автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование параметров рычажно-кулачкового механизма динамического лункообразователя для посадки лесных культур

На правах рукописи

МАРКОВ Олег Борисович

ш

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЫЧАЖНО-КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА ДИНАМИЧЕСКОГО ЛУНКООБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ПОСАДКИ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР

05.21.0t-Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Петрозаводск - 2006

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор, Цыпук Александр Максимович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор, Александров Валентин Александрович

- кандидат технических наук, доцент, Белый Евгений Константинович

Ведущая организация - Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства

Зашита состоится 22 декабря 2006 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212,190,03 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33, ПетрГУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного

офессионального УНИВЕРСИТЕТ

образовательного учреждения высшего профессионального образовании ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

Автореферат разослан )> ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Механизация лесовосстановктельных работ особенно актуальна для таежной зоны РФ, где лесная промышленность является основной отраслью экономики, а количество трудоспособного населения сокращается.

В Республике Карелия, например, за период с 2000 по 2004 г. площадь рубок возросла с 66,4 до 79,2 тыс. га, а объем лесовосстановнтельных работ снизился с 26,9 до 22,5 тыс. га. Численность работающих на лесозаготовках и в лесном хозяйстве сократилась с 24,7 до 17, 9 тыс. чел. Разрыв между заготовкой и восстановлением леса увеличивается.

Известно, что наиболее эффективным способом выращивания леса является посадка сеянцев и саженцев. Однако? существующие лесопосадочные машины недостаточно надежны в условиях таежной зоны.

При работе на вырубках с большим количеством пней и камней целесообразно разделить процесс посадки леса на механизированную подготовку посадочных мест (энергоемкая операция) и ручное внесение в них растений с заделкой корней (относительно легкая операция, но требующая повышенной точности). Наиболее приспособленными для такой технологии являются лун кообразователи с рабочими органами ударного действия, общая теория разработки и применения которых находится на этапе становления.

Правильный выбор параметров механизма привода лункообразователя определяет не только его работоспособность, но и качество посадочных мест. Установлено, что наибольшим нагрузкам при работе подвергаются качающийся рычаг рабочего органа н кулачковый механизм привода. Это связано с внутренней динамикой рычажно-кулачкового механизма при накоплении энергии и внешней его динамикой (ударами о почву, пни, камни).

Таким образом, разработка методики расчетов параметров наиболее нагруженных частей лункообразователей (включая программное обеспечение) является актуальной.

Работа выполнена в Петр ГУ в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы, № РИ-19.0/001/575.

Цель работы. Повышение эффективности работы динамических лункообразователей для посадки лесных культур путем разработки и совершенствования методики проектирования механизма привода рабочих органов.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований являются динамические лункообразовэтели для посадки лесных культур, в частности, модели Л—2 и Л-2У, агрегатируемые с колесными и гусеничными тракторами классами тяги 1,4 кН и 3 кН. изготовленные на Петрозаводском ремонтно-механическом заводе опытными партиями.

В работе использованы методы прикладной механики в сочетании с методами математического моделирования систем деформируемых тел при соударениях, имитационное компьютерное моделирование, лабораторные йены-

тания нагруженное™ деталей и проверка механизмов в производственных условиях.

Научная новита работы. Обоснована общая методика расчета составляющих рабочего цикла динамического лу нкообразователя, что позволило обеспечить образование посадочных мест в соответствии с лесотехническими требованиями в реальном диапазоне условий работы агрегата.

Разработана математическая модель определения времени падения рычага, позволяющая автоматизировать расчеты параметров профиля кулачка приводного механизма, обеспечивающие синхронизацию его работы с движущейся тяговой машиной.

Предложена методика проектирования механизма привода рабочих органов, позволяющая получать оптимальный профиль кулачка с учетом возможности агрегатирования лункообразователя с различными типами тяговых машин при варьировании их параметров в реальном диапазоне рабочих скоростей движения и частот вращения валов отбора мощности.

Разработаны математические модели для определения нагруженное™ качающегося рычага лункообразователя при соударении в типовых технологических ситуациях, характерных для нераскорчеванных вырубок таежной зоны РФ.

Значимость для теории и практики. Разработанная методика проектирования механизма привода лункообразователя вносит вклад в теорию проектирования и применения лесохозяйственных машин с рабочими органами динамического топа.

Разработанная программа расчета параметров кулачкового механизма позволяет сократить время и повысить качество проектирования лункообразователей в процессе опытно-конструкторских работ с учетом агрегатирования с различными тяговыми машинами.

Расчет по предложенным моделям определения нагрузок, возникающих при работе динамического лункообразователя в среде препятствий, позволяет конструкторам с минимальной затратой времени подобрать оптимальные прочностные и геометрические параметры деталей механизма привода.

Предложенные математические модели и компьютерные программы для их реализации позволят организовать процесс исследований машин нового типа — динамических лункообразователей в научных организациях и обеспечить их изучение в лесотехнических вузах.

Основные положения, выносимые на защиту;

1. Общая методика расчета составляющих рабочего цикла динамического лункообразователя, применение которой позволяет обеспечить образование посадочных мест в соответствии с лесотехническими требованиями в реальном диапазоне условий работы агрегат

2. Математическая модель для определения времени падения рычага, позволяющая рассчитывать параметры профиля кулачка приводного механизма, обеспечивающие синхронизацию его работы с движущейся тяговой машиной.

3. Методика проектирования механизма привода рабочих органов и позволяющая получать оптимальный профиль кулачка с учетом возможности

агрегатирования лункообразователя с различными типами тяговых машин при варьировании их параметров.

4. Новые математические модели для определения нагруженности качающегося рычага лункообразователя при соударении с характерными препятствиями на вырубке.

5. Методика и результаты экспериментальных исследований рычажно-кулач нового механизма лункообразователя в лабораторно-полевых условиях.

6. Выводы и рекомендации по повышению эффективности лункообразователя.

Обоснованность и достоверность результатов исследований. Достоверность результатов теоретических исследований подтверждается выбором и соответствующим применением механико-математических методов исследований и данными лабораторных экспериментов. Проверка результатов осуществлена в производственных условиях на посадке лесных культур в арендной базе ОАО «Сегежский ЦБК».

Анообания работы. Основные положения работы обсуждались на II международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии в целлюлозно-бумажной промышленности и энергетике» (Петрозаводск, 2002), на III междисциплинарной конференции с международным участием НБИТТ-21 (Петрозаводск, 2004), на научных семинарах кафедры технологии и оборудования лесного комплекса лесоинженерного факультета ПетрГУ (2001-2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных трудов, в том числе одна статья в журнале из перечня ВАК, н один патент на полезную модель РФ № 56766.

Реализация работы. Основные результаты использованы в НИР № 02.2.006 04941 «Внедрение в производство лункообразователя Л-2У» при проведении лесовосстановительных работ на вырубках ОАО «Сегежский ЦБК»,

Разработанные методики, компьютерные программы и установка для лабораторно-полевых исследований лункообразователя используются в учебном процессе на лесоинженерном факультете и при выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в ПетрГУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов, заключения, списка использованных источников и двух приложений. Общий объем работы 163 страницы, 57 рисунков, 31 таблица. Список использованных источников включает 104 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируются eä цель и задачи, практическая значимость, научная новизна, а так же положения, выносимые на защиту.

В первом разделе рассмотрены преимущества лункообразователей с рабочими органами динамического типа перед другими машинами для создания лесных культур.

Основополагающими научными трудами в области создания и применения лесопосадочных машин являются работы И. М. Зимы, Т. Т. Малюгина, И. М. Бартенева, Г. А. Ларюхина, Г. Б. Климова, М. П. Албякова, В. А. Александрова,

A. И. Соколова и других исследователей и разработчиков.

Работа по реализации принципа формирования посадочных мест ударами без остановки агрегата была начата в 1971 г. в Ленинградской лесотехнической академии (С.-Пб ГЛТА) авторским коллективом в составе С. А. Помогаева,

B. И. Евсюнина, А. М. Цыпука (ответственный исполнитель) и других.

Руководил работой профессор С. Ф. Орлов, и завершилась она в 1974 г. созданием опытного образца лесопосадочной машины ЛТУ-1, отмеченной Золотой медалью ВДНХ СССР,

С 1975 г, эта работа при участии А. Э. Эгипти, И. Р. Шегельмана и других была продолжена в ПетрГУ. Изготовление опытных образцов и партий лункообразователей выполнялось на заводах: Петрозаводском ремонта о-механическом «Кареллеспром», Онежском тракторном, Великолукском «Лесхозмаш» и Вырицком опытно-механическом заводе Ленинграаского НИИ лесного хозяйства (С.-Пб НИИЛХ).

Теоретические и экспериментальные обоснования лункообразователя выполнялись в ПетрГУ при участии Е, Г. Митрофанова и Е. К. Белого и других сотрудников до 90-х годов прошлого века, но до завершения доведены не были в связи с прекращением НИР по причинам, не зависящим от разработчиков.

Опыт предыдущих исследований показал, что повышение эффективности динамических лункообразователей выражается в сокращении сроков их разработки, снижении материалоемкости конструкции, возможности агрегатирования с различными тяговыми машинами, оптимизации нагруженности привода, соответствии размеров лунки размерам посадочного материала и устойчивом образовании рядом с лункой комка почвы для заделки корней.

Все эти показатели зависят от характеристик рычажно-кулачкового механизма привода рабочего органа, поэтому обоснование его параметров, а также исследование нагруженности остаются в числе наименее изученных вопросов теории динамического лункообразователя.

Лункообразователь работает в режиме ударов, которые представляют собой процессы взаимодействия тел с нарастанием и убыванием сил в очень короткие промежутки времени по сравнению с рабочим циклом машины.

Проблемой удара занимались X. А. Рахматуллин, Н. А. Кильчевский, В. Гольдсмит, С. П. Тимошенко, Я. Г. Пановко, В. Л Бидерман и другие ученые. В разделе приведен обзор теорий механического удара и выбран подход к моделированию ударных нагрузок в рычаге лункообразователя.

На основании выше изложенного, были поставлены задачи исследования:

1. Разработать методику расчета параметров рабочего цикла механизма привода динамического лункообразователя, позволяющую обеспечивать заданный шаг посадки и геометрические параметры посадочных мест в соответствии с действующими лесохозяйственными требованиями для любого типа базовой тяговой машины.

2. Разработать математическую модель для определения времени падения рычага лункообразователя, позволяющую рассчитывать параметры профиля кулачка приводного механизма, обеспечивающие синхронизацию его работы движущейся тяговой машиной.

3. Разработать методику проектирования механизма привода рабочих органов и программу для ее реализации, позволяющую получать оптимальный профиль кулачка с учетом возможности агрегатирования лункообразователя с различными типами тяговых машин при варьировании их параметров в реальном диапазоне рабочих скоростей движения и частот вращения валов отбора мощности.

4. Разработать и исследовать математические модели работы качающегося рычага лункообразователя, позволяющие оценивать его нагруженность при соударении с характерными препятствиями на нераскорчеванных вырубках.

5. Разработать методику экспериментальных исследований нагруженности рычажно-кулачкового механизма лункообразователя в лаборэторно-полевых условиях и выполнить сравнение результатов теоретических исследований с данными эксперимента.

6. Проверить полученные на основе использования предложенных методик проектирования и расчета конструктивные решения рычажно-кулачкового механизма привода рабочих органов лункообразователя в производственных условиях.

7. Разработать практические рекомендации по совершенствованию конструкций и повышению эффективности применения лункообразователей.

Во втором разделе разработана методика расчета составляющих рабочего цикла динамического лункообразователя с целью приготовления в почве посадочного места заданных размеров, а также снижения нагрузок на кулачок и его вал, при этом использовались возможности современного программного обеспечения и технических средств.

Модель работы рычажно-кулачкового механизма привода лункообразователя может быть представлена в виде аналитических выражений и графически.

Схема лункообразователя представлена на рис 1.

Рычаг 1 приводится в движение кулачковым механизмом 2. При подъеме рычага пружина 3 растягивается, накапливая потенциальную энергию. Привод лункообразователя осуществляется от вала отбора мощности трактора (ВОМ) с частотой вращения N через червячный редуктор 4 с передаточным отношением IR, в результате чего на валу кулачка создается крутящий момент Т1, а на ролике кулачкового механизма сила F12.

Лункообразователь опирается на лыжу S. На конце рычага 1 шарнирно закреплена плоская игла 6, положение которой в момент заглубления показано в поз. I. В процессе движения лункообразователя с постоянной скоростью V игла переходит в поз. II, при этом в почве образуется лунка 7 и комок почвы 8.

На качество посадочного места влияют следующие параметры: V — скорость трактора; N - частота вращения вала отбора мощности;

IR — передаточное отношение редуктора; IL-длинаиглы; £ —длинарычага;

Рис. 1 — Принципиальная схема образования посадочного места лункообразователем

ЛЬ — расстояние до упора; у - угол между осью иглы и нормалью к оси рычага в момент полного внедрения иглы; ЭЫ - длина посадочного места; На -расстояние от поверхности грунта до оси вращения рычага; (р - время опускания рычага; р—число рабочих профилей кулачка.

Время опускания рычага определяется так:

поворота рычага при внедрении иглы в почву.

Время (д вычисляется через угловую скорость рычага и потенциальную энергию системы рычаг - пружина см. рис. 2.

Величина ф угловой скорости рычага зависит от следующих параметров:

где 1п -расстояние до пружины; - момент инерции рычага относительно оси, проходящей через точку А перпендикулярно плоскости вращения рычага, кг-м2; <р~ угол поворота рычага о); С — жесткость пружины, Н/м;

Р/ — сила пружины при предварительной деформации (рычага в крайнем нижнем положении); ~ масса рычага, кг, § — ускорение свободного падения

9,81 м/с2; I д - расстояние от шарнира до центра тяжести рычага.

о>

(3)

Угловая скорость рычага изменяется в процессе его поворота, поэтому время поворота до начала внедрения определяется так:

По расчетам, это время находится в пределах 0,16—0,26 с.

Время ¡в внедрения иглы изменяется в зависимости от сопротивления почвы смятию в пределах 0,05 до 0,065 с. В расчетах рекомендуется принимать его равным 0,06 с. Максимальная погрешность при этом 0,01 с есть величина малая, по сравнению с временем поворота рычага до внедрения в почву, с которым суммируется время внедрения иглы в почву, см. (1).

При моделировании профиля кулачка сначала определяется время падения рычага, затем углы поворота рычага и соответствующие им фазовые углы кулачка. Профиль кулачка должен получиться таким, чтобы смягчить ударные нагрузки в момент возникновения контакта высшей кинематической пары (ролик-кулачок), при этом обеспечить извлечение иглы без разрушения посадочного места. Для получения данных о напряжениях в кинематической паре производится силовой анализ кулачкового механизма известным методом.

На участке движения машины длиной соответствующем извлечению иглы из посадочного места, толкатель должен повернуться на угол с

постоянной скоростью, чтобы игла придерживала комок почвы, ограниченно выдвинутый из лунки, на ее краю.

Фазовый угол поворота кулачка на этом участке определится так:

зо-т-у

Для уменьшения динамических воздействий при извлечении иглы из почвы на профиле кулачка введен переходный участок с синусоидальным законом

изменения аналога ускорений /? .

Интегрируя его дважды, получаем угол поворота Д перемещения толкателя на этом участке:

9i 1 • —---sm

Фу я

/ \ т

(б)

где <рх~ угол поворота кулачка, который задается в пределах S (ру; <ру берется в долях от угла <ри , определяемого по формуле:

9у - К(Ри\ к -» (7)

где К — коэффициент скорости извлечения иглы из почвы. В качестве ограничения принято, что контактная сила Р12, в момент извлечения иглы не должна превысить ее величину при максимальном натяжении пружины 3 в

верхнем положении рычага, см. рис. 1.

На основе данной методики была составлена программа на языке С++ (свкдетельство о регистрации № ГР 50200600823 от 30.05.2006). Программа предусматривает два режима работы: алгоритм первого режима (рис. 2) обеспечивает построение профиля кулачка и определение передаточного отношения редуктора в зависимости от параметров трактора без изменения параметров базовой модификации лункообразователя Л-2У; алгоритм второго режима дополнительно обеспечивает возможность изменения всех параметров лункообразователя, и предназначен для проектирования новых его моделей и модификаций.

Рис, 2 - Алгоритм режима оптимизации профиля кулачка при агрегатировании лункообразователя с различными тяговыми машинами

В результате работы программы на дисплей выводятся профиль кулачка и таблица значений его полярных координат, а также значения контактной силы и крутящего момента на валу кулачка, см. рис. 3.

и

Рис. 3 - Результаты вычислений и профиль кулачка

По расчетам, максимальное значение контактной силы в высшей кинематической паре при моделировании рычажно-кулачкового механизма Л - 2 (с предварительным натяжением пружины 100 Н) составило 5750 Н, а крутящего момента на кулачке 316,8 Нм. Бели увеличить перемещение $ (как это сделано на Л - 2У), то сила уменьшается более чем в два раза, а крутящий момент примерно на треть.

Третья глава посвящена теоретическому исследованию соударения рычага лункообразователя с препятствиями.

Основными препятствиями, затрудняющими проведение механизированных работ на вырубках, являются пни, валежник, порубочные остатки, валуны на поверхности почвы, а также корни и твердые минеральные включения в обрабатываемом почвенном слое.

Наиболее опасными ситуациями, с точки зрения нагруженности рычага, являются такие: рабочий орган (игла) ударяет о твердое препятствие, например о камень; рычаг средней частью ударяет о твердое препятствие (камень, пень); игла проваливается в пустоту (например — яму) и рычаг коротким плечом ударяется в ограничитель угла его поворота.

Во всех этих случаях необходима проверка прочности рычага с учетом ударной нагрузки.

Расчетная схема системы «рычаг—твердое препятствие» может быть представлена так (рис. 4).

В исходном положении рычаг 1 неподвижен, пружина 2 растянута. Рычаг имеет одну степень свободы - вращение вокруг оси, проходящей через точку А перпендикулярно плоскости движения рычага. При определенном положении кулачка происходит освобождение рычага, и он начинает движение под действием силы растянутой пружины и силы собственного веса.

Рис. 4 - Расчетные схемы динамического лункообразователя с качающимися

рычагами 1-го рода Потенциальная энергия системы «рычаг— пружина» равна:

э„ = э„в + Э„\ (8)

где Э® - потенциальная энергия, обусловленная изменением высоты центра масс системы; — потенциальная энергия, запасаемая пружиной. Потенциальная энергия рычага равна:

эп -<р)+2Р1)+мр8е0<р. (9)

Потерями энергии на трение и другие физические эффекты можно пренебречь, т. к. они уменьшают энергию, подлежащую гашению и уменьшают реальные . нагрузки на рычаг по сравнению с расчетными.

На рис. 5 и б представлены схемы соударений рычажного механизма лункообразователя с препятствиями:

Рис. 5 - Схема соударения иглы Рис. 6 - Схема соударения качающегося рычага с твердым длинного плеча рычага с твердым препятствием в почве препятствием

На рис. 7 представлена схема нагружения рычага как упругой балки для определения поглощаемой им энергии при соударении иглы с препятствием.

Рис. 7 - Нагружение балочного элемента при ударе иглой о препятствие

Здесь: Мб - приведенная масса балочного элемента АВ;

- прогиб балки в точке, к которой приведена масса элемента АВ; К/ - изгибная жесткость балочного элемента, Н м2; Е — модуль упругости материала балочного элемента, Па; 3 — момент инерции поперечного сечения балочного элемента, м4; ДС| —текущие координаты;

£т — расстояние от оси А качания рычага до центра М его масс;

I) — расстояние от центра М масс рычага до оси В шарнира иглы;

I - длина АВ рычага по осям;

Потенциальная энергия изгиба Э^пи получается суммированием элементарных работ по всей длине балки и в нашем случае выражается так:

\2

Э° =

1

2 ЕЗ

£

+

У^т+А/Н V

о\ ^ )

¿ЙС, +

х1сЬс2

(10)

Выполнив интегрирование и упростив выражение, определим силу инерции рычага, приведенную к центру его масс.

£Э1Е J-0,5 Mltm(U +0,50

-^л-'(,1)

Выражение для максимальной величины изгибающего момента запишется

так*.

0,5 MJm +J6£ 3lEJ-0,5M2„£„(2£ +0,5£J

КГ=----t-• 02)

При известных величинах изгибающих моментов и параметров опасных еечений, прочность рычага определяется инженерными методами.

По данной методике в среде Excel с помощью разработанных программ был проведен анализ рычажно-кулачкового механизма для лункообразователя Л-2, см. Таблицу 1. Примеры полученных результатов счета представлены на рис. 8 и 9.

Таблица 1 — данные для вычисления потенциальной энергии рычага

Параметр Обозн. Ед. измер. Значение

Масса рычага Af„ кг 91,7

Масса балочного элемента рычага Мв кг 40,5

Жесткость пружинь! С Н/м 12239,5

Длина балочного элемента рычага 1 м 1,2

Расстояние до пружины /„ м 0.375

Расстояние до центра тяжести рычага /. м 0,414

Момент инерции рычага Ja кг-м1 55,16

Максимальный угол качания рычага Фо рад. 0,512

VtnJ псхюэоп pwMlrx. pJ04l*

Э„ - энергия системы рычаг-пружина

Эп

н — энергия растянутой пружины

ЭЦ — энергия перемещения масс

Рис. 8 — Зависимость потенциальной энергии рычага от угла его поворота

2>(€*0А 1 1.0С»СЛ

I

б,(Е*07

N

<1* о,« а» 0,7 0,1 о.в 1 Рясстмчн ЦТ. л цнрцир*. м

Максимальное напряжение

Напряжение в месте установки датчиков

Рис. 9 - Зависимости величины напряжений в рычаге от расстояния между шарниром и центром масс при соударении иглы с твердым препятствием

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям критических режимов работы лункообразователя с помощью лабораторно-полевого эксперимента образца лункообразователя Л — 2 и проверке рекомендаций в производственных условиях при помощи образца Л - 2У.

Исследование нагруженности рычага проводились методом тензометрирования в трех режимах:

1) при ударе иглой о твердое массивное препятствие;

2) при ударе серединой рычага о препятствие;

3) при ударе рычага об ограничитель поворота

С помощью светолучевого осциллографа Н-71.1 регистрировались во времени следующие параметры: напряжение на рычаге; угол поворота рычага; крутящий момент на валу кулачка.

Образцы полученных осциллограмм представлены на рис. 10 и 11.

Рис. 10 - Осциллограмма при соударении средней части рычага с твердым препятствием (расстояние от иглы до места соударения 0,52 м): 1 — напряжение на рычаге, 2 - угол поворота рычага

Рис. 11 — Осциллограмма нагрузки вала кулачка за цикл работы: 1 — крутящий момент на кулачке; 2 — угол поворота рычага

Сравнение данных экспериментальных и теоретических исследований показали, что предлагаемая компьютерная программа построения профиля кулачка дала несколько заниженные значения крутящего момента на кулачковом валу (на 8 %). Это расхождение может быть объяснено отличием реального профиля кулачка от расчетного вследствие погрешностей изготовления и износа.

Предложенная методика определения нагрузок в рычаге дает завышенные значения расчетных нагрузок по сравнению с реальными — от 8 до 24 %, см. рис. 12, что соответствует принятым допущениям, см. с. 12 автореферата.

Теория

ЗишЁр*сиг

8000 \ ---т_,

—-

4000 N>4

* Е ч л

2ТТ> ^ ! —у*-1- " ~Т~..... —

0 -1-

£ >1

02 04 0,53 0,6 Ц8

Рахю»*еагивр+рарь№Гс1 м

1.0

и

Рис. 12 - Теоретические и экспериментальные значения изгибающих моментов на рычаге при соударения иглы с твердым препятствием Проверка в производственных условиях лункообразователя Л-2У с внесенными изменениями, показала, что агрегат, приспособлен к условиям

таежной зоны РФ. Во время производственной проверки за 1 час работы лункообразователь изготавливал в среднем 3285 пригодных для посадки лунок. Внесенные в конструкцию изменения позволили, при сохранении высокой рабочей скорости, улучшить качество посадочных мест.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведенный анализ механизированных процессов искусственного лесовозобновления показал, что при механизации посадки лесных культур на нераскорчеванных вырубках в прнродио-производственных условиях Северо-запада Российской Федерации наиболее целесообразно использование специальных лесохозяйственных машин, производящих формирование посадочных мест под посадку саженцев дискретным (точечным) способом.

2. Установлено, что существующие конструкции лункообразователей имеют ряд конструктивных недостатков, приводящих к нестабильности формирования посадочных мест (лунок) и их характеристик. Эти недостатки связаны в первую очередь с несовершенством методики проектирования приводного механизма динамического рабочего органа, что также не позволяет обеспечить агрегатирование машины с тракторами различных типов, имеющих различные типы ходовых систем, рабочие скорости и частоты вращения валов отбора мощности.

3. Обоснованная методика расчета составляющих динамического цикла лункообразователя, позволяет обеспечивать образование посадочных лунок с заданными параметрами (глубина, ширина, наклон стенок и формирование комка почвы и т. д) и определять рациональные параметры рабочего цикла.

4. Разработанная методика проектирования механизма привода рабочих органов и компьютерная программа для ее реализации позволяет получать оптимальный профиль кулачка, обеспечивающий возможность агрегатирования лункообразователя с базовой тяговой машиной любого типа.

5. Разработанная математическая модель определения времени падения рычага лункообразователя, позволяет рассчитать параметры профиля кулачка приводного механизма, тем самым обеспечить синхронизацию его работы с движущейся тяговой машиной. Предлагаемая методика повышает точность определения времени падения на 15 % по сравнению с применявшейся ранее методикой.

6. На основе разработанных математических моделей предложена методика определения сил и напряжений в качающемся рычаге рабочего органа. Методика реализована в виде расчетного алгоритма и компьютерных программ для подбора сечений рычага исходя из характерных режимов работы лункообразователя в условиях нераскорчеванных вырубок.

7. Проведенные экспериментальные исследования показали, что предложенные математические модели дают превышение расчетных значений нагрузок по сравнению с экспериментальными от 8 до 24%, тем самым,

обеспечивая дополнительный запас прочности рычага при его конструировании. Также установлено, что расхождение теоретических значений крутящего момента на валу кулачка и экспериментальных значений не превышает 8 %.

8. С помощью разработанной методики проектирования привада рабочих органов и программного обеспечения для ее реализации было выполнено моделирование профиля кулачка лункообрззовэтеля для агрегатирования с трактором ЛХТ—55, а также проведена оценка прочности рычага. Посадочные места, полученные за счет применения нового кулачка с усовершенствованным профилем, имеют длину по верху 0,1 м, шаг 1,1 м, комок почвы не разрушается (при условии отсутствия соударения с камнем или иным препятствием).

9. Результаты проверки в производственных условиях в арендной базе ОАО «Сегежский ЦБК» показали, что лункообразователь, изготовленный с учетом результатов выполненного исследования, приготовляет в среднем за 1 час 3285 пригодных для посадки лунок. Отказов связанных с внесенными в конструкцию изменениями отмечено не было.

10. Анализ результатов выполненной работы позволяет сформулировать возможные направления разработки и повышение эффективности применения лункообразователей, а также их дальнейших исследований:

• нагруженность конструкции рычажно-кулачкового механизма лункообразователя на стадии его разработки можно уменьшить за счет замены качающихся рычагов 1-го рода на рычаги 2-го рода;

• длину посадочного места по верху рекомендуется регулировать предварительным натягом пружины;

• рекомендуется поставлять лункообразователи с комплектом сменных кулачков предназначенных для агрегатирования лункообразователя с основными типами тракторов (по желанию потребителей);

• дальнейшие исследования лункообразователей могут быть направлены на изучение динамической нагруженности опорных лыж, навески, остова, а также тяговой машины в агрегате с лункообразовагелем в среде препятствий.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Марков О. Б. Программа для вариантного проектирования рычажно-кулачкового механизма лункообразователя / О. Б. Марков // Вестник Поморского университета Серия «Естественные и точные науки». 2006. №3. С. 191-194.

2. Марков О. Б. Пути снижения металлоёмкости лункообразователя Л-2У/ О. Б. Марков // Физические эффекты в промышленности: Сборник научных трудов ПетрГУ. - Петрозаводск, 2002. С. 121-122. Деп. в ВИНИТИ 18.12.2002, № 2208-В2002.

3. Марков Б. Г. О методе решения инженерных задач с нечеткими исходными данными/ Б. Г. Марков, В. В. Поляков, О. Б. Марков // Новые информационные технологии в целлюлозно-бумажной промышленности и энергетике: Материалы пятой международной научно-технической конференции. - Петрозаводск, 2002. С. 94-95. (авторское участие 30%)

4. Марков Б. Г. Математическое моделирование узлов лункообразователя с применением методов нечеткой геометрии / Б. Г. Марков, О. Б. Марков // Материалы 3-Й междисциплинарной конференции с международным участием (НБИТТ-21). - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2004. С. 67. {авторское участие 60%)

5. Марков О. Б. Моделирование и теоретическое исследование работы • рычажно-кулачкового механизма динамического лункообразователя / О. Б. Марков; ПетрГУ-Петрозаводск, 2006. - 33 с. Деп. в ВИНИТИ 11.05.2006, № 616-В2006.

6. Марков О. Б. Методика проведения экспериментальных исследований процесса работы рычажно-кулачкового механизма динамического лункообразователя / О. Б. Марков; ПетрГУ-Петрозаводск, 2006. - 17 с. Деп. в ВИНИТИ 11.05.2006, №б17-В200б.

7. Марков О. Б. Испытания в производственных условиях динамического лункообразователя для посадки лесных культур / О. Б. Марков; ПетрГУ-Петрозаводск, 2006. - 12 с. Деп. в ВИНИТИ 11.05.2006, Ля 618-В2006.

8. Марков О. Б. Программа для вариантного проектирования рычажно-кулачкового механизма динамического лункообразователя для посадки лесных культур / О, Б. Марков; ПетрГУ-Петрозаводск, 2006, - 12 с. Деп. в ВИНИТИ 11.05.2006, № 619-В2006.

9. Марков О. Б. Исследования и испытания динамического лункообразователя для поездки лесных культур на вырубках / О. Б, Марков, А. В. Родионов, А. М. Цыпук., и др.; ПетрГУ- Петрозаводск, 2006. - 22 с. Деп. в ВИНИТИ 5.06.2006., № 741-В2006.( авторское участие 35%)

10. Митрофанов Е. Г. Теоретическое исследование кулачкового механизма привода рабочих органов лункообразователя / Б. Г. Митрофанов, О. Б. Марков; ПетрГУ Петрозаводск, 2006. - 23 с. Деп. в ВИНИТИ 5.06.2006,, № 742-В2006. (авторское участие 45%)

11. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки. Проектирование рычажно-кулачкового механизма лункообразователя I Программа t Р. В. Воронов, О. Б. Марков, А. М. Цыпук н др.; ПетрГУ - .02069533.04506-01, № ОР 6262 от 26.05.2006. -Хг ГР 50200600823 от 30,05.2006. (авторское участие 30%)

12. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки. Расчет рычага лункообразователя / Программа / О. Б. Марков, А. В. Родионов, А. М, Цыпук; ПетрГУ - ,02069533.04606-01, № ОР 6263 от 26.05.2006. -№ ГР 50200600824 от 30.05.2006. (авторское участие 50%)

13. Внедрение в производство лункообразователя Л-2У: 2004 - 2006гг. / Отчет о НИР (заключит.) / А. В. Родионов, А. М. Цыпук, О. Б. Марков и др.; ПетрГУ; рук. А. В, Родионов, - № 012,006 04941 от 08.06.2006,- Петрозаводск, 2006. - 34 с. (авторское участие 25%)

14. Пат. на полезную модель 56766 РФ, МПК А01С 5/04, Ямокопатель / О. Б. Марков, А. М. Цыпук, А. Э. Эгопти н др.; заявитель и патентообладатель ПетрГУ. -Кг 2Ö05108442/22; заявл. 11.05.2006; опубл. 27.09.2006, Бюл. № 27. -2 с. (авторское участие 40%)

Подписано в печать 15.11.06. Формат 60x84 '/16. Бумага офсетная. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Изд. № 261.

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Типография Издательства Петр ГУ 185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Обоснование способа дискретной подготовки посадочных мест под лесные культуры.

1.2 Совершенствование динамических лункообразователей для посадки леса.

1.3 Обзор теорий механического удара.

1.4 Формулировка цели и задач исследования.

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ РЫЧАЖНО- КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА ПРИВОДА ЛУНКООБРАЗОВАТЕЛЯ

2.1 Моделирование рабочего цикла лункообразователя.

2.2 Анализ механизма привода.

2.3 Оптимизация параметров рычажно-кулачкового механизма применительно к условиям посадки леса.

2.4 Выводы по второму разделу.

3 ДИНАМИЧЕСКАЯ НАГРУЖЕННОСТЬ РАБОЧЕГО ОРГАНА ЛУНКООБРАЗОВАТЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ВЫРУБОК.

3.1 Обоснование метода моделирования.

3.2 Определение энергии динамической системы рычаг-пружина.

3.3 Моделирование режимов соударений рабочего органа лункообразователя с препятствиями.

3.4 Прогнозирование нагруженности рабочего органа динамического лункообразователя.

3.5 Выводы по третьему разделу.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1 Программа проведения эксперимента по соударениям рабочего органа лункообразователя с препятствиями.

4.2 Аппаратура и методы измерения.

4.3 Результаты экспериментальных исследований рычажно-кулачкового механизма лункообразователя в лабораторно-полевых условиях.

4.4 Проверка лункообразователя в производственных условиях.

4.5 Сравнение теоретических и экспериментальных данных.

4.6 Выводы по пятому разделу.

Актуальность проблемы.

Механизация лесовосстановительных работ особенно актуальна для таежной зоны РФ, где лесная промышленность является основной отраслью экономики, а количество трудоспособного населения сокращается.

В Республике Карелия, например, за период с 2000 по 2004 г. площадь рубок возросла с 66,4 до 79,2 тыс. га, объем лесовосстановительных работ снизился с 26,9 до 22,5 тыс. га. Численность работающих на лесозаготовках и в лесном хозяйстве сократилась с 24,7 до 17, 9 тыс. чел. Разрыв между заготовкой и восстановлением леса увеличивается.

Известно, что наиболее эффективным способом выращивания леса является посадка сеянцев и саженцев. Однако существующие лесопосадочные машины недостаточно надежны в условиях таежной зоны.

При работе на вырубках с большим количеством пней и камней целесообразно разделить технологию посадки леса на механизированную подготовку посадочных мест (энергоемкая операция) и ручное внесение в них растений с заделкой корней (относительно легкая операция, но требующая повышенной точности).

Наиболее приспособленными для такой технологии являются динамические лункообразователи (с рабочими органами ударного действия), впервые предложенные в Ленинградской ордена Ленина лесотехнической академии им. С. М. Кирова в 1971 г. Общая теория разработки и применения динамических лункообразователей до настоящего времени находится на этапе становления.

Правильный выбор параметров механизма привода лункообразователя определяет не только его работоспособность, но и качество посадочных мест. Установлено, что наибольшим нагрузкам при работе подвергаются качающийся рычаг рабочего органа и кулачковый механизм привода. Это связано с внутренней динамикой рычажно-кулачкового механизма при накоплении энергии и внешней его динамикой (ударами о почву, пни, камни).

Таким образом, разработка методики расчетов параметров наиболее нагруженных частей динамических лункообразователей с учетом природно-производственных условий их применения на вырубках является актуальной.

Работа выполнена в ПетрГУ в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы, № РИ-19.0/001/575 и хоздоговорной НИР (Сегежский ЦБК), № 02.2.006 04941 от 08.06.2006.

Цель работы. Повышение эффективности работы динамических лункообразователей для посадки лесных культур путем разработки и совершенствования методики проектирования механизма привода рабочих органов.

Задачи исследований. Исходя из актуальности проблемы и цели работы, задачи исследований формулируются следующим образом:

1 Разработать методику расчета рабочего цикла механизма привода динамического лункообразователя, позволяющую обеспечивать заданный шаг посадки и геометрические параметры посадочных мест в соответствии с действующими лесохозяйственными требованиями для любого типа базовой тяговой машины.

2 Разработать математическую модель определения времени падения рычага лункообразователя, позволяющую рассчитывать параметры профиля кулачка приводного механизма, обеспечивающие синхронизацию его работы движущейся тяговой машиной.

3 Разработать методику проектирования механизма привода рабочих органов и программу для ее реализации, позволяющую получать оптимальный профиль кулачка с учетом возможности агрегатирования лункообразователя с различными типами и параметрами базовых тяговых машин при возможности варьирования рабочих скоростей их движения и частот вращения валов отбора мощности.

4 Разработать и исследовать математические модели работы качающегося рычага лункообразователя, позволяющие оценивать его нагруженность при соударении с характерными препятствиями на нераскорчеванных вырубках.

5 Разработать методику экспериментальных исследований нагруженности рычажно-кулачкового механизма лункообразователя в лабораторно-полевых условиях и выполнить сравнение результатов теоретических исследований с данными эксперимента.

6 Проверить полученные на основе использования предложенных методик проектирования и расчета конструктивные решения рычажно-кулачкового механизма привода рабочих органов лункообразователя в производственных условиях.

7 Разработать практические рекомендации по совершенствованию конструкций и повышению эффективности применения динамических лункообразо-вателей.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований являются динамические лункообразователи для посадки лесных культур, в частности, модели J1-2 и Л-2У, агрегатируемые с колесными и гусеничными тракторами класса тяги 1,4 кН и ЗкН. изготовленные на Петрозаводском ремонтно-механическом заводе (ПРМЗ) опытными партиями.

Предмет исследований представляет собой связи и закономерности, возникающие в процессе работы внутри рычажно-кулачкового механизма привода динамического лункообразователя и при соударениях его рабочих органов с характерными препятствиями на нераскорчеванных вырубках.

В работе использованы методы прикладной механики в сочетании с методами математического моделирования систем деформируемых тел при соударениях, имитационное компьютерное моделирование, лабораторные испытания нагруженности деталей и проверка механизмов в производственных условиях.

Научная новизна работы.

Обоснована общая методика расчета составляющих рабочего цикла динамического лункообразователя, что позволило обеспечить образование посадочных мест в точном соответствии с лесотехническими требованиями в реальном диапазоне условий работы агрегата

Разработана математическая модель определения времени падения рычага позволяющая автоматизировать расчеты параметров профиля кулачка приводного механизма, обеспечивающие синхронизацию его работы с движущейся тяговой машиной.

Предложена методика проектирования механизма привода рабочих органов, позволяющая получать оптимальный профиль кулачка с учетом возможности агрегатирования лункообразователя с различными типами тяговых машин при варьировании их параметров в реальном диапазоне рабочих скоростей движения и частот вращения валов отбора мощности.

Разработаны математические модели для определения нагруженности качающегося рычага лункообразователя при соударении в типовых технологических ситуациях, характерных для нераскорчеванных вырубок таежной зоны РФ

Значимость для теории и практики. Разработанная методика проектирования механизма привода лункообразователя вносит вклад в теорию проектирования и применения лесохозяйственных машин с рабочими органами динамического типа.

Разработанная программа расчета параметров кулачкового механизма позволяет сократить время и повысить качество проектирования лункообразова-телей в процессе опытно-конструкторских работ с учетом агрегатирования с различными тяговыми машинами.

Расчет по предложенным моделям определения нагрузок, возникающих при работе динамического лункообразователя в среде препятствий, позволяет конструкторам с минимальной затратой времени подобрать оптимальные прочностные и геометрические параметры деталей механизма привода.

Предложенные математические модели и компьютерные программы для их реализации позволят организовать процесс исследований машин нового типа -динамических лункообразователей в научных организациях и обеспечить их изучение в лесотехнических ВУЗах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Методика расчета параметров рабочего цикла механизма привода рабочих органов динамического лункообразователя что позволило обеспечить образование посадочных мест в точном соответствии с лесотехническими требованиями.

2 Математическая модель определения времени падения рычага позволяющая рассчитывать параметры профиля кулачка приводного механизма обеспечивающие синхронизацию его работы с движущейся тяговой машиной.

3 Методика проектирования механизма привода рабочих органов и построения для получения посадочных мест удовлетворяющих потребителей при различных вариантах агрегатирования лункообразователя.

4 Новые математические модели для определения нагруженности качающегося рычага лункообразователя при соударении с характерными препятствиями на вырубке.

5 Методика и результаты экспериментальных исследований рычажно-кулачкового механизма лункообразователя в лабораторно-полевых условиях.

6 Выводы и рекомендаций по повышению эффективности лункообразователя.

Обоснованность и достоверность результатов исследований. Обоснованность результатов теоретических исследований подтверждается выбором и соответствующим применением механико-математических методов исследований. Достоверность их подтверждена данными лабораторных экспериментов и проверкой лункообразователя в производственных условиях на посадке лесных культур в арендной базе ОАО «Сегежский ЦБК».

Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на II международной научно-технической конференции "Новые информационные технологии в целлюлозно-бумажной промышленности и энергетике" (Петрозаводск, 2002 г.), на III междисциплинарной конференции с международным участием НБИТТ-21 (Петрозаводск, 2004 г.), на научных семинарах кафедры технологии и оборудования лесного комплекса лесоинженерного факультета ПетрГУ (2001 -2006 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных трудов, в том числе одна статья в журнале из перечня ВАК и один патент РФ № 56766 на полезную модель.

Реализация работы. Основные результаты переданы для внедрения в ОАО «Сегежский ЦБК» для проведения лесовосстановительных работ на вырубках с применение лункообразователя.

Разработанные методики, компьютерные программы и установка для лабо-раторно-полевых исследований лункообразователя используются в учебном процессе на лесоинженерном факультете и при выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в ПетрГУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов, заключения, списка использованных источников и двух приложений. Общий объем работы 163 страниц, включая 57 рисунков и 31 таблицу. Список использованных источников включает 107 наименований.

5 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1 Проведенный анализ механизированных процессов искусственного лесовозобновления показал, что при механизации посадки лесных культур на нераскорчеванных вырубках в природно-производственных условиях Северо-запада Российской Федерации наиболее целесообразно использование специальных лесохозяйственных машин, производящих формирование посадочных мест под посадку саженцев дискретным (точечным) способом.

2 Установлено, что существующие конструкции лункообразователей имеют ряд конструктивных недостатков, приводящих к нестабильности формирования посадочных мест (лунок) и их характеристик. Эти недостатки связаны в первую очередь с несовершенством методики проектирования приводного механизма динамического рабочего органа, что также не позволяет обеспечить агрегатирование машины с тракторами различных типов, имеющих различные типы ходовых систем, параметры подвесок, рабочие скорости и частоты вращения валов отбора мощности.

3 Обоснованная методика расчета составляющих динамического цикла лункообразователя, позволяет обеспечивать образование посадочных лунок с заданными параметрами (глубина, ширина, наклон стенок и формирование комка почвы и т. д) и определять рациональные параметры рабочего цикла.

4 Разработанная методика проектирования механизма привода рабочих органов и компьютерная программа для ее реализации позволяет получать оптимальный профиль кулачка, обеспечивающий возможность агрегатирования лункообразователя с базовой тяговой машиной любого типа.

5 Разработанная математическая модель определения времени падения рычага лункообразователя, позволяет улучшить качество посадочного места, за счет лучшей синхронизации профиля кулачка лункообразователя с теоретическим рабочим циклом механизма привода рабочих органов. Предлагаемая методика повышает точность определения времени падения на 15 % по сравнению с применявшейся ранее методикой.

6 На основе разработанных математических моделей предложена методика определения сил и напряжений в качающемся рычаге рабочего органа. Методика реализована в виде расчетного алгоритма и компьютерных программ для подбора сечений рычага исходя из характерных режимов работы лункообразователя в условиях нераскорчеванных вырубок.

7 Проведенные экспериментальные исследования показали, что предложенные математические модели дают превышение расчетных значений нагрузок по сравнению с экспериментальными от 8 до 24 %, тем самым, обеспечивая дополнительный запас прочности рычага при его конструировании. Также установлено, что расхождение теоретических значений крутящего момента на валу кулачка и экспериментальных значений не превышает 8 %.

8 С помощью разработанной методики проектирования привода рабочих органов и программного обеспечения для ее реализации было выполнено моделирование профиля кулачка лункообразователя для агрегатирования с трактором JIXT-55, а также проведена оценка прочности рычага. Посадочные места, полученные за счет применения нового кулачка с усовершенствованным профилем, имеют длину 0,1 м по верху, шаг 1,1 м, комок почвы не разрушается (при условии отсутствия соударения с камнем или иным препятствием).

9 Результаты проверки в производственных условиях в арендной базе ОАО «Сегежский ЦБК» показали, что лункообразователь, изготовленный с учетом результатов выполненного исследования, приготовляет в среднем 4500 шт. лунок за 1 час. Сажальщики при посадке отбраковывали в среднем 27% лунок, что практически составило 3 лунки из 10-ти подряд. Отказов связанных с внесенными в конструкцию изменениями отмечено не было.

10 Анализ результатов выполненной работы позволяет сформулировать возможные направления разработки и повышение эффективности применения лункообразователей, а также их дальнейших исследований:

• нагруженность конструкции рычажно-кулачкового механизма лункообразователя на стадии его разработки можно уменьшить за счет замены качающихся рычагов 1-го рода на рычаги 2-го рода;

• длину посадочного места по верху рекомендуется регулировать предварительным натягом пружины;

• рекомендуется поставлять лункообразователи с комплектом сменных кулачков предназначенных для агрегатирования лункообразователя с основными типами тракторов;

• дальнейшие исследования лункообразователей могут быть направлены на изучение динамической нагруженности опорных лыж, навески, остова, а также тяговой машины в агрегате с лункообразователем при работе в среде препятствий.

1. А. с. 405488 СССР, М. Кл. А 01с 11/02. Лесопосадочная машина/ С. А. Помогаев, А. М. Цыпук, В. В. Иванов, Б. П. Дмитриев, Э. С. Гольбрайх, В. Е. Юнг и С. Ф. Орлов.— Опубл. 05.11.73, Бюл. № 45 // Открытия. Изобретения. 1974. №45.

2. Александров В. А. Механизация лесохозяйственных работ. Машины и механизмы / В. А. Александров, С. Ф. Козьмин, С. В. Спиридонов. С.-Пб. ГЛТА, 2005. 136 с.

3. Александров Е. В. Прикладная теория и расчеты ударных систем / Е. В. Александров, В. Б. Соколинский. М.: Наука, 1969. 252 с.

4. Албяков М. П. Механизация работ по возобновлению леса / М. П. Албяков. М.: Лесная промышленность, 1966. 222 с.

5. Андреев В. Н. Надежность лесных машин и оборудования: учеб. пособие. /В.Н. Андреев Л.: ЛТА 1991. 152 с.

6. Бартенев И. М. Расчет и проектирование лесохозяйственных машин: Учеб. пособие. / И. М Бартенев. Воронеж: Воронеж гос. лесотехн. акад., 2001 262с

7. Батуев Г. С. Инженерные методы исследования ударных процессов / Г. С. Батуев, Ю. В. Голубков, А. К. Ефремов и др. М: Машиностроение, 1969. 354 с.

8. Беляев Н. М. Сопротивление материалов / Н. М. Беляев. М.: Наука, 1976. 608 с.

9. Бермант А. Ф. Краткий курс математического анализа / А. Ф. Бермант, И. Г. Арманович. М.: Наука, 1965. 663 с.

10. Бидерман В. Л. Теория механических колебаний / В. Л. Бидерман. М.: Высш. Школа, 1980. 408 с.

11. Блехман И. И. Вибрационное перемещение / И. И. Блехман, Г. И. Джанелидзе. М.: Наука, 1964. 260 с.

12. Веденяпин Г. В. Общая методика экспериментального исследования иобработка опытных данных / Г. В. Веденяпин. М.: Колос, 1973. 199 с.

13. Вентцель Е. С. Теория вероятностей / Е. С Вентцель. М.: Наука, 1969. 576 с.

14. Внедрение в производство лункообразователя JI-2 для агрегатирования с тракторами МТЗ-82 и Т-40АМ: Отчет о НИР (заключит.) / ПетрГУ; Рук. Цы-пук А. М. — № ГР 01828067337; Инв. № 02.88.0 011295.— Петрозаводск, 1987. 109 с.

15. Внедрение в производство лункообразователя Л-2У: 2004 2006гг. / Отчет о НИР (заключит.) / Петрозаводский гос. ун-т; рук. А. В. Родионов. - № 02.2.006 04941 от 08.06.2006 - Петрозаводск, 2006. - 34 с.

16. Высоцкий А. А. Динамометрирование сельскохозяйственных машин / А. А. Высоцкий. М.: Машиностроение, 1963. 290 с.17ГасиныпЛ. Механизация обработки лесной почвы / Л. Гасиньш. Рига: ЦБНТИ, 1960. С.41-42.

17. Герасимов Ю. Ю. Лесосечные машины для рубок ухода: Компьютерная система принятия решений / Ю. Ю. Герасимов, В. С. Сюнев. Петрозаводск.: Изд-во ПетрГУ, 1998. 236 с.

18. Гольдсмит В. Удар. Теория и физические свойства соударяемых тел / В. Гольдсмит. М.: Издательство литературы по строительству, 1965. 448 с.

19. Гольдштейн М. Н. Механические свойства грунтов / М. Н. Гольдштейн. М.: Стройиздат, 1973. 375 с.

20. ГОСТ 27.203 -83. Технологические системы. Общие требования к методам оценки надежности. М.: Изд-во стандартов, 1984. 6 с.

21. Кудрявцев В. Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / В. Н. Кудрявцев. Л.: Машиностроение Лен-нинг. отд-ние, 1980. 464 с.

22. Гуров С. В. Дискретное, динамическое и стохастическое программирование: Метод, указания / С. В. Гуров. Л.: РИО ЛТА, 1991. 45 с.

23. Гуцелюк Н. А. Механизация работ в городском зеленом строительстве / Н. А. Гуцелюк, В. А. Зотов. М.: Стройиздат, 1988. 267 с.

24. Дмитриев В. П. Перспективы развития механизированной посадки леса на увлажненных вырубках / В. П. Дмитриев, А. М. Цыпук, В. В. Иванов // Машины и орудия для механизации лесозаготовок: Межвуз. Сб. научн. тр. Вып. II. Л.: РИО ЛТА, 1974. С.67 69.

25. Евсюнин В. И. Лункообразователь / В. И. Евсюнин, А. М. Цыпук // Ин-форм. листок Ленинградского ЦНТИ № 83 90.— Вып. 40.— 1990. 4 с.

26. Зима И. М. Механизация лесохозяйственных работ / И. М. Зима, Т. Т. Малюгин. М.: Лесная промышленность, 1976. 416 с.

27. Зинин В. Ф. Лесопосадочная машина дискретного действия / В. Ф. Зинин // Лесное хозяйство. 1992. № 8-9. С. 45-47.

28. Зинин В. В. Комплекс машин для создания культур на каменистых почвах / В. В. Зинин, Ю. М. Сериков // Лесное хозяйство. 1989. № 1. С. 56.

29. Ионов В. Н. Напряжения в телах при импульсном нагружении / В. Н. Ионов, П. М. Огибалов. М.: Высшая школа, 1975. 222 с.

30. Ипатова М. В. Механизация лесохозяйственных и лесокультурных работ / М. В. Ипатова. Л.: РИО ЛТА, 1966. 168 с.

31. Калиниченко Н. П. Лесовосстановление на вырубках / Н. П. Калиниченко, А. И. Писаренко, Н. А. Смирнов. М.: Лесная промышленность, 1973. 326 с.

32. Кильчевский Н. А. Теория соударения твердых тел / Н. А. Кильчевский. Киев: Наукова думка, 1969. 362 с.

33. Кленин Н. И. Деформирование почвы твердыми деформаторами: "Усовершенствование орудий для основной обработки почвы". Материалы НТС ВИСХОМ. Вып. 5. М.: ВИСХОМ, 1959. С.476 493.

34. Кобринский А. Е. Виброударные системы / А. Е. Кобринский, А. А. Кобринский. М.: Наука, 1973. 192 с.

35. Корниенко П. П. Механизация обработки почвы под лесные культуры / П. П. Корниенко, Ю. М. Сериков, В. Ф. Зинин и др. М.: Агропромиздат, 1987. 247 с.

36. Лесовосстановление, лесоразведение и механизация лесохозяйственных работ / Н. Р. Письменный, П. JI. Никитин, А. М. Собинов и др., всего 8 авторов, М.: Лесная промышленность, 1989. 413 с.

37. Лесной комплекс Республики Карелия в 2000-2004 годах: Статистический сборник / Карелиястат, — Петрозаводск, 2005. 53 с.

38. Лесохозяйственные машины и их применение. Ч. 2. Машины для обработки семян, посева и посадки леса: Учебное пособие / А. М. Цыпук. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2000. 36 с.

39. Липецких М. В. Технология и комплексы машин для заготовки леса и создания культур хвойных пород на вырубках / М. В.Липецких, Ю. Н. Кучумов. М.: ВНИИЦ лесресурсов Госкомлеса СССР, 1989. 3 с.

40. Макаров Р. А. Тензометрия в машиностроении / Р.А.Макаров, А. Б. Ренский, Г. X. Боркундский. М.: Машиностроение, 1975. 288 с.

41. Марков О. Б. Программа для вариантного проектирования рычажно-кулачкового механизма лункообразователя / О. Б. Марков // Вестник Поморского университета. Серия «Естественные и точные науки». 2006. №3. С. 191-194.

42. Марков О. Б. Испытания в производственных условиях динамического лункообразователя для посадки лесных культур / Марков О.Б.; ПетрГУ Петрозаводск, 2006. - 12 с. - Библиогр.: Деп. в ВИНИТИ 11.05.2006, № 618-В2006

43. Марков О. Б. Методика проведения эксперементальных исследований процесса работы рычажно-кулачкового механизма динамического лункообразователя / Марков О.Б.; ПетрГУ. — Петрозаводск, 2006. 17 с. Библиогр.: Деп. в ВИНИТИ 11.05.2006, № 617-В2006.

44. Марков О. Б. Моделирование и теоретическое исследование работы рычажно-кулачкового механизма динамического лункообразователя / Марков О.Б.; ПетрГУ. Петрозаводск, 2006. - 33 с. - Библиогр.: Деп. в ВИНИТИ 11.05.2006, № 616-В2006.

45. Марков О. Б. Программа для вариантного проектирования рычажно-кулачкового механизма динамического лункообразователя для посадки лесных культур/ Марков О.Б.; ПетрГУ. Петрозаводск, 2006. - 12 с. - Библиогр.: Деп. в ВИНИТИ 11.05.2006, № 619-В2006.

46. Машины и механизмы лесозаготовок, лесного хозяйства и лесосплава / Б. Н. Стогов, Е. И. Власов, Г. М. Кутуков и др., всего 6 авторов. М.: Лесная промышленность, 1967. 542 с.

47. Механизация лесовосстановительных работ / Г. А. Ларюхин, Г. Б. Клинов, А. Б. Клячко и др., всего 5 авторов. М.: Лесная промышленность, 1967. 253 с.

48. Митрофанов Е. Г. Теоретическое исследование кулачкового механизма привода рабочих органов лункообразователя / Е. Г. Митрофанов О. Б. Марков; Петрозав. гос. ун-т. Петрозаводск, 2006. - 23 с. - ил - Библиогр.: Деп. в ВИНИТИ 05.06.2006, № 741-В2006

49. Моисеенко Б. К. Машина для удаления пней / Б. К. Моисеенко,

50. А. И. Шекель // Изобретатель и рационализатор. 1989. № 6. С. 10-11.

51. Пановко Я. Г. Введение в теорию механического удара / Я. Г. Пановко. М.: Наука, 1977. 465 с.

52. Пановко Я. Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М.: Физматгиз, 1960. 254 с.

53. Пановко Я. Г. Основы прикладной теории упругих колебаний и удара. М.: Наука, 1976.360 с.

54. Пат. 1197157 РФ, М.Кл. А 01 С 5/04. Ямокопатель/ А. М. Цыпук, А. Э. Эгипти и И. Р. Шегельман.—№ 3715717; Заявлено 13.01.84; Приоритет 13.01.84; Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений 11.08.93.

55. Письменный Н. Р. Лесовосстановление и лесоразведение / Н. Р. Письменный. М.: Лесная промышленность, 1989. 90 с.

56. Питухин А. В. Вероятностно-статистические методы механики разрушения и теории катастроф в инженерном проектировании / А. В. Питухин. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1998. 304 с.

57. Правила по охране труда в лесной, деревообрабатывающей промышленности и в лесном хозяйстве. М.: Лесн. пром-сть, 1987. 320 с.

58. Практические рекомендации по эксплуатации покровосдирателя-лункоделателя-сеялки ПЛС-2 / А. С. Дмитриев, В. Я. Унт, Б. А. Конерва и др. Петрозаводск: КФ АИ СССР, 1989. 27 с.

59. Проектирование механических передач.: Учебно-справочное пособие для вузов / С. А. Чернавский, Г. А. Снесарев, Б. С. Козинцов и др. М.: Машиностроение, 1984. 560 с.

60. Рагульский В. Л. Виброударные системы / В. Л. Рагульский. Рига: Минтае, 1974. 154 с.

61. Разработка и внедрение в производство орудий Л-2 для 2-х рядного приготовления посадочных лунок: Отчет о НИР (промежуточ.) / ПетрГУ; Рук. Цыпук А. М — № ГР 01828067337 — Петрозаводск, 1985. 109 с.

62. Разработка конструкции лесопосадочной машины нового типа для облесения нераскорчеванных вырубок: Отчет о НИР (промежуточн.)/ Ленинградекая ордена Ленина Лесотехническая Академия; Рук. Помогаев С. А. — № ГР 71013874.—Л. 1971. 133 с.

63. Разработка орудия для 2-х рядного приготовления посадочных лунок и его испытания: Отчет о НИР (промежуточн.) / ПетрГУ; Рук. Цыпук А. М. — № ГР 01828067337.—Петрозаводск, 1983. 56 с.

64. Расчет и проектирование специальных лесных машин / С. Ф. Орлов, С. А. Помогаев, А. В. Жуков и др., всего 5 авторов. Л.: РИО ЛТА, 1973.150 с.

65. Расчет сооружений на импульсные воздействия / И. М. Рабинович, А. П. Синицын, О. В. Лужини др., всего 4 автора М.: Стройиздат, 1970. 554 с.

66. Рахматуллин X. А. Прочность при интенсивных кратковременных нагрузках / X. А. Рахматуллин, Ю. А. Демьянов. М.: Физматгиз, 1961. 256 с.

67. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки. Расчет рычага лункообразователя / О. Б. Марков, А. В. Родионов, А. М. Цыпук; ПетрГУ -.02069533.04606-01, № ОР 6263 от 26.05.2006. № ГР 50200600824 от 30.05.2006.

68. Свиридов Л. Т. Технологии, и оборудование в лесном хозяйстве: Учеб. пособие / Л. Т. Свиридов, В. И. Вершинин. Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2002. 312с

69. Системы машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1986-1995 годы: Часть 4 лесное хозяйство и защитное лесоразведение. М.: АгроНИИТЭИИТО, 1988. 207 с

70. Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности / Л. А. Сена. М.: Наука, 1969.304 с.

71. Силаев Г. В. Механизация работ в комплексном лесном предприятии / Г. В. Силаев, О. М. Шапкин, А. А. Золотаревский. М.: Лесная промышленность,1989.272 с.

72. Смирнов В. И. Курс высшей математики: В Зт / В. И. Смирнов. М.: Гостехтеоретаздат, 1953. Т. 3. ч. 2. 676 с.

73. Стахеев Ю. И. Энергетические качества лесохозяйственных тракторов при работе в составе комплексных агрегатов / Ю. И. Стахеев, В. И. Ярков // Лесной журнал, 1984. № 2. С.25 30.

74. Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики / С. М. Тарг. М.: Наука, 1968.478 с.

75. Тензодатчики для экспериментальных исследований / Н. П. Клокова, В. Ф. Лукашник, Л. М. Воробьева и др. М.: Машиностроение, 1972. 152 с.

76. Тимошенко С. П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко. М.: Физматгиз, 1967. 402 с.

77. Тихонравов Н. А. Комплексная механизация лесохозяйственных работ при создании лесных культур на вырубках площадками и особенно в наиболее тяжелых условиях / Н. А. Тихонравов. Л.: РИО ЛТА, БТИ, 1962. 4 с.

78. Ткаченко О. А. Ямокопатель ЯК-1 на лесовосстановительных работах / О. А. Ткаченко, Е. Д. Акимова, Е. В. Еремин. Л.: ЛенНИИЛХ, 1978. 28 с.

79. Тракторы "Беларусь" МТЗ-80, МТЗ-80Л, МТЗ-82, МТЗ-82Л, МТЗ-82Н, МТЗ-82ЛН, МТЗ-82Р: Техническое описание и инструкция по эксплуатации/Редкол: Амельченко П. А. (отв.). Минск: "Урожай", 1987. 368 с.

80. Третьяков В. И. Повышение эффективности лесопосадочных агрегатов снижением динамической нагруженности: Автореф. дис. канд. техн. наук/ В. И. Третьяков; ЛТА. Санкт-Петербург: РИО ЛТА, 1992. 20 с.

81. Трелевочный трактор ТДТ-55. Лесохозяйственный трактор ЛХТ-55: Инструкция по эксплуатации / Ред. Степанова Т. Т. Петрозаводск: РИО Госкомиздата КАССР, 1985. 136 с.

82. Фадин И. А. Средства механизации и затрата при проведении лесовосстановительных работ в зоне хвойных лесов РСФСР: Методические рекомендации/И. А. Фадин, Н. И. Стадницкая, Л. Б. Смоляницкая. Л.: ЛенНИИЛХ, 1975. 84 с.

83. Филин А. П. Прикладная механика твердого тела: В 1т. / А. П. Филин. М.: Наука, 1975. Т.1. 832 с.

84. Филин А. П. Прикладная механика твердого тела: В 3 т. / А. П. Филин. М.: Наука, 1975. Т.З. 480 с.

85. Цыпук А. М. Исследование процесса работы динамического лункообразователя точечной лесопосадочной машины для облесения нераскорчеванных вырубок: Дис. канд. техн. наук / А. М. Цыпук. JL: РИО J1TA, 1974.182 с.

86. Цыпук А. М. Лункообразователи для посадки лесных культур на нераскорчеванных вырубках/А. М. Цыпук, А. Э. Эгипти // Лесное хозяйство. 1988. № 9. С. 26-27.

87. Цыпук А. М. Повышение эффективности лесовосстановительных работ ресурсосберегающей технологией: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / А. М. Цыпук. Л.: РИО ЛТА, 1996. 299 с.

88. Чернецкий В. И. Математическое моделирование стохастических систем / В. И. Чернецкий. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1994. 488 с.

89. Черняев Л. А. Особенности конструкции энергетических средств сельскохозяйственного назначения: Учебное пособие / Л. А. Черняев. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2000. 56 с.

90. Шаталов В. Г. Техническое обслуживание и ремонт лесохозяйственных машин / В. Г. Шаталов, И. С. Казарцев М.: Лесная промышленность, 1980. 88 с

91. Шелгунов Ю. В. Машины и оборудование лесозаготовок, лесосплава и лесного хозяйства: Учебник для вузов/Ю. В. Шелгунов, Г. М. Кутуков, Г. П. Ильин. М.: Лесная промышленность, 1982. 520 с.

92. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука/Р. Шеннон. М.: Мир, 1978.418 с.

93. Шумаков В. С. Современные способы подготовки почв под лесные культуры / В. С. Шумаков, В. Н. Кураев. М.: Лесная промышленность, 1973. 160 с.

94. ЯрковВ. И. Комплексный лесокультурный агрегат и технология его применения в условиях европейского севера: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада/В. И. Ярков; ВГУ. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1988.150 с.

95. АнурьевВ. И. Справочник конструктора-машиностроителя.: В 3 т. / В. И. Анурьев. М.: Машиностроение, 1979. Т. 1. 728 с.

96. АнурьевВ. И. Справочник конструктора-машиностроителя.: В 3 т. / В. И. Анурьев. М.: Машиностроение, 1979. Т. 3. 557 с.

97. Бронштейн И. Н. Справочник по математике / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Наука, 1967. 608 с.

98. ГжировР. И. Краткий справочник конструктора / Р. И. Гжиров. JL: Машиностроение, 1983. 464 с

99. Поливанов П. М. Таблицы для подсчета массы деталей и материалов: Справочник / П. М.Поливанов. М.: Машиностроение, 1980. 320 с.

100. Справочник лесничего / С. П. Анцышкин, Г.В.Бобылев, Д. Т. Ковалин и др., всего 10 авторов. М.: Лесная промышленность, 1973. 162 с.

101. Яворский Б. М. Справочник по физике / Б. М Яворский, А. А. Детлаф. М.: Наука, 1974. 944 с.1. Утверждаю»

102. Директор по лесным ресурсам1. СПРАВКАо виедрсиии результатов научных исследований

103. Начальник отдела лесных ресурсов Голубев В. Е.

104. ФЕДЕРАЛ ЬЯ О Е А Г Е Н Т GT В О ДО ОБРАЗОВАНИЮ S

105. ОТРАСЛЕВОЙ ФОНД АДДОРЩМОВ ^ПРОГРАММ::

106. СВИДЕТЕЛЬСТВО СЙВ ОТРАСЛЕВОЙ Р Е F И С Т РАЦИИ РАЗ Р АБО ТКИ1. М 6262 ' V. """ ,,

107. Настоящее свидетельство выдано на "разработку:.> Проектирование рычажно-^лачкового . механизма лункообразователя•зарегистрированную в Отраслевом фонДе алгоритмов и программ.

108. Дата-:регастрацйи: 26 щя 2006 гоДа : :

109. Жвторы: Воронов А.В., Воронов P.B.j Воронова A.M., Горинов HA.i . Марков О.Б., Окулов ИЛ., Родионов А.В^-Цыпук A.M.

110. Организация-разработчик: Петрозаводский государственнмй .;.;.-. •Яч': .ундверситетЯ'1. Директор1. Руководитель ОФАП- •> ■ Дата выдачи

111. Е.Г.Калии^дич А.И.Галкина:;-;1. ЖАШ ФВДЖРАЩ1Еш шшшшшшш1. Щ Ш Вг"я В,Ж®Г1. НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ567661. ЯМОКОПАТЕЛЬ

112. Патентообладатель(ли): Петрозаводский государственный университет (RU)

113. Автор(ы): Цыпук Александр Максимович (RU), Эгипти Анатолий Эвальдович (RU), Марков Олег Борисович (RU), Родионов Андрей Викторович (RU)

114. Заявка №2006115848 Приоритет полезной модели 11 мая 2006 г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 27 сентября 2006 г. Срок действия патента истекает 11 мая 2011 г.

115. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам1. Б.П. Симоновтштшшшшшшшшшшштшшшштшшшш'мшшшшшшш*ш ш шш ш ш и шшш ш ш шш щш ш ш ш ш ш ш ш т ш58ш ш ш ш шш ш ш ш