Студент из Лесосибирска предложил способ защиты рабочей техники от обледенения в условиях Арктики

16 ноября 2021

Студент Лесосибирского филиала СибГУ им. М.Ф. Решетнёва Алексей Давыденко разработал способ защиты лесозаготовительной техники от обледенения при работе в условиях Арктики и Крайнего Севера. Предложенная конструкция позволит обогревать подвижные элементы технологических машин непосредственно во время функционирования и избавит от простоя, вызванного обмерзанием.

Харвестер – лесозаготовительная техника универсального назначения, способная одновременно выполнять несколько производственных операций: захватывать древесину, спиливать, раскряжёвывать и срезать сучья, что значительно сокращает временные затраты и делает процесс более безопасным для человека. Однако в силу территориальных особенностей Крайнего Севера лесозаготовка проходит, в основном, в осенне-зимний период при резко отрицательных температурах. При таких условиях навесное оборудование харвестера (харвестерная головка) покрывается льдом и работает в аварийном режиме, что приводит к поломкам и браку.

— Чтобы снова привести машину в рабочее состояние, её обогревают в лучшем случае тепловыми пушками, что в итоге снижает производительность, так как техника в это время не работает. Предотвратить обледенение можно с помощью внедрения в конструкцию харвестера системы для обогрева навесного оборудования. Такое устройство и предложил Алексей. Идея оказалась рабочей, что позволило нам выиграть на её воплощение грант Краевого фонда науки, проводившего на тот момент конкурс разработок, актуальных для Арктики и Крайнего Севера, — комментирует научный руководитель Алексея и доцент СибГУ Михаил Зырянов.

Напечатанная на 3Dпринтере модель подвижного рабочего органа лесозаготовительной машины с системой обогрева

Принцип действия предложенного устройства заключается в передаче тепловой энергии выхлопных газов от двигателя обогревающим элементам по специальным трубкам непосредственно к оборудованию, совершающему сложные движения во время работы. А после того, как элемент отдал тепло харвестерной головке, идёт возврат уже охлаждённых отработанных газов и их выброс. Предусмотрена и продувка системы от конденсата. То есть машина обогревает себя сама без остановки рабочего процесса.  

Безаварийная и непрерывная работа навесного оборудования поможет увеличить производительность лесозаготовительной машины и продлить срок ее службы. Кроме того, система обогрева позволит так же сократить количество образующихся лесосечных отходов, представляющих собой непригодную для дальнейшей обработки древесную биомассу в виде технологического брака, образовывающегося при аварийном режиме работы лесозаготовительной машины. Конструкция может быть установлена на широкий профиль техники, работающей при отрицательных температурах, что делает её универсальной.

Общий вид конструкции системы обогрева. 1 – двигатель внутреннего сгорания; 2 – коллектор; 3 – отсекатель; 4 – выхлопная труба; 5 – турбина наддува; 6, 8,10,12,14 – трубка системы обогрева; 7, 9, 11, 13, 15 – гофрированные жаростойкие шланги; 16 – трубка змеевидной формы

В рамках гранта Алексей разработал конструкцию, провёл необходимые расчёты и изготовил лабораторный прототип, который успешно прошёл испытания на надёжность элементов.

— Полученная в ходе реализации проекта зависимость эффективности работы системы обогрева от ее конструктивных параметров послужит основой при проектировании оборудования, работающего в условиях Арктики и Крайнего Севера. Следующим этапом работы над проектом предполагаются испытания в реальных условиях функционирования лесозаготовительной машины, что даст возможность в дальнейшем внедрить систему обогрева в конструкцию лесозаготовительных машин, работающих при низких температурах окружающей среды, — делятся планами разработчики.