Совершенствование опорно-поворотного устройства лесозаготовительных машин манипуляторного типа

• Автор: Багаутдинов, Ильдар Нургаязович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 199 с. : ил

Содержание
Введение

1 Состояние вопроса и основные задачи исследования

1.1 Основные проблемы механизированной валки деревьев

1.2 Лесосечные многооперационные машины

1.3 Обзор исследований нагруженности опорноповоротного устройства

в области крано и экскаваторостроения

1.4 Обзор работ, посвященных нагруженности механизмов

поворота манипуляторов лесных машин

1.5 Опорноповоротное усгройство, его конструкции и назначение

1.6 Классификация опорноповоротных устройств и опорных

конструкций
1.7 Патентный анализ конструкций опорноповоротных устройств и
опорноповоротных кругов
1.8 Анализ особенностей конструкции механизмов поворота
1.9 Обзор работ, посвященных исследованию распределения нагрузки в
зубчатом зацеплении и перекоса осей
1. Основные выводы и задачи исследования
2 Математическая модель процесса переноса дерева поворотом
платформы при одновременном подтягивании рукояти
2.1 Описание математической модели совмещенного переноса
2.2 Дифференциальные уравнения совмещенного переноса
2.3 Математическая модель гидропривода механизма поворота
2.4 Определение инерционных характеристик математической модели .
2.5 Выводы
3 Обоснование параметров модели и результаты численного
. исследования совмещенного переноса
3.1 Рабочие углы манипулятора и параметры дерева
3.2 Определение упругих характеристик динамической модели
3.3 Силы сопротивления повороту.
3.4 Способы выполнения совмещенного переноса.
3.5 Численная реализация модели совмещенного переноса
3.6 Апробация математической модели
3.7 Результаты численных исследований
3.8 Выводы.
4 Экспериментальные исследовании.
4.1 Исследования износа опорноповоротных кругов.
4.1.1 Цели, задачи исследований
4.1.2 Общее состояние опорноповоротных кругов.
4.1.3 Результаты исследования износа опорноповоротных кругов
4.2 Экспериментальная оценка жесткости опорноповоротных устройств .
4.2.1 Цель и задачи лабораторных исследований.
4.2.2 Выбор и обоснование материала для экспериментальной модели
4.2.3 Выбор и обоснование масштабного коэффициента.
4.2.4 Проведение экспериментальных исследований.
4.2.4.1 Определение необходимого количества опытов .
4.2.4.2 Измерительная аппаратура.
4.2.4.3 Обработка результатов
4.2.5 Экспериментальное определение прогибов опорноповоротного
устройства.
4.2.6 Результаты экспериментальных исследований.
4.2.7 Определение достоверности экспериментальных данных .
4.2.8 Оценка экономической эффективности внедрения экспериментального
опорноповоротного устройства.
4.3.9 Выводы
5 Обоснование параметров, методика и определение напряжений
элементов механизма поворота платформы валочнопакетирующей машины.
5.1 Неравномерность распределения нагрузки.
5.1.1 Угол перекоса шестерни.
5.1.2 Угол перекоса колеса.
5.2 Коэффициент, учитывающий угол перекоса от деформации зубчатого
колеса
5.3 Расчет коэффициента динамической нагрузки при ударе
5.4 Определение контактных напряжений
5.5 Определение напряжений изгиба
5.6 Выводы.
6 Общие выводы и рекомендации
Список использованной литературы


Анализ крупномерных деревьев основных лесоэксплуатационных районов России и распределения деревьев по объемным группам [7] представлен в приложениях 2 и 3 . Различные разрушения и деформации элементов экскаваторов, в том числе и ОПУ, приводят к простоям техники и их ремонту. Ежегодные затраты на ремонт парка одноковшовых экскаваторов примерно в два раза превышают стоимость годового выпуска новых экскаваторов []. Причиной этих разрушений и деформаций, как показывает анализ, является неправильный учет действительных динамических нагрузок, действующих на узлы экскаваторов и кранов в процессе эксплуатации, а также отсутствие надлежащих методов расчета деталей на прочность и долговечность с учетом их истинных режимов нагружения. В целях увеличения производительности труда операторы машин стремятся уменьшить время рабочего цикла за счет сокращения времени отдельных операций и максимального их совмещения. Первые экспериментальные и теоретические исследования динамических нагрузок одноковшовых экскаваторов в нашей стране были начаты в - гг. МИСИ им В. В. Куйбышева и ВНИИСтройдормашем. Исследования МИСИ им В. В. Куйбышева распространялись на мощные экскаваторы. Исследования ВНИИСтройдормаша охватывали, главным образом, универсальные экскаваторы с одномоторным приводом. Результаты этих исследований частично нашли отражение в отдельных работах Н. Г. Домбровского [, ], С. А. Панкратова [3], В. Ф. Сиротского [8], В. А. Ряхина, К. С. Гаевской, П. Е. Тотолина, Б. П. Бапина, М. Д. Богородского, В. Н. Бака-леева и др. В области исследования динамических нагрузок одноковшовых экскаваторов следует отметить работы, выполненные в Харьковском политехническом институте В. П. Ломакиным [2], на Харьковском электромеханическом заводе Д. А. Каминской, в Днепропетровском металлургическом институте Л. И. Цехновичем, в Уральском политехническом институте С. А. Казаком []. Среди основополагающих работ, посвященных разработке теоретических основ динамики рабочих процессов в области краностроения и экскавато-ростроения, следует назвать, прежде всего, работы М. С.А. Панкратова [3], С. А. Казака [-], А. Н. Голубенцева [], С. П. Тимошенко [3], Н. И. Григорьева [], В. И. Брауде [-], В. A.A. Вайнсона [], Л. А. Гобермана [2], B. C. Полковникова [], A. A. Зарец-кого [, ], В. И. Онищенко [6], A. B. Рустановича [5], H. A. Лобова, М. М. Гохберга и др. В краностроении динамика нагрузок при переходных режимах имеет решающее значение []. Поэтому исследования по крановой динамике велись довольно интенсивно и раньше. Одной из первых следует считать работу Пфляйдерера ( г. Она была достаточно подробно изложена в “Курсе деталей машин” Берлова (том IX) и охарактеризована в одной из обзорных статей Богуславского []. Так, в г. В ее решениях [] отмечено, что существующая методика назначения динамических коэффициентов в зависимости только от режима работы не верна. Величину динамического коэффициента каждой конструкции рекомендовалось определять расчетом. Последнее десятилетие характеризуется появлением большого числа работ по теории колебаний и динамики машин, что свидетельствует о значительном интересе к этим проблемам. Однако многие статьи имеют небольшой объем, отличаются фрагментарностью и неполнотой изложения вопроса, мало содержат численных примеров и экспериментальных данных, свидетельствующих о достоверности результатов расчета. В.С. Полковников [] при расчете привода механизма поворота платформы учитывал всю нагрузку от поворотной платформы и угол наклона грунта к ОПУ. Автор пришел к выводу, что распределение давления на катки ОПУ не одинаково, на него влияет жесткость как ОПУ, так и поворотной платформы, которая опирается на ОПУ. Кроме того, давление должно распределяться косинусоидально и плавно, без резких изменений. Ученый пришел к выводу, что нижняя часть круга катания многокаткового ОПУ должна быть жесткой на всех его участках, что возможно лишь при достаточной жесткости основания ОПУ и равномерности распределения давления по всей окружности. В противном случае это может привести к повышению износа дорожек качения и увеличению сопротивления при повороте.