ВведениеПовышение производительности труда на основе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов является одной из важнейших задач лесной промышленности. Однако применение тяжелой техники зачастую приводит к серьёзным экологическим последствиям. Перемещение лесовозных машин по естественному грунту наносит ущерб почве и оставшимся деревьям, размер которого зависит от вида, сопротивления и состояния почвы, от массы и частоты движения машин, а также от длины бревен [1–3]. Для снижения вредного воздействия лесозаготовительной техники на почву предлагается учитывать рельеф местности, подбирать модификации машин и эффективно осуществлять планирование лесозаготовок [4–7].На лесозаготовительных предприятиях наблюдается устойчивая тенденция к внедрению постепенных (выборочных) рубок леса [8, 9]. Однако номенклатура машин, специализированных для выборочных рубок, выпускаемых как зарубежными, так и отечественными производителями, остаётся ограниченной. Применение технологического оборудования с клещевым захватом делает возможной трелёвку как сформированных валочно-пакетирующими машинами пачек деревьев, так и одиночных деревьев (хлыстов), а также составленных из них пачек. Основным преимуществом трелёвки пачками является то, что захват и транспортировка всей пачки происходят за один цикл, что заметно сокращает временные затраты на погрузочно-разгрузочные работы, увеличивает долю транспортной составляющей в работе трелёвочного трактора и, как следствие, повышает его производительность [10, 11]. Вместе с тем указанный способ предъявляет повышенные требования к пачке: она должна быть компактно сформирована, располагаться в удобном для подъезда трактора месте и обеспечивать полную загрузку агрегата [3]. Недостатком метода выступает необходимость использования дорогостоящих валочно-пакетирующих машин. Вследствие этого валку преимущественно выполняют бензопилами, что существенно затрудняет сбор трелюемой пачки [6].Кроме того, в настоящее время [27] по различным причинам производство специальных лесозаготовительных машин для сплошных рубок леса практически прекращено, а для рубок ухода такая техника никогда не выпускалась. В связи с этим для выполнения лесозаготовительных работ предлагаются разнообразные варианты использования тракторов общего назначения, оснащаемых специальными навесными приспособлениями [12, 13].При выборе лесозаготовительной техники (харвестеров, форвардеров, погрузчиков, сортиментовозов) необходимо учитывать не только их технические характеристики, но и возможность интеграции в единое цифровое пространство, позволяющее осуществлять оперативное планирование работы машинных комплексов [14–16], контроль технического состояния машин и управление их техническим обслуживанием и ремонтом посредством телекоммуникационных технологий [17–19].Цель работыРазработка навесного трелёвочного приспособления для бесчокерной трелёвки сортиментов или маломерных деревьев (хлыстов) на базе трактора общего назначения, (малогабаритного трактора типа МТЗ‑320).Материалы и методыОбъектом исследования являлись навесные трелёвочные приспособления, агрегатируемые с тракторами общего назначения, а также разработанные авторами конструкции трелёвочных тележек на основе патентного решения [24]. Предметом исследования выступали кинематические, геометрические и тягово-энергетические параметры указанных устройств.Теоретическую базу исследования составили труды отечественных и зарубежных учёных в области механизации лесозаготовок и экологии лесопользования, а также нормативно-техническая документация, включая ГОСТ 3480–76 на трёхточечную навеску. Сбор первичной информации осуществлялся методом систематического поиска по базам данных eLibrary.ru, ResearchGate.net и открытым интернет-ресурсам с формированием запроса «трелёвочные приспособления к лесозаготовительной технике» и его англоязычных аналогов. Дополнительно применялся метод патентного поиска, в рамках которого проанализирована отечественная и зарубежная патентная документация, включая патент [25]. Обработка полученных данных выполнялась методами контент-анализа и сравнительной оценки конструктивных решений, что позволило систематизировать существующие трелёвочные устройства (лебёдки, клещевые захваты, трелёвочные тележки) и выявить их преимущества и недостатки. На основе проведённого анализа разработана авторская классификация методов трелёвки (рисунок 1) и видов трелёвочных приспособлений для бесчокерной трелёвки (рисунок 4).Геометрическое и параметрическое 3D-моделирование разработанной патентной конструкции трелёвочной тележки выполнялось в среде твердотельного моделирования. На основе построенных трёхмерных моделей (рисунки 11 и 12, б) проведён кинематический анализ механизма подъёма стрелы и захвата, определены зоны рабочих перемещений, углы поворота ротатора (360°), траектории движения клещевин и их предельные положения. Исследованы угловые перемещения стрелы (до ±15° относительно горизонтали) и синхронизация работы гидроцилиндров.