автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование параметров приводных грейферных механизмов для круглых лесоматериалов

На правах рукописи

- 3 MAP 230"

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДНЫХ ГРЕЙФЕРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ДЛЯ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.21.01 Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Йошкар-Ола 2000

Работа выполнена в Московском государственном университете леса и Марийском государственном техническом университете.

Научные руководители: заслуженный деятель науки и техники

Российской Федерации, доктор технических наук,

профессор |Таубер Б. А

заслуженный деятель науки Республики Марий Эл, доктор технических наук, профессор Ширнин Ю.А.

Официальные оппоненты: действительный член Российской

академии естественных наук и жилищно-коммунальной академии РФ, доктор технических наук, профессор Курьянов В.К.

кандидат технических наук, доцент Шуть Г.Е.

Ведущая организация: Волжско-Камский НИИ водного

лесотранспорта (ВКНИИВОЛТ)

Защита состоится « 2% » ^се^&^Т2000 г. в « ^ У » часов на заседании диссертационного совета К 064.30.02 в Марийском государственном техническом университете по адресу:

424000. Республика Марий Эл, г.Йошкар-Ола, пл.Ленина, 3, МарГТУ, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МарГТУ. Автореферат разослан «_»_2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета / канд. техн. наук ХГ '/

Смирнов М.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В производственном цикле предприятий лесного комплекса значительное место занимают погрузочно-разгрузочные и штабелевочные работы, годовой объем которых, с учетом среднего коз ф ф и циента пер е гр у з к и равного 2,5, оценивается в 200...250 млн. м3.

На этих работах в больших объемах используется ручной труд стропальщиков и подсобных рабочих. Одной из важнейших задач по ликвидации ручного труда является создание и внедрение надежных высокопроизводительных грузозахватных устройств грейферного типа. Применяемые грузозахватные устройства грейферного" типа недостаточно надежны, имеют большую массу, достигающую в ряде случаев 30. ..50% от грузоподъемности кранов.

Как показала практика, при эксплуатации часто выходят из строя механизмы замыкания приводных грейферов, которые работают с перегрузками в тяжелом режиме эксплуатации за счет длительных динамических воздействий, возникающих в процессе набора пачек лесоматериалов (образование и разрушение "балок" из контактирующих бревен, удары, вибрации и т.д.). Эти обстоятельства не достаточно учитываются при проектировании грейферных механизмов. В этой связи весьма актуальными являются теоретические и экспериментальные исследования механизмов замыкания грейферных устройств в режиме длительных динамических нагрузок с целью повышения их работоспособности, долговечности и надежности.

Цель работы. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработать научно-обоснованные нормы проектирования приводных грейферов и других аналогичных устройств, работающих с круглыми лесоматериалами, в частности грейферов с волновым приводом механизма замыкания челюстей.

Научная новизна. Впервые разработана классификация "балок" из контактирующих бревен, образующихся в зеве грейфера при зачерпывании. Выявлена физическая сущность процесса создания и разрушения "балок" из контактирующих цилиндрических тел. Предложены новые уравнения для определения усилий на формирование пакета (пачки) бревен, рассматриваемого как систему круглых цилиндрических тел. Впервые определен коэффициент динамической нагрузки при зачерпывании пачки круглых лесоматериалов. Предложены новые технические решения, улучшающие зачерпывающую способность грейферных механизмов, подтвержденные авторскими свидетельствами на изобретения. Разработана новая методика расчета элементов грейфера при динамическом

нагружении и основные требования к приводам грейферных механизмов. Предложена уточненная методика расчету привода с волновой зубчатой передачей.

Практическая значимость результатов. Разработанная методика была реализована расчете волновой зубчатой передачи электромеханического грейфера для зачерпывания круглых лесоматериалов. Применение волнового привода в механизме замыкания челюстей грейфера взамен талевого привода позволило уменьшить массу грейфера на 15...20%, его габарит, увеличить срок службы каната и тяговую способность лебедки в 2-3 раза. Методика расчета грейфера с учетом динамического нагружения дает возможность на стадии проектирования заложить требуемый уровень надежности и долговечности в конкретных условиях эксплуатации. Защищенные авторскими свидетельствами новые технические решения по улучшению зачерпывающей способности рекомендуется использовать при проектировании и создании новых конструкций грейферов.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту.

1) Методика определения расчетных усилий, приложенных к челюстям грейферного механизма, и коэффициента динамической нагрузки при зачерпывании круглых лесоматериалов.

2) Методика проектирования волнового привода с учетом особенностей работы грейферов с круглыми лесоматериалами.

3) Результаты экспериментальных исследований лебедки с волновой зубчатой передачей и грейфера с волновым приводом механизма замыкания челюстей.

4) Методика расчета грейфера с учетом динамического нагружения.

5) Защищенные авторскими свидетельствами новые технические решения по конструкции грейфера, обеспечивающие снижение смыкающих усилий на челюстях.

Реализация работы. Рекомендации, составленные на основе предлагаемых методик расчета, и результаты научных исследований были использованы в изготовленном опытно-промышленном образце грейфера, который имел меньшую массу и габариты по сравнению с существующими аналогами. Это позволило увеличить полезную грузоподъемность кранов и ^высоту подкранового пространства. Опытно-промышленный образец грейфера эксплуатировался на нижних складах I Волоколамского лесокомбината (Московская обл.), Нововятского комбината древесноволокнистых.»плит (Кировская, обл.),-Медведевского ЛПХ (Республика Марий Эл). Грейфером перегружено более 40 тыс. м3 лесоматериалов.

Разработанные методики расчета грейфера и волнового привода внедрены в учебный процесс МарГТУ при выполнении курсовых проектов, лабораторных работ и используются в конструкторских бюро при проектировании грейферных механизмов.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались, обсуждались и были одобрены на научно-технических конференциях Московского лесотехнического института (1970...1973, 1983...1985), Марийского политехнического института (1974...1982, 1986...1991), Марийского государственного технического университета (1998), на 4-ой Всесоюзной научно-технической-конференции по проблемам механизации и автоматизации переместителт.н>.гх работ на предприятиях песного комплекса (Москва, 1984), на Международной научно-практической конференции Рациональное использование лесных ресурсов (Йошкар-Ола, 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано восемь статей и получено два авторских свидетельства.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка литературы и 13 приложений. Основное содержание работы изложено на 204 страницах машинописного текста, иллюстрированного 66 рисунками и 33 таблицами.

Содержание работы.

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цели, научная новизна и основные, выносимые на защиту положения.

1. Современное состояние проблемы и задачи исследований.

В разделе рассматриваются проблема исследования грейферных механизмов, работающих с круглыми лесоматериалами, особенности приводных грейферов в сравнении с канатными; дается анализ работы механизмов замыкания существующих приводных грейферов, их недостатки и требования, предъявляемые к механизмам замыкания приводных грейферов.

При проектировании грейферов для круглых лесоматериалов одной из основных является проблема определения потребного усилия для смыкания челюстей грейфера при зачерпывании. Из существующих работ следует выделить методику определения усилия с учетом затраченной мощности при зачерпывании и величины удельных расходов электроэнергии (параметр С0), определенные экспериментальным путем (Б.А.Таубер, А.И.Щербаков и др.). Используются также метод силового расчета на основе оценки равнодействующей силы сопротивления при-зачерпывании круглых лесоматериалов как сыпучей среды

(ЮЛ.Виноградов, А.Д.Бондаренко, С.Д.Параманов и др.). Рассчитанные по данным методикам смыкающие усилия получаются заниженными в 2,0..2,5 раза по сравнению со значениями, полученными в реальных условиях эксплуатации.

В приведенных выше методиках расчета процесс зачерпывания рассматривается без учета динамических воздействий на звенья грейфера, возникающих при формировании и разрушении "балок" из контактирующих бревен.

Анализ результатов эксплуатации в производственных условиях выявил следующие недостатки электромеханических грейферов: низкая надежность, малый срок службы, несовершенство кинематики и конструкций, большие удельные металло- и энергоемкость. Наиболее слабым звеном приводных грейферов являются механизмы замыкания челюстей, которые имеют большую собственную массу и малую тяговую способность. С учетом вышеизложенного были разработаны основные требования к приводам грейферных механизмов.

Рассматриваются волновые зубчатые передачи, дается оценка их применения в приводах различных машин. Применение волнового привода в грейферных механизмах позволяет: уменьшить массу грейфера, его габариты, скорость наматывания, каната на барабан; повысить КПД грейфера, срок его службы, прочность отдельных узлов и деталей, устойчивость при работе на штабеле; достигнуть большого усилия при обжатии пачки в процессе зачерпывания при меньшей кратности канатного полиспаста.

В соответствии с целью работы и состоянием проблемы поставлены следующие задачи исследований:

1. Разработать физическую модель процесса формирования пачки в зеве грейферного механизма и получить формулы для определения усилий на челюстях при зачерпывании круглых лесоматериалов.

2. Изучить особенности процесса нагружения привода механизма замыкания в зависимости от характера изменения усилия в замыкающем канате и получить параметр, учитывающий специфику работы грейфера при зачерпывании бревен.

3. Обосновать основные требования к приводу и возможность использования волновой зубчатой передачи в приводе механизма замыкания, электромеханического грейфера. й

4. Разработать методику расчета волнового привода с учетом особенностей работы грейфера с круглыми лесоматериалами.

5. Разработать методику расчета грейферов с учетом динамического нагружения.

6. Изготовить опытный образец лебедки с волновой зубчатой передачей, определить ее параметры на стенде и сравнить с расчетными.

7. Изготовить опытный образец грейфера с волновой лебедкой и провести экспериментальные исследования в производственных условиях.

8. Определить долговечность и надежность волновой зубчатой передачи в реальных условиях эксплуатации.

2. Теоретическое исследование процесса зачерпывания круглых лесоматериалов грейфером с волновым приводом механизма замыкания. В разделе дается анализ процесса формирования пачки круглых лесоматериалов в зеве грейфера при зачерпывании. Процесс зачерпывания бревен коренным образом отличается от процесса зачерпывания сыпучих материалов, когда усилие в канате нарастает плавно и достигает максимального значения в конце цикла.

При зачерпывании круглых лесоматериалов усилие в канате изменяется скачкообразно и может достигать максимальных значений в разных фазах цикла. Этот процесс состоит из 2-х основных операций: внедрение грейфера в материал на определенную глубину штабеля и поворот челюстей с перемещением бревен в зоны наименьших сопротивлений (формирование пачки).

В результате действия сжимающих сил происходит многократное переформирование исходного объема с одними геометрическими параметрами в объем - с другими геометрическими параметрами. Процесс переформирования бревен происходит не плавно, а сопровождается скачкообразными изменениями усилий в замыкающем канате и элементах грейфера, (рис. 11). Это связано с образованием "балок" и "балочных систем" из контактирующих бревен (рис.1).

Рис.1. Схема образования "балки" при зачерпывании круглых лесоматериалов

"Балка" - однослойный ряд или цепочка из взаимно контактирующих бревен. Процесс образования и разрушения "балок" происходит многократно (2...6) за цикл зачерпывания, поэтому нагрузки на элементы грейфера изменяются резкопеременно. Пики нагрузки соответствуют предельной разрушающей силе для "балочной системы" при достигнутом уровне уплотнения пачки. При этом механизмы, и элементы металлоконструкций грейфера испытывают" большие -■-> динамические нагрузки, которые ранее не учитывались., при проектировании подобных устройств. ' _

После внедрения грейфера вглубь штабеля следует процесс зачерпывания, который можно условно разделить на четыре характерные фазы: образование "балок", их, разрушение, конец. зачерпывания, -обжатие пачки максимальным усилием перед подъемом грейфера из штабеля. ■ ; '

В начальный момент смыкания (1 фаза) давление челюстей на бревна ' будет перемещать их до полного контакта между собой,-,т.е. образование криволинейной "мини-балки" из нескольких контактирующих бревен с выборкой зазоров между ними. При этом сдвинутые вплотную бревна образуют как бы одно целое тело, которое перемещается до тех пор, пока не образуется полная "балка" из всех находящихся на одной плоскости бревен. Форма "балок" может быть различной. -.л

В диссертации дана классификация "балок" из контактирующих бревен, а пример "балки" с положительным углом смещения показан на рис.2.

Усилие, необходимое для сдвига бревен вплотную в ряд (образование "балок"), определяется из выражения т

Р0=Ц8МР1+<Р) + №гр-1т, , . (1)

/=1 . . ■" ' где ф - угол трения древесины по:.древесине; ф! - угол трения металла по древесине; р - угол подъема наклонной плоскости (касательной к окружности цилиндра); - вес грейфера; т - число бревен, сдвигаемых одной челюстью; - вес ¡-того бревна. При Р; = Ртах

т - ' ■

■^тах = Е ЕЛ (/?тах + <Р) + 0,5Сгр • . (2)

¿=1

Первый член правой части выражения (2) определяет сопротивление при перемещении бревен по нижележащему слою (рис.4). Второй член

определяет сопротивление перемещению ножа челюсти грейфера по бревнам. Для разрушения образовавшейся "балки" (2 фаза зачерпывания) необходимо приложить усилие,- превосходящее предельные силы трения, которые удерживают бревна в "балочной" системе.

1 N

///У/УУ/ / // / ////77// /77// //////

с/3 < бг <

Рис.3. Схемы "балок" из контактирующих бревен с положительным смещением (+ а)

При определении сжимающей силы со стороны челюстей Р, необходимой для разрушения "балки" приняты следующие допущения:

1) форма зачерпывания материалов - цилиндрическая;

2) лесоматериалы абсолютно твердые, т.е. формирование пачки происходит без смятия поверхностей бревен;

3) выдавливание бревна из "балки" происходит без вращения последнего, т.е. чистым скольжением;

4) "балка" из контактирующих цилиндров лежит на горизонтальной плоскости или близкой к ней;

5) сжимающая сила Р направлена горизонтально;

6) поступательное движение челюстей равномерное с постоянной скоростью;

7) силы инерции, возникающие в процессе перемещения бревен и челюстей, не учитываются ввиду их малости.

В процессе зачерпывания бревен возможны два варианта разрушения "балки": вытесняемое бревно расположено между двумя соседними бревнами ряда; вытесняемое бревно расположено между челюстью грейфера и соседним бревном ряда.

Рис.3. Схема для определения усилия, необходимого для сдвига одного бревна

Расчетная схема первого варианта показана на рис.4.

у

5)

Рис.4. Схема для определения сдвигающих сил Я, и К2

Усилие Р разрушающее данную "балку" определяется из выражения соя(а.2 -ф^-со^а] -2ф)

к\ = /¿2 +^3"

(3)

или

R -f a + о cos(ai-ffl)-cos(q2-2g>)

«2=/-Я4+Яз-—,-г-?-- (4)

cos (p ■ sin(or] + a2 - 2<p)

Заменив углы a] и a2 на углы P2 и p4 получим

= fg2 + g3 sin(A^)-sin(/?2+2^)

COS ф • sin {Pi + 04 + 2 <p)

или

R2=fg<+g,sHPl+<pysHP*+2(p). (6)

COS • sin(/?2 + Pn + 2<p) Полное усилие, необходимое для разрушения "балки" (выдавливание бревна), определится из выражения

Л>1 = ртах + R\ "ЛИ Р02 = Fmax + К2 ■

Подставив значения R\, Л2 , Fmax (3-6) получим

ndc„2 0 5L

4 dcp+A

или

Kdcn2 о 5 L

P02=~-i-p(f+A2+B-~^) + 0,5fvGsp. (8)

При /*/,

4 ¿ф+А

2

ndrn 2 GPn 0 5/

,--JP-) + Ах+В_2*±- j

71 dr„ -t-p dcp+A

Po\ = —7~ ' ■ Pfffl +-^-) + Al+В -—^-J (9)

2 - '

*cp

или

Л

iti/™ 2 G ,„ OS/

4 ndqf-t-p dcp + Д

где dcp - средний диаметр бревна, м; £ - длина бревна, м; р -

удельный вес древесины н/м3; L - величина раскрытия челюстей, м; А -расчетный зазор между бревнами, м; А,, А2 - безразмерные коэффициенты.

4 ^ sin(/?4 + • sin(/?2 + ^

1 cos <р ■ sin(/?2 + /?4 + 2ф)

A _sin^2 + <Р)'sin(/?4 +2<р) 2 eos • sin(/?2 + У®4 + 2^í>) Я = lS(Pmw. +<P) - безразмерный коэффициент. Как видно из формул (11), (12) значения коэффициентов Ai и А2 зависят от углов /?2 и /?4, а также угла трения ср . ■

При коэффициентах трения скольжения неокоренной древесины по неокоренной древесине разных пород, равных (0.6...0,8) суммарный критический угол (/?2 + /?4) лежит в пределах 118°... 102°. Если суммарный угол (/?2 + АО будет меньше критического значения, то будет происходить выдавливание бревна и разрушение "балки" из контактирующих бревен, а если равно или больше, то разрушение такой "балки" не произойдет из-за заклинивания бревна. Математическое ожидание М (А|) или М (А2) коэффициентов Ai и А2 при изменении угла трения ip от 31° до 39° дает значение 1,34...1,66. Учитывая, что в штабелях лесных складов угол р изменяется от 30° до 45° и угол ф - от 31° до 39°, то

максимальное значение коэффициента Вшах =9,5, а минимальное значение Bmin =2,1.

Таким образом, зная размеры и породу зачерпываемой древесины и принимая значения коэффициентов А, А2 и В, определенные выше, можно найти полное усилие для разрушения 'балки".

Если бревно расположено между поверхностью челюсти и соседним бревном ряда (рис.5), то усилие для разрушения "балки" определяется по формуле

2

яг/™. 0 5/

' (кх+в^~), (13)

4 dcp+A

где Ki - безразмерный коэффициент, определяемый по формуле ^ _ sin(l2 + <р) • sin(/ + 2(9,) COSp] • sin(^ + Р2 +ф + <Р\) ' где у - угол наклона челюсти к горизонту, у = 90°...30°. Как показывают расчеты усилие Pq\ > P¿\. Для инженерных расчетов элементов грейферных механизмов на прочность более применимым будет первый вариант разрушения "балки" из контактирующих бревен, как менее благоприятный.

Поэтому для определения воздействия динамических нагрузок на звенья грейферных механизмов рассматривается только первый вариант.

Рис.5. Схема для определения сдвигающих сил Р) и Р2

Полное усилие Рп, необходимое для разрушения "балки" с учетом действия веса вышележащих рядов бревен, определяется из выражения

¿сг7 + А с/со + Д в Рп = 0.5А ■ сгр Ах+,

(15)

где рп - вес поднимаемой пачки, кН; Ь - полное раскрытие челюстей, м.

Из анализа формулы (15) можно сделать выводы: полное усилие для формирования пакета внутри зева грейфера зависит, главным образом, от веса зачерпнутой пачки (пакета), коэффициентов А, и В, учитывающих углы контакта круглых лесоматериалов между собой, параметров грейферного механизма, породы и размеров древесины.

По известному усилию Рп и геометрическим параметрам грейфера

можно определить максимальное стягивающее усилие (рис.6) в

конце цикла зачерпывания по формуле с.тах 2/>„-в,-соуа

общ

(16)

где В1 - плечо действия силы Рп, приложенной к концу челюсти; Ь) -плечо действия силы К, приложенной к; тяге грейфера; а - угол наклона тяги в конце зачерпывания.

Рис.6. Схема для определения стягивающего усилия 5 Максимальное усилие в канате находим по формуле

^тах

5тах==-ойн_г (1?)

к-а„-г\„

где к - коэффициент учитывающий тип полиспаста; а„ - кратность полиспаста; т|п - КПД полиспаста.

Номинальное (расчетное), усилие в канате определяется из выражения

5

рас

= , , (18)

, рас _ общ

к-ап-цп

где 5 ^ - номинальное общее стягивающее усилие, определяемое

из формулы

рас _ 3600-К -С0 -ф Ь0бщ--1-> V1 У)

где V - максимальный объем пачки, м3; С0 - удельный расход электроэнергии, 4 ; ф - коэффициент, учитывающий влияние диаметра м

зачерпываемых бревен; Ь - общий ход нижней траверсы и головки, м.

Отношение максимального усилия в канате к номинальному усилию предлагается, назвать коэффициентом динамической нагрузки ^шах

= Кдтах. (20)

„рас

Коэффициент динамической нагрузки следует учитывать при расчете грейферов и других аналогичных механизмов, работающих с круглыми лесоматериалами. По результатам теоретических исследований было получено два авторских свидетельства на изобретение, схема одного из них приведена на рис.7, внедрение которых позволит облегчить процесс формирования пакетов круглых лесоматериалов, уменьшить динамические воздействия на звенья грейфера и снизить расход электроэнергии на зачерпывание.

3. Обоснование конструкции и экспериментальное исследование планетарно-волновой лебедки грейфера. В разделе проводится анализ кинематических схем различных передаточных звеньев (зубчатых передач), применение которых оправдано в приводе механизма замыкания грейфера (планетарных, зубчато-планетарных, волновых, планетарно-волновых) и предлагается кинематическая схема планетарно-волновой лебедки (рис.8), которая решает одну из поставленных задач исследований. Дается также обоснование выбора методики расчета волновой зубчатой передачи (ВЗП). В разделе уточнена методика расчета Д.П.Волкова путем внесения поправки (коэффициент динамической нагрузки) в формулу для определения делительного диаметра гибкого колеса, который учитывает особенности работы грейферов с круглыми лесоматериалами, и разработана уточненная методика расчета волновой зубчатой передачи на прочность.

По данной методике была спроектирована волновая зубчатая передача, которая была изготовлена и установлена на лебедку механизма замыкания электромеханического грейфера.

В разделе также приведены результаты экспериментальных исследований лебедки с волновой зубчатой передачей. Общий вид лебедки показан на рис.9.

Рис.7.Грейфер с интенсифицирующим устройством для разрушения «балочных систем»

Рис.8. Кинематическая схема планетарно-волновой лебедки: 1 - корпус лебедки; 2 - барабан; 3 - электродвигатель; 4 — планетарная передача; 5 - волновая передача; 6 - предохранительная муфта

Проводились ее заводские испытания, которые показали, что изготовленный образец волновой лебедки работоспособен, имеет большое тяговое усилие, меньшую массу и габариты, малые скорости вращения барабана.

Целью экспериментальных исследований лебедки являлось определение потребляемой мощности при холостом режиме работы, коэффициента полезного действия и температурных режимов. В результате экспериментальных исследований установлено:

1) мощность, потребляемая электродвигателем при работе лебедки в холостом режиме невелика, и составляет 1,0... 1,2 кВт, а при работе на грейфере - 1,7.„Л,9 кВт;

2) коэффициент полезного действия лебедки равен г| = 0,754, что

близко к рассчетному значению (л„ = 0,75 );

^ • - - ' *

-3) температурный режим лебедки находится в допустимых пределах (менее 80 С). Температура гибкого, колеса волновой зубчатой передачи не превышала 45°С, а барабана - 40°С после 4-х часов непрерывной работы.

Рис.9. Общий вид волновой лебедки

Дополнительно проверялось передаточное отношение планетарной и волновой зубчатой передач и лебедки в целом. Результаты близки к расчетным. Масса лебедки в сборе составила 460 кг, вместо 580 кг у серийной тали ТЭ 5-911. ~ -

Таким образом, как показали заводские испытания и экспериментальные исследования, был создан работоспособный привод с волновой зубчатой передачей (лебедка) с высоким, КПД небольшой массы и габаритов и большой тяговой способности, который может быть использован как в грейферах, так и в других аналогичных механизмах.

4. Экспериментальные исследования грейфера с волновым механизмом замыкания.

Исследования проводились в два этапа.'На первом этапе был изготовлен опытный образец грейфера и проведена его производственная проверка с выявлением недостатков. На втором этапе на экспериментальном заводе СПКТБ "Лесреммаш" г.Москва был тгшрнлен • онытно-промыпшенный образец грейфера, с учетом замечаний и недостатков, выявленных на опытном

образце, и продолжены его производственные и экспериментальные исследования.

Заводские испытания опытного и опытно-промышленного образцов грейфера проводились с целью проверки соответствия конструкции грейфера рабочим чертежам, техническим условиям на изготовление, заданным технико-эксплуатационным параметрам и выявления работоспособности и надежности конструкций.

В процессе производственных испытаний проверялась работоспособность волновой лебедки и грейфера в целом, а также проводились экспериментальные исследования с целью проверки гипотез, выдвинутых в настоящей работе.

Методика исследований включала в себя изготовление экспериментального образца и установку его на кране, определение необходимого количества экспериментов, проведение тензометрических и электрических измерений и обработку экспериментальных данных. Измерялись следующие параметры: мощность электродвигателя при работе грейфера в холостом режиме в начале и в конце испытаний; зачерпывающая способность грейфера; удельный расход электроэнергии на зачерпывание круглых лесоматериалов (параметр С0) при различных длинах, диа-

метрах и породах с целью уточнения полученных ранее значений; рабочее усилие в замыкающем канате лебедки при формировании пачки; коэффициент заполнения зева грейфера; время набора и разгрузки пачки древесины.

-Обработку экспериментальных данных вели методом вариационной статистики, позволяющим с достаточнойхтепенью достоверности получить исследуемые величины и охарактеризовать данный вариационный

Рис.10. Общий вид опытно-промышленного образца грейфера

ряд, с последующей проверкой на компьютере по стандартной программе "Math Cad 7.0 Professional".

В результате экспериментальных-исследований вновь сконструированного грейфера выявлено, что:

а) он обладает хорошей зачерпывающей способностью при работе с сортиментами разной длины и породы;

б) мощность холостого хода в конце испытаний уменьшилась на 0,5 кВт, что связано с приработкой частей лебедки и грейфера;

в) коэффициент использования площади зева К 3 =0,82 близок к расчетному значению;

г) удельный расход энергии (параметр С0) больше на 20-25%, чем полученный ранее другими исследователями на других моделях грейферов;

д) усилия в канате механизма замыкания при зачерпывании отличаются от теоретических значений менее 6%;

е) время на зачерпывание пачки лесоматериалов уменьшается на 20...30%;

ж) величина коэффициента динамической нагрузки (Кэдкс =2,7 ) отличается от теоретического значения (К™ =2,9) менее 8%.

При определении коэффициента динамической нагрузки усилия в канате записывались на осциллограмму рис.11, которая позволила увидеть процесс зачерпывания в динамике. При анализе осциллограмм выяснилось, что при зачерпывании наблюдается резкий перепад усилий в канате в отдельные промежутки времени на всем протяжении процесса формирования пачки (пакета). Особенно большие "всплески" усилий видны в конце цикла зачерпывания.

Для учета динамических воздействий при формировании пакета введен коэффициент динамической нагрузки Кд., величину которого в

любой промежуток времени можно определить по формуле (20).

При определении коэффициента Кд весь процесс зачерпывания был разбит на четыре фазы (см. выше).

На каждой из фаз определялось максимальное значение коэффициента К ™ах . По известным значениям К и величине раскрытия грейфера L на каждой из фаз был построен график Kd-f(L) рис. 12.

Рис.11. Типичная осциллограмма записи усилий в замыкающем канате при зачерпывании

Как видно из графика наиболее опасными, с точки зрения перегрузки элементов грейфера, является третья и четвертая фазы. Здесь величина коэффициента Кд достигает наибольших значений. В третьей фазе коэффициент Кд выражен в "чистом" виде. Значение Кэдкс, вычисленное методами вариационной статистики, равно 2,7, что превышает принятое автором при предварительных расчетах элементов грейфера в 1,8 раза.

V

и

V

V

и и

V

и да г) г» г» г.г г/> и <« и Хв V 4* V 6/ / м

М

Рис.12. График зависимости динамического коэффициента нагрузки Кд от величины раскрытия грейфера Ь После завершения производственных испытаний и экспериментальных исследований опытно-промышленный образец грейфера был установлен на складе сырья Нововятского комбината древесноволокни-

стых плит. За время работы на комбинате грейфером было перегружено около 21 тыс. м3 древесины.

За все время эксплуатации грейфера срок службы волнового механизма составил 1600 часов, а общее число циклов нагружения гибкого

колеса составило N ц = 11,5 • 10 7 .

На основании производственных испытаний и экспериментальных исследований разработана методика расчета приводных грейферов, в том числе с волновым приводом механизма замыкания челюстей.

Основные выводы и рекомендации.

1. Применяемые на погрузочно-разгрузочных работах в лесной и деревообрабатывающей промышленности грейферные механизмы различных систем (ГМЛ, ЗЛК, МЛТИ, ЦНИИМЭ и др.) недостаточно совершенны в кинематическом и конструктивном отношении, имеют большую массу и габариты, малую долговечность и невысокую надежность.

Основной причиной поломки грейферов является выход из строя механизма замыкания.

2. На основе анализа приводов электромеханических грейферов различных систем выявлены их основные недостатки и разработаны требования, которым должен отвечать современный привод Дана оценка методик расчета волновых зубчатых передач.

3. Используя достоинства волновых и планетарных передач, был спроектирован механизм замыкания грейфера, состоящий из планетарно-волновой лебедки и полиспаста малой кратности, отвечающий требованиям к современному приводу, и разработаны рекомендации по конструированию подобных механизмов.

4. Создана работоспособная конструкция лебедки с планетарно-всшновым приводом, большей тяговой способности и меньшей массы, чем применяемые электротали, что подтверждено заводскими и производственными испытаниями.

5. В процессе работы элементы грейфера испытывают значительные перегрузки, связанные с разрушением "балок" из контактирующих бревен при зачерпывании, что отрицательно сказывается на работоспособности и надежности грейферного механизма (срок службы уменьшается примерно в 2 раза). Подтверждена гипотеза БА. Таубера о создании и разрушении "балочных систем" при зачерпывании.

6. Проведенные теоретические исследования позволили определить усилия, необходимые для разрушения "балог^' го контактирующих бревен, и определить коэффициент динамической нагрузки, который следует учитывать при расчете на усталостную прочность, как деталей привода,, так и металлоконструкции грейфера

7. Создание опытно-промышленного образца грейфера с волновым приводом механизма замыкания взамен талевого позволило получить:

а) уменьшение числа блоков с 12 до 3 и длины каната примерно в 4 раза;

б) увеличение в несколько раз долговечности каната за счет уменьшения скорости наматывания на барабан, уменьшения числа перегибов и увеличения диаметра блоков;

в) улучшение раскрытия грейфера и увеличение его устойчивости на штабеле за счет крепления лебедки на нижней траверсе;

г) уменьшение массы грейфера на 20% по сравнению с грейфером той же емкости, но с талевым приводом.

8. В результате проведенных экспериментальных исследований вновь сконструированного грейфера выявлено:

а) он обладает хорошей зачерпывающей способностью при работе с сортиментами различной длины;

б) механизм замыкания и он сам работоспособны, удобны в обслуживании и ремонте, просты в управлении;

в)усилия, необходимые для разрушения "балок" из контактирующих бревен, отличаются от теоретических значений менее 6%;

г) величина коэффициента динамической нагрузки [кэдкс отличается

от теоретического значения {к™еор = 2,9) менее 8%, что подтверждает правильность теоретических исследований;

д) выход лебедки из строя объясняется износом элементов волнового механизма, соизмеримым с высотой зубьев венца гибкого колеса, что приводит к проскоку их при перегрузках, при обжатии пачки в конце цикла зачерпывания. Долговечность волнового механизма составила около 1600 часов непрерывной работы;

е) режим работы механизма замыкания грейфера близок к тяжелому (6 М).

9. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны методики проектного расчета волновых механизмов и приводных грейферов, которые можно рекомендовать при проектировании новых грейферных механизмов и совершенствовании существующих моделей.

10. Полученный коэффициент динамической нагрузки должен учитываться в методиках расчета грейферов, работающих с круглыми лесоматериалами.

11. Результаты выполненных исследований могут быть использованы для расчета аналогичных грейферных механизмов погрузчиков, манипуляторов, трелевочных машин и т.д """'•

12. В процессе экспериментальных исследований и эксплуатации в производственных условиях грейфером перегружено 40 тыс. м3 лесоматериалов. Об-

щее число циклов нагружения волнового механизма составило 11,5107, что обеспечивает срок его службы до первого капитального ремонта грейфера.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Никишов Ю.Г. Волновые передачи и возможности их применения в подъемно-транспортных машинах. Рефераты докладов. Науч.-техн. конф. по итогам науч.-исслед работ за 1970г.-М:МЛТИ, 1971.-104 с.

,2. Козлов В.Ф, Никишов Ю.Г. Грейферные механизмы МЛТИ с волновым приводом. Сб.науч.тр., вып.42, ч2/Московский лесотехнический инсга-тут/Отв.ред. Б АТаубер.-М.:МЛТИ, 1972.-122 с.

3. Козлов В.Ф., Никишов Ю.Г. Волновые передачи в грейферных механизмах. Сб.науч.тр., вып.47/Московский лесотехнический инсппут/ Отв. ред. Б.А.Таубер.-М.:МЛТИ, 1973.-209 с.

4. Никишов Ю.Г. Экспериментальное определение коэффициента динамичности в процессе зачерпывания круглых лесоматериалов грейферными механизмами: Сб.науч.тр., вып. 122'Московский лесотехнический институт/ Отв. ред. Б.А.Таубер.-М.:МЛТИ, 1980.-190 с.

5. Никишов Ю.Г. Обоснование выбора кинематической схемы лебедки механизма замыкания грейфера для круглых лесоматериалов. Научные достижения - народному хозяйству: Сб. статей по итогам науч.-исслед работ за 1979 год-Йошкар-Ола: МПИ, 1981.-462 с.

6. Никишов Ю.Г., Красин В.Н. Определение динамических нагрузок на вол- < новой привод грейфера при зачерпывании сортаментов: сб.науч.тр., выпЛбб/Московский лесотехнический инсттут/ Огв.ред. Б.А.Таубер,-М.МЛТИ, 1984.-220 с.

7. Никишов Ю.Г. Экспериментальная установка для исследования процесса образования и разрушения "балок" из конгакшруюших цилиндров. Современные проблемы лесопромышленного комплекса Волго-Вятского региона: Сб.науч.тр. Лесопромышленного факультета. Вып 11 Марийский государственный технический университет/ Огв. ред. ЮА.Ширнин.-Йошкар-Ола: МарГТУ, 1988.-195 с.

8. Ширнин Ю.А., Никишов Ю.Г. Техническое диагностирование кранов мостового тага и грейферных механизмов с истекшим сроком службы: Рациональное использование лесных ресурсов: Материалы межд. науч.-практ.конф., посвященной 80-легаю со дня рождения Дмитриева ЮЛ. /Марийский государственный технический университет/ Отв. ред ЮА.Ширшш.-Йошкар-Ола: МарГТУ, 1999.-296 с.

9. А.с. 1244075 СССР. МКИ В66СЗ/16. ГрейферУБАТаубер, Ю.Г.Никишов,-№908734; Заяв.14.01.85; Опубл. 15.07.86, Бюл.№36.-2 е.: ил.

10. А.с. 1516450 СССР. МКИ В66СЗ/16. ГрейферЛО.Г.Никишов, ' АГ.Чайников. - №992334; 3аяв.27.03.87; Опубл23.10.89, Бюл. №39. - 4 е.: ил.

Просим принять участие в работе диссертационного совета К 064.30.02 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г.Йошкар-Ола, пл.Ленина, 3, МарГТУ, ученому секретарю.

ЛР №020302 от 18.02.97. ПЛД №2018 от 6.10.99 Усл. печ. л. 1,0. Печать офсетная. ТиражМЬкз. Заказ № "/$34

ООП, МарГТУ, 424006, г.Йошкар-Ола, ул.Панфилова, 17

Введение.

1. Современное состояние проблемы и задачи исследований.

1.1. Электромеханические грейферные механизмы.

1.2. Анализ работы механизмов замыкания существующих электромеханических грейферов.

1.3. Волновые зубчатые передачи и возможности их применения в приводах грейферных механизмов.

1.4. Характеристика лесных грузов как объектов зачерпывания и погрузки.

1.5. Задачи исследований.

2. Теоретическое исследование процесса зачерпывания круглых лесоматериалов грейфером с волновым приводом механизма замыкания.

2.1. Анализ процесса формирования пакета круглых лесоматериалов в зеве грейфера при зачерпывании.

2.2. Определение динамических нагрузок при формировании пакета круглых лесоматериалов радиальными грейферными механизмами.

2.3. Выводы.

3. Обоснование конструкции и экспериментальное исследование планетарно-волновой лебедки грейфера.

3.1. Анализ кинематических схем передаточных механизмов и выбор кинематической схемы лебедки.:.

3.2. Обоснование выбора методики расчета волновой зубчатой передачи (ВЗП), разработка конструкции лебедки и рекомендации по проектированию волнового привода.

3.3. Экспериментальное исследование планетарно-волновой лебедки грейфера.

3.4. Экспериментальные исследования лебедки грейфера на испытательном стенде.'.:.

3.5. Выводы.

4. Экспериментальные исследования грейфера с волновым механизмом замыкания.

4.1. Заводские испытания опытного образца грейфера.

4.2. Экспериментальные исследования опытного образца грейфера.

4.3. Производственные испытания опытно-промышленного образца грейфера.

4.4. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований усилия по формированию пачки круглых лесоматериалов и коэффициента динамической нагрузки.

4.5. Выводы.

Лесная и деревообрабатывающая промышленность относится к отраслям народного хозяйства страны, в которых осуществляются большие по тоннажу, трудоемкие подъемно-транспортные операции на всех стадиях технологических процессов. Основой этих процессов являются операции по перемещению грузов в пределах участка, цеха, склада, всего предприятия как на этапах изменения формы, вида и состояния изделия, так и на этапах, связанных со складированием (штабелированием), погрузкой и выгрузкой лесопродукции.

Объем погрузочно-разгрузочных работ, с учетом коэффициента повторных перегрузок, равного в среднем 2,5, составляет порядка 200-250 млн. м3.

При таких объемах переместительных работ велики трудозатраты на их выполнение. На этих работах используется ручной труд стропальщиков и подсобных рабочих. Поэтому важнейшей задачей является повышение уровня механизации труда и максимальное сокращение трудоемких ручных работ. Наиболее рациональным решением поставленной задачи может стать использование специальных грузозахватных устройств, в частности грейферных механизмов с дистанционным управлением. Применение грейферных механизмов не только полностью исключает ручной труд на погрузке и разгрузке круглых лесоматериалов, но и позволяет подойти к решению проблемы автоматизации этих работ [44, 45, 46].

За последние годы принцип набора грузов с помощью грейферных захватов лег в основу многих механизмов и машин (лесопогрузчиков, пакетоформиро-вочных машин, манипуляторов и т.д.).

Поэтому весьма важно определить правильные пути при конструировании новых приводов, грузозахватных органов и устройств, а также совершенствование существующих грузоподъемных и погрузо-разгрузочных механизмов и машин.

В настоящее время на погрузочно-разгрузочных и штабелевочных работах в лесной и деревообрабатывающей промышленности, в морских и речных портах получили грейферы радиального типа ВМГ-5А, ЛТ-153А, ЛТ-178 конструкции Московского государственного университета леса (МГУЛ), ЛТ-59, ЛТ-59А, ЛТ-185 конструкции СНПЛО, ГГ-5А, ГГ-5Щ конструкции ЦНИИЛесос-плава, ЦПКБ МРФ. Торцовые грейферы, обеспечивающие совмещение операций погрузки и выравнивания торцов бревен, разработаны ЦНИИМЭ (ГТБ-1М, ЛТ-77). Кроме того, имеется значительное количество винтовых грейферов ГМЛ-4 и электрогрейферов ЗЛК-5, ЗЛК-5М. Однако следует отметить, что существующие грейферные захваты еще недостаточно надежны, долговечны и конструктивно совершенны, поэтому большой процент их выходит из строя преждевременно.

Кроме того, некоторые типы грейферов для лесоматериалов имеют большую собственную массу, достигающую 30-50% от грузоподъемности крана.

Основными причинами преждевременного выхода грейферов из строя, как показала практика эксплуатации, являются:

1) невысокое качество изготовления;

2) низкая культура эксплуатации и обслуживания;

3) недостаточная надежность узлов (механизма замыкания, металлоконструкции, электрооборудования).

Наибольший процент поломок грейферов приходится на механизмы замыкания, которые работают с перегрузками в тяжелом режиме эксплуатации. Кроме того, элементы грейфера к привод испытывают длительные динамические нагрузки, возникающие в процессе набора пачек круглых лесоматериалов, что не всегда учитывается при проектировании.

Таким образом, необходимость в проведении теоретических и экспериментальных исследований работы механизмов замыкания грейферов в режиме длительных динамических нагрузок с целью выявления их влияния на работоспособность, надежность и долговечность является актуальной.

Применение более легких, мощных приводов (электромеханических, электрогидравлических) позволит уменьшить массу грейферных захватов и других аналогичных устройств, улучшит их зачерпывающую способность и увеличит срок службы.

Учитывая, что широкий первоначальный поиск принципов создания технологий и машин в лесной промышленность в основном пройден, на первый план выдвигаются задачи совершенствования машин и механизмов уже работающих в лесной отрасли. Поэтому проведение теоретических и экспериментальных исследований, позволяющих усовершенствовать традиционные машины и механизмы, является в настоящее время актуальной задачей.

Цель работы. Целью данной работы является разработка научно обоснованных норм проектирования приводных грейферных механизмов и других аналогичных устройств, работающих с круглыми лесоматериалами, в частности грейферов с волновым приводом механизации замыкания челюстей.

Научная новизна. Научная новизна выполненной диссертационной работы состоит в следующем: впервые была разработана классификация «балок» из контактирующих между собой круглых лесоматериалов, образующихся в зеве грейфера при зачерпывании; предложены новые формулы для определения усилий на формирование пакета (пачки) бревен, рассматриваемого как систему круглых цилиндрических тел; впервые определен коэффициент динамической нагрузки при зачерпывании пачки бревен; выявлена физическая сущность процесса создания и разрушения «балок» из контактирующих цилиндрических тел и предложены новые технические решения, улучшающие зачерпывающую способность грейферных механизмов, подтвержденные авторскими свидетельствами на изобретения; разработана новая методика расчета элементов грейфера при динамическом нагружении; разработаны основные требования к приводам грейферных механизмов и предложена уточненная методика расчета волнового привода.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Методика определения расчетных усилий, приложенных к челюстям грейферного механизма, и коэффициента динамической нагрузки при зачерпывании круглых лесоматериалов.

2. Методика проектирования волнового привода с учетом особенностей работы грейферов с круглыми лесоматериалами.

3. Результаты экспериментальных исследований лебедки с волновой зубчатой передачей и грейфера с волновым приводом механизма замыкания челюстей.

4. Методика проектного расчета грейфера с учетом динамического нагруже-ния.

5. Защищенные авторскими свидетельствами новые технические решения по конструкции грейфера, обеспечивающие снижение смыкающих усилий на челюстях.

Практическая значимость результатов. Разработанная методика проектного расчета волновой зубчатой передачи впервые в грейферостроении была реализована в волновом приводе электромеханического грейфера для зачерпывания круглых лесоматериалов. Применение волнового привода в механизме замыкания грейфера взамен талевого привода позволило уменьшить массу грейфера на 15.20%, его высоту, увеличить срок службы каната и тяговую способность лебедки в несколько раз. Предлагаемая методика проектного расчета грейфера с учетом динамического нагружения дает возможность на стадии проектирования заложить требуемый уровень надежности и долговечности в конкретных условиях эксплуатации. Предложены новые технические решения по улучшению зачерпывающей способности грейфера, на которые получены авторские свидетельства на изобретения.

Реализация работы. Рекомендации, составленные на основе предлагаемых методик расчета и результаты научных исследований, были использованы в изготовленном опытном образце грейфера, который имел меньшую массу и габариты по сравнению с грейферами той же емкости. Это позволило увеличить полезную грузоподъемность крана и высоту подкранового пространства. Опытно-промышленный образец грейфера эксплуатировался на нижнем складе Волоколамского лесокомбината (Московская обл.), Нововятского комбината древесноволокнистых плит (Кировская обл.), Медведевского ЛПХ (Республика Марий Эл).

Грейфером перегружено более 40 тыс. м3 лесоматериалов.

Разработанные методики расчета внедрены в учебный процесс МарГТУ при выполнении курсовых проектов и используются в конструкторском бюро при проектировании грейферных механизмов. Результаты диссертационной работы использованы в монографии Б.А. Таубера «Грейферные механизмы». М.: Машиностроение, 1985. и учебнике Б.А. Таубера «Подъемно-транспортные машины». М.: Экология, 1991. для студентов лесотехнических специальностей.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались, обсуждались и были одобрены на научно-технических конференциях Московского лесотехнического института (Мытищи, 1970. 1973, 1983. 1985), Марийского политехнического института им. М. Горького (Йошкар-Ола, 1974. 1982, 1986. 1991, 1998), на 4ой Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам механизации и автоматизации переместительных работ на предприятиях лесного комплекса (Москва, 1984), на Международной научно-практической конференции «Рациональное использование лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1999).

Публикация. По материалам диссертации опубликовано 8 статей и получено 2 авторских свидетельства на изобретение.

5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Применяемые на погрузочно-разгрузочных работах в лесной и деревообрабатывающей промышленности грейферные механизмы различных систем (ГМЛ, ЗЛК, МЛТИ, ЦНИИМЭ и др.) недостаточно совершенны в кинематическом и конструктивном отношении, имеют большую массу и габариты, малую долговечность и невысокую надежность.

Основной причиной поломки грейферов является выход из строя механизма замыкания.

2. В процессе работы элементы грейфера испытывают интенсивные динамические нагрузки, связанные с разрушением «балок» из контактирующих бревен при зачерпывании, что отрицательно сказывается на работоспособности и надежности грейферного механизма (срок службы уменьшается примерно в 2 раза). Подтверждена гипотеза Б.А. Таубера о формировании и разрушении «балочных систем» в процессе зачерпывания.

3. Из анализа работы приводов электромеханических грейферов различных систем выявлены их основные недостатки и разработаны требования, которым должен отвечать современный привод. Дана оценка методик расчета волновых зубчатых передач.

4. Используя достоинства волновых и планетарных передач, был спроектирован механизм замыкания грейфера, состоящий из планетарно-волновой лебедки и полиспаста малой кратности, отвечающий требованиям к современному приводу, и разработаны рекомендации по конструированию подобных механизмов. Создана работоспособная конструкция лебедки с планетарно-волновым приводом, большей тяговой способности и меньшей массы, чем применяемые электротали, что подтверждено заводскими и производственными испытаниями.

5. Проведенные теоретические исследования позволили определить усилия на челюстях грейфера при формировании пакета из контактирующих бревен, и определить коэффициент динамической нагрузки, который следует учитывать при расчете на усталостную прочность как деталей привода, так и металлоконструкции грейфера.

6. Создание опытно-промышленного образца грейфера с волновым приводом механизма замыкания взамен талевого позволило: а) уменьшение число блоков с 12 до 3 и длину каната примерно в 4 раза; б) увеличить в несколько раз долговечность каната за счет уменьшения скорости наматывания на барабан, уменьшения числа перегибов и увеличения диаметра блоков; в) улучшить раскрытие грейфера и увеличить его устойчивость на штабеле за счет крепления лебедки на нижней траверсе; г) уменьшить массу грейфера на 20% по сравнению с грейфером той же емкости, но с талевым приводом.

7. В результате проведенных экспериментальных исследований вновь сконструированного грейфера выявлены следующие особенности: а) хорошая зачерпывающая способность при работе с сортиментами различной длины; б) механизм замыкания и грейфер работоспособны, удобны в обслуживании и ремонте, просты в управлении; в) долговечность волнового механизма составила около 1600 часов непрерывной работы или 11,5 -Ю7 циклов нагружения, что обеспечивает срок его службы до первого капитального ремонта грейфера.

8. Величина смыкающего усилия, приложенного к челюстям грейфера, полученная экспериментальным путем, отличается от теоретического значения менее 6%, а величина коэффициента динамической нагрузки отличается от теоретического значения менее 8%. •

9. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны методики проектного расчета волновых механизмов и приводных грейферов, которые можно рекомендовать при проектировании новых грейферных механизмов и совершенствовании существующих моделей.

10. Полученный коэффициент динамической нагрузки должен учитываться при расчете любых грейферов, работающих с круглыми лесоматериалами, а также грейферных захватов погрузчиков, манипуляторов, трелевочных машин и т.д.

11. Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили с целью снижения смыкающих усилий предложить новые технические решения по конструкции грейфера, которые защищены двумя авторскими свидетельствами.

12. В процессе экспериментальных исследований и эксплуатации в производственных условиях грейфером перегружено сорок тысяч кубометров (40 тыс. м3 ) лесоматериалов.

1. Алябьев В.И. Лесные погрузо-разгрузочные и штабелевочные машины. -М.: Лесн. пром-сть, 1968. -184с.

2. Андронов В.В. О формировании пакета круглых лесоматериалов сжатием //Изв. высш. учебн. заведений. Лесной журнал. -1975. -№ 2. -С.46-51.

3. Андронов В.В. Вопросы механики пакета круглых лесоматериалов. -М.: МГУЛ, 1994. -56с.

4. Андронов В.В. Механика в лесоинженерном деле: Учебное пособие. -М.: МГУЛ, 1997.-176с.

5. Бондаренко А.Д. Исследование процесса зачерпывания круглых лесоматериалов приводным грейфером: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1977. -23с.

6. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. СПб.: Лань, 1998.-736с.

7. Бутин П.Н. Применение тензометрии при исследовании деформированного состояния конструкций: Учебное пособие. Йошкар-Ола: МПИ, 1982.-165с.

8. Вайнсон A.A., Андреев А.Ф. Крановые грузозахватные устройства: Справочник. М.: Машиностроение, 1982. -304с.

9. Васильев Г.М., Тимошенко П.Д. Опыт применения грейферов на шта-белевочно-погрузочных работах в лесозаготовительных предприятиях. М.: Лесн. пром-сть, 1975. -27с.

10. Виноградов Ю.А. Вопросы силового взаимодействия при зачерпывании круглой древесины грейфером: Сб. работ, вып.27 /Московский лесотехнический институт/ Отв. ред. Б.А. Таубер. -М.: МЛТИ, 1969. -247с.

11. Виноградов Ю.А. Исследование силовых характеристик процесса зачерпывания грейфером круглой древесины: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1969. -21с.

12. Виноградов Ю.А., Тимошенко П.Д. Экспериментальное исследование процесса зачерпывания сортиментов и хлыстов челюстями грейфера: Сб. науч. тр. № 5 /Свердловский НИИ лесной промышленности/ Отв. ред. А.И. Щербаков. -Свердловск: СНИИЛП, 1970. -173с.

13. Волков Д.П., Крайнев А.Ф. Планетарные, волновые и комбинированные передачи строительных и дорожных машин. -М.: Машиностроение, 1968, 272с.

14. Волков Д.П. Волновые зубчатые передачи и возможности применения их в строительных и дорожных машинах //Строительные и дорожные машины. -1968. -№ 12. -С.5-7.

15. Волков Д.П. Редукторы с волновыми зубчатыми передачами для ПТМ /Труды ВНИИПТМАШ, вып.1/ М., 1970. -172с.

16. Волков Д.П., Григорьев В.Г. Геометрический расчет волновых зубчатых передач //Строительные и дорожные машины. -1973. -№ 7. -С.35-37.

17. Волков Д.П., Крайнев А.Ф., Жидяев А.И. Волновые передачи и их применение в строительных и дорожных машинах. -М.: ЦНИИТЭстрой-маш, 1970. -68с.

18. Волков Д.П., Крайнев А.Ф. Трансмиссии строительных и дорожных машин: Справочник. -М.: Машиностроение, 1974. -424с.

19. Волновые зубчатые передачи /Под редакцией Д.П. Волкова и А.Ф. Крайнева. -Киев: Технпса, 1976. -222с.

20. Волоцкой В.А. Некоторые материалы экспериментального изучения работы приводных грейферных механизмов: Сб. науч. тр., вып. 154/ Московский лесотехнический институт/ Отв. ред. И.Ф. Вернов. -М.: МЛТИ,-1983.-179с.

21. Гинзбург Е.Г. Волновые зубчатые передачи. -JI.: Машиностроение, 1969. -160с.

22. Глаговский Б.А., Пивен И.Д. Электротензометры сопротивления. -Д.: Энергия, 1972.-112с.

23. Гороховский К.Ф., Лифшиц Н.В. Основы технологических расчетов оборудования лесосечных и лесоскладских работ. Уч. пособие. -М.: Лесн. пром-сть, 1987. -256с.

24. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование. -М.: Высшая школа, 1975. -551с.

25. Иванов М.Н. Волновые зубчатые передачи. -М.: Высшая школа, 1981. -184с.

26. Иванов М.Н. Детали машин. -М.: Высшая школа, 1991. -392с.

27. Козлов В.Ф., Панина P.A. К вопросу оптимизации конструктивных параметров грейферных механизмов МЛТИ. Сб. науч. тр., вып. 42, ч.2 /Московский лесотехнический институт/ Отв. ред. Б.А. Таубер. -М.: МЛТИ, 1972. -122с.

28. Козлов В.Ф., НикишОв Ю.Г. Грейферные механизмы МЛТИ с волновым приводом. Сб. науч. тр., вып. 42, ч.2 /Московский лесотехнический институт/ Отв. ред. Б.А. Таубер. -М.: МЛТИ, 1972. -122с.

29. Козлов В.Ф., Никишов Ю.Г. Волновые передачи в грейферных механизмах. Сб. науч. тр., вып. 47 /Московский лесотехнический институт/ Отв. ред. Б.А. Таубер. -М.: МЛТИ, 1973. -209с.

30. Комплексная механизация и автоматизация переместительных операций в лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бум ажной промышленности: Тез. докл. Четвертая всесоюз. науч. конф. -М.: МЛТИ, 1984. -248с.

31. Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. -Л.: Машиностроение, 1966. -308с. .

32. Ласточкин В.П., Захаренков Ф.Е., Высотин Н.Е., Кацадзе В.А., Плотников B.JL, Тихонов И.И., Цатурян Е.М. Оборудование для лесоскладских работ и материалы к технологическим расчетам: Уч. пособие. -JL: ЛТА, 1990.-116с.

33. Леонтьев Н.Л. Техника статистических вычислений. -М.: Лесн. пром-сть, 1960. -250с.

34. Машины и оборудование лесозаготовок. Справочник. /Е.И. Миронов, Д.Б. Рохленко, Л.Н. Беловзоров, Л.С. Матвиенко, Ю.М. Кулагин/ -М.: Лесн. пром-сть, 1990. -440с.

35. Механизация и автоматизация переместительных работ на предприятиях лесного комплекса: Тез. докл. Пятая всесоюз. науч.-техн. конф. -М.: МЛТИ, 1989. -285с.

36. Никишов Ю.Г. Волновые передачи и возможности их применения в подъемно-транспортных машинах. Рефераты докладов. Науч.-техн. конф. по итогам науч.-исслед. работ за 1970 год. -М.: МЛТИ, 1971. -104с.

37. Никишов Ю.Г. Экспериментальное определение коэффициента динамичности в процессе зачерпывания круглых лесоматериалов грейферными механизмами: Сб. науч. тр., вып. 122 /Московский лесотехнический институт/ Отв. ред. Б.А. Таубер. -М.: МЛТИ, 1980. -190с.

38. Никишов Ю.Г. Обоснование выбора кинематической схемы лебедки механизма замыкания грейфера для круглых лесоматериалов. Научные достижения народному хозяйству: Сб. статей по итогам науч.-исслед. работ за 1979 год. -Йошкар-Ола: МПИ, 1981. -462с.

39. Никишов Ю.Г., Красин В.Н. Определение динамических нагрузок на волновой привод грейфера при зачерпывании сортиментов: Сб. науч. тр., вып. 166 /Московский лесотехнический институт/ Отв. ред. Б.А. Таубер. -М.: МЛТИ, 1984. -220с.

40. Парамонов С.Д. Исследование процесса зачерпывания круглых лесоматериалов гидравлическим грейфером автопогрузчика: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М.: ЦНИИМЭ, 1970. -23с.

41. Планетарные передачи. Справочник/В.Н. Кудрявцев, Ю.Н. Кирдяшев и др., под ред. В.Н. Кудрявцева и Ю.Н. Кирдяшева. -Л.: Машиностроение, 1977. -536с.

42. Решение Третьей Всесоюзной научно-технической конференции «Комплексная механизация и автоматизация подъемно-транспортных работ в лесной и деревообрабатывающей промышленности» -М.: МЛТИ, 1978. -19с.

43. Решение Четвертой Всесоюзной научно-технической конференции «Комплексная механизация и автоматизация переместительных операций в лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности». -М.: МЛТИ, 1984. -17с.

44. Решение Пятой Всесоюзной научно-технической конференции «Механизация и автоматизация переместительных работ на предприятиях лесного комплекса». -М.: МЛТИ, 1989. -23с.

45. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное пособие. -М.: Наука, 1971. -192с.

46. Таубер Б.А. Грейферные механизмы. -М.: Машиностроение, 1967. -424с.

47. Таубер Б.А. Грейферные механизмы. -М.: Машиностроение, 1985. -272с.

48. Таубер Б.А. Подъемно-транспортные машины. -М.: Экология, 1991. -528с.

49. Технология и проектирование лесных складов. Уч. пособие для вузов /А.К. Редькин, В.Д. Никишов и др.; под ред. А.К. Редькина. -М.: Экология, 1991.-288с.

50. Тимошенко П.Д., Шарипов A.A. Влияние усилия механизма смыкания челюстей на эксплуатационные показатели грейфера //Известия вузов. Лесной журнал. -1973. -№ 2. -С.140-143.

51. Тимошенко П.Д., Шарипов A.A., Глухов А.К. Грейферы на лесозаготовках. -М.: Лесн. пром-сть, 1978. -62с.

52. Токарев М.С. Множительные таблицы для исчисления объемов круглых лесных материалов по ГОСТ 2708. -М.: Лесн. пром-сть, 1971. -414с.

53. Цициашвили М.Ю. Грузозахватные устройства и приспособления для механизации портовых перегрузочных работ. -М.: Транспорт, 1983. -192с.

54. Шимкович Д.Г. К определению усилий для разрушения «балок», образующихся при зачерпывании грейфером круглых лесоматериалов: Сб. науч. тр., вып. 197 /Московский лесотехнический институт/ Отв. ред. Б.А. Таубер. -М.: МЛТИ, 1987. -173с.

55. Шимкович Д.Г. Об устойчивости системы сжатых цилиндрических тел и вероятных значениях критической силы //Изв. высш. учебн. заведений. Лесной журнал. -1991. -№ 5. -С.42-48.

56. Шувалов С.А. Расчет волновых передач с учетом податливости звеньев //Вестник машиностроения. -1974. -№ 6. -С.46-51.

57. Щербаков А.И. Исследование работы виброгрейферов на штабелевке и погрузке круглых лесоматериалов: Автореферат дис. канд. техн. наук. -М., 1967.-18с.

58. Щербаков А.И. Опыт эксплуатации грейферных механизмов //Лесн. пром-сть. -1974. -№ 4. -С.18-19.

59. Грейферное оборудование зарубежных гидравлических экскаваторов: Обзорная информация. Серия 1 «Экскаваторы и стреловые краны» /Чадин C.B., Никешин B.B. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1986. - Вып. 2. -48 с.

60. A.c. 1244075 СССР, МКИ В66СЗ/16. Грейфер. /Б.А. Таубер, Ю.Г. Никишов. -№ 908734; Заяв. 14.01.85; Опубл. 15.07.86, Бюл. № 26. -2с.: ил.

61. A.c. 1516450 СССР, МКИ В66СЗ/16. Грейфер. /Ю.Г. Никишов, А.Г. Чайников. -№ 992334; Заяв. 27.03.87; Опубл. 23.10.89, Бюл. № 39. -4с.: ил.