Обоснование параметров унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика

Швец, Алексей Васильевич

Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование параметров унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика

кандидата технических наук: Швец, Алексей Васильевич
город: Екатеринбург
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.21.01
цена: 450 рублей

Диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева на тему «Обоснование параметров унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика»

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика"

4852844

(у*/'

Швец Алексей Васильевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УНИФИЦИРОВАННОГО ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО МАНИПУЛЯТОРНОГО ПОГРУЗЧИКА

Специальность 05.21.01 -Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

■ 8 СЕН 2011

Екатеринбург - 2011

4852844

Работа выполнена на кафедре технологии и оборудования лесопромышленного производства ГОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет»

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент Добрачев Андрей Андреевич

доктор технических наук, профессор, Силуков Юрий Дмитриевич

кандидат технических наук Дорохов Сергей Петрович

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия»

Защита состоится « 22 » сентября 20 Д года в 10°° часов, на заседании диссертационного совета Д 212.281.02 при ГОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт 37, зал заседаний - аудитория 401.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет».

Автореферат разослан « 18 » августа 20 Д г.

Учёный секретарь

диссертационного совета, Куцубина Н.В.

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современный этап развития лесной промышленности РФ требует решения задачи комплексной механизации и автоматизации производства. Разнообразие машин для выполнения лесосечных операций, сортировочных, цггабе-левочных, погрузочных операций нижнескладских работ, для подачи сырья в перерабатывающие цехи и пакетирования готовой продукции приводит к повышению затратности производства, вовлечению в эти операции излишних мощностей и ручного труда.

Для создания современного гибкого технологического процесса требуется разработка унифицированных транспортно-перегрузочных устройств. Этим требованиям в наибольшей степени отвечают промышленные манипуляторы и манипуляторные машины. Общей особенностью манипуляторов является низкая металлоемкость, простота обслуживания и наличие широкого набора сменных рабочих органов, что позволяет использовать их практически на любых операциях технологического процесса лесной промышленности.

Развитие манипуляторных систем в лесной промышленности идет путем создания специальных манипуляторов для отдельных операций. Проблема создания унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика (УЛМП) требует обоснования технологических, конструктивных и силовых параметров, а также технологий его применения в лесном комплексе.

Поэтому тема диссертационной работы, направленная на обоснования возможности замены в лесном комплексе существующей номенклатуры погрузочно-транспортного оборудования путем внедрения УЛМП и стационарных манипуляторов является актуальной.

Цель исследования. Обоснование параметров унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика, обеспечивающего выполнение большей части подьемно-переместительных операций лесного комплекса.

Объект исследования. Операции технологического процесса лесопромышленного производства.

Предмет исследования. Кинематические схемы, технологические и технические параметры унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика, параметры технологических процессов.

Методы исследования. Регрессионный анализ, натурные экспериментальные исследования, математическое моделирование, технологический анализ, технико-экономическое сравнение.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается адекватностью полученных моделей, базирующихся на значительном экспериментальном материале, а также хорошей сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований. Результаты исследований обработаны общепринятыми методами математической статистики, а полученные регрессионные модели достаточно точно воспроизводят технологический процесс погрузки круглых лесоматериалов.

по госконтракту с правительством Свердловской области. Методики могут применяться при разработке новых моделей унифицированных лесопромышленных мани-пуляторных погрузчиков для лесных грузов на машиностроительных предприятиях.

Основные научные положения и результаты исследования, выносимые на защиту.

1. Геометрические параметры унифицированного манипулятора, определенные на основе анализа обобщенной рабочей зоны на подъемно-переместительных операциях с лесными грузами.

2. Обоснование рациональной кинематической схемы и вылета унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика.

3. Методика и исследование условий устойчивости манипуляторных колесных погрузчиков при суммарном воздействии статических и динамических нагрузок.

4. Технология и организация лесосечных работ с применением унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика, снижающая технологические простои рабочих и оборудования.

Научная новизна работы. Обоснованы координаты обобщенной рабочей зоны грузоподъемных операций на всех фазах лесопромышленного производства.

Разработан механизм для выдвижения телескопической секции рукояти манипулятора, позволяющий упростить конструкцию привода дополнительной секции рукояти манипулятора и увеличить скорость ее выдвижения, а следовательно, повысить производительность манипулятора.

Теоретически обоснованы основные рациональные параметры манипулятора для лесных грузов: кинематическая схема и вылет, а также габариты унифицированной пневмоколесной манипуляторной машины.

Предложена технология лесосечных, лесоскладских работ и транспорта леса, позволяющая эффективно замещать традиционную технологию инновационной на базе унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика.

Практическая значимость работы. Созданная методика определения основных кинематических, силовых и технологических параметров манипуляторных машин позволит разработать унифицированный лесопромышленный манипуляторный погрузчик для лесных грузов, заменить им большую номенклатуру устаревшего лесосечного и лесоскладского оборудования.

Разработанный механизм для выдвижения телескопической секции рукояти манипулятора позволит повысить производительность манипулятора.

Применение манипуляторного погрузчика на трелевке, погрузке, сортировке, штабелевке, подаче лесоматериалов в цехи и отгрузке готовой продукции потребителям позволит оптимизировать загрузку технологического оборудования.

Соответствие диссертации паспорпгу научной специальности. Полученные научные результаты соответствуют п. 3 «Разработка операционных технологий и процессов в лесопромышленном и лесохозяйственном производствах: заготовительном, транспортном, складском, обрабатывающем, лесовосстановительном и др.» и п. 5 «Обоснование и оптимизация параметров и режимов работы лесозаготовительных и лесохозяйственных машин» области исследований паспорта специальности 05.21.01 -«Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства».

Личпый вклад автора. Все работы по теме диссертации (разработка математических моделей, обобщение результатов предыдущих исследований, сбор, обработка и анализ экспериментальных материалов) осуществлены автором лично или при его непосредственном участии и руководстве.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были доложены и обсуждались на: Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов (УГЛТУ) в 2008, 2009 и 2010 гг.; Международной научно-технической конференции: «Социально-экономические н экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020» (УГЛТУ) в 2009 г.; Международном евразийском симпозиуме «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века» (УГЛТУ) в 2008, 2009 и 2010 гг. Положение по заготовке древесины с использованием унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика демонстрировалось на международных выставках «Иннопром-2010» (г. Екатеринбург) и «Лесдревмаш-2010» (г. Москва), областном молодежном инновационном форуме «MIF-2010» (г. Екатеринбург) и VI межрегиональной выставке «Леспромбизнес. Деревообработка. Деревянный дом. Дерево в интерьере» (г. Екатеринбург).

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 19 печатных работах, в том числе в 2 зарубежных изданиях, в 5 изданиях, рекомендованных ВАК РФ и одном патенте на полезную модель (№ 92857).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников литературы, включающего 163 наименования, в том числе 11 наименований зарубежных авторов. Имеет общий объем 261 машинописную страницу, содержит 71 рисунок, 31 таблицу, 4 приложения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, показана научная и практическая значимость результатов исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертационной работы выполнен обзор технических параметров манипуляторов и приведена их авторская систематика, проведен обзор и анализ научных работ, посвященных исследованиям лесных манипуляторных машин.

Обоснованием основных параметров манипуляторного технологического оборудования лесных машин занимались Акулов Г.А., Алябьев В.И., Андреев В.Н., Бари-нов К.Н., Герасимов Ю.Ю., Гузюк С.П., Емтыль З.К., Жавнер В.Л., Иевинь И.К., Кильпеляйнен С.А., Костюкевич В.М., Крамской Э.И., Люманов Р., Малышев Ю.В, Панычев А.П., Розинь Т.Я., Сюнев B.C., Татаренко А.П., Шимкович Д.Г., Якимович С.Б., Lee C.S.G. Авторами разработаны методы и модели обоснования основных параметров манипуляторного технологического оборудования с учетом различных факторов. При этом авторами в моделях не учитываются зависимости параметров манипулятора от габаритов и устойчивости базовой машины, а также отсутствует сравнительный анализ рабочих зон по различным грузоподъемным операциям в лесном комплексе с рациональной компоновочной схемой манипулятора.

О необходимости создания унифицированного манипулятора для выполнения строительных, лесохозяйственных, сельскохозяйственных, сплавных и прочих операций, в своих работах указывали Анисимов С.Е., Игнатов В., Колобов Е., Короткий О., Савельев С.В. Вместе с тем ими учтены не все операции технологического процесса, при этом недостаточно точно учтен способ выполнения отдельных операций лесосечных работ, а унифицированность конструкции их манипуляторов сводится, в основном, к снабжению его сменными рабочими органами.

По результатам анализа литературных источников и в соответствии с целью диссертационной работы сформулированы следующие задачи исследований:

манипулятора на подьемно-

- (»основание обобщенной рабочей зоны переместительных операциях с лесными грузами;

- обоснование рациональных параметров унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика;

- исследование производительности процесса погрузки круглых лесоматериалов манипулятором, выявление наиболее значимых факторов и их взаимосвязи;

- организация работы бригады, с применением унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика, снижающая технологические простои рабочих и оборудования;

- технико-экономическая оценка применения УЛМП в лесном комплексе.

Во второй главе приведены результаты исследования рабочих зон технологических операций с лесными грузами, обоснована кинематическая схема лесного манипулятора, вылет и параметры базовой части машины.

Кинематические звенья - стрела и рукоять манипулятора в процессе работы могут совершать как вращательные, так и поступательные перемещения, или их комбинации, совокупность которых дает различные кинематические схемы манипуляторов.

В процессе погрузочно-переместительных операций лесные грузы перемещаются в определенных рабочих зонах. Рабочая зона представляет собой множество точек в пространстве, в котором перемещается груз.

Исследованы рабочие зоны манипулятора на погрузке хлыстов и сортиментов в автопоезда, сортировке и штабелевке круглых лесоматериалов, погрузке пакетов пиломатериалов в вагоны РЖД при их расположении поперек и вдоль оси погрузчика.

Графическое положение исследованных рабочих зон по операциям позволили создать обобщенную модель рабочей зоны и выявить координаты ее экстремальных точек (рис. 1) (А, В, С, Д Е, Г, О, Н): А (х = 0; У = К + Ашах), В (х = (60-/птах)/2;

¿»та*), С = + = Иа +

Рис. 1. Сопоставление рабочих зон манипуляторов с обобщенной рабочей зоной по операциям с лесными грузами (разрез, правая часть): 1 - рабочая зона манипулятора общего назначения; 2 - кинематическая схема манипулятора; 3 - обобщенная

рабочая зона;-- рабочая зона на погрузке

хлыстов в автопоезда; — ■ • - рабочая зона на погрузке сортиментов в автопоезда;---- рабочая

зона на сортировке КЛМ; ..........- рабочая зона на

погрузке пакетов пиломатериалов в вагоны РЖД

при их расположении вдоль оси погрузчика; — ■ — рабочая зона на погрузке пакетов пиломатериалов в вагоны РЖД при их расположении поперек оси погрузчика

-К

1„

( х = + а ; у = кя,

Аа), О

Е (х = ^- + а; у = 0), Е(х = Ь/2 +

+ -

- + а; у

Н(х = 0;у=кк),

где К - высота закрепления стрелы манипулятора, К - высота вагона, й„тах -максимальная высота пакета пиломатериалов, Ъа - ширина автопоезда, /„тах - максимальная длина пакета пиломатериалов, /„ - длина хлыстов, На - высота автопоезда, К,

- максимальный диаметр хлыста, 1т - длина лесонакопителя, а - расстояние между автопоездом и штабелем, Илн - высота лесонакопителя, Ис - максимальный диаметр сортимента, Ьшт1п - минимальная ширина штабеля.

Из сопоставления рабочих зон шестнадцати серийных кинематических схем манипуляторов с обобщенной рабочей зоной работ с лесными грузами определены наиболее перспективные для лесного комплекса кинематические схемы. В частности это схемы, в которой стрела и рукоять совершают вращательные и поступательные перемещения, а также в которой стрела вращается и не выдвигается, рукоять совершает и вращательные и поступательные перемещения (рис. 1).

С целью определения скоростей и ускорений рабочих органов манипуляторов рассмотрены общие законы движения точки подвеса захвата манипулятора в координатной системе при различных сочетаниях узлов механизма «стрела-рукоять».

На рис. 2,а представлена кинематическая схема манипулятора, имеющего максимально возможные вариации перемещения его звеньев стрела-рукоять. По схеме (рис. 2,6) /, - длина стрелы О А; 12 - длина рукояти АВ; т. О - точка крепления стрелы к колонне; А - шарнир между рукоятью и стрелой; В - шарнир подвески захвата; <р, ц/

- углы, определяющие положение звеньев.

Рис. 2. Схема манипулятор-ного механизма:

а - кинематическая схема; б - расчетная схема

Рассмотрим в явной форме законы движения точки подвеса захвата манипулятора В в плоскости ХОУ - плоскости подъема и опускания груза. Параметрическое уравнение движения точки В в системе координат представляет собой зависимость ХцЬ) и Ув(г). Тогда координаты точки В:

|Хв =/, соз<р + 1г ■соь{л-(р-ш)=и-с.оъ(р-12-соъ{(р + ш) ^

}Гв =/, -вт<р-1г -ьт.(р-(р-ч/) = 1\ -ят<р-12 -ят{ср + у) Дважды дифференцируя выражение 1 по времени получим ускорение точки подвеса груза В относительно осей X, Г. После подстановки значений ускорений точки В по осям А", У в уравнение ускорения точки подвеса захвата: ав - л/С^У + 0 в") и преобразований, получим ускорение точки подвеса захвата В для общего случая перемещения звеньев:

"4 • /;2 • ср'г + Ц ■ <рн +4 • I? ■ (<р' + ¥')г + Ц ■ («V' + V? - Т

ав= -Ъ-1[-ср' 4[\(р' + ц/')-со$ч; + 4г-1[-(р' ■1г-{(р' + у')г -¿ту- (2)

-4 -и-у'2 -1[ ■ (ср' + щ')-ят^-2-/, <р'2-12 ■(<?'+у/'У -сову Расчеты ускорений в точке подвеса захвата проведены при линейной скорости

захвата U, изменяющейся от 0,2 до 1 м/с и начальных углах гр и изменяющихся в пределах: (р от 15° до 60°, ц/ от 120° до 180°. Угловые скорости звеньев ср' и у', одинаковые для стрелы и рукояти и принимают значения (0,17; 0,35; 0,52; 0,7) с'1. Результаты расчетов представлены на графиках (рис. 3,а) и (рис. 3,6).

В результате моделирования движения звеньев манипулятора определен наилучший вариант совместной работы звеньев - вращение рукояти при неподвижной стреле, наихудший вариант - вращение стрелы и рукояти с возможным выдвижением рукояти.

Угловая скорость (ш), с'1 Угловая скорость (ш), с'1

а б

Рис. 3. Ускорения точки подвеса захвата: а - при начальных углах ф- 15°, у/- 120° и линейной скорости £/= 0,2 м/с; б - при начальных углах ср= 15°, у/~ 120° и линейной скорости 11= 1 м/с; 1 - стрела и рукоять вращаются и не выдвигаются; 2 - стрела вращается, рукоять выдвигается и не вращается; 3 - стрела неподвижна, рукоять вращается; 4 - стрела вращается, рукоять вращается и выдвигается

Получены математические выражения для определения максимального вылета манипулятора на различных операциях техпроцесса. Из которых установлено, что вылет манипулятора на лесосечных работах должен составлять 11,5 м; на вывозке -11,0 м; на сортировке: при радиальной схеме размещения лесонакопителей - 8,7 м, при веерной схеме - 10,9 м, при фронтальной схеме - 8,3 м; на подаче сырья в деревообрабатывающие цехи: при радиальной схеме размещения лесонакопителей - 8,7 м, при веерной схеме - 10,9 м, при фронтальной схеме - 8,3 м. Следовательно, вылет УЛМП должен составлять 11,5 м; это обеспечит ему работу на всех погрузочно-разгрузочных, транспортно-переместительных и сортировочно-штабелевочных операциях лесного комплекса.

Устойчивость против опрокидывания является одним из важнейших параметров, определяющих пригодность лесных машин для эксплуатации.

Используя уравнения движения центров тяжести отдельных элементов УЛМП, получим выражения для статической составляющей реакции опоры манипулятора и радиуса перемещения центра тяжести. При этом условно считаем, что стрела - однородный стержень, рукоять имеет телескопически выдвижные звенья, в сечении - трапеция с большим основанием - а, меньшим - Ь.

Свяжем систему отсчета с центром тяжести С| базы погрузчика. Уравнение движения центра тяжести УЛМП:

¥с =

X, •(<?„ + С,)+Х2-Сх+Хъ-о, \сю +сг)

У, -(См + С,)+У2-С: +у,-о7+у, ■(сю+сг)

+ (г, +С,+С2+СР0+вг

где: О,и - сила тяжести машины; - сила тяжести стойки; <7] - сила тяжести стрелы; С2 - сила тяжести телескопической рукояти; Сг - сила тяжести груза; 0РО - сила тяжести рабочих органов (ротатора и грейфера).

После преобразований системы уравнений 3 получим уравнение окружности -траектории движения центра тяжести системы

оА/+о,+о4+<з2+оЛ,+сг

(4)

где - длина стрелы; Ьх - длина рукояти.

Рассмотренная методика расчета устойчивости методом определения радиуса окружности динамического центра тяжести позволит подобрать габариты базовой части унифицированного лесопромышленного маннпуляторного погрузчика. Для этого полученное уравнение траектории движения центра тяжести 4 проверяется на совместимость с уравнением линии опрокидывания. В случае если уравнения не имеют действительных решений, значит опрокидывания УЛМП не произойдет. Это возможно при определенных габаритах УЛМП и весе поднимаемого груза.

Таблица 1

Габариты УЛМП, м Критический радиус, м Вес груза максимальный, кН Габариты УЛМП, м Критический радиус, м Вес груза максимальный, кН

Д Ш шл Я Сг Д Ш Шл Л СГ

5,0 3,2 2,2 1,56 14 6,5 3,8 2,8 1,87 20

5,2 3,3 2,3 1,62 15 6,7 3,9 2,9 1,92 21

5,5 3,4 2,4 1,67 16 7,0 4,0 3,0 1,97 22

5,7 3,5 2,5 1,73 17 7,2 4,1 3,1 2,03 24

6,0 3,6 2,6 1,77 18 7,5 4,2 3,2 2,08 25

6,2 3,7 2,7 1,82 19 7,7 4,3 3,3 2,13 26

Примечания: Д - длина; Ш- ширина; ША - ширина с аутригерами; Л - радиус окружности динамического центра тяжести.

Для уточнения условий устойчивости УЛМП исследована динамическая составляющая реакции опор. Ко всем активным внешним силам и реакциям связей добавим силы инерции. На рис. 4. приведена расчетная схема манипулятора, где X л, У л, 2 л, Ха, У в, 2 я- реакции опоры соответственно в точках Ли В; С3 - сила тяжести груза вместе с рабочими органами (грейфером и ротатором); М- момент от двигателя; со -угловая скорость манипулятора; Ист - высота стойки; к - плечо равнодействующей

Фз системы сил инерции, прикладываемых к рукояти; Ф| и Фз - силы инерции.

Для определения реакций опор в точках А и В составим систему уравнений кинетостатики (принцип Даламбера) - три уравнения для силы и три уравнения для момента

ф,>=0;

Фг = 0;

М* = 0; М%=0>

Щ = 0,

К + м,+

Рис. 4. Расчетная схема для определения динамической реакции опоры Ув

где М< - моменты активных внешних сил и реакций связей; М? - моменты сил инерции.

Решая систему уравнений относительно У в получим

и +-

-Л^-зюИ-^А-

соз(^)12(3£,+8ш(/?)-2-4)| бЦ+Ъ-^ът^)

2 '2

С использованием ЭВМ построены зависимости динамической составляющей от угловой скорости о, угла рукояти с вертикалью Р и силы тяжести груза О-, (рис. 5-6).

Из графика (рис. 5) видно, что максимальные значения по абсолютной величине динамическая составляющая достигает при со = 1 рад/с и /? = 1,6 рад (90°) и 0,3 рад (17°) (для и = 5 м, ¿2 = 5 м) и р = 0,6 рад (35°) (для I, = 2 м, = 8 м). При горизонтальном расположении рукояти (Р = 1,6 рад (90°)) силы инерции груза и рукояти достигают максимальных значений.

При малых значениях угла р груз оказывается гораздо ниже стойки, сила инерции груза создает момент другого направления относительно оси X, что меняет знак динамической составляющей реакции опоры. Чем больше длина рукояти Ь2, тем при большем угле р происходит смена знака динамической составляющей. Рекомендуемые значения угла р от 0,9 рад (55°) (рис. 5,а) до 1,1 рад (65°) (рис. 5,6). В этом интервале имеет место наибольшая устойчивость машины против опрокидывания.

С увеличением веса груза С3 возрастает динамиче-

а б

Рис. 5. Поверхности отклика динамической составляющей реакции опоры в зависимости от угловой скорости со и угла между вертикалью и осью рукояти а-11 = 5 м,12 = 5 м; б-Х] = 2м,Х2 = 8 м

екая составляющая реакции опоры по абсолютной величине, Это связано с линейной зависимостью сил инерции от массы - зависимость от угловой скорости параболическая (рис. 5.). Большая зависимость Г/™ наблюдается от угла /? (рис.б), что приводит к изменению знака, а предельных значений она достигает а 6 при у? = 0,2 рад (12°) (рис.6,а)

Рис. 6. Поверхности отклика динамической составляющей и /} = о 6 над (35°) Гпис 6 б) реакции опоры в зависимости от силы тяжести груза G3 и ' '

утла между вертикалью и осью рукояти /?: а - L\ = 5 м, Li = 5 м; б -= 2 м, Ьг — 8 м

Третья глава посвящена исследованию факторов, влияющих на производительность манипуляторного погрузчика.

Производительность погрузки круглых лесоматериалов гидроманипулятором зависит от диаметра и длины сортимента, породы древесины, формы сечения ствола, характеристики применяемого манипулятора (вес, грузоподъемность, вылет стрелы, геометрическая конструкция манипулятора), а также от квалификации оператора погрузки.

Анализ производительности выполнен при двух вариантах погрузки автопоездов: погрузка хлыстов без их разворота с упором комля в подвес или стрелу и погрузка хлыстов и сортиментов с разворотом их на 180° при захвате за центр тяжести.

- 75 -

0,36 0,51

Объем груза (<Эг}, м

0,74

о У "s V 35 л о S 25 Л g ■ lis —3 : |

//¿у/ —2 ; —1 '

m s о а с |

Рис. 7. Производительность манипулятора при разных скоростях перемещения стрелы и рукояти: 1 - горизонтальная угловая скорость со = 0,7 с"1, вертикальная линейная скорость и= 0,7 м/с; 2 - горизонтальная угловая скорость, со ~ 0,1 с", вертикальная линейная скорость {7=0,1 м/с; 3 - вертикальная линейная и горизонтальная угловая скорости 0,7 м/с; 4 - вертикальная и горизонтальная угловая скорости 0,1 м/с

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Угловая (о (с ') и линейная U (м/с) скорости

Рис. 8. Производительность манипулятора в зависимости от соотношения линейных и угловых скоростей: 1 - горизонтальная угловая скорость, а> = 0,2 с"1; 2 - вертикальная линейная скорость, U = 0,2 м/с; 3 - горизонтальная угловая скорость со = 0,5 с"1; 4 - вертикальная линейная скорость, U— 0,5 м/с; 5 - горизонтальная угловая скорость со = 0,8 с"1; 6 - вертикальная линейная скорость, (]= 0,8 м/с

Графики расчетной часовой производительности манипулятора при различных объемах груза (сортимента, пачки сортиментов) представлены на рис. 7 и при различных сочетаний угловых (в горизонтальной плоскости) и линейных (в вертикальной

плоскости) скоростей перемещений на рис. 8.

Между кривыми 1 и 2 (рис. 7) находится зона возможной расчетной производительности для первого варианта погрузки автопоезда, а в пределах между кривыми 3 и 4 - зона возможной производительности для второго варианта погрузки автопоезда. Следовательно, независимо от схемы погрузки, влияние на производительность манипулятора линейных я угловых скоростей перемещения механизма «стрела-рукоять» примерно одинаково и весьма значительно.

На графике (рис. 8) выявлены характерные точки пересечения кривых угловых и линейных скоростей перемещений системы «стрела-рукоять» (А, В), с использованием которых построена номограмма, позволяющая по условию необходимой производительности, а также известном объеме и весе груза определять скорости и ускорения кинематических звеньев манипуляторного погрузчика, а следовательно, подбирать его характеристики (рис. 9).

Для снижения материалоемкости и сложности конструкции привода дополнительной секции рукояти манипулятора, а также увеличения скорости ее выдвижения, а следовательно, повышения производительности, автором предложена и запатентована полезная модель №92857 - «Рукоять манипулятора», схема которой представлена на рис. 10.

Рис. 10. Схема телескопического удлинителя рукояти: 1 - рукоять манипулятора: 2 - ролик направляющий; 3 - зубчатая рейка (планка); 4 - шестерня; 5 - гидроцилиндр выдвижения первой секции; б - первая секция манипулятора; 7 - вторая секция манипулятора; 8 - рукава высокого давления; 9 - трубки

Основная цель проводимого экспериментального исследования - проверка адекватности теоретических формул расчета производительности результатами на производстве. Эксперимент проведен на трех предприятиях Свердловской области: ООО

Рис. 9. Номограмма производительности манипулятора в зависимости от соотношения линейных и угловых скоростей и объема груза (хлыста, пачки, пакета сортиментов) для второго

варианта погрузки

ПТП «Лесной Урал», манипулятор - PONSSE К90 Dual; ООО КЛПХ «Содружество», манипулятор - СФ-65С; ООО ПО «Пиломатериалы», манипулятор - Fiskars 080.

Сопоставление данных эксперимента с результатами теоретических расчетов показывает их достаточно близкое совпадение. Расхождение между значениями теоретической производительности и значениями производительности, полученными с использованием уравнений регрессии, не превышает 11 %.

Четвертая глава посвящена разработке технологических положений применения УЛМП на различных фазах лесопромышленного производства.

Исследования, представленные в предыдущих главах, позволяют определить компоновку УЛМП, как пневмоколесной машины, оснащенной отвалом, формировочным щитом и аутригерами, обеспечивающими повышенную устойчивость и снижающими нагрузку на оси. Применение манипулятора грузоподъемности - 160-180 кНм и вылета - 11,0-11,5 м, наличие лебедки, захватного коника и съемных стоек, делают погрузчик унифицированным для выполнения широкого комплекса работ. Операции трелевки, сортировки, штабелевки, погрузки, как хлыстов, так и сортиментов на подвижной состав лесовозных дорог; разгрузки на лесопромышленном складе; подачи в цехи и отгрузки готовой продукции потребителям, а также операции подготовки лесосек и транспортных путей выполняются одной машиной - УЛМП.

Использование УЛМП позволяет увеличить ширину разрабатываемой пасеки до 50 м. Деревья, сваленные бензопилой на границе пасеки, перемещаются к волоку погрузчиком в полуподвешенном состоянии с целью наилучшего сохранения подроста (рис. 11). Обрезка сучьев и раскряжевка проводится на волоке с минимальными затратами на переходы и сбор сучьев, что увеличивает производительность на этой операции.

Рис. 11. Схема разработки ленты, удаленной от волока: 1 - УЛМП; 2 - поваленное дерево; 3 - вальщик; 4 - растущее дерево; 5 - подрост; б - пень; 7 - порубочные JJ 1 х .4/ U остатки

УЛМП дает возможность разработки мелких лесосек, не требуя дополнительных технических средств для частых перебазировок, позволяет работать как с хлыстами, так и с сортиментами. Технология применения УЛМП позволяет проводить, как рубки главного, так и промежуточного пользования, что существенно расширит область использования данной технологии.

В пятой главе приведена технико-экономическая оценка применения УЛМП в лесном комплексе с целью замещения существующих подъемно-транспортных механизмов.

Экономическая оценка применения УЛМП проведена для двух технологий -хлыстовой и сортиментной, в сравнении с четырьмя различными комплектами машин на лесосечных работах:

1 - бензопилы, трелевочный трактор ТТ-4М, погрузчик ЛТ-65Б, лесовозные автопоезда, кран ЛТ-62 на разгрузке;

2 - валочно-пакетирукмцая машина ВПМ ЛП-19, трелевочный трактор J1T-157, сучкорезная машина ЛП-ЗЗГ, погрузчик ЛТ-188, кран ЛТ-62 на разгрузке;

3 - лесозаготовительный комплекс харвестер «PONSSE Beaver» и форвардер «PONSSE Gazelle»;

4 - комплекс на базе УЛМП и бензиномоторных пил. Расчеты проведены для объемов заготовки древесины 25 тыс. м3, 50 тыс. м , 75 тыс. м .

Анализ показывает, что при заготовке леса сортиментами инвестиционные затраты для всех комплектов машин ниже, чем при хлыстовой. В интервале объемов заготовки до 25 тыс. м3 технология на базе УЛМП имеет экономические показатели, сопоставимые с традиционными технологиями при вывозке хлыстов, но при сорти-ментной технологии они становятся выше. Установлено, что при объемах заготовки хлыстами менее 25 тыс. м3 внедрение машины УЛМП и технологии на ее базе неэффективно. Наиболее эффективным является применение УЛМП при сортиментной технологии и объемах заготовки более 50 тыс. м3.

При годовых объемах заготовки в пределах 25-50 тыс. м3 чистый дисконтированный доход применения УЛМП соответствует такому же показателю внедрения системы машин «харвестер-форвардер», но при значительно меньших капиталовложениях. В диапазоне 50-75 тыс. м3 при сортиментной заготовке технология на базе УЛМП показывает преимущества перед всеми другими системами машин по минимальным инвестиционным затратам и максимальному чистому дисконтированному доходу за 5 расчетных лет.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Показана целесообразность создания единого многофункционального погрузчика с унифицированными технологическими параметрами, который позволит выполнять наиболее трудоемкие погрузочно-переместительных операций в лесном комплексе.

2. Исследованы рабочие зоны перемещения лесных грузов при подъемно-транспортных операциях; установлено, что эти операции производятся преимущественно в горизонтальной плоскости, что является определяющим фактором выбора конструкции манипулятора. Получено математическое выражение параметров обобщенной рабочей зоны унифицированного лесного манипулятора, которое позволяет определить его кинематическую схему.

3. Выполнено обоснование кинематической схемы манипулятора графоаналитическим методом. Получены математические выражения для определения максимального вылета манипулятора на различных операциях техпроцесса.

4. Предложена методика и выполнен кинематический анализ работы звеньев «стрела-рукоять» манипулятора. Установлено, что наибольшие ускорения в звеньях, возникают при угловых перемещениях стрелы и рукояти и незначительные при линейных их перемещениях.

5. Для облегчения выбора скоростей перемещения манипулятора в зависимости от необходимой производительности, разработана номограмма, позволяющая подбирать параметры гидропривода по допускаемым нагрузкам.

свыше 0,4 рад/с возрастают и динамическая реакция опоры и чувствительность к изменению угла наклона стрелы манипулятора. Рекомендуемые для безопасной эксплуатации погрузчика значения угловой скорости 0,2-0,3 рад/с, опасные - 0,8-1,0 рад/с.

7. На основании методики, для базовой машины с габаритами: ширина 2,2 м, длина 5,0 м, рекомендуются следующие параметры унифицированного манипулятора: укороченная длина стрелы, удлиненная рукоять; вылет 11,0-11,5 м; высота подъема груза - 5 м; предельный вес груза, при наличии аутригеров - 1400 кг.

8. Запатентован механизм для выдвижения телескопической секции рукояти манипулятора, позволяющий упростить конструкцию привода дополнительной секции рукояти манипулятора и увеличить скорость ее выдвижения.

9. Исследованы факторы, влияющие на производительность манипуляторных погрузчиков при работе с круглыми лесоматериалами, получены зависимости производительности от соотношения линейных и угловых скоростей звеньев «стрела-рукоять». Выводы теоретических исследований подтверждаются результатами экспериментальных исследований.

10. Разработаны технологические схемы применения унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика на лесосечных работах, погрузке, сортировке и подаче леса в деревообрабатывающие цехи. Предлагаемая технология позволяет увеличивать ширину пасек, разрабатывать мелкие лесосеки, работать как с хлыстами, так и с сортиментами, сократить номенклатуру используемых механизмов, унифицировать ремонтную базу, повысить рентабельность производства. Экономические расчеты показали, что внедрение УЛМП наиболее эффективно при сортимент-ной технологии и объемах лесозаготовки более 50 тыс. м3 в год.

11. На основе полученных результатов диссертационного исследования разработано техническое задание, которое передано и используется на машиностроительных заводах ОАО «Амкодор» (г. Минск, Республика Беларусь) и «Pfanzelt-Maschinenbau GmbH» (г. Реттенбах, Германия), с целью проектирования и выпуска унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

Публикации в изданиях рекомендованных ВАК Минобрнауки России:

1. Добрачев, А. А. Исследование кинематики работы звеньев манипулятора в обобщенном виде [Текст] / А. А. Добрачев, Л. Т. Раевская, А. В. Швец II Лесной вестник. - 2008. - № 3(60).-С. 118-122.

2. Швец, А. В. Целесообразность создания универсальной модели манипулятора для лесных складов [Текст] / А. В. Швец, А. А. Добрачев // Деревообрабатывающая промышленность. - 2009. - № 5. - С. 10-12.

3. Добрачев, А. А. Статическая устойчивость манипуляторных машин [Текст] / А. А. Добрачев, Л. Т. Раевская, А. В. Швец // Вестник машиностроения. - 2009. - № 12. - С. 24-27.

4. Добрачев, А. А. Математическое моделирование динамических реакций опор мани-пуляторной машины [Текст] / А. А. Добрачев, Л. Т. Раевская, А. В. Швец // Вестник машиностроения. - 2010. 1. - С. 17-20.

5. Добрачев, А. А. Классификация и систематика лесных манипуляторов [Текст] / А. А. Добрачев, А. В. Швец // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2010. - №5. -С. 69-73.

6. Dobrachev, A. A. Static stability of manipulator [Text] / A. A. Dobrachev, L. T. Raevskaya, A. V. Shvets // Russian Engineering Research - 2009 - Vol. 29, No. 12 - pp. 1221-1224.

7. Dobrachev, A. A. Simulating the dynamic reaction of manipulator supports [Text] / A. A. Dobrachev, L. T. Raevskaya, A. V. Shvets // Russian Engineering Research - 2010 - Vol. 30, No. 1-pp. 11-16.

В статьях и материалах конференций:

8. Швец, А. В. Универсальный манипулятор как средство реструктуризации лесного комплекса [Текст] / А. В. Швец, А. А. Добрачев // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России. Материалы IV Всероссийской научн.-техя. конф. / Урал. гос. лесотехн. ун-т. - Екатеринбург, 2008. - Ч. 1. С. 340-343.

9. Швец, А. В. Лесозаготовкам нужны новые технологии [Текст] / А. В. Швец И Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды III международного евразийского симпозиума / Под научной ред. В.Г. Новоселова - Екатеринбург, 2008. - С. 140147.

10. Швец, А. В. Универсальный лесопогрузчик [Текст] / А. В. Швец // Научному прогрессу - творчество молодых: сборник материалов Международной научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам: в 3 ч. - Ч. 3. - Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2008. - С. 153-154.

11. Швец, А. В, Экономическое обоснование внедрения манипуляторных машин [Текст] / А. В. Швец // Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020: матер. VII междунар. науч.-техн. конф. / Урал. гос. лесотехн. ун-т. -Екатеринбург. - 2009. Ч. 1. С. 228-230.

12. Добрачев, А. А. Производительность манипулятора на погрузке лесоматериалов [Текст] / А. А. Добрачев, П. Н. Уразов, А. В. Швец // Леса России и хозяйство в них: жур. Вып. 2(30) / Урал. гос. лесотехн. ун-т. - Екатеринбург, 2008. - С. 59-65.

13. Швец, А. В. Определение оптимальных параметров манипуляторного погрузчика [Текст] / А. В. Швец, А. А. Добрачев // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. V всерос. науч.-техн. конф. / Урал. гос. лесотехн. ун-т. - Екатеринбург, 2009. -Ч. 2. С. 7-10.

14. Швец, А. В. Обоснование выбора технологии рубок с использованием многооперационной машины манипуляторного типа [Текст] / А. В. Швец // Сб. материал. Респуб. науч.-теорет. конф. - Астана, 2009. - С. 127.

15. Швец, А. В. Обоснование основных параметров манипулятора для лесной промышленности [Текст] / А. В. Швец // Леса России в XXI веке: матер, первой междунар. науч.-практич. интернет-конф. - СПб.: СПбГЛТА, 2009. - С. 222-225.

16. Швец, А. В. Обоснование геометрических параметров манипуляторной машины средствами математического моделирования [Текст] / А. В. Швец, Л. Т. Раевская // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды IV международного евразийского симпозиума / Под научной ред. В.Г. Новоселова - Екатеринбург, 2009. - С. 346349.

17. Швец, А. В. Экономический анализ лесотранспортного цикла [Текст] / А. В. Швец, А. Н. Заплатин, А. А. Добрачев // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды V международного евразийского симпозиума / Под научной ред. В.Г. Новоселова - Екатеринбург, 2010.-С.138-141.

18. Патент на полезную модель РФ № 92857, МПК В66С 23/00. Рукоять манипулятора / А. А. Добрачев, А. В. Швец (Россия). - № 2009138845/22; Заявлено 20.10.2009. Опубл. 10.04.2010.-1 с.

19. Швец, А. В. Универсальный манипуляторный погрузчик - новая машина, новая технология [Текст] / А. В. Швец, М. В. Полукаров, А. А. Добрачев // Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: матер. VII Всерос. науч.-техн. конф. / Урал. гос. лесотехн. ун-т. - Екатеринбург, 2011. - Ч. 1. С. 76-78.

Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д 212.281.02 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, Ученому секретарю диссертационного совета Куцуби-ной Н. В. Факс: (343) 254-62-25. E-mail: bsovet@usfeu.ru.

Подписано в печать 25.07.2011 г. Объем 1,0 п.л. Тираж 100. Заказ №351 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37.

Уральский государственный лесотехнический университет.

Отдел оперативной полиграфии.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Швец, Алексей Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Анализ манипуляторного оборудования, применяемого в лесопромышленном производстве.

1.2.Классификация и систематика лесных манипуляторов.

1.3.Основные параметры лесных манипуляторов.

1.3.1. Кинематические схемы лесных манипуляторов.

1.3.2. Кинематические схемы механизма управления рукоятью лесных манипуляторов.

1.3.3. Анализ рабочих органов лесных манипуляторов.

1.4.Манипуляторное оборудование, применяемое на лесосечных работах.

1.5.Манипуляторное оборудование, применяемое на лесотранс-портных работах.

1 .б.Манипуляторное оборудование, применяемое на лесосклад-ских работах.

1.7. Анализ технологических и технических параметров манипуляторных машин.

1.8.Цели и задачи исследований.

2. ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УНИФИЦИРОВАННОГО МАНИПУЛЯТОРА

ДЛЯ ЛЕСНЫХ ГРУЗОВ.

2.1 .Математическое описание рабочих зон технологических операций манипуляторов в лесной промышленности.

2.2. Обоснование кинематической схемы унифицированного гидроманипулятора для лесной промышленности.

2.2.1. Обоснование кинематической схемы графоаналитическим методом.

2.2.2. Обоснование кинематической схемы методом математического моделирования.

2.3.Технологическое обоснование вылета лесного гидроманипулятора.

2.3.1. Технологическое обоснование вылета манипулятора на лесосечных операциях.

2.3.2. Технологическое обоснование вылета манипулятора на вывозке леса.

2.3.3. Технологическое обоснование вылета манипулятора на сортировке бревен.

2.3.4. Технологическое обоснование вылета манипулятора при подаче круглых лесоматериалов в деревообрабатывающие цехи.

2.3.5. Обобщенная модель вылета манипулятора для лесных грузов.

2.4. Исследование устойчивости манипуляторного погрузчика.

2.4.1. Статическая составляющая реакции опоры манипулятора.

2.4.2. Динамическая составляющая реакции опоры манипулятора.

2.5.Обоснование геометрических параметров колесной базы манипуляторного погрузчика.

Выводы.

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МАНИПУЛЯТОРНОГО ПОГРУЗЧИКА.

3.1.Теоретические исследования производительности предлагаемого манипулятора.

3.1.1. Теоретическое исследование процесса погрузки лесоматериалов.

3.1.2. Разработка конструктивного элемента, увеличивающего производительность манипулятора.

3.2.Экспериментальные исследования.

3.2.1. Обоснование вида эксперимента. Выбор факторов определяющих производительность манипулятора на погрузке круглых лесоматериалов.

3.2.2. Выбор регрессионной модели.

3.2.3. Методика проведения эксперимента.

3.2.4. Статистические оценки результатов эксперимента.

3.2.5. Построение моделей множественной линейной регрессии.

3.3.Результаты исследования производительности манипуляторов на погрузке круглых лесоматериалов.

3.4.Статистические характеристики производительности манипулятора на погрузке круглых лесоматериалов.

Выводы.

4. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ УНИФИЦИРОВАННОГО ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО МАНИПУЛЯТОРНОГО ПОГРУЗЧИКА.

4.1. Особенности компоновочной схемы УЛМП.

4.2.Структурная схема применения УЛМП.

4.3.Технология лесосечных работ с применением УЛМП.

4.3.1. Технологический процесс системы машин 02.02.03(05).К при сплошных рубках.

4.3.2. Технологический процесс системы машин 02.03.03(05).К при сплошных рубках.

4.3.3. Технологический процесс системы машин 03.03.03(05).К с подвозкой сортиментов при сплошных рубках.

4.4.Лесоводственно-экологическая оценка возможности применения УЛМП на лесосечных работах.

4.5.Технология выполнения складских операций с применением УЛМП.

Выводы.

5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ

МАНИПУЛЯТОРНЫХ УСТРОЙСТВ В ЛЕСНОМ КОМПЛЕКСЕ.

5.1.Методика расчета экономической эффективности внедрения новой техники и технологии.

5.2.Технико-экономическая оценка возможности применения манипуляторов в лесопромышленном производстве.

5.2.1. Технико-экономическая оценка возможности применения манипуляторов на работах лесотранспортного цикла.

5.2.2. Техническая оценка возможности применения манипуляторов на складских работах.

5.3.Сравнительный экономический анализ применения манипуля-торных машин в лесном комплексе.

Выводы.

Введение 2011 год, диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, Швец, Алексей Васильевич

Актуальность темы. Современный этап развития лесной промышленности РФ требует решения задачи комплексной механизации и автоматизации производства. Разнообразие машин для выполнения лесосечных операций, сортировочных, штабелевочных, погрузочных операций нижнескладских работ, для подачи сырья в перерабатывающие цехи и пакетирования готовой продукции приводит к повышению затратности производства, вовлечению в эти операции излишних мощностей и ручного труда.

Развитие манипуляторных систем в лесной промышленности идет путем создания специальных манипуляторов для отдельных операций. Проблема создания унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика (УЛМП) требует обоснования технологических, конструктивных И-силовых параметров, а также технологий его применения в лесном комплексе.

Поэтому тема диссертационной работы, направленная на обоснования возможности замены в лесном комплексе существующей номенклатуры погру-зочно-транспортного оборудования путем внедрения УЛМП и стационарных манипуляторов является актуальной.

Цель исследования. Обоснование параметров унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика, обеспечивающего выполнение большей части подъемно-переместительных операций лесного комплекса.

Объект исследования. Операции технологического процесса лесопромышленного производства.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при разработке унифицированных лесопромышленных манипуляторных погрузчиков «АМКОДОР 2661-02», совместная разработка ОАО «Амкодор» (г. Минск, Республика Беларусь), ООО «Велмаш-С» (г. Великие Луки) и УГЛТУ (г. Екатеринбург) и «Felix 180 6 WD», совместная разработка «Pfanzelt-Maschinenbau GmbH» (г. Реттенбах, Германия) и УГЛТУ (г. Екатеринбург), а также при проведении научно-исследовательских работ по госконтракту с правительством Свердловской области. Методики могут применяться при разработке новых моделей унифицированных лесопромышленных манипуляторных погрузчиков для лесных грузов на машиностроительных предприятиях.

Основные научные положения и результаты исследования, выносимые на защиту.

Разработан механизм для выдвижения телескопической секции рукояти манипулятора, позволяющий упростить конструкцию привода дополнительной секции рукояти манипулятора и увеличить скорость ее выдвижения, а следовательно повысить производительность манипулятора.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Полученные научные результаты соответствуют п. 3 «Разработка операционных технологий и процессов в лесопромышленном и лесохозяйственном производствах: заготовительном, транспортном, складском, обрабатывающем, лесовос-становительном и др.» и п. 5 «Обоснование и оптимизация параметров и режимов работы лесозаготовительных и лесохозяйственных машин» области исследований,паспорта специальности 05.21.01 — «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства».

Личный вклад автора. Все работы по теме диссертации (разработка математических моделей, обобщение результатов предыдущих исследований, сбор, обработка и анализ экспериментальных материалов) осуществлены автором лично или при его непосредственном участии и руководстве.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований были доложены и обсуждались на: Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов (УГЛТУ) в 2008, 2009 и 2010 гг.; Международной научно-технической конференции: «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020» (УГЛТУ) в 2009 г.; Международном евразийском симпозиуме «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века» (УГЛТУ) в 2008, 2009 и 2010 гг. Положение по заготовке древесины с использованием унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика демонстрировалось на международных выставках «Иннопром-2010» (г. Екатеринбург) и «Лесдревмаш-2010» (г. Москва), областном молодежном инновационном форуме «М1Р-2010» (г. Екатеринбург) и VI межрегиональной выставке «Леспромбизнес. Деревообработка. Деревянный дом. Дерево в интерьере» (г. Екатеринбург).

Заключение диссертация на тему "Обоснование параметров унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Теоретические и экспериментальные исследования по рассматриваемой в диссертации теме представляют собой научно-обоснованные технологические разработки, имеющие значение для лесной промышленности.

1. Показана целесообразность создания единого многофункционального погрузчика с унифицированными технологическими, параметрами, который позволит выполнять наиболее трудоемкие погрузочно-переместительных операций в лесном комплексе.

2. Исследованы рабочие зоны перемещения лесных грузов при подъемно-транспортных операциях; установлено, что эти операции производятся преимущественно в горизонтальной, плоскости, что является определяющим фактором выбора конструкции манипулятора. Получено математическое выражение параметров обобщенной рабочей зоны унифицированного лесного манипулятора, которое позволяет определить его кинематическую схему.

4. Предложена методика и выполнен кинематический анализ работы звеньев «стрела-рукоять» манипулятора: Установлено, что наибольшие ускорения в звеньях, возникают при угловых перемещениях стрелы и рукояти и незначительные при линейных их перемещениях.

6. Разработана методика и исследованы условия устойчивости УЛМП при суммарном воздействии статических и динамических нагрузок, на основании которой рекомендованы предельные скорости поворота манипулятора с г грузом. При малых значениях угловой скорости до 0,3 рад/с, динамическая реакция опоры составляет до 2 % от статической и слабо влияет на устойчивость машины. При угловой скорости свыше 0,4 рад/с возрастают и динамическая реакция опоры и чувствительность к изменению угла наклона стрелы манипулятора. Рекомендуемые для безопасной эксплуатации погрузчика значения угловой скорости 0,2-0,3 рад/с, опасные - 0,8-1,0 рад/с.

7. На основании методики, дляч базовой машины с габаритами: ширина 2,2 м, длина 5,0 м, рекомендуются следующие параметры унифицированного манипулятора: укороченная длина стрелы, удлиненная рукоять; вылет 11,0-11,5 м; высота подъема груза — 5 м; предельный вес груза, при наличии аутригеров — 1400 кг.

8. Запатентован механизм для выдвижения телескопической секции рукояти манипулятора, позволяющий- упростить конструкцию^ привода дополнительной секции рукояти манипулятора и увеличить скорость ее выдвижения.

9. Исследованы факторы, влияющие на производительность манипуляторных погрузчиков при работе с круглыми лесоматериалами, получены зави симости производительности от соотношения линейных и угловых скоростей звеньев «стрела-рукоять». Выводы теоретических исследований подтверждаются результатами экспериментальных исследований.

10. Разработаны технологические схемы применения унифицированного лесопромышленного манипуляторного погрузчика на лесосечных работах, погрузке, сортировке и подаче леса в деревообрабатывающие цехи. Предлагаемая технология позволяет увеличивать ширину пасек, разрабатывать мелкие лесосеки, работать как с хлыстами, так и с сортиментами, сократить номенклатуру используемых механизмов, унифицировать ремонтную базу, повысить рентабельность производства. Экономические расчеты показали, что внедрение УЛМП наиболее эффективно при сортиментной технологии и объемах лесозаготовки более 50 тыс. м в год.

11. На основе полученных результатов диссертационного исследования

Библиография Швец, Алексей Васильевич, диссертация по теме Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

1. Акулов, Г. А. Основы расчета и конструирования роботов и манипуляторов деревообрабатывающих производств: Учеб. пособие для студентов специальности 17.04 Текст. / Г. А. Акулов, С. П. Гузюк, Ю. В. Малышев. СПБ: ЛТА, 1992.-104 с.

2. Андреев, В. Н. Повышение качества и надежности* манипуляторного технологического оборудования лесных машин при проектировании Текст. / В: Н. Андреев,, Ю. Ю. Герасимов — ч. 1 Петрозаводский гос. у-нт: Петрозаводск, 1995. - 119 с.

3. Андреев, В. Н: Повышение качества и надежности манипуляторного технологического оборудования лесных машин при проектировании Текст. / В. Н: Андреев, Ю. Ю. Герасимов ч. 2 - Петрозаводский гос. у-нт: Петрозаводск, 1995. - 151 с.

4. Андрианов, Ю. С. Вывозка лесоматериалов самозагружающимися автопо^ездами: Научное издание Текст. / Ю. С. Андрианов. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001.-231 с.

5. Андрианов, Ю. С. Обоснование рациональной технологии вывозки сортиментов и параметров самозагружающихся транспортных средств (для условий Республики Марий Эл) Текст.: автореф. канд. техн. наук. — Йошкар-Ола: Марийск. гос. техн. у-нт, 2000. 20 с.

6. Андросова, Л. А. Экономика труда: Учебное пособие Текст. / Л. А. Андросова. — Пенза: ПТУ, 2005. 160 с.

7. Анисимов, С. Е. Манипуляторное оборудование машин для рубок ухода Текст. / С. Е. Анисимов // Лесная промышленность. — 1998. — №4. — С. 17.

8. Асфаль, Р. Роботы и автоматизация производства Текст. / Р. Асфаль; пер. с англ. М. Ю. Евстигнеева и др.; М.: Машиностроение, 1989. 446 с.

9. Баринов, К. Н. Проектирование лесопромышленного оборудования: Учебное,пособие Текст. / К. Н. Баринов, В. А. Александров Л.: ЛГУ, 1988. -240 с.

10. Белянин, П. Н. Кинематические схемы, системы и элементы промышленных роботов Текст. / П. Н. Белянин. М.: Машиностроение, 1992. - 191 с.

11. Белянин, П. Н. Промышленные роботы и их применение: Робототехника для машиностроения. — 2-е изд., перераб. и доп. Текст. / П. Н. Белянин. — М.: Машиностроение, 1983. 311 с.

12. Белянин, П. Н. Робототехнические системы для машиностроения Текст. / П. Н. Белянин. М.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

13. Бузыкин, А. И. Несплошные рубки в лесах Восточной Сибири Текст. / А. И. Бузыкин, М. Д. Евдокименко, Л. С. Пшеничникова // Лесная промышленность. — 2005. — № 3. С. 4-7.

14. Бурдаков, С. Ф. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов: Учеб. пособие для студентов вузов Текст. / С. Ф. Бурдаков, В. А. Дьяченко, А. Н. Тимофеев. — М.: Высш. шк., 1986. -264 с.

15. Бурдин, Н. А. Оценка экономической эффективности новой лесозаготовительной техники Текст. / Н. А. Бурдин. — М.: Лесная пром-сть, 1977. -136 с.

16. Вечтомова, Д. Г. Подготовка производства к внедрению промышленных роботов: Зарубежные методы: Обзор Текст. / Д. Г. Вечтомова. М.: НИИмаш, 1982.-36 с.

17. Воробьев, В. И. Аналитический метод анализа пространственных кинематических цепей и его приложение к механизмам манипулятора и автооператоров Текст. / В. И. Воробьев // Механика машин. — М.: Наука, 1974. — Вып. 43.-С. 3-7.

18. Воробьев, Е. И. Проектирование промышленных роботов: Учеб. пособие для машиностроительных техникумов Текст. / Е. И. Воробьев, Э. И. Шех-виц —М.: Машиностроение, 1993. — 144с.

19. Воробьев, Е. И. Промышленные роботы агрегатно-модульного типа Текст. / Е. И. Воробьев, Ю. Г. Козырев, В. И. Царенко. М.: Машиностроение, 1988.-239 с.

20. Все о кранах манипуляторах Электронный ресурс. / — Автостар — http://www.avtokmu.ru/0kran.shtml.

21. Герасимов, Ю. Ю. Манипуляторные системы лесных машин: Проектирование и расчет: Учебное пособие Текст. / Ю. Ю. Герасимов и д.р. Петрозаводск, гос. у-нт. — Петрозаводск, 1994. 95 с.

22. Герасимов, Ю. Ю. Повышение качества и надежности манипуляторов лесных машин Текст.: автореф.докт. техн. наук. Воронеж.: ВГЛТА, 1995.-33 с.

23. Гидроманипулятор ШАВ Loglift 080 S Технические характеристики Электронный ресурс. - ООО Ленавтодеталь —http://www.ladspb.ru/product/manipulator/loglift/loglift080s/

24. Гидроманипуляторы форвардеров Текст. Vieremá: PONS SE OYJ, 2008. -55 c.

25. Глотов, В. M. Погрузка хлыстов машиной ЛП-19 Текст. / В. М. Глотов, Д. В. Редкокаша // Лесоэксплуатация и лесосплав — М.: ВНИПИЭИлес-пром, 1989. -№3 С. 10-11.

26. Гмурман, В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учеб. пособие для студентов вузов Текст. / В. Е. Гмурман. 9-е изд., стер. - М. Высш. шк., 2004. - 404 с.

27. Гончаренко, Н. Т. Зарубежные манипуляторы для лесной промышленности: Обзор Текст. / Н. Т. Гончаренко, Б. Г. Виногоров. М.: ВНИПИЭНлеспром, 1978. - 48 с.

28. Гороховский, К. Ф. Машины и оборудование лесосечных и лесоскладских работ: Учеб. пособие для ВУЗов Текст. / К. Ф. Гороховский, Н. В. Лившиц -М.: Экология, 1991.-528 с.

29. ГОСТ 2292-88 Лесоматериалы круглые. Маркировка, сортировка, транспортирование, методы измерения и приемка Текст. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. - 8 с.

30. ГОСТ 25685-83 Роботы промышленные. Классификация Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1983. 116 с.

31. ГОСТ 2708-75 Лесоматериалы круглые. Таблицы объемов Текст. — М.: Стандартинформ, 2006. 18 с.

32. ГОСТ 9462-88 Лесоматериалы круглые лиственных пород. Технические условия Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1988.-17с.

33. ГОСТ 9463-88 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия Текст. -М.: Изд-во стандартов, 1988. — 12 с.

34. Грегановский, Е. П. Метод планирования движений манипулятора при наличии препятствий Текст. / Е. П. Грегановский, И. Ш. Пинскер // Модели: Алгоритмы: Принятие решений. М.: Наука, 1979. - С. 100-142.

35. Добрачев, А. А. Гидроманипуляторы на нижнем складе Текст. / А. А. Добрачев, А. А. Малышев, С. А. Овчинников // Лесной Урал. 2003. -№1(3)-С. 26-27.

36. Добрачев, А. А. Исследование кинематики работы звеньев манипулятора в обобщенном виде Текст. / А. А. Добрачев, Л. Т. Раевская, А. В. Швец // Лесной вестник. 2008. - №3(60). - С. 118-122.

37. Добрачев, А. А. Математическое моделирование динамических реакций опор манипуляторной машины Текст. / А. А. Добрачев, Л. Т. Раевская, А. В. Швец // Вестник машиностроения. 2010. - № 1. - С. 17-20.

38. Добрачев, А. А. Производительность манипулятора на погрузке лесоматериалов Текст. / А. А. Добрачев, П. Н. Уразов, А. В. Швец // Леса России и хозяйство в них: жур. Вып. 2(30) / Урал. гос. лесотехн. ун-т. — Екатеринбург, 2008. С. 59-65.

39. Добрачев, А. А. Статическая устойчивость манипуляторных машин Текст. / А. А. Добрачев, Л. Т. Раевская, А. В. Швец // Вестник машиностроения. -2009. -№ 12.-С. 24-27.

40. Дорохов, С. П. Обоснование оптимальных по быстродействию процессов переноса лесоматериалов шарнирно-рычажными манипуляторами в обрабатывающих установках Текст.: автореф. канд. техн. наук. — Екатеринбург: Уральский гос. лесотехн. у-нт, 2010. — 16 с.

41. Дризовский, Л. М. Роботы-манипуляторы Текст. / Л. М. Дризовский — М.: Машиностроение, 1978.-217 с.

42. Дризовский, Л. М. Роботы-манипуляторы Текст. / Л. М. Дризовский, Л. Г. Ландеховская, Л. А. Меньшикова. — М.: ЦНИИТЭ и приборостроения, 1978.-40 с.

43. Дроздовский, Г. П. Проектирование лесопромышленного оборудования: учебное пособие Текст. / Г.П. Дроздовский. УИИ.: Ухта, 1989. - 133 с.

44. Единые нормы, амортизационных отчислений на полное восстановление основных фондов народного хозяйства СССР Электронный ресурс. Кон-сультантПлюс - http://www.consultant.ru/online/base/?req=doc;base=LAW; п=1927.

45. Единые нормы выработки и расценки на лесозаготовительные работы М.: Экономика, 1989. - 84 с.

46. Емтыль, 3. К. Исследование динамики двух гидроцилиндров механизма подъема стрелы гидроманипулятора Текст. / 3. К. Емтыль, А. П. Татаренко // Труды ФОРА. 1999. - №4. - С. 90-93.

47. Емтыль, 3. К. О влиянии податливости рабочей жидкости и элементов гидропривода на динамическую нагруженность гидроманипулятора при совмещении движений* звеньев Текст. / 3. К. Емтыль, А. П. Татаренко // Труды ФОРА. 2000. - №5. - С. 88-94.

48. Емтыль, 3. К. Совершенствование кинематики, динамики и конструкции лесопромышленных гидроманипуляторов Текст.: автореф.докт. техн. наук. — Воронеж, 2002. 36 с.

49. Жавнер, В. Л. Погрузочные манипуляторы Текст. / В. Л. Жавнер, Э. И. Крамской-Л.: Машиностроение, 1975. 160 с.

50. Жавнер, В. Р. Геометрический синтез манипулятора* Текст. / В. Р. Жавнер // Теория и устройство манипуляторов. —М.: Наука, 1973. С. 126-131.

51. Залесов, С.В. Справочник сортиментных технологий заготовки древесины на базе многооперационных машин на территории Ханты-Мансийского автономного округа — Югры Текст. / С. В. Залесов и др. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2009. - 88 с.

52. Золотогоров, В. Г. Организация, планирование и управление предприятия-тиями лесной промышленности: Учебник для вузов Текст. / В. Г. Золотогоров и др. М.: Лесная промышленность, 1979. — 328 с.

53. Игнатов, В. Универсальный погрузчик штабелер Текст. / В. Игнатов, Е. Колобов, О. Короткий // Лесная промышленность. 1971. - №4. - С. 12.

54. Иевинь, И. К. Расчет максимального вылета стрелы при выборочных рубках Текст. / И. К. Иевинь, Т. Я. Розинь // Лесная промышленность. -1975.-№5.-С. 29.

55. Иоффе, Ф. С. Современные конструкции манипуляторов для механизации погрузочно-разгрузочных работ Текст. / Ф. С. Иоффе. М.: НИИинформтяжмаш, 1978. - 40 с.

56. Кашуба, С. М. Оптимизация элементов манипулятора для лесоматериалов Текст. / С. М. Кашуба, И. В. Турлай // Механизация лесоразработок и транспорт леса . Минск: Вышэйшая школа, 1985. - С. 39-41.

57. Кибиш, И. В. Совершенствование технологий лесосечных работ и ухода за молодняками в темнохвойных лесах томской области Текст.: автореф. канд. с:-х. наук. — Екатеринбург, 2007. 22 с.

58. Кобринский, А. Е. Некоторые проблемы теории манипуляторов Текст.' / А. Е. Кобринский, Ю. А. Степаненко // Механика машин. М.: Наука, 1967.-Вып. 7-8.-С. 4-23.

59. Козырев, Ю. Г. Промышленные роботы: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. Текст. / Ю. Г. Козырев. -М.: Машиностроение, 1988. — 391 с.

60. Кондаков, Н. В. К расчету динамического нагружения конструкций манипулятора, при переходных процессах Текст. / Н. В. Кондаков // Лесной журнал 1989. - № 2. - С. 38-43.

61. Кондаков, Н. В. Расчетная схема манипулятора Текст. / Н. В. Кондаков // Лесной журнал 1988. - № 6. - С. 36-41.

62. Корендясев, А. И. Манипуляционные системы роботов Текст. / А. И. Корендясев и др. — М.: Машиностроение, 1989. 472 с.

63. Костюк, В'. И. Промышленные роботы: Конструирование, управление, эксплуатация Текст. / В. И. Костюк и др. — К.: Вища шк., 1985. — 359 с.

64. Кочегаров, В. Г. Технология и машины лесосечных работ Текст. / В. Г. Кочегаров, Ю. А. Бит, В. Н. Меньшиков. — М.: Лесная промышленность, 1990.-392 с.

65. Красников, В. Ф. Роботизированные комплексы для литейного производства: Обзор Текст. / В.Ф. Красников. М., 1983. - 29 с.

66. Крейнин, Г. В. Гидравлические и пневматические приводы промышленных роботов и автоматических манипуляторов Текст. / Г. В. Крейнин, И. Л. Кривц, Е. Я. Винницкий, В. И. Ивлев. — М.: Машиностроение, 1993. — 304 с.

67. Леонов, Л. В. Робототехника в лесной и деревообрабатывающей промышленности: Учеб. пособие Текст. / Л. В. Леонов и др. М.: МГУЛ, 1997. -302 с.79; Лесной кодекс Российской Федерации. Екатеринбург: Ажур, 2007. — 56 с.

68. Лесной план Свердловской Области на 2009-2018 г.г. Текст.: утвер. указом Губернатора Свердловской области.

69. Лесопромышленный комплекс России: проблемы и перспективы развития Электронный ресурс. Промышленность России — http://wood.prompages.ru/article.php?idit=1495.

70. Люманов, Р. Машинная валка леса Текст. / Р. Люманов М.: Лесная промышленность, 1990. - 280 с.

71. Малышев, Ю. В. Основы проектирования промышленных роботов: Текст лекций для студентов специальности 17.04, 21.03 (0519, 0902А) Текст. / Ю. В. Малышев. Л.: ЛТА, 1988. - 69 с.

72. Мантуров, Д. В. О концепции стратегии развития лесного комплекса на период до 2020 года Текст. / Д. В. Мантуров // Деловая слава России. — 2008. Вып. III - С. 56-58.

73. Межотраслевые нормы выработки и времени на вывозку леса автомобилями-лесовозами М.: Министерство труда РФ, 1995. - 43 с.

74. Межотраслевые нормы выработки и времени на лесозаготовительные работы Электронный ресурс. — КонсультантПлюс -http://www.consultant.ru/online/base/?req=doc;base=LAW;n=90982.

75. Межотраслевые нормы выработки, времени и нормативы численности на подготовительные и вспомогательные работы в лесозаготовительном производстве Электронный ресурс. — КонсультантПлюс -http://www.consultant.ru/online/base/?req=doc;base=LAW;n=90935.

76. Моисеев, Н. Н. Математика ставит эксперимент Текст. / Н. Н. Моисеев. -М.: Наука, 1979.-224 с.

77. Мурашев, В. П. Роботы и манипуляторы в лесном комплексе: Учебник для студентов специальности» 170400 Текст. / В. П. Мурашев. — М.: МГУЛ, 2002.-240 с.

78. Никитин, К. Д.' Основы робототехники Текст. / К. Д. Никитин, Н; В. Василенко, В. П: Пономарев, А. Ю. Смолин. Томск: Mill «Раско», 1993. - 475 с.

79. Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте М.: Министерство транспорта РФ, 2003. — 114 с.

80. Обвинцев, В. В. Основы проектирования лесопромышленных предприятий на ЭВМ: Учеб. пособие. Текст. / В. В. Обвинцев и др. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2003. — 150 с.

81. Овчинников, С. А. Применение манипуляторов на вывозке леса Текст. / С. А. Овчинников // Проблемы лесного комплекса России в переходный период развития экономики: материалы междунар. научн.-техн. конф. — Вологда, 2003. С. 97-99.

82. ОНТП 02-85. Общесоюзные нормы технологического проектирования лесозаготовительных предприятий. — Л.: Гипролестранс, 1986. — 233 с.

83. Основные проблемы лесопромышленного комплекса России Электронный ресурс. Эксперт РА - http://www.raexpert.ru/researches/lesprom/lpk2002/ partl.

84. Панычев, А. П. Оптимизация основных параметров манипулятора трелевочной машины Текст. / А. П. Панычев, В. А. Сопига, Е. Г. Есюнин // Научные труды: Сборник. Вып. 2 / Урал. гос. лесотехн. ун-т. Екатеринбург. - 2002. - С. 88-90.

85. Патент на полезную модель РФ № 92857, МПК В66С 23/00. Рукоять манипулятора / А. А. Добрачев, А. В. Швец (Россия). № 2009138845/22; Заявлено 20.10.2009. Опубл. 10.04.2010. - 1 с.

86. Петров, Б. А. Манипуляторы Текст. / Б. А. Петров. JL: Машиностроение, 1984.-238 с.

87. Петров, Ю. Варяги гидроманипуляторы1 в России Электронный ресурс. / Ю. Петров // — Журнал о спецтехнике и автотранспорте «Основные Средства» http://www.os 1 .ru/article/pto/200605A20060929-18075 5.

88. ЮО.Пижурин, А. А. Исследования процессов деревообработки Текст. / А. А. Пижурин, М.С. Розенблит. — М.: Лесная пром-сть, 1984. — 232 с.

89. Погрузчик леса манипуляторного типа (гидроманипулятор) СФ65С и его модификации. Руководство по эксплуатации СФ65С.00.00.000РЭ Текст. -Архангельск: Соломбальский машиностроительный завод , 2009. 92 с.

90. Попов, Е. П. Роботы-манипуляторы Текст. / Е. П. Попов. М.: Знание, 1974.-64 с.

91. Правила заготовки древесины Текст.: утвер. Приказом МПР России от 16.07.2007 г. №184

92. Правила по охране труда в лесозаготовительном, деревообрабатывающем производствах и при проведении лесохозяйственных работ Электронный ресурс. — КонсультантПлюс http://www.consultant.ru/online/base/?req=doc; base=LAW;n=80131

93. Приоров, Г. Е. На пороге структурных изменений Электронный ресурс. / Г. Е. Приоров, С. П. Карпачев // Интернет-журнал лесопромышленник — http://lesopromyshlennik.ru/strlk.html.

94. Протасов, С. Кому нужны эти КМУ? Электронный ресурс. / С. Протасов // — Журнал о спецтехнике и автотранспорте «Основные Средства» — http://www.os 1 .ru/article/pto/201006А20100602-130032.

95. Прохоренков, А. Н. Промышленные роботы за рубежом Текст. / А. Н. Прохоренков. — М., 1973. — 37с.

96. Пупышев, А. П. Повышение надежности и снижение материалоемкости гидроманипуляторов лесозаготовительных машин Текст.: автореф.канд. техн. наук. Л.: ЛТА, 1992. - 17 с.

97. Раппорт, Г. Н. Применение промышленных роботов Текст. / Г. Н. Раппорт, Ю.В. Солин М.: Машиностроение, 1985. - 272 с.

98. Реутов, Ю. М. Береговая сплотка древесины Текст. / Ю. М. Реутов, Н. И. Лебедев, М. А. Тесис, В. П. Любимов // Лесоэксплуатация и лесосплав -М.: ВНИПИЭИлеспром, 1987. С. 27-42.

99. Ш.Родионов, И. Б. Теория систем и системный анализ Электронный ресурс. / И. Б. Родионов // Лекции и учебные пособия по системному анализу -http://victor-safronov.narod.ru/systems-analysis/lectures/rodionov/08.html.

100. Савельев, С. В. Манипуляторы на первичной обработке древесины Текст. / С. В. Савельев // Лесная промышленность. — 1984. — №4. С. 28.

101. Самарский, А. А. Вычислительный эксперимент в задачах технологии Текст. / А. А. Самарский; Вестник АН СССР, 1984. №3. - С. 77-88.

102. Самарский, А. А. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент Текст. / А. А. Самарский; Вестник АН СССР, 1979. №5. -С. 38-49.

103. Смехов, С. Н. Технология и оборудование лесосечных работ: Справочные материалы Текст. / С. Н. Смехов, Т. А. Захаренко. Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2005. - 92 с.

104. Соболев, Г. В. Роботы делают мебель Текст. / Г. В. Соболев, С. А. Жабков. М.: Лесн. пром-сть, 1988. - 95 с.

105. Спыну, Г. А. Промышленные роботы: Конструирование и применение: Учеб. пособие Текст. / Г. А. Спыну. 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Вища шк, 1991.-311 с.

106. Татаренко, А. П. Обоснование и оптимизация параметров механизма привода рукояти манипулятора типа «ножницы» по критерию минимума объема гидроцилиндра Текст. / А. П. Татаренко // Труды ФОРА. 2005. -№Ю.-С. 28-31.

107. Татаренко, А. П. Совершенствование конструкции лесопромышленных манипуляторов на основе математического моделирования рабочих процессов Текст.: автореф.канд. техн. наук. Воронеж.: ВГЛТА, 2000. -20 с.

108. Таубер, Б. А. Подъемно-транспортные машины: Учебник для вузов Текст. / Б. А. Таубер. М: Экология, 1991. - 528 с.

109. Трудовой кодекс Российской Федерации Электронный ресурс. — Консуль-тантПлюс http://www.consultant.ru/popular/tkrf/.

110. Тывес, Л. И. О качественной оценке манипуляторов Текст. / Л. И. Тывес, С. С. Аншин // Изв. вузов. Машиностроение. 1971. - № 11. - С. 41-45.

111. Ушаков, В. И. Анализ функциональных свойств манипуляторов методом графического моделирования Текст. / В. И. Ушаков // Научные основы проектирования машин. — 1983. — № 3. — С. 72-78.

112. Фадеев, А. Ю. Развитие дилерской деятельности при техническом сервисе тракторов в лесопромышленном комплексе Текст.: диссертация . канд. экономических наук Москва: МГУЛ, 2008. — 208 с.

113. Цыгарова,. М. В. Нормативно-справочные материалы к технико-экономическим расчетам: метод, указания Текст. / М. В. Цыгарова, Р. И. Суетина. Ухта: УГТУ, 2008. - 51 с.

114. Черноусько, Ф. Л. Манипуляционные роботы: Динамика, управление, оптимизация Текст. / Ф. Л. Черноусько, Н. Н. Болотник, В. Г. Градецкий. -М.: Наука, 1989. 363 с.

115. Швец, А. В. Классификация и систематика лесных манипуляторов Текст. / А. А. Добрачев, А. В. Швец // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2010. - №5. - С. 69-73.

116. Швец, А. В. Лесозаготовкам нужны новые технологии Текст. / А. В. Швец // Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века. Труды III международного евразийского симпозиума / Под ред. В.Г. Новоселова Екатеринбург, 2008. С. 140-147.

117. Швец, А. В. Обоснование выбора технологии рубок с использованием многооперационной машины манипуляторного типа Текст. / А. В. Швец // Сб. материал. Респуб. науч.- теорет. конф. — Астана, 2009. — С. 127.

118. Швец, А. В. Обоснование основных параметров манипулятора для лесной промышленности Текст. / А. В. Швец // Леса России в XXI веке: матер.первой междунар. науч.-практич. интернет-конф. — СПб.: СПбГЛТА, 2009. С. 222-225.

119. Швец, А. В. Целесообразность создания универсальной модели манипулятора для лесных складов Текст. / А. В. Швец, А. А. Добрачев // Деревообрабатывающая промышленность. 2009. - № 5. - С. 10-12.

120. Шимкович, Д. Г. О соотношениях для оценки силовых и конструктивных параметров грузоподъемных манипуляторов на начальных стадиях проектирования' Текст. / Д. Г. Шимкович // Лесной журнал. 2001. - №1. -С. 55-61.

121. Ширнин, Ю. А. Технология и машины лесосечных работ: Курс лекций Текст./ Ю. А. Ширнин Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. - 304 с.

122. Ширнин, Ю. А. Технология и оборудование лесопромышленных производств. Справочные материалы: Учебное пособие Текст. / Ю. А. Ширнин. и др. 2-е изд., без изм. - ЙошкаргОла: МарГТУ, 2002. - 252 с.

123. Шифрин, Я. А. Проектирование и разработка промышленных роботов Текст. / Я. А. Шифрин и др. — М.: Машиностроение; 1989. — 270 с.

124. Шкиря, Т. М. Технология и машины лесосечных работ Текст. / Т. М. Шкиря — Львов: Выща шк. Изд-во при Львов, ун-те, 1988. 264 с.

125. Юревич, Е. И. Основы робототехники: Учебник для втузов Текст. / Е. И. Юревич. Л.: Машиностроение, 1985. - 271 с.

126. Якимович, С. Б. Исследование и разработка параметров и технологических схем применения манипуляторов на сортировке круглых лесоматериалов Текст.: автореф.канд. техн. наук. Л.: ЛТА, 1985.'.- 20 с.

127. Янг, Д. Ф. Робототехника.Текст. / Д. Ф. Янг; пер. с англ: М. Б. Игнатьева; Л.: Машиностроение; 1979. 304 с.

128. Янкин, Ю. С. Проектирование предприятий автомобильного транспорта: Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальности 150200 / Ю. С. Янкин М.: МГОУ, 2001. - 51 с.

129. Ястребов, В. С. Исследование динамики рабочих органов манипуляторов Текст. / В. С. Ястребов // Механика машин. — М.: Наука, 1967. — Вып. 7-8. С. 24-32.

130. Denavit, J. A kinematic notation for lower-pair mechanisms based on matrices Text. / J. Denavit, , R. S. Hartenberg // J. Appl. Mech. 1955- Vol. 77 -p. 215-221.

131. Dobrachev, A. A. Simulating the dynamic reaction of manipulator supports Text. / A. A. Dobrachev, L. T. Raevskaya, A. V. Shvets // Russian Engineering Research 2010 - Vol. 30, No. 1 - pp. 11-16.

132. Dobrachev, A. A. Static stability of manipulator Text. / A. A. Dobrachev, L. T. Raevskaya, A. V. Shvets // Russian Engineering Research 2009 - Vol. 29, No. 12-pp. 1221-1224.

133. Hollerbach, J. A recursive Lagrangian formulation of manipulator dynamics and comparative study of dynamic complication complexity Text. / J: Hollerbach // IEEE Trans, on SMC 1980 - No 11 - p. 730-736.

134. Kahn, M. E. The near-minimum-time control of open-loop articulated kinematic chains Text. / M. E. Kahn, В. Roth // ASME J. of Dynam Syst, Measur. and Countr. 1971 - vol. 93 - pi 164-172.

135. Lee, C. S. G. A new method for dynamic analysis of robot manipulators Text. / C. S. G. Lee // IEEE Trans, on Syst., Man and' Cybern. 1988 - N 1 -p. 105-114.

136. Lee, C. S. G. Development of generalized d'Alambert Equation of motion for mechanical manipulators Text. / C. S. G. Lee, В. H. Lee, R. Nigam // Proc 2nd conf. Decision and Control, San Antonio 1983 - p. 1205-1210.

137. Mahil, S. On the application .of Lagrange's method to the description of dynamic systems Text. / S. Mahil // IEEE Trans, on SMC, 1982 - vol 6 - p. 182-194.

138. Renaud, N. An efficient iterative analytical procedure for obtaining a robot manipulator dynamic model Text. / N. Renaud // Proc. of First Int. Symp. of Rob. Research, Bretton Woods, New Hampshire, USA, 1983 - p. 702-711.

139. Thomas, M. Dynamic modeling of serial manipulator arms Text. / Thomas M, Tesar D. // Trans, of ASME — Sept, 1982 vol. 104 - p. 218-228.

140. Uicer, J. J. Dynamic force analysis of spatial linkages Text. / J. J. Uicer // ASME J. of appl. mech. June, 1967 - p. 418-424.

141. Vukobratovic, M. Mathematical model of general anthropomorphic systems Text. / M. Vukobratovic, Y. Stepanenko // Math Biosciences — 1973 Vol. 17 -p. 191-242.

142. Walker, M. W. Efficient dynamic computer simulation of robotic mechanisms. Text. / M. W. Walker, D. E. Orin // ASME J. of Dyn. Syst., Meas. and Contr. -Sept. 1982-vol. 104-p. 205-211.

143. ТГ Оин 'В -0,08 -0,33 -0,75 -1,33 -2,08 -3,00 -4,08 -5,33 -6,74 -8,32 -10,07 -11,99 -14,07 -16,31 -18,73 -21,31 -24,05 -26,97 -30,05 -33,290,05 0,20 0,45 0,80 1,25 1,80 2,45 3,19 4,04 4,99 6,04 7,19 8,44 9,78 11,23 12,78 14,43 16,17 18,02 19,97

144. Количество машин и механизмов

145. Наименование машин и механизмов Принятое количество расчетов, шт.25 тыс. м3 50 тыс. м3 75 тыс. м31. Лесосечные работы

146. Бензиномоторная пила БйЫ МБ 660 4 8' 12

147. Бензиномоторная пила БНЫ МБ 361 3 6 9

148. Трелевочный трактор ТТ-4М-07 2 3 5

149. Лесопогрузчик челюстной ЛТ-65Б 1 1 11. Вахтовка 1 1 11. Заправщик 1 1 11. Трейлер 1 1 11. Тягач 1 1 12. Вывозка древесины

150. Сортиментовоз Урал 4320 с прицепом-роспуском 3 6 93. Нижнескладские работы 1. Кран ЛТ-62 1 1 21. Кран КК-12,5 1 1 2

151. Полуавтоматическая раскряжевочная линия ЛО-15А 1 . 1 2

152. Лесотранспортер ЛТ-86Б 1 1 , 2

Похожие работы

Технология, машины и оборудование лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева
05.21.00