автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование способов и средств повышения опорной проходимости гусеничного лесопромышленного трактора

Всероссийское научно-производственное объединение лесной пролшшленности — ВНПОлеспром — (ЦН И ИМЭ — головная организация)

На правах рукописи УДК 630*377.44

СОКОЛОВ Михаил Олегович

ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ОПОРНОЙ ПРОХОДИМОСТИ ГУСЕНИЧНОГО ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО ТРАКТОРА

Специальность 05.21.01 — Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Химки, 1994

Работа выполнена во Всероссийском научно-производственном объединении лесной промышленности (ВНПОлес-пром)-

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

— кандидат технических паук, старший научный сотрудник КУЗНЕЦОВА. П.

— доктор технических паук, профессор АНИСИМОВ Г." М.; кандидат технических наук, доцент ВЕСЕЛОВ Н. Б.

■— Плесецкий механический завод.

Защита состоится 15 марта 1994 г. в 10 часов па заседании Специализированного совета К 093.01.01 Всероссийского научно-производственого объединения лесной промышленности (ВНПОлеспром) л о адресу: 141400, г. Химки Московской обл., ул. Московская, 21.

Просим Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями направлять по адресу: 141400, г. Химки Московской обл., ул- Московская, 21, ВНПОлеспром, спецсовет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНПОлгспрома.

Автореферат разослан « 3 » ^^-^^¿гч«*^?' .

1994 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат технических наук

С. В. Дмитриев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Федеральной программой разбитая лесопрсмыалокного комплекса Росс;::: выдвигается задача увеличения объемов лесозаготовок за счет радикального повьшзния ритмичности работы леспромхозов в течении года. В этом документе отмечается, что ..Необходимо иметь технические средства способные трелевать древесину в периода распутицы с сохранением природной среда. Таких технических средств наиа промышленность Ее имеет. Программой ставится задача перед наукой на конкурсной основе создать такие средства." Попытки улучишь проходимость трелевочной техники за счет совершенствования гусеничного движителя предпринимались и ранее, особенно после оснащения тракторов бесчокернш оборудованием, когда утрачизается возможность работы в режиме самоходной лебеда для прэодолзвзния застреваний в глубокой колее. На тракторах ТДТ-55А, ТБ-1, ТТ-4, ЛП-49 применялись уширенные тргки при которых сроднее "удельное" давление по расчету должно быть в 1.5-2 раза меньше. Однако, в эксплуатации какого-либо существенного эффекта по производительности в тяжелых грунтовых условиях не ощущалось, отмечалось лизь снижение скорости движения без ззмзтных снижений темпа углубления колеи. Это выдвигает задачу более детальной оданки фактических воздействия нз опорную поверхность, а также факторов, действительно определяющих темп ко-.тэесбразавзния при выбора и оптакизации параметров двипггеля.

Выполнить эту задачу возможно при соверЕеяствовании методов расчета ояорно-времзнньп показателей проходимости и конструкции движителя гусеничной тралввочной кгшины (ГТМ). Поэтому создание достаточной по точности методики расчета этих показателей с учетом конструкции движителя и ГТМ в целом является актуальной задачей.

Характер, и цель работы. Целью работы язляется выбор способов повышения опорной проходимости ГТМ на основе разработки и совершенствования аналитического метода расчета взаимодействия гусеничного движителя с переувлажненными грунтами и внедрение его при выборе типа движителя и его конструктивных параметров с учетом компоновки на базовом изсси ГТМ технологического оборудования.

Для достижения указанной цели ресены следующие задачи: - разработана математическая модель нзпряжЕного состояли пзрзузлзкязиного грунта с переменными по глубже показателя?« фи-зихо-механических сзойстб;

- рззработана математическая кздоль процосса взагсисдеяствия катка гусеничного движителя с коталлической (сврияноа) и пноамо-траковоа (писокоэластичног) гусеницами;

- разработана матоиатичоская медаль процосса взаимодействия гусеничного дажжтаяя ГТМ с шроувлэдеюнвши грунтами;

- разработала матекзтачоская модель двккуцояся системы "ГТУ-пач:са деревьев-грунт";

- разработана методика расчэтшх исследований по определение опорно-временных показателей проходдаости ПМ в системе "ГТМ-пэчкз дэр0БЬ0п-грунт" с роалкзэц.юл па ПЭБМ:

- проведены аналитичос1сио исследования системы "ПМ-пачкз доревьев-грунт" гю влиянию конструктивных параметров ГТМ, мзссы и моста расположения пачки .дерезьев, скорости доикония ГТМ и физи-ко-иисзяичоских свойств пэрсувложпотюго грунта на опорно-врехон-ИИ показатели проходимости ГТМ;

- проведены экспериментальные исследования с целью устаксвло-ккя адекватности результатов расчетных исслэдовашя с результатами, полученными опытным путем;

- проведен анализ и обобщенно результатов аналитических и зкетри'.витальних исследования высокозластичного движителя для ГТМ и рекомендация по поьызонию опорно-временных показателей про-хо;;;тасти ГШ:

- результаты гфокдашноя работы внедрены в конструкции движителя гусекичгшх трелевочных маиин с базовом шасси ТТ-4М (И-4).

'>!:'"ч ■последзвания. В работе использовались аналггачоскиэ котоду кзелизаанин:

-регенпо классичоског систожл даффоролциалышх урзвкэни:: Н.Х.Гсрсевзясва, описизакаих процесс протекания упруткх и юггето-чзеюх дг>?ормзща по глуЗике вадшасадэнного грунте;

-катод расчета 'составной балки, лекааея на сплошном упругом ссжогкыя, нагрухзннод произвольной по величине и косту прилежз-с,;г. нагрузхей, разработанный И.А.Симвулвди.

Зкспоржэатзльлие метода наследования применялись для анзлк-за и сравнения основных расчетных результатов с опытники с ксполь-кобзяшк котоддв катоматическси статистики для обработки данных.

Научная новизна работы зашючаотся в слэдуыцэм:

- предложен котод определения эпюр нормальных давления движителя ГТМ с серизной к високогласткигап гусеницами на спорную поверхность движения с учотом состояния грунта;

- установлены закономерности измене тм длины активно-спорных участков гусеницы под движуигимися катками ГТМ с учетом изменения физико-механических показателей грунта и конструкции движителя;

- разработана схема расчета нормальных напряженка по глубже многослойного грунта и колееобразования ГТМ в дакхуцояся системе "ГТМ-пачка даревьев-грунт":

- разработана методика и пакет прикладных программ, расчета опорно-вреконных показатэлза проходимости ГТМ скоте:» "П.Ч-пачка дзревьев-грунт", учстывзздзя ссзцифичзскпэ стороои Еззну.эдеастзия применяемых двкитгслза с грунтами, позволяя^;» с дзстатсчлса точностью и наименьшими затратами времени врезедхгь кпогс-зрганпа» расчетные исследования по определенно спсрно-в'"' 'х п^пззоте • лз2 ГТМ в движении с учетом конструктивных пзрт.'.о^ов ГО, даак-теля и физико-механических свойств грунта.

Практическая ценность и реализация работа. Разр^б-т-шная методика позволяет опредалить спорно-врененные показатели сулестзу-впзгг и кновь проехгаруекнх ГШ для конкретных услозил эксплуатации с игззстЕкки ^взико-мзханичеехкки показателями грунтов.

Пают прикладных програжя может быть приязнен при выборе конструктивных параметров гусеничного движителя проектируемых или модернизируемых лаенкх машин.

Полученные в диссертационной работе результаты исследозаниа были подтверждены при проведении приемочных испытанна бесчокерноа трелевочной машины Л1-18Д в Оленинсксм полигоне ВНПОлзспрома и на , эксплуатационных испытаниях бесчокерноа трзлевочнеа мапипы ЛП-18Г с высокоэластичным дакотгзлзм.

Пакет прикладных программ используется при расчетных исследованиях лесозаготовите.яьных маиин в лаборатории лесопромышленных тракторов ВКПОлеспрома.

Апробация. Основные положения работы докладывались па расширенном научно-техническом совсвднш лаборатории лесспрс?::. .:.;:ан;т;..х тракторов ВВПОлоспром и на нгучно-техяичоскся конференции КЛТИ в подсекции "Исследовзниз и конструирование лесных колтгчх и гусеничных мзлин".

Публикации. По материалам дассог.^г'З'л сгдблнксва!;:: три статьи, два азторских свидетельства.

Структура и сйзоч . ~:" .....-.^.. .,

пяти глаз, еызодоз, спис;:з .^ггертг/р: и • т;"0 »-•-• ¡-......

страниц, вхяпая 51 рисунок и Ли ; _.....

чает 64 наименования (из них 2 зарубежных).

ССЩЕРйАНКЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш, сфор-мулированы основные крли и задачи исследования, дана краткая аннотация вьшал-кешгаг работы.

В первой главе приведен кратхкз анализ лесного фонда России. Показано, что половила лзеов 3 грунты (около 405 млн.га) относится к неосвоенным и в среднем 60% равнинных лесов произрастают на грунтах тротьея и четвертой категории с кесущза способностью 5070 кПа. Ка этих грунтах производительность серийных бесчокерпых трелевочных маа;ш снижается в 2 и более раз, их движение сопровождается образованием колеи до 40-50 см при резком снижении рейсовых нагрузок и скоростей дздаония. При этом интенсивное колое-ебразозапие происходит несмотря на то, что общепринятые показатели ".удельного" давления бесчокерпых машин находятся в пределах средних пскэззтелея несущей способности грунта. Последнее свидетельствует о неадекватности показателя "удельного" давления фактическому воздействии на грунт, определяющему глубину колеи. Следовательно, кесбходико на этапе проектирования новых маиин применять уточненные математические модели дм определения действительных воздействия движителя ГШ на опорную поверхность дакания .

Во второй глзва рассмотрены модели по взаимодзлеткж дзики-телоа транспортных средств с опорными поверхностям! движения и дзно обоснованно математической модели пгамюдойствия дзигителя Г1М с грунтом.

В обзоро работ акцентировано вяиманпз на установление катодов расчета глубины колзи от внеанеа гвреканзог по величине и врсконк нагрузки, на установление расчетных схем грунта и гусашиного движтгеля. В исследованиях Я.С.Агегкина, М.Г.Беккера, В.О.Бзбкова, А.К.Вируля, К.Ф.Бочарова, Г.Б.Безбородовои, Н.Ф.Ко-взрного, В.В.Кащгкяа, В.И.Ккороза, 0.Г.Ульянова, Н.¿.Ульянова, Н.Я.Хзрхуты, Н.А.Зэбавникова, В.В.Гуськоза, Я.В.Слодкззича и многих других даются зависимости, определяемо деформируемость грунта, основанных на богатом экспериментальном материале и законах мзхаиики грунтов. Однако, они но учитывают процессы рслакса:ри и г/'ф:;:тгоотэтяадкэ в грунта, т.к. базируются на линейно-

-г«...... " или зависимости гигазрболпоского тзитепса

^аду к дефор«зц2ЯУи при втзяпошс иештагааис.

Балоз поздние ксслэдавзнкя В.Л.Скотниковз, В..Ч. Семенова, А.П.Кузпоцовз, М.Д.Брогэдзе, П.Н.Снпковича и других, оспованных нз фундаментальных работах в области механики грунтов Н.М.Горсо-взновз, К. Терцзги, Н.А.Щтовлчз, В.Л.Флорина, Н.Н.Маслова, Н.П.Орнзтсксгп, В.Г.Еерозакцова, Л-Н.Чорхассва, М.Шукло и других, длют широкие возможности по изучения и оценке процесса взаимодействия движителоа с грунте: и установления влияния конструктивных пзрэузтроп малин, старости ;цул;:о:г.'я, свойств грунта и многократности прогодоэ па прогззсс холсоабрззсвэния.

Однако, для определения колсообрззсвзния ГТ.М не-

обходзмо знать измэнениз по вро.усиги нормальных длис-пиа (!1Д) пм~ китоля на грунт с учетом его конструктивных ссг"' -т. стой. Проляг-кенныэ в работах В.Л.Сгатннксза зкгкр'.поекпэ НД гусеничного

докжэтвля болотоходного трактора могут быть подтопи при анализе право донных экстордазктзльзых наследована. Такг.э во многих исследованиях по определен;» НД под звенчатоа гусочицоа дт-китпля принииадтся в математических моделях допуЕрнда о еа збеолхтгноа гиЗкости, что не отрзяает резльныа процосс.

Проводошмя анализ литературных источников позволяет сделать вывод о необходимости разработки специальной математическоа модели гусеничного двкопэля ГГМ и мэтодаки расчета наиболее очредо-ляяодх параметров проходимости системы "ГТМ-пачка доревьев-грунт", опирающихся на работы выше изгнанных ксследователоа и дополненные решением гарэчисленяых задач диссертационной работы.

Предложен аналитический метод определения реактивных НД грунта нз опорную часть гусеничного движителя ГГМ. Приняты слэ-духгц» допулэния: гусеница является составной балкой (с заданньгм количеством звеньев), дккзгзэа на сплопном упругом основании; вли-яп'.ем грузтеззцэпов и Еоровностеа поверхности пути пренебрегаем; нагрузки от катков опрздзлянтся исходя из компоновочное схомы ГТМ: нагрузка от опорного катка на звено гусеницы сосредоточена в одяоа тощее; сигоа трения в сарнирах и между званьями гусеницу и грунтом пренебрегаем.

С учетом принятых допущения гусеницз освобсздгэтся от шарни-рез и представляется отдельными звоньями, рпсггслскэнш.кгл в опер-яса части деижгголя ГТМ, которш находятся гид кзгрузкоа ст спорен! кзтксз и под доле гзием поперечных еял, зеенккахя'кх в »метах рззрэзз, вз.~".эн оггбрегзнлих часто3. Расчетная схекз (р::с.1) по;г-

Рис Л Растаткзя схэмз

волязт кг?доз ебоно гусеница рзссизтр-азгь кгк о^-икчяуо йа&су копочыов дгипа, -Елсащ-а на сплозсоа упругок сгжоадаг;, к составить для поо деЭфорзыукиьноо урзшж»? кгй-з ур.ыь-Е;..? иовсреаостк 1ру*Ш1, <= плпуи» -п.,-.' аз

тжаюто^ыгии ургвЕза!:.-?.; сонгл...:.:

э<п !

РеаКЦЕй ?,ГрухТГЗЕОГи »,

а слцэ ггглоз.' «шзрг:.и>ско;. .

та! црс

-.0

-с.,;

..Л"."«:-"

"Г1> I"

У,

> -'..с-у' а-а; "г-

гхх) - с'й я-ого клшз; -чп- сас^гм* з раркгэтр..-

паоког: озтоьхи; я/данд.чго в-го • •

Палг.з.ч нагрусгсз ка вданктаса л-со гаэаэ «^идолзэтсп гг завкс5кос1к

4>,п' = 'г' Р^'+г'у + ГУ (2)

1хп ',Сп> «О 1П-1) 'I. п *

I п

где Р(п- сосредоточенная сила, прилояганная па п-ое звено: У(п_1)И у - пошрзчнке силы, прилояинныо по концам единичного п-го звона взамен действия на но го слевз и справа отброшенных соседних единичных звеньев; {.'"' - расстояние от левого конца первого звена до точки придотения сосрэдоточэшюя силы; Г -мгновенный ггрорывзтель Герсеванова первого порядка.

Подставляя зкачлния Р^"' и из зависимостей (I) и (2) в дифференциальное уравненио изпзЗа звена, лежащрго на упругом осповании, получшл

й4 у Г,, 2а'"' с Ьч 4а'"' г Ь у" 8а'"' 11,1

П П 4 п ' П ^ ' л

+ г' Р,п'+г'У +г' * ' <3)

'.СМ 'О СП—11 'I. " . х

I п '

где 1п1п - жесткость единичного п-го звена: уп- вертикальное гв-рокоЕрниэ единичного п-го звона.

• Посла четырехкратного интегрирования уравнения (3), запилом

- ч 3 / Х> ч ^ * X« ч

ВДп - -II--7— 51 —7Т-Л В1 ' ^ 71 - +

п п п

• -Л*-«-""!3 х" С*' <

+ 31 ' Н^Л-.-зг^^г^ г (4)

В урзЕношю (4) входят десять неизвестных величин, из которых четыре параметра а^"' а'^1 а!,"1 четыре произвольных постоянных :атагрирования 1£п', 0|п,р Б^"', И^'и две поперечные силы Уп-1 и Уп, возникаю^» в пзрнирах, для определения которых требуется составить десять уравнений.

Для составления этих десяти урзвнэниа использованы условия:

1. Два услозия равновесия - ^ У = о и ^ М = 0;

2. Два граничных условия - при Хп= 0; у^ = О; (5)

X =Ь ; у" = О.

Г» П (Л

3. Условно контактности звена с основанием - деформация единичного п-го звона под нагрузкой происходит в случае, когда вся ого длина нагодатся з контакте с грунтовым осноззвизм.

Дтя Екполнзггая условия контактности необходима совместная деформация звена и сплошного, квзриупругого грунтового основания

под ким. Чтобы обеспечить полное совпадение упругой линии звена и поверхности контакта под ним ну:жо чтобы ординаты их во всех точках, отсчитанные от общей для них оси, равнялись между собой.

4. При составлена остальных уравнений исходим из условна сопря-

Расчеты, провзденпыо по данной методике, позволяют прослеживать за изменением формы и величины зпюр реактивных БД хрунта на опорную часть гусеничного дзикителя ПМ при взаимном перемещении нагрузок от опорных катков по соотвзтству1зсим им званьям гусеницы, а также онрсдзлить влияние конструктивных параметров гусеничного движителя на величину реактивных НД грунта на гусеницу.

При рассмотрении работы гусеничного движителя в процессе взаимодействия с водонасыценными и Ее водонасыщенными грунтам: наблюдается упруго-пластические деформации последних. В настоящей работе в качестве базовой модели используется классическая система дифференциальных уравнений Н.М.Герсеванова:

" аР _ (1*А-ар)г ад дх а дг

' дР _ да , (ИА-ар) , - _ гуД"А

~дг~~ е бГ + 1+А-ар

где Р(г,1)- нормальнее давление в грунте; поток во-

довоздушюй фазы; К.(и)- коэффициент фильтрации; а(и)- коэффициент уплотнения грунта; Д - удельный вое воды; А - постоянная, харзкте-ризуидэя циклический процесс "нагрузка-разгрузка"; удельный

ьес грунта; g - ускорение свободного падения; 2,1 - координаты глубины рассматриваемого слоя грунта и время.

С поггсЕцд математической подели грунта рассчитывается плоская контактная задача. Для зтого ЕД- под дакиггадзм относил .к средней точка по ширине кантгетз и по кере перекецрния движителя НД конкктся во врекзЕИ, а закон этого изменения в ввдз "двкфщих-ся дпар" определяется как расчетным »атодом, описанным вызе, так и зкепэр^авнтздьным.путем. ■

Считйеи, :что напряжения в . грунте распространяется в строго вертикальном направлении и боковое раезгрениз грунта прзнебрзгкимо мало. Продолжительность контакта'движителя с грунтом и характер изменения во времени -эпюры реактивных ВД грунта зависят от. скорости перемепгзния ГШ, длины опорной поверхности деижотелл, величины пага гусеницы, диаметра опорных катков, отживши шага "опорных..

катков к тагу гусеницы, величины и координат точки приложения нагрузки от пачки деревьев. Деятельный слоя грунта имеет высоту Н . При проезда ГТМ в рассматриваемой точке образуется колея, которая при данных условиях взаимодействия достигает максимально возможного значения 1гмаж. Деятельный слой грунта уменьшается до Нм1п, т.е.происходит более плотная упаковка частиц грунта за счет выдавливания водовоздуиноя скоси из грунта, в следствии чего уменьшается пористость грунта. После проезда ГТМ грунт начинает частично восстанавливаться и толеднз деятельного слоя грунта принимает значение Н. .. Колея И будет определяться кзк разность мэ:кду начальпь?» К и остаточных Н зязчояйгуи г.-у*нпы рас-

^^ нам ост *

емзтриззэмого доигольного слоя деформируемого гру.тл, т.о.

Ь = Н -Н . (Ю)

нам ост*

г до: Ност= Ш), 11 = 11<1) - колзя.

Начальные услопия для системы (9) будут определяться из статической задачи, т.е. из условия

= |А = 0. (II)

' Граничные условия определены: на нижней граничной точке Д'гя 2 = 0 поток водсвоздуаной фазы q = 0; на верхней граничной течке при г = Ннач воздействие от ПМ определяется видом эпюры реактивных !Щ а контакта гусонж^ с грунтом.

В процессе расчета верхняя граница будет кэняться во врег'.чгл в зависимости от изменения потока водовоздушной фазы q «орез перх-нкя граничную точку. Это изменение определяет процесс сЯр.23снл!Г.у« колон при взаимодействии дзижггсля с грунтом и при зтем колея будет меняться согласно слодухсейу да$фор;нцкзльному урзшенко

^ = q<t.H<t)) . (12)

ют в интегральном вида

що- Дц.щш«. <13)

о

Та-/, как в роэлышм процэссо возкяодогстзмя дкактгул о грун том скорость гоздзгетвня КД на груатспуя массу каого скорости распределения а сг.мсч гругте то, уд-,;^о™:; грунте по воз»;ссзст. ЛОзгхху яхяте'а лф^г^гпу•:: угзеиекжг

ных условий, и проведено ео аналитическое исследование. Несмотря ка трудности в формализации построения математической модели системы "ГТМ-пачка доревьов-грунт", в которую включены математические кода»: грунта и гусеничного двккителя, сформулированы основные рабочие гипотезы с учетом анализа существующих эксплуатационных и экспериментальных данных работы трелевочных систем:

в мгновенный дашшг период времени в качество нагрузок на ГШ принимаются статическко силы;

динамические нагрузки от движгеля ГТМ на грунт но учитываются в виду малых рабочих скоростей (2...5 км/час) движения ГТМ в тяжелых грунтовых условиях леса;

движение ГТМ осуществляется по ровной поверхности грунта и является установившимся:

значения НД по длине опорной поверхности гусеничного двикителя изменяются согласно закону, определенному математической моделью гусеничного двикителя, или на основании значения, подученных экспериментальным путем;

система "ГТМ-пачка дзревьов-грунт" уравновешивается силой тяги Рк, являющейся по отноиенко к системе внешней силой;

определенно опорных роакциа под катками движителя ГТМ в системе "ГТМ-пачка даревьев-грунт" выполняется дзвестныгш методами расчета.

На основе принятых допущения в процесс Езажодасстьил довки-jv.iT! ГТМ с грунтам*: на рис.2 продставлол елгорют; ¡«Есахя кзтсяа-тлчоскоя модели дааонкя систе;,'Л иЛП-шт.к, '¿рпвьев-груст", ко-:о:ы позволяет определить Еапр-ълылэс- ссстолщ.з грунта и глубиау образуемою гусеницами ПК. Анализ результатов, щюездзвшл: ■о предозгагноау алгоритм, К'.юэт существенное- ьазчзвко дяя прз-выбора конструктив^;;; пара-.отрог ГТ1г. п раз:..ы:',ош1я га ¡.о-л : У: ¿с-схс.гп оСсрудов-з:л:л гзч.'з: длре^ла сазо ГТН с . : ллл л лл;и; глогллателгл

¡лллллдыл ПОС.ЛДа^эцги! по опрздаглххз ; ллл::л:1;Я ;лсрь; 1:Д и ддллы опошо-а;гллл,л: "-зс..-„оз г. аявкгкг'еггк от ходшь« загз к :з?з;ш гусенпу дат дплллем ГТй ТГ--Л' л:зр:лгп доидеши.

д.-;;1 сиятпич V.7 г.,- ^гзчеля соло го::о.лаих мг-глн па щит л"лло г; т.:ллч.- л.л,'¡яг прппзиоахз гусг.ык: с ушлилзн-лл. и:глл:л. и;: л. л, л . ... .лтнлголькелгл уьллллл.:; рг.ллрев опор-лоз.-;.. лап: г-:углля по 1л...ллЛу' слзл .жи средлл

Споэдхгжмз глубины обрззукхцзйся колой з груито 23 ерзая прохода гта, 11(1;)

Рис. 2.

';-лт ■•.'^гТ'Лаая го.г°;:ь лроцэссз взчгаюдойствия двшзпполя ПМ ; гороуахукзигаюга гсунтз-.'и в система "ПМ-пэтка доротьсв-грунт"

¡Ш т.;;. ¡'ои. •¿тс-! кзссз "э'лкн возрастает по откоюниа

т я ллоц-'пь га контакта с грунтоа в шпдрзте. По-

гтат:г? :::сс 'лть ^уг-ствхгпогс уЕвлг'вт'я мзссы азккы за с®т гоь •■: гогся гог:-:зтр:гл1ых гч:лга; да доли о'дутн'.мго з^окта п гиду ир^пср гусолпп ч гс-дасгхая 1 юксимальных кксошг «оралршх

Г.-?- л.' 'п:"? скоростл ГТМ из ого

-;■-;../>-,, ю 1К„ " Р ск^рссти от Т,.1 м/с ;-0 Я,о М/С

по грунту (заболоченный торф) с высоки* коэффициентом пористости (£=,0.0) значительно уменьшается болкчкнз нормальных напряжений по глубина грунта, КПНД под движителем и, как слодствио, осадаа ГТМ. ¡I:; практике этот оффзкт в значительной мере нивелируется за счет роста динамических нагрузок.

Расчетп1,а исследования влияния сага гусеницы t4 на величину активно-опорных участков (рис.3) показали, что длина активно-опориых участков величина переменная и зависит от точки приложения. нагрузки, по беговой дорожке звона гусеницы и аага гусеничной ц:т;л. С увеличением ciara гусоничниа циш длина а;ггпв:;з -спсрдих упеши» возрастает до 60.3 см, но при этом сгезд и въезд опорного катка на звено гусеницы сопровождается "отрывом" црьтивополож-ку.х концов звеньев от грунгз и активно-опорная шгаьздь участка несколько уменьшается.

Максимальное пиковое нормальное давление на грунт от' двн-.гп-теля ГГМ значительно провшает среднее (конструктивное) нормальнее дтзлэшю и характеризуется коо^-яцкекток неравномерности

í = Р /Р

Полученные расчетные данные подпюрздэлт, что уволичонко колеи от ГТМ 1усот место при наличии высоких значений М1ПЩ и коо^адоата

lía:; изменю, меньшие значения МГК1Д присуди пповмогусоничным , разрабатывавшимся с GO-x годов в НАМИ под руководством д.т.н. В.М.Семенова и д.т.н. Н.О.Бочарова. Одна из послод-i:;íx разработок в ризвжп» га идоа - конструкция к,т.н. доцента Ке/: гор одто политехнического институт.-. Ь'. Б. Do со лова.

С исуодыо иптеяатачоского тодолирозаннн састсжа "ГТН-пачка д '.ровк-'в-грунт" бьш разработаны конструктивам пэт.:.:.:отри подобного дь::"Н1сля д:л жгххя Л1-18Д и Ц-4М. Кр,сгор,:зк сллкапноста я.кылмь рсг,::сл'зрпость распределения цц иод опорной ртгаш гусеницу с ют'л!с:г.ок крутящие KOssoirroB в парнирах (обратная ¡:-:осг-кость гусеницы).

списаны результат: вкспорггонтагашс псслэ-по отродилнид оцарно-ьрокунчцх п мтт-.а голой проходгаоатп:

Рке.З.

Вхмниэ изивязния азтз гусенивд нз Болтину опорно-активных

. участков ГТМ 1Т-4М

•Пзрзкэтра лесного груэтз: г = 0,9: у = 2,55 г/см3: >сл= 0,4 см/с. Скорость движения ГТМ v = 1,2 м/с, изгругкз нз шгг 40 кН.

Согласно методики экспериментальных исследований определялось напряженное состояние грунта под движителями ТТ-4М и ЛП-18Д и колея при различных иагрузочных режимах движения. На рис.4 представлены осциллограммы заездов 1Т-4М с серийным дарителем и с ВЭД, на первой передаче, с грузом 65 кн. а также соответствующие км спектральные плотности процессов изменения напрятанного состояния грунта. Статистическая обработка данных экспериментальных исследований (магнитограмм) проводилась на измерительно-аналитическом комплексе Ш-г по программе Tacqln и на ПЭВМ.

Сравнительные испытания на колееобразовзЕта машин ЛП-18Д и ЛП-18Д-ВЭД на влажном грунтовом участке в холостом режим движения по 10 заездов вперед и назад показали, что колея посла ЛП-18Д - 21см, а поело ЛП-18Д-ВЭД - 6см. В среднем глубина образуемся колеи посла прохода ЛП-18Д-ВЭД в 3.3 раза «оньвз чем посла евриа-ноа машины.

При зкедариментальных исследованиях установлено:

- распределение ВД под соршшым движгелом ПМ икезт ярко выраженный неравномерный характер с максимумами под серединой опорных катков:

- около 50% опорной длины серийного движителя но участвует в шредаче ВД на грунт: . .

- взличкна действительного ВД в грунте от серийного движителя значительно превышает.его расчетные ерзднкэ конструктивные НД на грунт, отношение измеренного ШВД к расчетному среднему конструктивному ВД ГТМ Т1-4 с грузом 50 ке на глубина 20 ск равно 7,3 при коэффициенте неравномерности распродзлзния ЦД 4,3;

- сопротивление поредвижению машины ЛП-18Д-ВЭД на 282 нижа по сравнению с ЛП-1ВД, оснадрнной серкгноа гусеница;

- иа переувлажненных лесных грунтах сила тяги на кряке кггш-ны ЛП-18Д-ВЭД превышает аналогичную у езржшоз машины на 353;

По результатам оксгорикэнтоз отмечено, что изьаняеьгыз параметры движителя оказывают значительное влнянзз на взличину и характер изменения эпюры ВД. Однако на все изманекия зпюры ВД значимо влияет на величину сбрззуащзйся колеи. Било выявлено, что на интенсивность колаеобразования в больса.~ степени влияет акплэтуда изменения нагрузи! от движителя на грунт и период ког.ду пикам: ВД от прохода опорных катков.

Анализ данных различных заездов с Езрьирувгоки параметра:^: движителя и нагрузок еа еого показал, что в пределах погреазостл

"•Г'нтсз отнзгазиз гзачзнгг гхетпггуд ускорении, сообцзеных 1т;г_"ту, рз^г отнсзегиа значска образованное колзи. Таким образе«, Iобрзгутзергся кзлзг определяется гнаяезггм гушзгтуда

успгг^г-д, 2 величина;: частоты или амплитудами колвбанпа в от-С-^даззтслыз, в хачзствз характеристики зпкры НД, га грунт, дз^на Сыть гр:щята величина ахплпуда ус-:'д, а тсчесз, инерции, дзаствувцэа ча час-

груд г.-. :; / Щ.

Для прсгерп: ¡т.2ь;1-ЕЭста взспрстазедекия в модели связоа и .и образоздн:'-3. колеи под дз™;;ттслом ГТМ

ргггзты по слродглзкпз кзлги и сопзстсзлоп;!я с дзнльаги, з результате гксирднэнтоз с сзрягши Д2;:аггслзм ПМ 11-^-:. Сггдноггзт^гтэтескзя в оксдертленте • глубина колеи после 1~-:юдз гсстзеилз 9,1 ± 0,2 с::. Взодзнш исходных экспери-ягггыкгл гззЕЛ в расчета кзтекзтяюскса кодели "ГТК-пзчка дз-рс21.*гз-грузт~ дзлп результат па значзнко гдубикы колеи 8.0 см. Тгкгх обр^зси результат гдуйггы колеи гшсгз оддзго прсходз ГШ Епадкдутрг; с^Бзргтазьного интервала дянтпл зксизрженга.

Сдз,Ес.зггель5з, результаты зкспзразазвталымт ксс-эздавакзк пуйззрадзхх адекватность воспроизведения в «сдай связеа и апо~ сзака реального прсфсса сбразозании кгикя пая движитолзя ГТМ.

Ерсзэдрнзгз ггхтЕргхзнтглыиа ессвздзвэеия позволят- реали-взззтъ ссесзеыз Еалсаздня тсзретЕчзскоа части работа в котодике рзсчз-п^х Ессхздзэзнга сизрсз-Брекондых показзт&лза проходжосш ХТ5Л ез 23». Схмз рзалжгдда прсдстазлзна ез риз. 5. £ тате"« сгддздз призсд^ды ссдзехьй инвады палучелюз по результата рзбзти:

I. РззгзбсягзЕЗ каггЕкзтЕпо с:-:ая кздзлъ па оцрздзлзяхв ЦЦ шд гузенг'Еыэг хнггигалэ» лзсг.гзготс:>:гтльно2 кздины, учитавзхцгя ггг::^"* лгг-ггсз эссйзгЕЗСТи аз изгруз-зчЕК! реззкоз, кодгтрукциэ е д^зггзля, гззньзз, пзрз^зных связза, а тахгэ пргюзня-

згзгпг-рьал гугзддц.

проьзрха шдззала удозлетБср^ггельдуп сха-ресультзтоз з:-:сЕЕр^:злта и расчета га КД под

издалъ ьззптодзгстннл гуседич-с груэтсм,

г.з гггчгна

тз, ;^ тгр у" : х глршзт-

ИСХОДИ ы

(Группы

Е ДАННЫЕ

факторен)

Пегззя группа (¡йнструктавкъю' показатели

гусеничной трзлззочноя _машсп^_

ОСцко конструктивные параметры ГТМ

Конструктивные парамзтры движителя:

саг гусеницу,'{г

•лигина гусежсзд, Ь материал звена, I, и материал пальца, I, л МСМ9ЙТ упоугости

шарнира,'.'^

количество звеньев я спорная части гусениц-.;, п_

хз-гкз

вгсстсЬяия кчткзми угол в£6?.да, х угол сьрздз, Е0С02Ш показатели

^тсч катков зге на пальца

диамзтр тодудзго колеса кол-во зубьев вздутого колеса диаметр направллкгсрго колеса

Вторая группэ (Технология работ) Трэлэвка: бесчскерная.трссо чокопяая. Расстояние трэлов ки. Йвд перемещаемая древо-скны: деревья, хлысты, сортименты. Способ трелевки: за ксмли, за вор'Х'жы. Объем формируемой пачки. С-поссб перемещения пачки: волоком, полунагруженном, груженом, полуподкжзнпом. ¿оссвод-чосккэ требования._

Оцэнка олоряо-нронэгшкх показателей псоходу-кпсти и отлогкчзскан оценка ГТ1А

Третья группа (яагрузочяо-сксростноя режя работы ГТМ)

гесжотргпосккэ и восош» параме гры пероуе^аочаа

Д[ёБ8СК1Ы

скорость движения ГТМ коз ¡¡'иционт динамичности

Чотг. ртая группа (Условии эксплуатации) ЛОСНОЯ грунт: влажность, Ш пористость, г уд;ельн:,:и вое, ^ уделы'ьгл кос воды, коэ.|£;яйюат уплотнения, а мощюсть деятельного слоя, Нич« коС'Кицнонт фильтрации, „

ТИП ПОЧЗЧ

г/.одуль Деформации, Е коз ¡^ицпонт Пуассона грунта, л

постоянная А цикла "нагрузка-разгрузка"

Запас лзсэ, н3/га

'"одульная программа

И показателей ГТМ в система

Поршя модуль Расчет опорных позиция на катки ГТМ

Нгорий модель Математическая модель гусеничного двинзполя по определению З1хры нормальных давления да грунт

Т рз Г,М МиДй'лЬ

'Натонзтичоская модель па спре до ллггез нот: ::аль нас нагтрнхвнип в грунта и колой О"" ГТМ Б скстскэтп!-пччп; ггтзюп - лэтит"

Рис. 5

Ппрад-о л?гл:.> опорнэ-&рзуеншх показателей пр^ход^-осп: ГТМ на "Т.'М.

,„„-..„¡и "ГТМ-пачка дорэвюв-грунт", влияния на колоообрзззва-

числа проходов и скорости даяюякя гусопичной трелевочной мз-lв система "ЛМ-лзчха дэревшз-грунт".

3. Разработана методика расчета опорно-временных показателей n¡ сходимости гусояичноя трелевочной машины в систомо "ГТМ-пзчка дзглг»1г.г,-г}!укт" и рраяизотегкз в ьидэ прогрзхкы на языкэ Паскаль для IDL-M, учиткл-^лдзя тсшгалогив хз сосочных работ, конструктивный и эксл.-.у;;'!'Ш'/Г^ки:..'? параметры примонпсмся гусеничной трелевочной ктгзи, r¡>у гггспэ-¡^личаткчоскгы и лого- сырьевые условия зксплуата-т

0::сп пзп проверка разработанной методам показала

у;; -р-ольку:.": сходдазсть результатов эксперпгепта и расчета.

4. 1!Г);л.Т!п росчопшя оцзпка влияния конструктивных парз-

-о дарителя с уоллсз:1ончзтсй гусеницей на опор-но-»¡хитах» юкгоэтрли проходимости и установлено, что уволиче-

йога гус&хаи t со 134 до 210 мм. уманквает колеообразованио ГТМ до .зг-.

5. Сс^сжьп ^ижитми гусеничных трсиввзчкых жаиин, осназра-tütj к?л:лп!«ичз71.3Ей гуезлицзкп, на обогпэчгвзоот троЗускыэ опорную прохс^кссть лосозапггоайтольвоа техники на тгзреувлаяжзнкых .доеных грунтах и ссхрзкнссти. их верхнего растительного слоя. -Одним из »Мокткыщх средств выполнения этих требований является примо-ненио гпювмогусеничного двтмтеля.

6. Гзсчэтаю исследования согласно разработанной методики, по?бо»1Ж доработать конструкцию и рекомендовать материал для изготовления пневкогусоничного дзияигголя для гусеничных трелевочных кзТИХИ ТТ-4М и Л1-1ВД.

7. Проу-оденные расчетный и оксгаркзнталышз ксслодования rycr.sv-ашх тролеьочкых мззив ТТ-4М и ЛП-18Д с пкавмогусеничнш деижтулом похзззхк еуцоствояяоо енгегоню темпа колзеобразования в 2,Г) т 3,0 раза на пэрву&зашэнных грунтах.

я. Гозрабстзнкял методика позволяет нз стадии проектирования rycr.r.ir.Hux трелевочных маетна опроголкть необходимые опорно-vipr:.v. .■!:!:: íc покялпели проходимости ка шреугшаюшшх грунтах с г..-;рзтатр"'В технологического оборудования п ¡'.оста рззмооэ-'■;"//. !~.s i- трзктога, конструкции и 'n~i;i .¡¡зитгпто.'я, скорости _;,vn г^пл г<:и;, у >сси тр^л'-ког пзчкн дзрошсь и стссбэ '¡уолоз-

з с .ути/т. к у сроду.

■ p^c-ovn ;;o:r ¡-ри-уочьрх пзпытлдиях

ма^икы /Л-1НД-, где пкоБясгусшг.пчыа двнкитель использовался в качество сменного комплекта, и при зкйкуатацгяших sciktskkj:* ка-екны ЛП-18Г с отим хшвзполгм в Кэтмокско- городецчок .rocuj-.vz сэ Вологодской области.

Список pogot опубл1жщ»г!пш^_ш towj7.5ccpjtrai5ik.

1. A.C. 1720071 СССР, МНИ Г;Ь2 D 55/247 Шоимогрзк гуг-гитя транспортного сродства / М.О.Соколов и другие укззякнпо в cj знании. а 4320318; Заявлено 23.04.02.

2. Л.С. 1748389 СССР, КЮ1 BG3 D 55/247 Пневматическая гусо-¡шда / М.О.Соколов и другие указанное в описании. ,'» Заяз-лоно 15.05.00.

5. М.О.Соколов и другие?. Для повышения проходимости лесозаготовительных мазки. "/ясная проныплзннссть" W, IS02.

6. М.О.Соколов и другие. Гг.зиногаз гусеницу. "Наука и хекзнь" ,'52, 1933. стр..17.

7. МЛ.Соколов и другко. Мотод рзечота. "Лосноа куриал" .'51,

1933.