Обоснование энергосберегающих параметров торцовых фрез и режимов резания лесных почв для выполнения работ в лесном хозяйстве

• Автор: Карнаухов, Андрей Иванович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 220 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Состояние, цель и задачи исследования

1.1 Анализ путей обеспечения энергосбережения при работе лесопожарных агрегатов

1.2 Анализ режимов резания и параметров фрезерных рабочих органов лесопожарных агрегатов

1.3 Анализ методик расчета режимов резания и параметров торцовых фрез

1.4 Выводы по главе.

2 Аналитическое исследование резания лесных почв торцовыми фрезами

2.1 Цели и задачи исследования

2.2 Разработка математической модели процесса взаимодействия торцовых фрез с лесной почвой.

2.3 Исследование влияния факторов на энергомкость процесса прокладки опорной полосы

2.4 Анализ влияния параметров и режимов резания лесных почв торцовыми фрезами на энергомкость технологического процесса
2.5 Выводы по главе.
3 Программа и методика экспериментальных исследований
3.1 Цели и задачи исследований
3.2 Планирование экспериментальных исследований.
3.3 Методика экспериментальных исследований.
3.4 Методика определения характеристик экспериментального участка.
3.5 Информационноизмерительная система.
3.6 Расчет погрешности измерений
3.7 Вывод по главе
4 Экспериментальные исследования
4.1 Обработка результатов исследований. ИЗ
4.2 Анализ распределения моментов сопротивления в трансмиссии привода фрезы лесопожарного агрегата при прокладке опорных полос.
4.3 Результаты экспериментальных исследований.
4.4 Выводы по главе.
5 Методика определения энергосберегающих параметров торцовых фрез и режимов резания лесных почв
5.1 Общая постановка задачи оптимизации.
5.2 Формирование целевой функции
5.3 Определение энергосберегающих режимов резания и параметров
торцовых фрез
Основные выводы и рекомендации.
Библиографический ашеок.
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Тракторы Т-0 К и МТЗ-/, аїрегатируемьіе с ГТ- 3 и АЛФ-, не приспособлены к работе под пологом леса. Работа данных грунтомётов возможна, согласно их технических характеристик, только на лёгких песчаных и супесчаных почвах [, ]. Движение вдоль кромки для тракторных грунтомётов при активном тушении под пологом леса невыполнимо ввиду того, что кромка пожара не может быть в плане прямой линией и имеет произвольную быстроменяющуюся форму. Ручной ірунтомет ГР не можег применяться на кромке пожара ввиду того, что оператор подвергается интенсивному воздействию теплового излучения пламени [8]. Скорость резания в грунтомётах АЛФ-, А1ІМ, ГТ-3, ОФ-1 и ГТ-2 не обоснована, вероятно, её значение завышено, так как в рассматриваемых конструкции названных выше грунтомётов предусмотрено гашение скорости потока грунта специальным укладчиком. Энергоёмкость рабочего процесса 0, - 1, МДжУм3 весьма значительна. Таблица t. Примеч. Код. И.О. V^/V. УтМС'1 0. Е’ з MJW 0, 0, 0. U5 0,5Я 0. Лая оса" 1,2x0. D,r,. Р . Л Н. ДИСК-НОЖ плавающий ± 0 0 Н. П,. Масса, кг 0 ІІЛ. В таблице: Nop. Vt~ - скорость резания;К»щч -скорость отбрасывания грунта; /: - энергоемкость технологического процесса; Нж„. D(p - диаметр рабочего органа; - угол резания; а - угол между лезвием ножа и радиусом фрезы; П- производительность орудия. Таблица 1. Модели пл-з ІІФ-1 ПТФ ПРМ-0. АЛК- ПЛМ - 0. ПЛМ - 0. ПЛМ - 0. Базовое 1 срсдсгсво ТЛП-4 ЛХТ- Т-. IV кВт 1 N ЧГ ,4 2. Примеч. D„ 2 шт. Кол. У^мс-1 то м 6/ . V» м с 0,-0. Е, Шх/лг* 0, 0,9- 1. П, л^/ч 0я* 0-0•* . Полоса* 1. Масса, кг 0 . В таблице: - мощность потребляемая орудием; Vpa. Нмк. Dop - диаметр рабочего органа; ? Я - производительность орудия. Таблица 1. Мощность потребляемая орудием, кВт ,0 ,0 1,0 ,0 3. Ширина борозды / ПОЛОСЫ, Л! Примечание: АЛТ- - агрегат лесопожарный танковый на базе танка Т-; МТ-1 -тяговый модуль на базе бензопилы «Урал-2». В отдельную группу можно выделить грунтомёт ГТЛ- на тракторе ЛХТ (ТЛП) - 4 конструкции Ю. А. Худоногова (ВНИИМлесхоз) []. Данное орудие выполнено передненавесным, предусматривает управление углами метания потока грунта в вертикальной и горизонтальной плоскости в процессе выполнения технологического процесса. Это позволяет применять его для активного тушения кромки низового лесного пожара высокой интенсивности. Резание грунта в конструкции ГТЛ - производится на обоснованно низкой скорости, что обеспечивает энергоёмкость технологического процесса 0, МДж/м , то есть значительно меньшую, чем у грунтомётов ЛенНИИЛХа. Как следует из приведённых в таблице 1. Н выпускается только одной модели, хотя большинство перечисленных в таблице 1. В моделях полосопрокладывателей АЛК- на Т- А и ПТФ на Т скорость резания не обосновывалась, а получалась конструктивно, исходя из принятого диаметра фрезы и частоты вращения ВОМ трактора. Серия полосопрокладывателей ПЛМ также предусматривала гашение отбрасываемого потока грунта гасителем. И только в полосопрокладыватсле конструкции кафедры ТМП СибГТУ на Т- М выбор скорости резания был обоснован теоретически, что обеспечило значительное снижение энергоёмкости технологического процесса. Анализ работ по теории применения грунтомётов на тушении лесных низовых и верховых пожаров [4, , 8, - , ] показывает, что названные грунтомётами орудия АЛФ-, ГГ-2, ГГ-3, ОФ-1 фактически являются иолосопрокладывателями с шириной минерал изованной в той или иной степени заградительной полосы до - м. Как уже отмечалось, работа лесопожарного агрегата с грунтомётом не может выполняться ближе м от кромки лесного пожара. Налицо мы имеем противоречие - все перечисленные выше грунтомёты конструкции ЛенНИИЛХ обеспечивают дальность метания грунта порядка м. В то же время они качественно присыпают полосу достаточным для прекращения горения слоем экскавированных из борозды продуктов резания только на ширину 4-5 м. Только ГТЛ- конструкции Ю. А. Худоногова, к сожалению, не поступивший на производство, соответствовал всем поставленным требованиям по применению его на тушении кромки низового лесного пожара.