Компенсатори переміщень тримальних канатів підвісних доріг для транспортування лісоматеріалів
Ігор Рудько, Борис Бакай, Ігор Каратник, Володимир Гобела, Іван РадякПідвісні дороги для транспортування лісоматеріалів за технологічністю, питомими енерговитратами, матеріаломісткістю та рівнем негативного впливу на довкілля в складних природних умовах експлуатування є достатньо ефективними, порівняно з аналогічними типами машин. Оскільки у лісопромисловому виробництві зазвичай застосовують нестаціонарні підвісні дороги, які характеризуються полегшеною конструкцією з відносно невеликими запасами міцності елементів канатної оснастки, то для такого типу доріг важливими чинниками їхньої ефективної роботи є надійність і безпечність експлуатування тримальних канатів. Тримальні канати з метою зменшення вартості та тривалості виконання монтажно-демонтажних робіт зазвичай жорстко закріплюють до дерев, пнів або штучних опор. Така схема закріплення канатів є зручною у технічному плані, однак не дозволяє забезпечити постійний натяг тримальних канатів під час руху каретки з вантажем уздовж прольоту, при вітровому навантаженні, можливих коливаннях температури, обледенінні елементів конструкцій, аварійних ситуаціях. Як наслідок, інтенсивна зміна натягу канатів у процесі їхньої експлуатації спричиняє виникнення динамічних навантажень і коливань канатної оснастки, а також нерівномірне і пришвидшене зношування тримальних канатів, зниження їхньої довговічності. Для таких умов з метою підвищення надійності роботи канатної оснастки підвісних доріг для транспортування лісоматеріалів (як окремих наявних зразків техніки, так і новітніх) запропоновано оснащувати їх компенсаторами переміщень тримальних канатів. Проаналізувавши низку прототипних пристроїв, які ефективно застосовують у суміжних галузях промисловості, зроблено висновок, що для умов лісопромислового виробництва раціональними можна вважати пневматичні, механічні та гідравлічні конструкції компенсаторів. Тому, зважаючи на зазначене, виконано детальний розрахунок та спроєктовано основні технічні елементи компенсатора, розроблено схему керування його робочим органом, з використанням програмного комплексу Autodesk Inventor проаналізовано його напруженодеформований стан. Використання раціональних конструкцій компенсаторів і відповідних схем керування їхніми робочими органами створить передумови для надійної й безпечної експлуатації підвісних доріг для транспортування лісоматеріалів у різних режимах роботи й рельєфно-кліматичних умовах, мінімізує ймовірність виникнення аварійних ситуацій
Використані джерела
[1] Birda, M., & Borz, S.A. (2012). A comparison between tractor based and skyline based mechanized systems for timber logging. Bulletin of the Transilvania University of Brasov, Series II: Forestry, Wood Industry, Agricultural Food Engineering, 5(1), 19-24.
[2] Rudko, I M. (2015). The need and prerequisites for the introduction of logging technologies with the use of ropeways for forestry purposes. Scientific Bulletin of the National Forestry University of Ukraine: A Collection of Scientific and Technical Works, 25(9), 233-239. doi: 10.15421/40250937.
[3] Cavalli, R. (2012). Prospects of research on cable logging in forest engineering community. Croatian Journal of Forest Engineering: Journal for Theory and Application of Forestry Engineering, 33(2), 339-356.
[4] Matiishyn, M.V., Martyntsiv, M.P., & Rudko, I.M. (2003). Increasing the reliability of cable timber transport systems. Problems of Tribology: An International Scientific Journal, 1, 44-47.
[5] Martyntsiv, M.P., Sologub, B.V., & Matiishyn. M. V. (2011). Dynamics and reliability of suspended rope systems. Lviv: Publication of Lviv Polytechnic University.
[6] Martyntsiv, M.P., & Rudko, I.M. (2013). Peculiarities of multi-criteria optimization of the main parameters of suspended cable forest transport installations. Scientific Bulletin of the National Forestry University of Ukraine: A Collection of Scientific and Technical Works, 23(15), 108-115.
[7] Martyntsiv, M.P., Tysovskyi, L.O., Boratynskyi, O.V., & Rudko, I.M. (2002). Analysis of the operation of a rope-type forest transport installation as a complex system. Scientific Bulletin: A Collection of Scientific and Technical Works, 12(8), 107-111.
[8] Turianskyi, R.I. (2013). Analysis of structural features of assembly and disassembly equipment of suspended cable forest transport systems and methods of its calculation. Scientific Bulletin of NLTU of Ukraine, 23(17), 150-157.
[9] Marchi, L., Grigolato, S., Mologni, O., Scotta, R., Cavalli, R., & Montecchio, L. (2018). State of the art on the use of trees as supports and anchors in forest operations. Forests, 9(8), article number 467. doi: 10.3390/f9080467.
[10] Tysovskyi, L.O., & Rudko, I.M. (2004). Modeling of the work of ropes of suspended transport installations. In Modern problems of mechanics: All-Ukrainian science conference (pp. 49-50). Lviv: Lviv Polytechnic University.
[11] Mologni, O., Marchi, L., Lyons, C.K., Grigolato, S., Cavalli, R., & Röser, D. (2021). Skyline tensile forces in cable logging: Field observations vs software calculations. Croatian Journal of Forest Engineering, 42(2), 227-243. doi:10.5552/crojfe.2021.722.
[12] Dupire, S., Bourrier, F., & Berger, F. (2016). Predicting load path and tensile forces during cable yarding operations on steep terrain. Journal of Forest Research, 21(1), 1-14. doi: 10.1007/s10310-015-0503-4.
[13] Rudko, I.M., & Barylyak, V.V. (2017). Design of compensators for suspended cable lifting and transportation installations. In Applied scientific and technical research: Materials of international science and practice conference (p. 47). Ivano-Frankivsk: Symphony forte. doi: 10.5281/zenodo.7003894.
[14] Rudko, I., Horzov, S., Bakay, B., & Gobela, V. (2022). Design of compensating device for the cable logging system. Scientific Collection “InterConf”, 50, 433-438.
[15] Shcherban, V. Y., Murza, N.I., Kyrychenko, A.M., Kolysco, O.Z., & Sholudko, M.I. (2017). Tension compensator. (Patent of Ukraine No. 117290). Retrieved from https://iprop-ua.com/?qi=117290.
[16] Kuzminskyi, V.P., & Rudchyk, O.S. (2003). Cable tension compensator. (Patent of Ukraine No. 60560). Retrieved from https://iprop-ua.com/?qi=60560.
[17] Hrabovskyi, L. (2019). Tensile forces in lift carrier ropes exerted by the fluid pressure. Advances in Science and Technology Research Journal, 13(3), 31-37. doi:10.12913/22998624/110050.
[18] Jian, L., & Yuan-Xiang, L. (2012). Multi-rope hoist steel rope tension on-line monitoring system. In National conference on information technology and computer science (CITCS 2012) (pp. 229-232). Lunzhou: Atlantis Press.
[19] Paraska, G.B. (2012). Stabilization of warp thread tension on knitting machines. Khmelnytskyi: KhNU.
[20] Baryliak, V.V., Rudko, I.M., & Bychyniuk, I.V. (2012). Tension compensator of the carrying rope of the timber transport installation. (Patent of Ukraine No. 73489).
[21] Song, Di, Xu, G.-Y., Lei, G.-Y., Zhang, X.-G., & Tian, B.-L. (2019). Research on dynamic characteristics and compensation of wire rope tension and load measurement based on hydraulic connection device. Shock and Vibration, 2019, article number 809242. doi: 10.1155/2019/3809242.
[22] Lei, G., Xu, G., Zhang, X., & Tian, B. (2019). Study on dynamic characteristics and compensation of wire rope tension based on oil pressure sensor. Advances in Mechanical Engineering, 11(3). doi: 10.1177/1687814019836024.
[23] Rudko, I.M. (2006). The influence of temperature changes on the strength and geometric characteristics of the load-bearing rope of the suspended transport installation. Bulletin of the Khmelnytskyi National University, 6(87), 48-52.
[24] Dell, T.W. (2023). Hydraulic systems for mobile equipment (2nd ed.). Illinois: The Goodheart-Willcox Company.