Совершенствование технологического оборудования гусеничных лесопогрузчиков перекидного типа на базе лесопромышленных тракторов на основе анализа динамики боковых нагрузок

• Автор: Черник, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Обзор и анализ работ по динамике элементов конструкции гусеничного лесопогрузчика. Цель и задачи исследования
2 Разработка математической модели динамики боковых нагрузок на технологическое оборудование лесопогрузчика на базе лесопромышленного трактора с полужесткой подвеской корпуса.
2.1 Динамика элементов конструкции лесопогрузчика класса кН с полужесткой подвеской корпуса при поперечно угловых колебаниях.
2.2 Возмущающие воздействия при движении лесопогрузчика с полужесткой подвеской корпуса через чередующиеся препятствия одним бортом.

2.3 Обоснование расчетной схемы размещения дерева в захвате лесопогрузчика.

2.4 Определение жесткости расчетного дерева в зависимости от смещения центра тяжести относительно продольной оси машины
3 Моделирование режимов грузового хода лесопогрузчика с наездом на препятствие одним бортом.

3.1 Подготовка дифференциальных уравнений

3.2 Результаты моделирования режимов грузового хода лесопогрузчика.

3.3 Анализ полученных результатов.
3.4 Влияние скорости передвижения на величину боковых динамических нагрузок.
3.5 Влияние высоты препятствия на величину боковых динамических нагрузок.
3.6 Влияние геометрических характеристик и породы дерева на динамику нагрузок в поперечновертикальной плоскости
3.7 Влияние смещения центра тяжести расчетного дерева относительно продольной оси лесопогрузчика на нагруженность элементов
конструкции
4 Экспериментальные исследования динамики боковых нагрузок на технологическое оборудование лесопогрузчика.
4.1 Цель и задачи исследования.
4.2 Информационноизмерительная система ИИС
4.3 Планирование и методика экспериментальных исследований.
4.4 Расчеты погрешностей, количество опытов по предварительным экспериментам.
4.5 Экспериментальные исследования и обработка результатов.
Общие выводы и рекомендации.
Список используемой литературы


Несмотря на блестящее совершенство технологии лесозаготовок на базе харвестеров и форвардеров ее распространение в мире нельзя назвать триумфальным. В лесах, не пройденных рубками ухода, которые преобладают в России и ряде других крупных стран, особенно в перестойных лесах, значительную долю древостоев составляют крупные лиственные деревья с мощными сучьями, которые «не по зубам» харвестерам. Кроме того, в таких древостоях произрастает значительное количество тонкомерных деревьев, переработка которых значительно снижает производительность харвсстеров. Доля таких деревьев по объему в древостоях России в среднем достигает %. Нельзя также не отметить, что работа харвестеров и форвардеров в ночное время, которая практикуется при круглосуточной эксплуатации для достижения рентабельности использования этих дорогих машин, с полным правом можно отнести к экстремальным [4]. Технология заготовки древесины в хлыстах, которая уже счила традицией российской лесозаготовительной промышленности, с участием отечественной техники, которая значительно дешевле зарубежной, и, соответственно, требует меньших отчислений на амортизацию, но достаточно производительна, и более приспособлена к местным климатическим условиям, включает в себя эксплуатацию различных видов подъемно-транспортных машин. Тракторный лесопогрузчик является одной из таких машин. Поскольку лесопогрузчик занимает промежуточное положение в системе лесозаготовительных машин, то от его работы во многом зависит ритмичность лесозаготовок на фазах трелевки и вывозки. По этой же причине необходимы повышенные требования по надежности оборудования лесопогрузчика и другим параметрам технического уровня. По сравнению со строительно-дорожными машинами работа лесопогрузчиков отличается более тяжелыми режимами работ, эго связано с динамическими свойствами груза, препятствиями (камнями, сучьями, остатками деревьев), природными условиями (низкими температурами). При создании лесопогрузчиков и повышении их технического уровня не всегда представляется возможным использование результатов исследований лесосечных, лесотранспортных, грузоподъемных, дорожно-строительных и других машин в связи со специфическими особенностями условий эксплуатации, характера взаимодействия машины с предметом труда и конструктивного выполнения рабочего оборудования. Поскольку в настоящее время в лесной отечественной промышленности нашли широкое применение лесопогрузчики перекидного типа, вопросы исследования нагрузок на элементы конструкции, совершенствования кинематики и конструкции технологического оборудования этих машин остаются актуальными. Среди опубликованных работ, посвященных исследованию динамики нагрузок в элементах конструкции гусеничных лесопогрузчиков известны работы Алябьева В. И., Давиденко В. Л., Ивашкевича П. Н., Померанцева М. М, Ильина В. Ф., Федорова Ю. М., Мельникова В. П., Гобермана Л. А., Полетайкина В. Ф., Лозового В. А., Верхова Ю. И., Гуськова С. ТО. Данные работы базируются на фундаментальных исследованиях динамики грузоподъемных и подъемно — транспортных машин, проведенных рядом исследований, в том числе Кожевниковым С. Н., Голубенцевым А. Н., Волковым Д. I., Комаровым М. С., Богуславским П. Е., и др. В работах [6; ; ] рассмотрены вопросы динамики нагрузок в элементах конструкции лесопогрузчиков П2, ПА, ПЛ2, ПЛЗ, ЛТ-Б, ЛТ-8 и оптимизации параметров технологического оборудования. По технологии погрузочных работ принято во время грузового хода лесопогрузчика фиксировать стрелу вертикально. Эго необходимо для обеспечения достаточной продольной устойчивости, равномерного распределения силы тяжести машины по опорной поверхности гусениц и, следовательно, меньшего давления на грунт. Но при вертикальном положении стрелы создаются максимальные моменты сил, действующие на рабочее оборудование и подвеску базовой машины, что вызвало необходимость их исследования. Для этого были составлены эквивалентные схемы динамических систем лесопогрузчика с учетом типа подвески базового трактора, характеристик поднимаемого груза, металлоконструкции, гидросистемы технологического оборудования и опорной поверхности, а так же составлены математические модели.