Обоснование параметров унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика

• Автор: Швец, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 261 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ манипуляторного оборудования, применяемого в лесопромышленном производстве.

1.2. Классификация и систематика лесных манипуляторов.

1.3.Основные параметры лесных манипуляторов.

1.3.1. Кинематические схемы лесных манипуляторов.

1.3.2. Кинематические схемы механизма управления рукоятью лесных манипуляторов.

1.3.3. Анализ рабочих органов лесных манипуляторов.

1.4.Манипуляторное оборудование, применяемое на лесосечных работах

1.5.Манипуляторное оборудование, применяемое на лесотранспортных работах

1.6.Манипуляторное оборудование, применяемое на лесоскладских работах.

1.7. Анализ технологических и технических параметров манипуляторных машин.

1.8.Цели и задачи исследований
2. ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УНИФИЦИРОВАННОГО МАНИПУЛЯТОРА
ДЛЯ ЛЕСНЫХ ГРУЗОВ.
2.1 .Математическое описание рабочих зон технологических
операций манипуляторов в лесной промышленности.
2.2.0боснование кинематической схемы унифицированного
гидроманипулятора для лесной промышленности
2.2.1. Обоснование кинематической схемы
графоаналитическим методом
2.2.2. Обоснование кинематической схемы методом математического моделирования
2.3.Технологическое обоснование вылета лесного гидроманипулятора.
2.3.1. Технологическое обоснование вылета манипулятора на лесосечных операциях.
2.3.2. Технологическое обоснование вылета манипулятора на вывозке леса.
2.3.3. Технологическое обоснование вылета манипулятора на сортировке бревен
2.3.4. Технологическое обоснование вылета манипулятора при подаче круглых лесоматериалов в деревообрабатывающие цехи.
2.3.5. Обобщенная модель вылета манипулятора для лесных грузов.
2.4. Исследование устойчивости манипуляторного по1рузчика
2.4.1. Статическая составляющая реакции опоры манипулятора .
2.4.2. Динамическая составляющая реакции опоры манипулятора.
2.5.Обоснование геометрических параметров колесной базы манипуляторного погрузчика

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МАНИ1ТУЛЯТ0РН О ПОГРУЗЧИКА
3.1.Теоретические исследования производительности предлагаемого манипулятора
3.1.1. Теоретическое исследование процесса погрузки
лесоматериалов
3.1.2. Разработка конструктивного элемента, увеличивающего
производительность манипулятора.
3.2.Экспериментальные исследования
3.2.1. Обоснование вида эксперимента. Выбор факторов определяющих производительность манипулятора на погрузке круглых лесоматериалов.
3.2.2. Выбор регрессионной модели.
3.2.3. Методика проведения эксперимента.
3.2.4. Статистические оценки результатов эксперимента.
3.2.5. Построение моделей множественной линейной регрессии.
3.3.Результаты исследования производительности манипуляторов
на погрузке круглых лесоматериалов
3.4.Статистические характеристики производительности манипулятора на погрузке круглых лесоматериалов
Выводы
4. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ УНИФИЦИРОВАННОГО ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО МАНИПУЛЯТОРНОГО ПОГРУЗЧИКА
4.1.Особенности компоновочной схемы УЛМП
4.2.Структурная схема применения УЛМП.
4.3.Технология лесосечных работ с применением УЛМП
4.3.1. Технологический процесс системы машин .К при сплошных рубках.
4.3.2. Технологический процесс системы машин .К при сплошных рубках.
4.3.3. Технологический процесс системы машин .К
с подвозкой сортиментов при сплошных рубках.
4.4.Лесоводственноэкологическая оценка возможности применения УЛМП на лесосечных работах.
4.5.Технология выполнения складских операций с применением УЛМП.
Выводы
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ
МАНИПУЛЯТОРНЫХ УСТРОЙСТВ В ЛЕСНОМ КОМПЛЕКСЕ.
5.1.Методика расчета экономической эффективности внедрения новой техники и технологии.
5.2.Техникоэкономическая оценка возможности применения манипуляторов в лесопромышленном производстве
5.2.1. Техникоэкономическая оценка возможности применения манипуляторов на работах лесотранспортного цикла
5.2.2. Техническая оценка возможности применения манипуляторов на складских работах
5.3.Сравнительный экономический анализ применения манипуляторных машин в лесном комплексе
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
Библиографический список.
Приложение А. Расчет статической и динамической реакции опоры в зависимости от угловой скорости, силы тяжести груза вместе с рабочими органами и угла наклона рукояти манипулятора к вертикали
Приложение Б. Результаты эксперимента по определению производительности манипуляторов на погрузке круглых лесоматериалов
в автопоезда
Приложение В. Расчет окупаемости инвестиций для следующих систем машин при заготовке хлыстов Бензопила Трелевочный
трактор Бензопила Бензопила Унифицированный лесопромышленный манипуляторный погрузчик Бензопила Валочнопакетирующая машина Трелевочный трактор Сучкорезная машина при заготовке сортиментов Бензопила Трелевочный трактор Бензопила Бензопила Унифицированный лесопромышленный манипуляторный погрузчик Бензопила Харвестер
Форвардер
Приложение Г. Документы подтверждающие внедрение результатов диссертационного исследования.
ВВЕДЕНИЕ


При этом законы движения звеньев даже при простых законах движения рабочего органа оказываются очень сложными, поэтому эта группа кинематических схем получила наименьшее распространение
Схема рабочего оборудования манипуляторов представляет собой разомкнутую кинематическую цепь, причем элементы ее могут иметь вращательное движение относительно друг друга шарнирносочлененное рабочее оборудование рис. Шарнирносочлененные манипуляторы рис. Такие манипуляторы просты по конструкции, устройству и изготовлению, надежны в работе. Рис. Телескопические гидроманипуляторы состоят из поворотной колонны и шарнирносочлененной с пей телескопической стрелы. Телескопическая стрела содержит две или три выдвижных секции, в зависимости от конструкции манипулятора. Секции могут выдвигаться с помощью гидроцилиндра, при помощи тросового или цепного привода или их комбинаций. Подобное оборудование предпочтительнее и при работе в стесненных условиях. Однако оно имеет и ряд недостатков манипулятор с таким оборудованием не может брать груз за преградой, что имеет большое значение при погрузке на транспортные средства и работе вне ровной площадки, а также при погрузочноразгрузочных работах на железнодорожном транспорте им невозможно производить укладку высоких штабелей. Существенным недостатком схемы является достаточно высокая сложность конструкции стрелы. В настоящее время наибольшее распространение получили комбинированные манипуляторы, представляющие собой шарнирносочлененный манипулятор, с телескопической рукоятью. Манипуляторы такого типа наиболее эффективно решают проблему расширения рабочего пространства при о1раниченных размерах стрелы. Достоинством этой схемы являются большой вылет манипулятора более м. Недостаток схемы сложность изготовления рукояти манипулятора. Механизм управления стрелой у манипуляторов различных моделей одинаков и состоит из вертикального или наклонного гидроцилиндра иногда двух гидроцилиндров, шарнирно закрепленного в проушинах колонны и стрелы. Более сложные и разнообразные варианты имеет механизм управления рукоятью. В настоящее время наиболее широкое применение получили схемы механизма управления рукоятью, представленные на рис. Управление при помощи шарнирного четырехзвенника рис. ТБ1М, МЛ, ПЛГ, ПЛГ, так и на зарубежных например, БУ, БЬ, БбОР, БбОУ, РБ, Г Б, Р0Б и в других машинах. Рис. Управление рукоятью при помощи коромысла и шатуна рис. ЛТ3, РЬ, РБ, УаЬпЩ В0С и в других. Работа схем управления рукоятью при помощи шарнирного четырехзвенника и при помощи коромысла и шатуна практически одинакова. Посредством дополнительных кинематических звеньев удается существенно увеличить рабочую зону манипулятора. Поэтому данные схемы получили широкое распространение в конструкции манипуляторов лесных машин. Схема, приведенная на рис. ТБ1, ЛГ1, МЛ. Манипуляторы, построенные по указанной схеме, имеют меньшую рабочую зону по сравнению с манипуляторами, построенными по схемам 1. Подобная схема применяется в конструкции манипуляторов РаШ фирмы Кез1а, Финляндия. От манипуляторов, производимых в России, они отличаются тем, что имеют более компактное транспортное положение. Схема, приведенная на рис. Ее отличие от рассмотренных ранее схем состоит в том, что подъем рукояти, осуществляется бссштоковой полостью гидроцилиндра управления рукоятью, чем обеспечивается большее усилие подъема. Такая схема используется как на машинах отечественного производства ЛП, ЛП, так и на зарубежных РЗЗОБ, ЕЗООЭ, Г, Р. К недостаткам данной схемы следует отнести малую рабочую зону и большие габариты манипулятора в транспортном положении. Сменные рабочие органы являются специализированными грузозахватными приспособлениями, предназначенными для работы с различными типами грузов, что позволяет значительно расширить области применения гидроманипуляторов и обеспечить их высокую производительность и универсальность при использовании их в различных отраслях народного хозяйства. Фирмы, выпускающие манипуляторы, представляют на рынок различные виды рабочих органов, причем каждый из видов часто имеет несколько типоразмеров . Рабочие органы могут включать в себя один элемент, например, захват, либо несколько элементов, например, захват и упор для хлыстов. Упор крепится к рукояти или стреле манипулятора и может быть либо жестко закрепленным, либо подвижным. Грейферные захваты с перекрывающимися челюстями применяются для погрузки круглого леса.