter to Reduce Stability Hazards. Agriculture. MDPI AG, 2023, v. 13, no. 3, p. 652. DOI: 10.3390/agriculture13030652

[21] Zhou M., Shan Y., Xue X., Yin D. Theoretical analysis and development of a mechanism with punching device for transplanting potted vegetable seedlings. Int. J. Agric. Biol. Eng., 2020, v. 13, no. 4, pp. 85–92. DOI: 10.25165/j.ijabe.20201304.5404

[22] Sun K., Ge R., Li T., Wang J. Design and Analysis of Vegetable Transplanter Based on Five-bar Mechanism. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 2019, v. 692, pp. 1–7. DOI: 10.1088/1757-899X/692/1/012029

[23] Yu Y., Liu J., Ye B., Yu G., Jin X., Sun L., Tong J. Design and Experimental Research on Seedling Pick-Up Mechanism of Planetary Gear Train with Combined Non-circular Gear Transmission. Chinese J. Mech. Eng. Springer Singapore, 2019, v. 32, no. 1. DOI: 10.1186/s10033-019-0357-3

[24] Shao Y., Liu Y., Xuan G., Hu Z., Han X., Wang Y., Chen B., Wang W. Design and Test of Multifunctional Vegetable Transplanting Machine. IFAC-PapersOnLine. Elsevier Ltd, 2019, v. 52, no. 30, pp. 92–97. DOI: 10.1016/j.ifacol.2019.12.503

[25] Reza M.N., Islam M.N., Chowdhury M., Ali M., Islam S., Kiraga S., Lim S.J., Choi I.S., Chung S.O. Kinematic analysis of a gear-driven rotary planting mechanism for a six-row self-propelled onion transplanter. Machines. MDPI, 2021, v. 9, no. 9. DOI: 10.3390/machines9090183

[26] Iqbal M.Z., Islam M.N., Ali M., Kabir M.S.N., Park T., Kang T.G., Park K.S., Chung, S.O. Kinematic analysis of a hopper-type dibbling mechanism for a 2.6 kW two-row pepper transplanter. J. Mech. Sci. Technol. Korean Society of Mechanical Engineers, 2021, v. 35, no. 6, pp. 2605–2614. DOI: 10.1007/s12206-021-0531-2

[27] Iqbal M.Z., Islam M.N., Chowdhury M., Islam S., Park T., Kim Y.J., Chung, S.O. Working speed analysis of the gear-driven dibbling mechanism of a 2.6 kw walking-type automatic pepper transplanter. Machines, 2021, v. 9, no. 1, pp. 1–16. DOI: 10.3390/machines9010006

[28] Zeng F., Li X., Bai H., Cui J., Liu X., Zhang Y. Experimental Research and Analysis of Soil Disturbance Behavior during the Hole Drilling Process of a Hanging-Cup Transplanter by DEM. Processes, 2023, v. 11, no. 2, pp. 1–18. DOI: 10.3390/pr11020600

[29] Yang Q., Zhang R., Jia C., Li Z., Zhu M., Addy M. Study of dynamic hole-forming performance of a cup-hanging planter on a high-speed seedling transplanter. Front. Mech. Eng., 2022, v. 8, no. August, pp. 1–16. DOI: 10.3389/fmech.2022.896881

[30] Bai H., Li X., Zeng F., Cui J., Zhang Y. Study on the Impact Damage Characteristics of Transplanting Seedlings Based on Pressure Distribution Measurement System. Horticulturae, 2022, v. 8, no. 11. DOI: 10.3390/horticulturae8111080

[31] Cui J., Li X., Zeng F., Bai H., Zhang Y. Parameter Calibration and Optimization of a Discrete Element Model of Plug Seedling Pots Based on a Collision Impact Force. Appl. Sci., 2023, v. 13, no. 10. DOI: 10.3390/app13106278

[32] Kataev Yu.V., Goncharova Yu.A., Sviridov A.S., Tuzhilin S.P. Primenenie tekhnologiy 3D-pechati i 3D-skanirovaniya pri izgotovlenii i remonte sel’skokhozyaystvennoy tekhniki [Application of 3D printing and 3D scanning technologies in the manufacture and repair of agricultural machinery]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela [Machinery and equipment for the village], 2023, no. 1, pp. 34–38. DOI: 10.33267/2072-9642-2023-1-34-38

[33] Goncharova Yu.A. Renovatsiya tekhnicheskikh sredstv s ispol’zovaniem 3D-pechati polimernykh zapasnykh chastey [Renovation of technical equipment using 3D printing of polymer spare parts]. Dis. Cand. Sci. (Tech.) 05.20.03. Moscow, 2022, 188 p.

[34] Lysych M.N., Shabanov M.L., Borovenskiy V.R. Ispol’zovanie tekhnologiy 3D-pechati pri proektirovanii pochvoobrabatyvayushchikh orudiy [The use of 3D printing technologies in the design of tillage implements]. Fundamental’nye issledovaniya [Fundamental Research], 2016, no. 11, pp. 306–311.

[35] Lysych M., Bukhtoyarov L., Druchinin D. Design and Research Sowing Devices for Aerial Sowing of Forest Seeds with UAVs. Inventions, 2021, v. 8, no. 83. DOI: 10.3390/inventions6040083

Authors’ information

Lysych Mikhail Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Department of Forest Industry, Metrology, Standardization and Certification, Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov (VGLTU), miklynea@yandex.ru

Malyukov Sergey Vladimirovich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Department of Forestry Mechanization and Machine Design, Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov (VGLTU), malyukovsergey@yandex.ru

Shavkov Mikhail Viktorovich — Cand. Sci. (Tech.), Head of Supply and Logistics Department, RusHydrocom (RGK) LLC, shavkovmv@mail.ru

Gnusov Maksim Aleksandrovich — Cand. Sci. (Tech.), Head of the Forestry Engineering Laboratory of the Engineering Center VGLTU, Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov (VGLTU), mgnusov@yandex.ru

10

ОЦЕНКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ПОЛОТНОМ ПУТИ В КОНЦЕПЦИИ ПОДВИЖНОСТИ

162-171

УДК 629.3

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-162-171

Шифр ВАК. 4.3.4

А.И. Марковнина, В.В. Беляков, В.С. Макаров, У.Ш. Вахидов, А.А. Клюшкин

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева», 603155, Россия, г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24

makvl2010@gmail.com

Рассмотрена методика расчета параметра подвижности транспортно-технологических машин по трем составляющим: техническим характеристикам машины, условиям движения на территории, режиму движения. Представлены технические характеристики транспортного средства, необходимые для определения первой составляющей, проведено их сравнение с условиями движения на конкретной территории. Приведены технические оценки вездеходов. Сделан теоретический вывод о типе вездехода, который может преодолевать разнообразные препятствия на выбранном участке.

Ключевые слова: подвижность, проходимость, технические характеристики, транспортно-технологическая машина

Ссылка для цитирования: Марковнина А.И., Беляков В.В., Макаров В.С., Вахидов У.Ш., Клюшкин А.А. Оценка взаимодействия транспортного средства с полотном пути в концепции подвижности // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 162–171. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-162-171

Список литературы

[1] Клубничкин В.Е., Клубничкин Е.Е., Бухтояров Л.Д., Малюков С.В., Дручинин Д.Ю. Определение динамических нагрузок в трансмиссии гусеничной лесозаготовительной машины при преодолении препятствий // Лесотехнический журнал, 2017. Т. 7. № 1 (25). С. 185–196.

[2] Беляков В.В., Беляев А.М., Бушуева М.Е., Вахидов У.Ш. Концепция подвижности наземных транспортно-технологических машин // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, 2013. № 3 (100). С. 145–175.

[3] Автоматические и интеллектуальные системы транспортных средств. Автомобили и тракторы, многоцелевые колесные и гусеничные машины, наземные транспортно-технологические комплексы, мобильные роботы и планетоходы / под ред. В. Белякова, Л. Палковича. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, 2012. 475 с.

[4] Hubacek M., Almasiova L., Brenova M., Bures M., Mertova E. Assessing quality of soil maps and possibilities of their use for computing vehicle mobility // 23rd Central European Conf. on Central Europe Area in View of Current Geography, Brno, 2016, pp. 99–110. https://doi.org/10.5817/CZ.MUNI.P210-8314-2016

[5] McCullougha M., Jayakumarb P., Daschc J., Gorsich D. The Next Generation NATO Reference mobility model development // J. of Terramechanics, 2017, v. 73, pp. 49–60.

[6] Bekker M. Theory of land locomolion. University of Michigan Press, 1960, 520 p.

[7] Bradbury M., Dasch J., Gonzalez R., Hodges H., Jain A., Iagnemma K., Letherwood M.D., McCullough M., Priddy J., Wojtysiak B., Wong J.Y., Jayakumar P., Hoenlinger M. Next-Generation NATO Reference Mobility Model (NG-NRMM) // Final Report by NATO Exploratory Team ET-148, 2016, 231 p.

[8] Wong J., Jayakumar P., Toma E., Preston-Thomas J. Comparison of simulation models NRMM and NTVPM for assessing military tracked vehicle cross-country performance // J. of Terramechanics, 2018, v. 80, pp. 31–48.

[9] McCullough M., Jayakumar P., Dasch J.M., Gorsich D. The Next Generation NATO Reference mobility model development // J. of Terramechanics, 2017, v. 73, pp. 49–60.

[10] Rybansky M., Hofmann A., Hubáček M., Kovarik V., Talhofer V. The impact of terrain on cross-country mobility geographic factors and their characteristics // 18th Int. Conf. of the Int. Society for Terrain-Vehicle Systems, ISTVS 2014, Seoul, Korea, 2014, 6 p.

[11] Костин И.М., Фасхиев Х.А. Обеспечение конкурентоспособности грузовых автомобилей на этапе разработки. Набережные Челны: Изд-во КамПИ, 2001. 349 с.

[12] Узлов В.А., Шишков Г.И., Щербаков В.В. Основные физические параметры снежного покрова // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2014. № 1 (103). С. 119–129.

[13] Беляев А.М. Разработка методики расчета подвижности и эффективности шасси мобильных автономных комплексов для движения в береговой зоне: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.03. Нижний Новгород, 2021. 164 с.

[14] Зезюлин Д.В. Разработка методики выбора конструкционных параметров движителей, обеспечивающих эффективность движения колесных машин по снегу: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.03. Нижний Новгород, 2013. 218 с.

[15] Вершинин А.В., Ерасов И.А., Левшунов Л.С., Янкович А.В. Влияние неравномерности скорости резания мерзлого грунта подкопочной машины на энергоемкость его разрушения // Современные проблемы науки и образования, 2014. № 6. С. 264.

[16] Affleck R.T., Melloh R.A., Shoop S.A. Cross-country mobility on various snow conditions for validation of a virtual terrain // J. of Terramechanics, 2009, v. 46, pp. 203–210.

[17] Горелов В.А. Научные методы повышения безопасности и энергоэффективности движения многоосных колесных транспортных комплексов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.03. Москва, 2012. 336 с.

[18] Барахтанов Л.В., Ершов В.И., Куляшов А.П., Рукавишников С.В. Снегоходные машины. Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1986. 191 с.

[19] Постников В.М., Спиридонов С.Б. Методы выбора весовых коэффициентов локальных критериев // Наука и образование, 2015. № 6. С. 267–287 DOI: 10.7463/0615.0780334

[20] Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений. М.: Университетская лавка, Логос, 2008. 392 с.

[21] Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств. М.: Машиностроение, 1982. 284 с.

[22] Папунин А.В. Методика расчета, выбора и оценка основных параметров движителя многоосной колесной машины при преодолении разрушаемых препятствий: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.03. Нижний Новгород, Изд-во Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, 2019. 175 с.

[23] Бухарин Н.А., Бронштейн Я.И., Буянов В.М., Веркевич О.И., Голяк В.К., Доброхотов Е.А., Чепурный В.Д. Проходимость автомобиля. М.: Воениздат, 1959. 310 с.

[24] Трофимова Е.А., Кисляк Н.В., Гилев Д.В. Теория вероятностей и математическая статистика / под ред. Е.А. Трофимовой. Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2018. 160 с.

[25] Тюрин Ю.Н., Макаров А.А., Высоцкий И.Р., Ященко И.В. Теория вероятностей и статистика. М.: МЦНМО, АО «Московские учебники», 2004. 256 с.

[26] Мишурин В.М., Романов А.Н. Надежность водителя и безопасность движения. М.: Транспорт, 1990. 167 с.

[27] Воронцова Ю., Ермолаев В.В. Психологические особенности внимания в неравновесных психических состояниях: типология профессиональных водителей // Человеческий капитал, 2021. № 9(153). С. 112–126.

[28] Зимелев Г.В. Теория автомобиля. М.: Воениздат, 1957. 455 с.

[29] Мамити Г.И., Плиев С.Х. Проходимость колесной машины. Владикавказ: МАВР, 2013. 134 с.

[30] Чудаков Е.А. Теория автомобиля. М.: МАШГИЗ, 1950. 344 с.

[31] Платонов В.Ф., Леиашвили Г.Р. Гусеничные и колесные транспортно-тяговые машины. М.: Машиностроение, 1986. 294 с.

[32] Бочаров Н.Ф., Цитович И.С.. Полунгян А.А.. Семенов В.М., Цыбин В.С., Жеглов Л.Ф. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости / под общ. ред. Н.Ф. Бочарова, И.С. Цитовича. М.: Машиностроение, 1983. 303 с.

[33] Саблин С.Ю., Скрыпников А.В., Козлов В.Г., Прокопец В.С., Брюховецкий А.Н., Голубев М.И. Технико-экономическое обоснование элементов плана лесовозных автомобильных дорог // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2021. Т. 25. № 3. С. 111–117. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-3-111-117

[34] Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. М.: Машиностроение, 1981. 279 с.

[35] Скородумов А.И. Учебник сержанта мотострелковых войск. М.: Воениздат, 2003. 308 с.

[36] Математическая модель комплексной оценки подвижности машин высокой проходимости // SAE Prepr., s. а., № 740426, 24 p. URL: https://btvt.narod.ru/4/mat_proxod.htm (дата обращения 05.04.2024).

Cведения об авторах

Марковнина Алина Ивановна — ассистент, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева», a.markovnina@nntu.ru

Беляков Владимир Викторович — д-р техн. наук, профессор, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева», belyakov@nntu.ru

Макаров Владимир Сергеевич — д-р техн. наук, профессор, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева», vladimir.makarov@nntu.ru

Вахидов Умар Шахидович — д-р техн. наук, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева», vahidov@nntu.ru

Клюшкин Антон Алексеевич — магистр, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева», aak-nntu@yandex.ru

ESTIMATION OF INTERACTION BETWEEN VEHICLE AND ROAD BED IN CONCEPT OF MOVEMENT

A.I. Markovnina, V.V. Belyakov, V.S. Makarov, U.Sh. Vahidov, A.A. Klyushkin

Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev, 24, Minin st., 603155, Nizhny Novgorod, Russia

makvl2010@gmail.com

The methodology of calculation of mobility parameter of transport-technological machines according to three components is considered, as technical characteristics of the machine, traffic conditions on the territory, traffic mode. The technical characteristics of the vehicle necessary for determination of the first component are presented, their comparison with conditions of movement on a specific territory is carried out. Technical evaluations of all-terrain vehicles are given. A theoretical conclusion is made about the type of all-terrain vehicle that can overcome a variety of obstacles in the selected area.

Keywords: mobility, cross-country ability, technical characteristics, transport-technological machine

Suggested citation: Markovnina A.I., Belyakov V.V., Makarov V.S., Vakhidov U.Sh., Klyushkin A.A. Otsenka vzaimodeystviya transportnogo sredstva s polotnom puti v kontseptsii podvizhnosti [Estimation of interaction between vehicle and road bed in concept of movement]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 162–171. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-162-171

References

[1] Klubnichkin V.E., Klubnichkin E.E., Bukhtoyarov L.D., Malyukov S.V., Druchinin D.Yu. Opredelenie dinamicheskikh nagruzok v transmissii gusenichnoy lesozagotovitel’noy mashiny pri preodolenii prepyatstviy [Determination of dynamic loads in the transmission of a tracked logging machine when overcoming obstacles]. Lesotekhnicheskiy zhurnal [Forestry Engineering J.], 2017, v. 7, no. 1 (25), pp. 185–196.

[2] Belyakov V.V., Belyaev A.M., Bushueva M.E., Vakhidov U.Sh. Kontseptsiya podvizhnosti nazemnykh transportno-tekhnologicheskikh mashin [The concept of mobility of ground transport and technological machines]. Trudy Nizhegorodskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. R.E. Alekseeva [Proceedings of the Nizhny Novgorod State Technical University named after R.E. Alekseev], 2013, no. 3 (100), pp. 145–175.

[3] Avtomaticheskie i intellektual’nye sistemy transportnykh sredstv. Avtomobili i traktory, mnogotselevye kolesnye i gusenichnye mashiny, nazemnye transportno-tekhnologicheskie kompleksy, mobil’nye roboty i planetokhody [Automatic and intelligent systems of vehicles. Automobiles and tractors, multi-purpose wheeled and tracked vehicles, ground transport and technological complexes, mobile robots and rovers]. Eds. V. Belyakov, L. Palkovich. Nizhny Novgorod: R.E. Alekseev Nizhny Novgorod State Technical University, 2012, 475 p.

[4] Hubacek M., Almasiova L., Brenova M., Bures M., Mertova E. Assessing quality of soil maps and possibilities of their use for computing vehicle mobility. 23rd Central European Conf. on Central Europe Area in View of Current Geography, Brno, 2016, pp. 99–110. https://doi.org/10.5817/CZ.MUNI.P210-8314-2016

[5] McCullougha M., Jayakumarb P., Daschc J., Gorsich D. The Next Generation NATO Reference mobility model development. J. of Terramechanics, 2017, v. 73, pp. 49–60.

[6] Bekker M. Theory of land locomolion. University of Michigan Press, 1960, 520 p.

[7] Bradbury M., Dasch J., Gonzalez R., Hodges H., Jain A., Iagnemma K., Letherwood M.D., McCullough M., Priddy J., Wojtysiak B., Wong J.Y., Jayakumar P., Hoenlinger M. Next-Generation NATO Reference Mobility Model (NG-NRMM). Final Report by NATO Exploratory Team ET-148, 2016, 231 p.

[8] Wong J., Jayakumar P., Toma E., Preston-Thomas J. Comparison of simulation models NRMM and NTVPM for assessing military tracked vehicle cross-country performance. J. of Terramechanics, 2018, v. 80, pp. 31–48.

[9] McCullough M., Jayakumar P., Dasch J.M., Gorsich D. The Next Generation NATO Reference mobility model development. J. of Terramechanics, 2017, v. 73, pp. 49–60.

[10] Rybansky M., Hofmann A., Hubáček M., Kovarik V., Talhofer V. The impact of terrain on cross-country mobility geographic factors and their characteristics. 18th Int. Conf. of the Int. Society for Terrain-Vehicle Systems, ISTVS 2014, Seoul, Korea, 2014, 6 p.

[11] Kostin I.M., Faskhiev Kh.A. Obespechenie konkurentosposobnosti gruzovykh avtomobiley na etape razrabotki [Ensuring the competitiveness of trucks at the development stage]. Naberezhnye Chelny: KamPI, 2001, 349 p.

[12] Uzlov V.A., Shishkov G.I., Shcherbakov V.V. Osnovnye fizicheskie parametry snezhnogo pokrova [Main physical parameters of snow cover]. Trudy NGTU im. R.E. Alekseeva [Proceedings of R.E. Alekseev NSTU], 2014, no. 1 (103), pp. 119–129.

[13] Belyaev A.M. Razrabotka metodiki rascheta podvizhnosti i effektivnosti shassi mobil’nykh avtonomnykh kompleksov dlya dvizheniya v beregovoy zone [Development of a methodology for calculating the mobility and efficiency of the chassis of mobile autonomous complexes for movement in the coastal zone]. Dis. Cand. Sci. (Tech.). 05.05.03. Nizhniy Novgorod, 2021, 164 p.

[14] Zezyulin D.V. Razrabotka metodiki vybora konstruktsionnykh parametrov dvizhiteley, obespechivayushchikh effektivnost’ dvizheniya kolesnykh mashin po snegu [Development of a methodology for selecting the design parameters of propellers that ensure the efficiency of movement of wheeled vehicles on snow]. Dis. Cand. Sci. (Tech.). 05.05.03. Nizhniy Novgorod, 2013, 218 p.

[15] Vershinin A.V., Erasov I.A., Levshunov L.S., Yankovich A.V. Vliyanie neravnomernosti skorosti rezaniya merzlogo grunta podkopochnoy mashiny na energoemkost’ ego razrusheniya [The influence of uneven cutting speed of frozen soil by a digging machine on the energy intensity of its destruction]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern Problems of Science and Education], 2014, no. 6, p. 264.

[16] Affleck R.T., Melloh R.A., Shoop S.A. Cross-country mobility on various snow conditions for validation of a virtual terrain. J. of Terramechanics, 2009, v. 46, pp. 203–210.

[17] Gorelov V.A. Nauchnye metody povysheniya bezopasnosti i energoeffektivnosti dvizheniya mnogoosnykh kolesnykh transportnykh kompleksov [Scientific methods for improving the safety and energy efficiency of multi-axle wheeled transport systems]. Dis. Dr. Sci. (Tech.). 05.05.03. Moscow, 2012, 336 p.

[18] Barakhtanov L.V., Ershov V.I., Kulyashov A.P., Rukavishnikov S.V. Snegokhodnye mashiny [Snowmobiles]. Gorky: Volga-Vyatka Book Publishing House, 1986, 191 p.

[19] Postnikov V.M., Spiridonov S.B. Metody vybora vesovykh koeffitsientov lokal’nykh kriteriev [Methods for selecting weighting coefficients of local criteria]. Nauka i obrazovanie [Science and Education], 2015, no. 6, pp. 267–287.

DOI: 10.7463/0615.0780334

[20] Larichev O.I. Teoriya i metody prinyatiya resheniy [Theory and Methods of Decision Making]. Moscow: University Shop, Logos, 2008, 392 p.

[21] Wong J. Teoriya nazemnykh transportnykh sredstv [Theory of Land Vehicles]. Moscow: Mechanical Engineering, 1982, 284 p.

[22] Papunin A.V. Metodika rascheta, vybora i otsenka osnovnykh parametrov dvizhitelya mnogoosnoy kolesnoy mashiny pri preodolenii razrushaemykh prepyatstviy [Methodology for Calculating, Selecting, and Evaluating the Main Parameters of a Multi-Axle Wheeled Vehicle Propeller When Overcoming Destructible Obstacles]. Dis. Cand. Sci. (Tech.) 05.05.03. Nizhny Novgorod, R.E. Alekseev Nizhny Novgorod State Technical University, 2019, 175 p.

[23] Bukharin N.A., Bronshteyn Ya.I., Buyanov V.M., Verkevich O.I., Golyak V.K., Dobrokhotov E.A., Chepurnyy V.D. Prokhodimost’ avtomobilya [Vehicle Cross-Country Performance]. Moscow: Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, 1959, 310 p.

[24] Trofimova E.A., Kislyak N.V., Gilev D.V. Teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika [Probability Theory and Mathematical Statistics]. Ed. E.A. Trofimova. Yekaterinburg: UrFU Publishing House, 2018, 160 p.

[25] Tyurin Yu.N., Makarov A.A., Vysotskiy I.R., Yashchenko I.V. Teoriya veroyatnostey i statistika [Probability Theory and Statistics]. Moscow: MCNO, JSC «Moscow Textbooks», 2004, 256 p.

[26] Mishurin V.M., Romanov A.N. Nadezhnost’ voditelya i bezopasnost’ dvizheniya [Driver Reliability and Traffic Safety]. Moscow: Transport, 1990, 167 p.

[27] Vorontsova Yu., Ermolaev V.V. Psikhologicheskie osobennosti vnimaniya v neravnovesnykh psikhicheskikh sostoyaniyakh: tipologiya professional’nykh voditeley [Psychological Features of Attention in Nonequilibrium Mental States: Typology of Professional Drivers]. Chelovecheskiy kapital [Human Capital], 2021, no. 9(153), pp. 112–126.

[28] Zimelev G.V. Teoriya avtomobilya [Theory of the Automobile]. Moscow: Voenizdat, 1957, 455 p.

[29] Mamiti G.I., Pliev S.Kh. Prokhodimost’ kolesnoy mashiny [Cross-country ability of a wheeled vehicle]. Vladikavkaz: MAVR, 2013, 134 p.

[30] Chudakov E.A. Teoriya avtomobilya [Theory of the Automobile]. Moscow: Mashgiz, 1950, 344 p.

[31] Platonov V.F., Leiashvili G.R. Gusenichnye i kolesnye transportno-tyagovye mashiny [Tracked and Wheeled Transport and Traction Machines]. Moscow: Mashinostroenie, 1986, 294 p.

[32] Bocharov N.F., Tsitovich I.S.. Polungyan A.A.. Semenov V.M., Tsybin V.S., Zheglov L.F. Konstruirovanie i raschet kolesnykh mashin vysokoy prokhodimosti [Design and calculation of wheeled vehicles with high cross-country ability]. Eds. N.F. Bocharov, I.S. Tsitovich. Moscow: Mashinostroenie, 1983, 303 p.

[33] Sablin S.Yu., Skrypnikov A.V., Kozlov V.G., Prokopets V.S., Bryukhovetskiy A.N., Golubev M.I. Tekhniko-ekonomicheskoe obosnovanie elementov plana lesovoznykh avtomobil’nykh dorog [Feasibility study of logging road elements plan]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2021, vol. 25, no. 3, pp. 111–117. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-3-111-117

[34] Platonov V.F. Polnoprivodnye avtomobili [All-wheel drive vehicles]. Moscow: Mashinostroenie, 1981, 279 p.

[35] Skorodumov A.I. Uchebnik serzhanta motostrelkovykh voysk [Textbook of a sergeant of motorized rifle troops]. Moscow: Voenizdat, 2003, 308 p.

[36] Matematicheskaya model’ kompleksnoy otsenki podvizhnosti mashin vysokoy prokhodimosti [Mathematical model of a comprehensive assessment of the mobility of cross-country vehicles]. SAE Prepr., s. a., No. 740426, 24 p. Available at: https://btvt.narod.ru/4/mat_proxod.htm (accessed 05.04.2024).

Authors’ information

Markovnina Alina Ivanovna — Assistant, Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev, a.markovnina@nntu.ru

Belyakov Vladimir Viktorovich — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev, belyakov@nntu.ru

Makarov Vladimir Sergeevich — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev, makvl2010@gmail.com

Vakhidov Umar Shakhidovich — Dr. Sci. (Tech.), Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev, vahidov@nntu.ru

Klyushkin Anton Alekseevich — student, Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev, aak-nntu@yandex.ru

11

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ СЕРВИСНЫМ ОБСЛУЖИВАНИЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ И ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

172-186

УДК 631.356.46

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-172-186

Шифр ВАК 4.3.4

В.В. Сиваков¹, А.Н. Заикин¹, С.С. Грядунов², В.В. Никитин³

¹ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет», Россия, 241037, г. Брянск, пр-т Станке Димитрова, д. 3

²ФГБОУ ВО «Брянский государственный технический университет», Россия, 241035, г. Брянск, б-р 50 лет Октября, д. 7

³ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный

исследовательский университет)» (Мытищинский филиал), Россия, 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

zaikin.anatolij@yandex.ru

Проведен анализ развития систем управления сервисным обслуживанием машин. Представлены современные системы, позволяющие осуществлять мониторинг состояния узлов и агрегатов машин, а также прогнозировать изменения их состояния: управление системой технического сервиса, ориентированное на надежность; предотвращение рисков; ремонт по фактическому состоянию. Рассмотрена эволюция подхода к диагностированию машин от эпизодического контроля к постоянному мониторингу их параметров, а также получению оперативной информации о производственных данных конкретных машин. Установлено, что ведущие западные производителя лесозаготовительных машин используют технические решения по мониторингу технического состояния машин и их производственных показателей. Выявлено, что в условиях лесозаготовительных предприятий может быть использована техника разных производителей, что не позволяет эффективно использовать полученную с сервера производителя информацию о работе машин. В целях повышения эффективности использования систем мониторинга состояния машин предложено применить единую систему управления предприятием на базе стандартов ERP. Для достижения независимости от иностранного программного обеспечения целесообразно применение отечественной системы 1С, позволяющей расширить ее возможности за счет включения блока управления производственной безопасностью.

Ключевые слова: система технического обслуживания и ремонта, лесозаготовительные машины, программное обеспечение, цифровизация сервисного обслуживания

Ссылка для цитирования: Сиваков В.В., Заикин А.Н., Грядунов С.С., Никитин В.В. Совершенствование управления сервисным обслуживанием сельскохозяйственной и лесозаготовительной техники // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 1. С. 172–186. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-172-186

Список литературы

[1] Безуглов А.Е., Кислицына О.А. Ключевые показатели эффективности при проведении технического обслуживания и ремонта оборудования // Вопросы инновационной экономики, 2019. Т. 9. № 4. С. 1501–1514. DOI: 10.18334/vinec.9.4.41208

[2] Pomogaev V.M., Redreev G.V. Information support in the system of maintenance and repair of mobile machines in agriculture // Vestnik Omsk SAU, 2022, no. 2(46), 1, pp. 145–152. DOI: 10.48136/2222-0364_2022_2_145

[3] Иовлев Г.А. Мировая практика организации технического сервиса // Агропродовольственная политика России, 2018. № 4(76). С. 49–53.

[4] Тугенгольд А.К., Волошин Р.Н., Юсупов А.Р., Круглова Т.Н. Техническое обслуживание технологических машин на базе цифровизации // Вестник Донского государственного технического университета, 2019. Т. 19. № 1. С. 74–80. DOI: 10.23947/1992-5980-2019-19-1-74-80

[5] Завьялов А.П. Диагностическое обслуживание оборудования и трубопроводов нефтегазовых производств при риск-ориентированном подходе к эксплуатации // Обoрудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2020. № 3(117). С.79–81. DOI: 10.33285/1999-6934-2020-3(117)-79-81

[6] Левин В.М., Гужов Н.П., Боярова Д. А. К вопросу об эффективности управления ремонтами электрооборудования нефтедобычи со стратегией по техническому состоянию // Известия высших учебных заведений. Прoблемы энергетики, 2022. Т. 24. № 1. С. 39–51. DOI 10.30724/1998-9903-2022-24-1-39-51

[7] Гончаров А.Б., Тулинов А.Б., Перепечай Б.А., Гончаров А.А. Методы организации системы технического обслуживания и ремонта оборудования с целью обеспечения его безотказной работы // Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2017. № 2. C. 35–40.

[8] Варнаков Д.В., Варнаков В.В., Дежаткин М.Е. Оптимизация системы технического сервиса путем внедрения обслуживания по фактическому состоянию машин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии, 2017. № 2 (38). С. 168–173. DOI: 10.18286/1816-4501-2017-2-168-173

[9] Дидманидзе О.Н., Варнаков Д.В. Результаты разработки метода и системы оперативного контроля и прогнозирования параметрической надежности в специальных эксплуатационных режимах // Международный технико-экономический журнал, 2013. № 4. С. 71–79.

[10] Sivakov V., Zaikin A., Borovaya K. Improving service agricultural and forestry machinery // Bio Web of Conferences: IV International Conference on Agricultural Engineering and Green Infrastructure for Sustainable Development (AEGISD-IV 2024), Tashkent, Uzbekistan, 28–30 марта 2024 года, v. 105. Les Ulis: EDP Sciences. Web of Conferences, 2024, p. 01005. DOI: 10.1051/bioconf/202410501005

[11] Семыкина А.С., Загородний Н.А. Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта карьерного автомобильного транспорта // Мир транспoрта и технологических машин, 2022. № 3–4(78). С. 35–41. DOI:10.33979/2073-7432-2022-4(78)-3-35-41

[12] Pulyaev N.N., Kurilenko A.V., Shakzada U.N. Digitalization in modern service stations // Scince without borders, 2021, no. 4 (56), pp. 57–61.

[13] Чемшикова Ю.М., Король С.А., Бургонутдинов А.М., Кунгурова Е.А., Бурмистрова О.Н. Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства. СПб.: Издательский дом «Сциентиа», 2024. 54 с.

[14] Тесовский А.Ю. Пути повышения качества технического обслуживания и ремонта оборудования и машин лесозаготовок и лесного хозяйства на местах эксплуатации // Строительные и дорожные машины, 2017. № 5. С. 40–41.

[15] Прохоров В.Ю., Червоноокая С.М., Комяков А.Н., Евдокимов Ю.М. Состояние техники и вопросы импортозамещения запасных частей и деталей с учетом геополитических изменений на отечественном рынке // Конкурентoспособность в глобальном мире: экономика, наука, технологии, 2023. № 4. С. 181–186.

[16] Халилов С.Н., Загидуллина Л.И. Сравнительный анализ лесозаготовительной техники и перспективы проектирования многофункциональных универсальных машин // Научные исследования и разработки молодых ученых, 2023. С. 246–252.

[17] Kolberg D., Zühlke D. Lean Automation enabled by Industry 4.0 Technologies // IFAC-Papers On Line, 2015, no. 48(3), pp. 1870–1875. DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.06.359

[18] Iliuta M., Pop E., Caramihai S., Moisescu M. A Digital Twin Generic Architecture for Data-Driven Cyber-Physical Production Systems // Service Oriented, Holonic and Multi-Agent Manufacturing Systems for Industry of the Future, pp.71–82. DOI: 10.1007/978-3-031-24291-5_6

[19] Krenczyk D. Digital Twins of Production Systems Based on Discrete Simulation and Machine Learning Algorithms // 18th Int. Conf. on Soft Computing Models in Industrial and Environmental Applications (SOCO 2023), pp. 57–66. DOI: 10.1007/978-3-031-42536-3_6

[20] Shvedenko V., Mozokhin A. Concept of digital twins at life cycle stages of production systems // Scientific and Technical J. of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2020, v. 20, pp. 815–827. DOI: 10.17586/2226-1494-2020-20-6-815-827

[21] Катаев Ю.В., Градов Е.А., Тишанинов И.А. Контроль технического состояния сельскохозяйственной техники через онлайн-мониторинг параметров // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт, 2022, no. 1. С. 14–19.

DOI: 10.33920/sel-10-2201-03

[22] Erokhin M.N., Dorokhov A.S., Kataev Yu.V. Intelligent system for diagnosing the parameters of the technical condition of tractors // Agricultural Engineering, 2021, no. 2, pp. 45–50. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2021-2-45-50

[23] Чутчева Ю.В., Коротких Ю.С., Кирица А.А. Цифровые трансформации в сельском хозяйстве // Агрoинженерия, 2021. № 5 (105). С. 53–58. DOI: 10.26897/2687-1149-2021-5-53-58

[24] Коротченя В.М., Личман Г.И., Смирнов И.Г. Цифровизация технологических процессов в растениеводстве России // Сельскoхозяйственные машины и технологии, 2019. № 13(1). C. 14–20. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-13-1-14-20

[25] Заикин А.Н., Сиваков В.В., Никитин В.В., Брионес А.А. Программное обеспечение в лесном хозяйстве и при лесозаготовках // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 4. С. 172–184. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-4-172-184

[26] Саханов В.В., Фитчин А.А. Проблемы лесного машиностроения и направления их разрешения // Современные машины, оборудование и IT-решения лесопромышленного комплекса: теория и практика: Матер. Всерос. науч.-практ. конф., Воронеж, 17 июня 2021 г. Воронеж: Изд-во ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова, 2021. С. 130–135.

[27] Гурский А.С., Ивашко В.С. Использование транспортной телематики и дистанционной диагностики для совершенствования технического обслуживания и ремонта транспортных средств // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2020. Т. 65. № 3. С. 375–383. DOI: 10.29235/1561-8358-2020-65-3-375-383

[28] Kurniawan R., Kholik H. Usulan Perawatan Mesin Stitching Dengan Metode Reliability Centered Maintenance // Jurnal Teknik Industri, 2017, v. 16(2), pp. 83–91. DOI: 10.22219/JTIUMM.Vol16.No2.83-91

[29] Восковых К.А. Особенности цифровизации в строительной отрасли как важный фактор ее устойчивого развития // Бюллeтень науки и практики, 2021. Т. 7. № 12. С. 169–174. DOI: 10.33619/2414-2948/73/23

[30] Kim G.-H., Kim K.-D., Lee H.-S., Choi Y., Mun H.-S., Oh J.-H., Shin B.-S. Development of Wi-Fi-Based Teleoperation System for Forest Harvester // J. of Biosystems Engineering, 2021, v. 46. DOI: 10.1007/s42853-021-00100-2

[31] Lopatin E., Väätäinen K., Kukko A., Kaartinen H., Hyyppä J., Holmström E., Sikanen L., Nuutinen Y., Routa J. Unlocking Digitalization in Forest Operations with Viewshed Analysis to Improve GNSS Positioning Accuracy // Forests, 2023, v. 14(4), p. 689. DOI: 14. 689. 10.3390/f14040689

[32] Быков В.В., Голубев М.И. Обновление парка машин в лесном комплексе импортной лесозаготовительной техникой // Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК: Материалы XIII Междунар. науч.-практ. интернет-конф. п. Правдинский, Московская обл., 08–10 июня 2021 г. Правдинский: Изд-во Российского научно-исследовательского института информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению агропромышленного комплекса, 2021. С. 505–509.

[33] Янюк Ю.В., Капелюш К.В. Автоматизация базы данных запасных частей и агрегатов лесозаготовительной техники // Ремoнт. Восстановление. Модернизация, 2021. № 4. С. 40–44.

[34] Попиков П.И., Евсикова Н.Ю., Камалова Н.С., Фурсов С.К. Системный подход к проблеме обоснования модернизации лесозаготовительных машин // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2015. Т. 3. № 2–2 (13–2). С. 296–300.

[35] Рубинская А.В., Мохирев А.П., Пузырева О.К., Керющенко А.А. Разработка мероприятий по охране окружающей среды при лесозаготовительном процессе // Лесотехнический журнал, 2017. Т. 7. № 2 (26). С. 105–114.

[36] Автоматизация производственной безопасности и охраны труда. URL: https://www.ot-soft.ru (дата обращения 06.08.2023).

[37] 1С: Производственная безопасность. Охрана труда. URL: https://solutions.1c.ru/catalog/ehs_occsaf/features (дата обращения 06.08.2023).

[38] Gölzer P., Fritzsche A. Data-driven operations management: organisational implications of the digital transformation in industrial practice. Production Planning and Control, 2017, v. 28(16), pp. 1332–1343 DOI: 10.1080/09537287.2017.1375148

[39] Gupta U., Bansal A., Singh S. Application of Failure Mode Effect Analysis for Improved Scheduling in Maintenance of Machines // Int. J. of Innovative Technology and Exploring Engineering, 2020, v. 9, pp. 895–899. DOI: 10.35940/E3025.049620

[40] Apatenko A.S., Sevryugina N.S. Accounting of Random Processes when Adjusting the Overhaul Life of Machines for Reclamation // E3S Web of Conf., 13, Rostov-on-Don, 26–28 February 2020, p. 05011. DOI: 10.1051/e3sconf/202017505011

[41] Apatenko A.S., Sevryugina N.S. Methods of Recruiting of Mobile Repair Services and Maintenance of Machines Performing Reclamation Works // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering: Int. Scientific Conf. Interstroymeh, 2019, ISM, 2019, Kazan, 12–13 September 2019. Kazan: Institute of Physics Publishing, 2020, p. 012037. DOI: 10.1088/1757-899X/786/1/012037

[42] Sevryugina N.S., Apatenko A.S. Failure Risk Control Method in Providing Technical Safety of Transportation Engineering Vehicle Operation for Reclamation Work // Engineering for Rural Development, 19, Jelgava, 20–22 May, 2020. Jelgava, 2020, pp. 591–597. DOI 10.22616/ERDev.2020.19.TF132

[43] Sevryugina N., Apatenko A., Revyako S. Theory of the Technological Machinery State Recognition by the Criterion of Recourse Uncertainly // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, Rostov-on-Don, 20–22 October 2020. Rostov-on-Don, 2020, p. 012083. DOI 10.1088/1757-899X/1001/1/012083

Сведения об авторах

Сиваков Владимир Викторович — канд. техн. наук, доцент кафедры «Транспортно-технологические машины и сервис», ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет», sv@bgitu.ru

Заикин Анатолий Николаевич — д-р. тех. наук, профессор кафедры «Транспортно-технологические машины и сервис», ФГБОУ ВО «Брянский государственный инженерно-технологический университет», zaikin.anatolij@yandex.ru

Грядунов Сергей Семенович — канд. техн. наук, доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение», ФГБОУ ВО «Брянский государственный технический университет», grydunowcc@mail.ru

Никитин Владимир Валентинович — д-р техн. наук, профессор кафедры «Технология и оборудование лесопромышленного производства», ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана» (Мытищинский филиал), nikitinvv@bmstu.ru

SERVICE MAINTENANCE MANAGEMENT IMPROVEMENT OF AGRICULTURAL AND FORESTRY EQUIPMENT

V.V. Sivakov¹, А.N. Zaikin¹, S.S. Gryadunov², V.V. Nikitin³

¹Bryansk State University of Engineering and Technology, 3, Stanke Dimitrova av., 241037, Bryansk, Russia

²Bryansk State Technical University, 7, October 50 year Anniversary Blvd, 241035, Bryansk, Russia

³BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia

zaikin.anatolij@yandex.ru

The development of machine maintenance service management systems is analysed. Modern systems allowing to monitor the condition of machine units and assemblies, as well as to forecast changes in their condition are presented: reliability-oriented maintenance service system management; risk prevention; repair according to actual condition. The evolution of the approach to diagnostics of machines from episodic control to permanent monitoring of their parameters, as well as obtaining operational information on production data of specific machines is considered. It is established that the leading western manufacturers of logging machines use technical solutions for monitoring the technical condition of machines and their production indicators. It has been revealed that in the conditions of logging enterprises machinery of different manufacturers can be used, which does not allow to effectively use the information on machine operation received from the manufacturer's server. In order to improve the efficiency of machine condition monitoring systems it is proposed to apply a unified enterprise management system based on ERP standards. In order to achieve independence from foreign software it is advisable to use domestic 1C system, which allows to expand its capabilities by including the block of industrial safety management.

Keywords: maintenance and repair system, logging machines, software, digitalisation of service maintenance

Suggested citation: Sivakov V.V., Zaikin А.N., Gryadunov S.S., Nikitin V.V. Sovershenstvovaniye upravleniya servisnym obsluzhivaniyem sel’skokhozyaystvennoy i lesozagotovitel’noy tekhniki [Service maintenance management improvement of agricultural and forestry equipment]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 1, pp. 172–186. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-1-172-186

References

[1] Bezuglov A.E., Kislitsyna O.A. Klyuchevye pokazateli effektivnosti pri provedenii tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta oborudovaniya [Key performance indicators for equipment maintenance and repair]. Voprosy innovatsionnoy ekonomiki [Issues of Innovative Economics], 2019, v. 9, no. 4, pp. 1501–1514. DOI: 10.18334/vinec.9.4.41208

[2] Pomogaev V.M., Redreev G.V. Information support in the system of maintenance and repair of mobile machines in agriculture. Vestnik Omsk SAU, 2022, no. 2(46), 1 pp. 45–152. DOI: 10.48136/2222-0364_2022_2_145

[3] Iovlev G.A. Mirovaya praktika organizatsii tekhnicheskogo servisa [World practice of organizing technical service]. [Agro-food policy of Russia], 2018, no. 4(76), pp. 49–53.

[4] Tugengold A.K., Voloshin R.N., Yusupov A.R., Kruglova T.N. [Maintenance of technological machines based on digitalization]. Agroprodovol’stvennaya politika Rossii [Bulletin of the Don State Technical University], 2019, v. 19, no. 1, pp. 74–80. DOI: 10.23947/1992-5980-2019-19-1-74-80

[5] Zav’yalov A.P. Diagnosticheskoe obsluzhivanie oborudovaniya i truboprovodov neftegazovykh proizvodstv pri risk-orientirovannom podkhode k ekspluatatsii [Diagnostic maintenance of equipment and pipelines of oil and gas production facilities with a risk-oriented approach to operation]. Oborudovanie i tekhnologii dlya neftegazovogo kompleksa [Equipment and technologies for the oil and gas complex], 2020, no. 3 (117), pp. 79–81. DOI: 10.33285/1999-6934-2020-3 (117)-79-81

[6] Levin V.M., Guzhov N.P., Boyarova D.A. K voprosu ob effektivnosti upravleniya remontami elektrooborudovaniya neftedobychi so strategiyey po tekhnicheskomu sostoyaniyu [On the issue of effectiveness of the oil production electrical equipment repairs management with a strategy for technical condition]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Problemy energetiki [Power engineering: research, equipment, technology], 2022, t. 24, no. 1, pp. 39–51. DOI 10.30724/1998-9903-2022-24-1-39-51

[7] Goncharov A.B., Tulinov A.B., Perepechay B.A., Goncharov A.A. Metody organizatsii sistemy tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta oborudovaniya s tsel’yu obespecheniya ego bezotkaznoy raboty [Methods of organizing the system of technical maintenance and repair of equipment in order to ensure its trouble-free operation]. Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya [Repair. Restoration. Modernization], 2017, no. 2, pp. 35–40.

[8] Varnakov D.V., Varnakov V.V., Dezhatkin M.E. Optimizatsiya sistemy tekhnicheskogo servisa putem vnedreniya obsluzhivaniya po fakticheskomu sostoyaniyu mashin [Optimization of the technical service system by introducing maintenance based on the actual condition of machines]. Vestnik Ul’yanovskoy GSKhA [Bulletin of the Ulyanovsk State Agricultural Academy], 2017, no. 2 (38), pp. 168–173. DOI: 10.18286/1816-4501-2017-2-168-173

[9] Didmanidze O.N., Varnakov D.V. Rezul’taty razrabotki metoda i sistemy operativnogo kontrolya i prognozirovaniya parametricheskoy nadezhnosti v spetsial’nykh ekspluatatsionnykh rezhimakh [Results of the development of the method and system of operational control and forecasting of parametric reliability in special operating modes]. Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal [International Technical and Economic J.], 2013, no. 4, pp. 71–79.

[10] Sivakov V., Zaikin A., Borovaya K. Improving service agricultural and forestry machinery. Bio Web of Conferences: IV International Conference on Agricultural Engineering and Green Infrastructure for Sustainable Development (AEGISD-IV 2024), Tashkent, Uzbekistan, 28–30 марта 2024 года, v. 105. Les Ulis: EDP Sciences. Web of Conferences, 2024, p. 01005. DOI: 10.1051/bioconf/202410501005

[11] Semykina A.S., Zagorodniy N.A. Sovershenstvovanie sistemy tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta kar’ernogo avtomobil’nogo transporta [Improving the system of technical maintenance and repair of quarry motor transport]. Mir transporta i tekhnologicheskikh mashin [World of transport and technological machines], 2022, no. 3–4(78), pp. 35–41. DOI:10.33979/2073-7432-2022-4(78)-3-35-41

[12] Pulyaev N.N., Kurilenko A.V., Shakzada U.N. Digitalization in modern service stations. Scince without borders, 2021, no. 4 (56), pp. 57–61.

[13] Chemshikova Yu.M., Korol’ S.A., Burgonutdinov A.M., Kungurova E.A., Burmistrova O.N. Tekhnologiya i mashiny lesozagotovok i lesnogo khozyaystva [Technology and machines for logging and forestry]. St. Petersburg: Publishing House «Scientia», 2024, p. 54.

[14] Tesovskiy A.Yu. Puti povysheniya kachestva tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta oborudovaniya i mashin lesozagotovok i lesnogo khozyaystva na mestakh ekspluatatsii [Ways to improve the quality of technical maintenance and repair of logging and forestry equipment and machines at the sites of operation]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny [Construction and road machines], 2017, no. 5, pp. 40–41.

[15] Prokhorov V.Yu., Chervonookaya S.M., Komyakov A.N., Evdokimov Yu.M. Sostoyanie tekhniki i voprosy importozameshcheniya zapasnykh chastey i detaley s uchetom geopoliticheskikh izmeneniy na otechestvennom rynke [The state of technology and issues of import substitution of spare parts and components taking into account geopolitical changes in the domestic market]. Konkurentosposobnost’ v global’nom mire: ekonomika, nauka, tekhnologii [Competitiveness in the global world: economics, science, technology], 2023, no. 4, pp. 181–186.

[16] Khalilov S.N., Zagidullina L.I. Sravnitel’nyy analiz lesozagotovitel’noy tekhniki i perspektivy proektirovaniya mnogofunktsional’nykh universal’nykh mashin [Comparative analysis of logging equipment and prospects for the design of multifunctional universal machines]. Nauchnye issledovaniya i razrabotki molodykh uchenykh [Scientific research and development of young scientists], 2023, pp. 246–252.

[17] Kolberg D., Zühlke D. Lean Automation enabled by Industry 4.0 Technologies. IFAC-Papers On Line, 2015, no. 48(3), pp. 1870–1875. DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.06.359

[18] Iliuta M., Pop E., Caramihai S., Moisescu M. A Digital Twin Generic Architecture for Data-Driven Cyber-Physical Production Systems. Service Oriented, Holonic and Multi-Agent Manufacturing Systems for Industry of the Future, pp.71–82. DOI: 10.1007/978-3-031-24291-5_6

[19] Krenczyk D. Digital Twins of Production Systems Based on Discrete Simulation and Machine Learning Algorithms. 18th Int. Conf. on Soft Computing Models in Industrial and Environmental Applications (SOCO 2023), pp. 57–66. DOI: 10.1007/978-3-031-42536-3_6

[20] Shvedenko V., Mozokhin A. Concept of digital twins at life cycle stages of production systems. Scientific and Technical J. of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2020, v. 20, pp. 815–827. DOI: 10.17586/2226-1494-2020-20-6-815-827

[21] Kataev Yu.V., Gradov E.A., Tishaninov I.A. Kontrol’ tekhnicheskogo sostoyaniya sel’skokhozyaystvennoy tekhniki cherez onlayn-monitoring parametrov [Monitoring the technical condition of agricultural machinery through online monitoring of parameters]. Sel’skokhozyaystvennaya tekhnika: obsluzhivanie i remont [Agricultural machinery: maintenance and repair], 2022, no. 1, pp. 14–19. DOI: 10.33920/sel-10-2201-03

[22] Erokhin M.N., Dorokhov A.S., Kataev Yu.V. Intelligent system for diagnosing the parameters of the technical condition of tractors. Agricultural Engineering, 2021, no. 2, pp. 45–50. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2021-2-45-50

[23] Chutcheva Yu.V., Korotkikh Yu.S., Kiritsa A.A. Tsifrovye transformatsii v sel’skom khozyaystve [Digital transformations in agriculture]. Agroinzheneriya [Agroinzheneriya], 2021, no. 5 (105), pp. 53–58. DOI: 10.26897/2687-1149-2021-5-53-58

[24] Korotchenya V.M., Lichman G.I., Smirnov I.G. Tsifrovizatsiya tekhnologicheskikh protsessov v rastenievodstve Rossii [Digitalization of technological processes in crop production in Russia]. Sel’skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii [Agricultural machinery and technologies], 2019, no. 13(1), pp. 14–20. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2018-13-1-14-20

[25] Zaikin A.N., Sivakov V.V., Nikitin V.V., Briones A.A. Programmnoe obespechenie v lesnom khozyaystve i pri lesozagotovkakh [Software in forestry and logging]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2023, vol. 27, no. 4, pp. 172–184. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-4-172-184

[26] Sakhanov V.V., Fitchin A.A. Problemy lesnogo mashinostroeniya i napravleniya ikh razresheniya [Problems of forestry engineering and directions for their resolution]. Sovremennye mashiny, oborudovanie i IT-resheniya lesopromyshlennogo kompleksa: teoriya i praktika: mater. Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Modern machines, equipment and IT solutions for the forestry complex: theory and practice: Mater. All-Russian scientific and practical conference], Voronezh, June 17, 2021. Voronezh: VSTU named after G.F. Morozov, 2021, pp. 130–135.

[27] Gurskiy A.S., Ivashko V.S. Ispol’zovanie transportnoy telematiki i distantsionnoy diagnostiki dlya sovershenstvovaniya tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta transportnykh sredstv [Use of transport telematics and remote diagnostics to improve the maintenance and repair of vehicles]. Izvestiya Natsional’noy akademii nauk Belarusi. Seriya fiziko-tekhnicheskikh nauk [Bulletin of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of physical and technical sciences], 2020, v. 65, no. 3, pp. 375–383. DOI: 10.29235/1561-8358-2020-65-3-375-383

[28] Kurniawan R., Kholik H. Usulan Perawatan Mesin Stitching Dengan Metode Reliability Centered Maintenance. Jurnal Teknik Industri, 2017, v. 16(2), pp. 83–91. DOI: 10.22219/JTIUMM. Vol.16, no.2, pp.83–91.

[29] Voskovykh K.A. Osobennosti tsifrovizatsii v stroitel’noy otrasli kak vazhnyy faktor ee ustoychivogo razvitiya [Features of digitalization in the construction industry as an important factor in its sustainable development]. Byulleten’ nauki i praktiki [Bulletin of Science and Practice], 2021, v. 7, no. 12, pp. 169–174. DOI: 10.33619/2414-2948/73/23

[30] Kim G.-H., Kim K.-D., Lee H.-S., Choi Y., Mun H.-S., Oh J.-H., Shin B.-S. Development of Wi-Fi-Based Teleoperation System for Forest Harvester. J. of Biosystems Engineering, 2021, v. 46. DOI: 10.1007/s42853-021-00100-2

[31] Lopatin E., Väätäinen K., Kukko A., Kaartinen H., Hyyppä J., Holmström E., Sikanen L., Nuutinen Y., Routa J. Unlocking Digitalization in Forest Operations with Viewshed Analysis to Improve GNSS Positioning Accuracy. Forests, 2023, v. 14(4), p. 689. DOI: 14. 689. 10.3390/f14040689

[32] Bykov V.V., Golubev M.I. Obnovlenie parka mashin v lesnom komplekse importnoy lesozagotovitel’noy tekhnikoy [Updating the machine fleet in the forestry complex with imported logging equipment]. Nauchno-informatsionnoe obespechenie innovatsionnogo razvitiya APK: Mater. XIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy internet-konferentsii [Scientific and information support for innovative development of the agro-industrial complex: Proc. XIII International Scientific and Practical Internet Conference]. P. Pravdinsky, Moscow Region, June 08–10, 2021. Pravdinsky: Russian Research Institute of Information and Technical and Economic Research on Engineering and Technical Support of the Agro-Industrial Complex, 2021, pp. 505–509.

[33] Yanyuk Yu.V., Kapelyush K.V. Avtomatizatsiya bazy dannykh zapasnykh chastey i agregatov lesozagotovitel’noy tekhniki [Automation of the database of spare parts and units of logging equipment]. Remont. Vosstanovlenie. Modernizatsiya [Repair. Restoration. Modernization], 2021, no. 4, pp. 40–44.

[34] Popikov P.I., Evsikova N.Yu., Kamalova N.S., Fursov S.K. Sistemnyy podkhod k probleme obosnovaniya modernizatsii lesozagotovitel’nykh mashin [Systems approach to the problem of justifying the modernization of logging machines]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Current areas of scientific research in the 21st century: theory and practice], 2015, v. 3, no. 2–2 (13–2), pp. 296–300.

[35] Rubinskaya A.V., Mokhirev A.P., Puzyreva O.K., Keryushchenko A.A. Razrabotka meropriyatiy po okhrane okruzhayushchey sredy pri lesozagotovitel’nom protsesse [Development of measures to protect the environment in the logging process]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2017, v. 7, no. 2 (26), pp. 105–114.

[36] Avtomatizatsiya proizvodstvennoy bezopasnosti i okhrany truda [Automation of industrial safety and labor protection]. Available at: https://www.ot-soft.ru (accessed 06.08.2023).

[37] 1S: Proizvodstvennaya bezopasnost’. Okhrana truda [1C: Industrial Safety. Occupational safety]. Available at: https://solutions.1c.ru/catalog/ehs_occsaf/features (accessed 06.08.2023).

[38] Gölzer P., Fritzsche A. Data-driven operations management: organisational implications of the digital transformation in industrial practice. Production Planning and Control, 2017, v. 28(16), pp. 1332–1343 DOI: 10.1080/09537287.2017.1375148

[39] Gupta U., Bansal A., Singh S. Application of Failure Mode Effect Analysis for Improved Scheduling in Maintenance of Machines. International J. of Innovative Technology and Exploring Engineering, 2020, v. 9, pp. 895–899. DOI: 10.35940/E3025.049620

[40] Apatenko A.S., Sevryugina N.S. Accounting of Random Processes when Adjusting the Overhaul Life of Machines for Reclamation. E3S Web of Conferences, 13, Rostov-on-Don, 26–28 February 2020, p. 05011. DOI: 10.1051/e3sconf/202017505011

[41] Apatenko A.S., Sevryugina N.S. Methods of Recruiting of Mobile Repair Services and Maintenance of Machines Performing Reclamation Works. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering: International Scientific Conference Interstroymeh, 2019, ISM, 2019, Kazan, 12–13 September 2019. Kazan: Institute of Physics Publishing, 2020, p. 012037. DOI: 10.1088/1757-899X/786/1/012037

[42] Sevryugina N.S., Apatenko A.S. Failure Risk Control Method in Providing Technical Safety of Transportation Engineering Vehicle Operation for Reclamation Work. Engineering for Rural Development, 19, Jelgava, 20–22 May, 2020. Jelgava, 2020, pp. 591–597. DOI 10.22616/ERDev.2020.19.TF132

[43] Sevryugina N., Apatenko A., Revyako S. Theory of the Technological Machinery State Recognition by the Criterion of Recourse Uncertainly. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Rostov-on-Don, 20–22 October 2020. Rostov-on-Don, 2020, p. 012083. DOI 10.1088/1757-899X/1001/1/012083

Authors’ information

Sivakov Vladimir Viktorovich — Cand. Sci. (Tech.), Senior Lecturer, Department of Transport and Technological Machinery and Service, Bryansk State University of Engineering and Technology, sv@bgitu.ru

Zaikin Anatoliy Nikolaevich — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Department of Transport and Technological Machinery and Service, Bryansk State University of Engineering and Technology, zaikin.anatolij@yandex.ru

Gryadunov Sergey Semenovich — Cand. Sci. (Tech.), Senior Lecturer, Department of Mechanical Engineering and Materials Science, Bryansk State Technical University, grydunowcc@mail.ru

Nikitin Vladimir Valentinovich — Dr. Sci. (Tech.), Professor, Department of Technology and Equipment of Forest Industry, Bauman Moscow State Technical University, Myitischi Branch, nikitinvv@bmstu.ru