Введение к работе
Актуальность темы. Лесная отрасль продолжает оставаться одной из наиболее трудоемких с низким уровнем механизации труда.
Если учесть, что от успешной работы на лесосеке зависят все последующие фазы производства, то становится очевидной особая актуальность механизации лесосечных работ.
Применение многооперационных машин на лесосечных работах в 80-х годах позволило полностью исключить тяжелую и опасную ручную работу при значительном повышении производигельности груда на всех основных техно-лої ических операциях, связанных с валкой, очисткой стволов от сучьев, пакетированием и трелевкой деревьев.
В настоящее время наметилась тенденция дальнейшего совершенствования лесосечных машин в направление увеличения производительности за счет роста рабочих скоростей, сокращения пауз, форсирования пуско-тормозпых режимов Однако такой подход неизбежно приводит к возрастанию периодических, ударных и других натрузок, действующих на механизмы и почву Увеличивается общий уровень динамической нагруженности машин Все это в конечном итоге приводит к снижению надежности лесосечных машин, повышению отрицательных воздействий на почву и вновь сдерживает рост производительности труда Кроме тою, успешное применение валочно-пакетирующих машин на лесосечных работах побудило конструкторов придать им еще и дополнительные функции, присущие машине харвестерного типа, то есть очистку стволов от сучьев и раскряжевку на сортименты, превратив ее в валочно-сучкорезно-раскряжевочную машину (ВСРМ).
Придание валочно-пакетируютцей машине выполнение новых технолоти-ческих операций неизбежно влечет за собой существенное изменение характера и уровня динамических нагрузок на шасси и технологическое оборудование.
В этой связи изучение динамической нагруженности валочтю-пакетиру-юшей машины в новом качестве является актуальной задачей.
Научно-техническая задача. Создание надежной экологически-совместимой с природной средой валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины на основе научно-обоснованного выбора параметров.
Цель работы. Повышение надежности валочно-сучкорезно-раскряжевоч-ных машин при сокращении сроков их разработки и изготовления использованием на этапе проектирования аналитических методов расчета и научно-обоснованного выбора параметров, обеспечивающих минимальные динамические нагрузки в эксплуатации.
Объекты и методы исследования Объектами теоретических и экспериментальных исследований являлись опытные образцы ВСРМ МЛ-20 и ВГГМ ЛП-19В с сучкорезно-раскряжевочным оборудованием, а также макетный образец ВСРМ на базе колесного лесохозяйственної о трактора Т-25Л.
Теоретические исследования базировались на применении математического моделирования и ЭВМ.
Оценка корректности разработанных моделей производилась методом сравнения расчетных данных с экспериментальными по максимальным значениям выходных параметров моделируемых процессов.
Научная новизна работы. Научная новизна работы заключается в разработке математических моделей валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин, позволяющих исследовать на этапе проектирования их динамику в режимах протяжки ствола, очистки ею от сучьев и технологических переездах в процессе ведения лесозаготовок на сплошных, постепенных и выборочных рубках; в выявление влияния параметров деревьев и технологического оборудования на уровень динамических нагрузок на машину.
Значимое іь для теории и практики. Разработанные математические модели взаимодействия валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин с предметом труда - деревом в режимах очистки ствола от сучьев и технологических переездов, результаты исследований дополняют теорию лесных машин и являются базой для их разработки и модернизации, а также для создания автоматизированной системы проектирования машин (САПР).
Использование теоретических разработок и результатов исследований позволит научно-обоснованно производить выбор основных параметров ВСРМ, повысить качество проектирования при значительном сокращении стоимости проектных работ и сроков создания, а также снизить металлоемкость при повышении надежности.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Разработаны математические модели для исследования динамики валоч-но-сучкорезно-раскряжевочных машин в режимах очистки стволов от сучьев и вывода обрабатываемых деревьев из древостоя ходом машины.
-
Получены результаты исследований динамики валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины в режимах протяжки стволов, очистки от сучьев и вывода деревьев из древостоя ходом машины.
-
Выявлены закономерности динамической нагруженности базовой машины.
-
Получены рациональные параметры валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин, обеспечивающие минимальные динамические нагрузки в упругих связях.
-
Разработаны рекомендации по снижению динамической нагруженности валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Ухтинского государственного технического университета, Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии (г. Ухта, 2002, 2003, 2004 гг., г. Санкт-Петербург, 2003, 2005 г.).
Публикации. Маїериальї диссертации опубликованы в девяти статьях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка литературы.
Содержание работы изложено на 113 страницах машинописного текста, иллюстрировано 34 рисунками и 25 таблицами.
Реализация работы. Основные результаты исследований внедрены в учебный процесс кафедр ЛДМиМ УГТУ и проектирования специальных лесных машин СПб. ГЛТА.
