Борис Микола Михайлович. Обґрунтування параметрів трелювально-транспортного засобу для підвищення його експлуатаційних властивостей

Краткое описание

Борис Микола Михайлович. Обґрунтування параметрів трелювально-транспортного засобу для підвищення його експлуатаційних властивостей : Дис... канд. наук: 05.05.07 2007

Борис М.М.Обґрунтування параметрів трелювально-транспортного засобу для підвищення його експлуатаційних властивостей. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.07 машини та процеси лісівничого комплексу. Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2007.
На підставі теоретичних та експериментальних досліджень обґрунтовано пара-метри колісних трелювально-транспортних машин. Розроблено узагальнену матема-тичну модель коливань в трансмісії та у вертикальній поздовжній площині лісо-транспортної системи для їх спільного розгляду. Адекватність моделей перевірена методом математичного моделювання та експериментальними випробуваннями. До-сліджено вплив низки чинників на тягово-зчіпні та динамічні властивості, плавність руху і прохідність лісових машин. На підставі комп’ютерного моделювання та ме-тоду математичного планування експерименту отримано регресійні рівняння для визначення показників плавності руху та навантаження в трансмісії машин, залежно від умов експлуатації. Результати виконаних досліджень розширюють базу даних для розроблення концепції модернізації наявних і створення нових лісових машин.

У дисертації на підставі виконаних теоретичних і експериментальних дослі-джень розв’язано важливе науково-практичне завдання щодо підвищення ефектив-ності роботи трелювально-транспортних засобів шляхом обґрунтованого вибору їх параметрів та варіантів транспортування деревини. Внаслідок проведених дослі-джень та їх аналізу отримано такі результати:
1. Вперше розроблено узагальнену математичну модель коливань трелювально-транспортного засобу, яка на відміну від існуючих дала змогу розглядати спільно крутильні коливання в трансмісії, лінійні та кутові коливання машини у вертикаль-ній поздовжній площині з урахуванням реальних умов експлуатації для обґрунтова-ного вибору параметрів компонування машини.
2. Розроблено методику тягових випробувань і досліджень плавності руху тре-лювально-транспортної машини. Створено оригінальний комплекс вимірювальної апаратури, який дозволяє досліджувати транспортні засоби різної комплектації.
3. На підставі виконаних замірів статистичних характеристик гірських лісових доріг отримано усереднені параметри їх макропрофілю і плану, що слугують почат-ковими даними для моделювання процесу руху лісотранспортних машин.
4. Встановлено закономірності процесу рушання і розгону трелювальної маши-ни ЛТ-157 у напівнавантаженому і навантаженому положеннях, порівняльний аналіз яких засвідчив переваги останнього, оскільки робота буксування зменшується на 10%, максимальні значення моментів у трансмісії знижуються на 24%, а тривалість і шлях розгону зменшуються відповідно на 14 і 11%.
5. Аналіз показників динамічного навантаження трелювальної машини ЛТ-157 показав, що під час її рушання з пакетом деревини значення крутних моментів на півосях заднього моста в 1,2-2,2 рази вищі, ніж на півосях переднього, що зумовлено довантаженням заднього моста частиною ваги пакета. Максимальні крутні моменти під час рушання машини з пакетом деревини об’ємом 4,5 м3перевищують їх макси-мальні значення для усталеного руху в 1,3-2,2 рази, а тягове зусилля у линві трелю-вального обладнання машини на 1,8-4,2 кН.
6. Встановлено, що зі збільшенням швидкості руху трелювальної машини зрос-тають вертикальні пришвидшення її мас, максимальні значення яких спостерігають-ся для швидкості руху 6,5-7,5 км/год та 10,5-11,5 км/год. Порівняння сортиментово-зів з напівпричепом та з розпуском засвідчили переваги останнього: середньоквад-ратичні пришвидшення є меншими на 5-12%, а критична швидкість руху вищою на 5-6%. Дослідження засвідчили, що під час переїзду перешкоди пришвидшення на сидінні тракториста змінюються в межах 1,1-2,4 м/с2та повністю відповідають вста-новленим нормам.
7. З’ясовано, що зміна бази напівпричепа сортиментовоза з 4,5 до 6,5 м не при-зводить до значної зміни його вертикальних пришвидшень, але кутові пришвидшен-ня із збільшенням бази в тих же межах зменшуються на 32,5 і 29,1% для швидкостей руху машини відповідно 15 і 20 км/год. Зменшення жорсткості шин напівпричепа в інтервалі 500-800 кН/м для швидкості руху сортиментовоза 15 і 20 км/год зумовлює зменшення вертикальних пришвидшень над віссю балансирного візка і в центрі ваги напівпричепа відповідно на 33,4 і 35,3%, а кутових на 28,6 і 24,4%. Рекомендова-но обладнувати колісні лісові машини високоеластичними шинами (зокрема й широкопрофільними).
8. Встановлено, що істотний вплив на обмеження швидкості руху лісової ма-шини на спусках спостерігається для значень кута ухилу дороги понад 15ота радіуса заокруглення у плані до 40 м. Виявлено, що збільшення відстані між нерівностями на 0,2 м призводить до зростання критичної швидкості в 1,3 рази, а застосування балансирних розпусків з шинами, що мають вертикальну жорсткість 500-800 кН/м та статичний прогин 60-100 мм, дає змогу забезпечити потрібну плавність руху і зменшити ймовірність появи небезпечних резонансних явищ.
9. Досліджено, що зростання опору рухові сортиментовоза від 0,01 до 0,05 за умови низького зчеплення з опорною поверхнею викликає зменшення відносного запасу сили тяги на 15-20%, а збільшення коефіцієнта зчеплення рушіїв з опорною поверхнею від 0,5 до 0,8 зумовлює його зростання на 5-12%.
10. Математичним плануванням експерименту отримано адекватні регресійні залежності середньоквадратичних вертикальних пришвидшень остова тракторного сортиментовоза від жорсткості шин напівпричепа, бази сортиментовоза та швидкос-ті руху і крутних моментів на півосях трелювальної машини від об’єму трельовано-го пакета деревини, висоти точки опирання пакета на трактор та швидкості руху.
11. Обґрунтована доцільність застосування двостадійного транспортування сортиментів з верхнього складу або лісосік, за якого на першій стадії використову-ється сортиментовоз на базі колісного трактора, а на другій автомобіль із сідловим пристроєм. Для відношення відстаней транспортування у межах 2,3-8,4 км така схе-ма зменшить транспортні витрати порівняно з традиційною на 10-30%. За обґрунто-ваними у роботі параметрами розроблено і прийнято для експлуатації в умовах Во-рохтянського ЛК сортиментовоз на базі лісопромислового трактора Т-157, дослі-дження якого вказують на перспективність створення таких машин.
12. Встановлені закономірності впливу параметрів трелювально-транспортного засобу на показники експлуатаційних властивостей, розроблені теоретичні та мето-дичні положення, а також практичні рекомендації і технічні рішення прийняті для використання конструкторським бюро ВАТ Харківський тракторний завод” для вдосконалення конструкції колісних ЛТЗ.