МНОГОФАКТОРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ФРЕЗЕРНОГО РАБОЧЕГО ОРГАНА ЛЕСОПОЖАРНОЙ ГРУНТОМЕТАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

С.В. Малюков, Д.С. Ступников, А.В. Шаров, А.С. Ступников

Скачать

№ 3 (35)

Технологии. Машины и оборудование

Аннотация: 

Среди большого количества конструктивных параметров фрезерного рабочего органа лесопожарной грунтометательной машины наиболее существенное влияние на эффективность технологического процесса оказывают параметры длины lл и ширины hл лопаток. В данной работе была проведена многофакторная оптимизация этих параметров. В качестве критериев эффективности были выбраны средняя дальность выброса грунта, затрачиваемая мощность и производительность. Задача оптимизации заключалась в поиске таких значений параметров lл и hл, при которых средняя дальность выброса грунта Lср и производительность машины Р были бы как можно больше, а затрачиваемая лесопожарной грунтометательной машиной мощность N – наименьшей. Для решения поставленной задачи была проведена серия из 16 компьютерных экспериментов разработанной конструкции. В данной серии параметр длины лопатки lл изменяли на уровнях 170, 200, 230, 260 мм, а параметр ширины лопатки hл – на уровнях 160, 180, 200, 220 мм. Аппроксимация полученных результатов экспериментальных исследований проводилась при помощи математической программы MathCAD 15 методом наименьших квадратов. Для проведения статистической оцeнки знaчимocти коэффициентов полиномов использовали F-критeрий (критерий Фишера). Полученные аналитические закономерности для удобства восприятия и анализа были отображены в виде графических изображений при помощи поверхностей отклика и линий уровней. Также были получены поверхность отклика и линии уровней, на которых отображена общая оптимальная область всех трех критериев эффективности. Проанализировав полученные зависимости, можем рекомендовать в качестве оптимальных значений длины и ширины лопатки lл = 200…230 мм, hл = 180…250 мм.

 

Ключевые слова: 

лесопожарная грунтометательная машина, оптимизация, аппроксимация, производительность, затрачиваемая мощность

 

Для цитирования: 

Многофакторная оптимизация параметров фрезерного рабочего органа лесопожарной грунтометательной машины / С. В. Малюков, Д. С. Ступников, А. В. Шаров, А. С. Ступников // Лесотехнический журнал. – 2019. – № 3 (35). ˜– С. 172–179. – Библиогр.: с. 177–179 (14 назв.). – DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2019.3/16.

 

Литература: 
  1. Гнусов, М. А. Обоснование параметров комбинированных рабочих органов грунтомета для прокладки минерализованных полос в лесу : специальность 05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» : дис. … канд. техн. наук : защищена 12.09.2014 / Гнусов Максим Александрович. – Воронеж, 2014. – 140 с.
  2. Федорченко, И. С. Результаты экспериментальных исследований грунтомета лесопожарного / И. С. Федорченко // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – Красноярск, 2012. – № 9. – С. 162–166.
  3. Комбинированный лесопожарный грунтомет и рекомендации по его применению / И. М. Бартенев, М. В. Драпалюк, П. Э. Гончаров [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2012. – № 84. – С. 174–184.
  4. Перспективные конструкции противопожарных грунтометов / П. Э. Гончаров, П. И. Попиков, М. А. Гнусов, Н. А. Шерстюков // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2014. – Т. 2. – № 2-2 (7-2). – С. 54–59.
  5. Кривцов, А. М. Деформирование и разрушение тел с микроструктурой / А. М. Кривцов. – Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 304 с.
  6. Гончаров, П. Э. Лесопатрульный автомобиль на базе тяжелого грузового автомобиля повышенной проходимости / П. Э. Гончаров, П. И. Попиков, М. А. Гнусов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2014. – Т. 2. – № 2-2 (7-2). – С. 64–69.
  7. Обоснование параметров лесного грунтомета с комбинированными рабочими органами / М. В. Драпалюк, П. И. Попиков, П. Э. Гончаров, М. А. Гнусов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2014. – Т. 2. – № 2-2 (7-2). – С. 77–81.
  8. Оптимизация параметров комбинированной машины для тушения лесных пожаров на основе теоретических и экспериментальных исследований / Л. Д. Бухтояров, М. А. Гнусов, М. В. Шавков [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2012. – № 84. – С. 373–382.
  9. Есков, Д. В. Оптимизация параметров и математическая модель процесса выброса грунта комбинированным фрезерным пожарным грунтометом / Д. В. Есков // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2014. – Т. 2. – № 4-2 (9-2). – С. 208–212.
  10. Study of efficiency of soil-thrower and fire-break majer on the basis of mathematic simulation / I. M. Bartenev, S. V. Malyukov, M. A. Gnusov, D. S. Stupnikov // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. – 2018. – Vol. 9. – Issue 4. – P. .
  11. Three-Dimensional Dynamic Simulation System for Forest Surface Fire Spreading Prediction / J. Li, X. Li, C. Chen, H. Zheng, N. Liu // International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence. – 2018. – Vol. 32. – Issue 8. – DOI: 10.1142/S021800141850026X.
  12. Modern designs of forest fires machines for soil extinguishment of fire / I. M. Bartenev, S. V. Malyukov, M. A. Gnusov, D. S. Stupnikov, A. D. Platonov // Engineering and earth sciences: applied and fundamental research (isees 2018). – Grozni, 2018. – P. 48–53.
  13. Bartenev, I. M. Research and development of the method of soil formation and delivery in the form of a concentrated flow to the edge of moving ground forest fire / I. M. Bartenev, P. I. Popikov, S. V. Malyukov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science International Jubilee Scientific and Practical Conference "Innovative Directions of Development of the Forestry Complex (FORESTRY-2018)". – 2019. – No. 226 (1) 012052. DOI: 10.1088/1755-1315/226/1/012052.
  14. Mikulas, M. Forest fires extinguishing using suitable fire-fighting equipment / M. Mikulas // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 1001. – P. 318-323. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1001.318.