А.А. Коваленко ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА ВИЛОЧНЫМ АВТОПОГРУЗЧИКОМ

УДК 630*377
А.А. Коваленко
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВА
ПРИ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
ВИЛОЧНЫМ АВТОПОГРУЗЧИКОМ
Введение. Технологический процесс (ТП) перемещения пиломатериалов вилочным погрузчиком обычно состоит из следующих операций: рабочего хода погрузчика, подъема пакета пиломатериалов, холостого хода
погрузчика, холостого хода опускания вил погрузчика, остановок погрузчика для технического и технологического обслуживания. Рабочий ход погрузчика и подъем пакета являются основными (технологическими) операциями ТП, так как с их помощью осуществляется непосредственное
перемещение груза.
Методика исследования. Для оценки рационального использования
топлива в ТП необходимо установить долю от общего расхода топлива на
выполнение основных операций. В качестве оценочного показателя данной
доли воспользуемся коэффициентом использования топлива:
т(ξт) = т(Qт о) / т(QΣ),
где т(Qт о) и т(QΣ) – расход топлива соответственно на выполнение технологических операций и в целом технологического процесса.
В данном выражение и далее в других показатели являются случайными величинами, которые представлены математическими ожиданиями.
Практическое достижение максимального эффекта от использования
топлива возможно при следующих условиях:
m ( т ) 
 max.
m(qQ )
Здесь т(qт) является удельным расходом топлива (кг/м3):
т(qт) = т(QΣ) / т(Vпак),
где т(Vпак) – объем пакета перемещаемых пиломатериалов [2].
Для выявления путей рационального использования топлива необходимо знать его затраты на выполнение отдельных операций и в целом
84
А.А. Коваленко
цикла ТП и какое количество топлива требуется для перемещения одного
кубометра пиломатериалов. С этой целью проведены экспериментальные
наблюдения технологического процесса по перемещению пиломатериалов
в сушильную камеру вилочным погрузчиком E50S производства компании
Princeton (рис. 1). Его мощность и грузоподъемность составляют 36 кВт
и 3100 кг соответственно. Для изменения направления движения на погрузчике установлены колеса, способные разворачиваться при остановках
на одном месте [1].
Наблюдения выполнялись на деревообрабатывающем заводе «Статус»
в Тосненском районе Ленинградской области. Определены:
– суммарные затраты топлива на выполнение одного цикла ТП;
– затраты топлива на выполнение отдельных операций цикла ТП;
– удельный расход топлива ТП;
– характер и степень влияния основных влияющих факторов на коэффициент использования топлива.
Рис. 1. Трехколесный вилочный погрузчик Princeton E50S
85
Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2014. Вып. 208
Предварительные наблюдения показали, что наибольшее влияние на величину расхода топлива оказывает расстояние грузового (рабочего) хода погрузчика. Намного меньшее, но значительное влияние оказывает также расстояние
порожнего (холостого) хода. При выборе маршрута движения в первую очередь
исходят из минимизации данных расстояний. Существенную роль в прокладке
грузового хода по производственной территории играют габариты пакета. С их
уменьшением создается возможность сократить маневры движения погрузчика.
Обычно холостой ход выполняется по возможно кратчайшему пути, на котором
проходимость погрузчика обеспечивается только его габаритами.
Важную роль на расход топлива оказывает вес пакетов, зависящий как
от объема, так и от плотности пиломатериалов.
В экспериментальных исследованиях по изучению влияния на эффективность использования топлива были приняты следующие факторы:
– длина рабочего хода погрузчика т(ℓр х);
– длина холостого хода погрузчика т(ℓх х);
– вес перемещаемого пакета пиломатериалов т(Gпак).
Результаты исследования. Использование топлива изучалось при
выполнении погрузчиком отдельных операций ТП. Результаты представлены в таблице. Расход топлива определялся с помощью расходомера ДРТЛСХИ и набора мерных емкостей. В таблице также приведены значения
основных показателей, характеризующих условия выполнения ТП. Это вес
т(Gпак) и объем т(Vпак) перемещаемого пакета пиломатериалов, пройденный путь рабочего m(ℓр х) и холостого m(ℓх х) хода погрузчика.
Затраты топлива на выполнение одного цикла технологического процесса
по перемещению пиломатериалов в сушильную камеру
вилочным погрузчиком в условиях ДОЗ «Статус»
Показатель
т(Vпак), м3
т(Gпак), кН
т(ℓр х), м
т(ℓх х), м
т(Qр х), кг
т(Qх х), кг
т(Qр п), кг
т(Qх о), кг
т(Qтто), кг
т(Qц), кг
т(qт), кг/м3
т(ξт)
86
Затраты топлива
Диапазон изменения
Среднее значение
т(Хтin)…т(Хmax)
т(Хср)
т(σХ)
т(КV), %
Условия выполнения ТП
2,56…3,36
2,96
0,20
6,77
2020…3020
2520
254
10,06
15…235
117,9
69,8
6,31
15…230
114,4
68,3
7,14
Затраты топлива на выполнение одного цикла ТП
12,98
0,037
0,072
0,011…0,129
7,27
0,03
0,05
0,007…0,096
9,09
0,009
0,027
0,012…0,040
16,66
0,007
0,019
0,01…0,032
12,5
0,005
0,027
0,018…0,036
10,38
0,076
0,203
0,062…0,343
9,43
0,07
0,197
0,06…0,3
Оценка использования топлива ТП
0,565…0,595
0,577
0,011
0,01
А.А. Коваленко
а)
б)
Рис. 2. Изменение коэффициента использования топлива в зависимости
от длины рабочего и холостого хода (а) погрузчика
и веса перемещаемого пакета пиломатериалов (б)
Характер и степень влияния факторов на эффективность использования топлива представлен на рисунке зависимостями ξт = f(ℓрх), ξт = f(ℓхх) и
ξт = f(Gпак). На этих же графиках приведены их регрессионные уравнения.
87
Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2014. Вып. 208
Коэффициент детерминации RI = 0,970…0,991 говорит о том, что
варьирование показателя ξт на 97…99 % описывается регрессионной линей. Уровни значимости t-критерия для обоих коэффициентов всех уравнений менее 0,05, т. е. коэффициенты достоверны на 5 %-м уровне значимости. Уровни значимости F-критерия, оценивающие достоверность
регрессионного уравнения, у всех уравнений < 0,05. Это указывает на высокую степень достоверности полученных уравнений. Коэффициент корреляции между переменными r = 0,98…0,99.
Характер изменения зависимостей показывает, что с ростом длины рабочего хода погрузчика и веса перемещаемого пакета наблюдается увеличение значений коэффициента использования топлива. При росте же холостого хода значения коэффициента понижаются.
Сопоставление полученных данных показывает:
– при увеличении ℓр х в 3 раза, ξт увеличивается на 15 %;
– при увеличении ℓх х в 3 раза, ξт уменьшается на 12,1 %;
– при росте Gпак на 22,7%, ξт увеличивается на 5,2 %.
Анализ данных показывает, что наибольшее влияние на эффективность использования топлива оказывает вес перемещаемого пакета пиломатериалов, меньшее – длина рабочего хода погрузчика и наименьшее –
длина холостого хода погрузчика. Для повышения эффективности расхода
топлива необходимо при проектировании ТП разработать рациональную
кинематику движения погрузчика с минимальным рабочим и холостым
ходом, а также максимально использовать грузоподъемность данного технического средства. Все это обеспечит высокую производительность ТП и
положительно отразится на снижении расходуемых ресурсов.
Выводы. В результате проведенных наблюдений установлены характер и
степень влияния основных производственных факторов на топливную экономичность технологического процесса перемещения пиломатериалов в сушильную камеру вилочным погрузчиком в условиях ДОЗ «Статус». Предложены
пути достижения рационального использования топлива. Выявлен количественный расход топлива на отдельные операции технологического процесса, его
удельный расход, а также эффективность использования топлива. Полученные
регрессионные уравнения позволяют прогнозировать эффективность использования топлива рассматриваемого технологического процесса.
Библиографический список
1. Сайт производителя вилочного погрузчика – компании Princeton. URL:
http://www.piggy-back.com/ (дата обращения: 20.03.2013).
2. Прохоров В.Б. Эксплуатация машин в лесозаготовительной промышленности. М.: Лесн. пром-сть, 1978. 304 с.
88
А.А. Коваленко
Bibliography
1. Sait proizvoditelia vilochnogo pogruzchika – kompanii Princeton. URL:
http://www.piggy-back.com/ (data obrashcheniia: 20.03.2013). (Rus)
2. Prokhorov V.B. Ekspluatatsiia mashin v lesozagotovitel'noi promyshlennosti.
M.: Lesnaia promyshlennost', 1978. 304 s. (Rus)
Коваленко А.А. Оценка эффективности использования топлива при перемещение пиломатериалов вилочным автопогрузчиком // Известия СанктПетербургской лесотехнической академии. 2014. Вып. 208. С. 84–89.
Представлены результаты исследования использования топлива вилочным
погрузчиком при выполнении отдельных циклов технологического процесса по
перемещению пиломатериалов в сушильную камеру, а также оценочный коэффициент использования топлива. Экспериментальные исследования определялись основными показателями, характеризующими условия выполнения технологического процесса. Исследованы характер и степень влияния основных
влияющих факторов на коэффициент использования топлива. Предложены пути
достижения рационального использования топлива.
К л ю ч е в ы е с л о в а : коэффициент использования топлива, вес пакета, вилочный погрузчик, рациональное использование топлива.
Kovalenko A.A. The evaluation of fuel using in process of removing of sow
wood by the forklift. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2014, is.
208, pp. 84–89 (in Russian with English summary).
The article contain the measure coefficient of fuel using and the research result of
fuel using by the forklift in separate parts of the technological process for removing sow
wood in a dry chamber. The experimental research have been defined by basic
indicators, which characterize the conditions of the technological process. Have been
researched the character and extent of influence of the basic factors on coefficient of fuel
using. Have been shown the ways of the rational fuel using.
K e y w o r d s : coefficient of fuel using, weight of pack, forklift, rational fuel using.
КОВАЛЕНКО Александр Александрович – аспирант СанктПетербургского государственного лесотехнического университета.
194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург, Россия. Е-mail:
[email protected]
KOVALENKO Aleksandr A. – St. Petersburg State Forest University.
194021. Institute per. 5. St. Petersburg. Russia. Е-mail: [email protected]
89