Введение к работе
Актуальность темы. В период становления рыночных отношений основным направлением развития материально - технической базы страны является внедрение в производство перспективных технологий и применение эффективных технических решений, способствующих повышению производительности труда, снижению себестоимости, рационального использования экологически безопасных сырьевых ресурсов.
Лесное хозяйство Российской федерации имеет на вооружении большое количество машин с активными рабочими органами, которые выполняют различные работы под пологом леса, на нераскорчеванных и раскорчеванных вырубках, песчаных массивах, овражно-балочных и горных склонах, на захламленных порубочными остатками, заболоченных и заросших кустарником площадях. Используемые в лесном хозяйстве машины должны быть прочными, надежными и безопасными. иметь большой срок службы и высокую производительность. На их изготовление должен рационально расходоваться металл.
В значительной степени приведенные показатели зависят от совершенства защиты лесохозяйственных машин от перегрузок. Однако применяемые в настояшее время для защиты лесохозяйственных машин от перегрузок по крутящему моменту предохранительные муфты не обеспечивают качественного ограничения предельных нагрузок, которые возникают в рабочих органах и приводах в момент их функционирования (срабатывания и дальнейшей пробуксовке). В результате происходит выход из строя отдельных детален и узлов лесохозяйственных машин. Остановка машины для восстановления ее работоспособности приводи! к большому ущербу нс только за счет стоимости пришедших в негодность деталей и узлов, но и в основном за счет простоев лесохозяйственной машины.
Интенсификация производства требует усиления темпов работы лесохозяйственных машин и ставит перед научно-исследовательскими организациями, конструкторскими бюро и заводами изготовителями задачи по созданию новой и модернизации существующей техники на более высоком уровне, приближая ее к мировым стандартам. Поэтому всестороннее изучение вопросов, направленных на повышение качества защиты лесохозяйственных машин, является важной исследовательской задачей в деле проектирования и совершенствования техники лесного комплекса.
Диссертация выполнена на основе г.б. темы "Разработка эколого-сберегающих технологий лесосечных и лесохозяйственных работ, экологических требований к лесозаготовительной техники и систем машин для предприятий лесного комплекса лесостепной и степной зон России"(рег. №01.960001260).
Цель работы заключается в разработке основ повышения качества ограничения предельных нагрузок лесохозяйственных машин за счет улучшения основных характеристик их средств защиты от перегрузок по крутящему моменту.
Объекты и методы исследовании. Объектами исследований явились динамические модели и реальные конструкции лесохозяйственных машин с различными типами предохранительных муфт. В основу исследований положены теоретические и экспериментальные методы с использованием ЭВМ. тензометрии, специальных установок.
Достоверность результатов исследований обеспечивалась применением современных методов испытаний и оборудования, большим объемом экспериментальных данных, достаточной сходимостью их с теоретическими предпосылками.
Научная новизна заключается: в разработке методики оценки вероятного числа столкновений лесохозяйетвенной машины с пнями на вырубках с учетом характера их распределения по площади, диаметру и высоте, позволяющей прогнозировать число срабатывании предохранительной муфты, которой оборудована машина и максимальную нагру-женность ее элементов: в разработке математических моделей процесса перегрузки лесохозяйственных машин, имеющих в своєї"! структуре фрикционные предохранительные муфты, которые позволяют аналитически исследовать релаксационные автоколебания, возникающие в звеньях машин при их перегрузке в момент функционирования муфт, и выявить рациональные параметры лесохозяйственных машин и предохранительных муфт, не позволяющие их возникновению; в установлении уровня нагру-женности лесохозяйственных машин при функционировании предохранительных муфт с чувствительными элементами из обычной и прессованной березы и традиционного фрикционного материала и в выявлении закономерностей изменения их основных характеристик: в установлении рациональных режимов использования чувствительных элементов предохранительных муфт лесохозяйственных машин из прессованной березы.
Значимость для теории и практики. Полученные результаты исследований послужат для дальнейшего совершенствования лесохозяйетвенной техники, так как они углубляют теоретические положения защиты лесохозяйственных машин от перегрузок, позволяют прогнозировать оптимальные параметры, повышают качество проектирования и сокращают сроки их создания и доводки.
Научные положения, выносимые на защиту:
методика оценки вероятного числа столкновений лесохозяйетвенной машины с пнями на вырубках, позволяющая установить число срабатываний предохранительной муфты;
математические модели процесса перегрузки лесохозяйственных машин, позволяющие определить нагрузки от релаксационных автоколе-
}
баннії в элементах машин при пробуксовке предохранительных муфт и выявить их рациональнее параметры, которые исключат появление релаксационных автоколебаний:
уровень нагруженности лесохозяйственных машин при функционировании предохранительных муфт с чувствительными элементами из различных материалов и закономерности изменения их основных характеристик:
рациональные режимы использования чувствительных элементов предохранительных муфт лесохозяйственных машин из прессованной березы.
Апробация работы. Материалы исследований докладывались и обсуждались: на ежегодных научных конференциях ППС ВГЛТА (1998 -2000): на Всероссийской научно-технической конференции" "Рациональное использование ресурсного потенциала в атролесном комплексе" (г. Воронеж. 1998г): на Всероссийской научно-практической конференции "Научно-технические проблемы в развитии ресурсе -сберегающих технологий и оборудования лесного комплекса'' (г. Воронеж. 1999г).
Реализация работы. Результаты исследований использованы в Те-лермановском опытном лесничестве института лесоведения Российской академии наук и в учебном процессе ВГЛТА при подготовке инженерных кадров.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 статьях.
Структура и объем работы. Диссертация содержит 1"4 страницы машинописного текста. 3 таблицы и 45 рисунков, состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных литературных источников из 97 наименований, в т.ч. 7 - на иностранных языках, и приложения.