автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Повышение эксплуатационных свойств колесных трелевочных тракторов путем обоснования их основных параметров

На правах рукописи

КОЧНЕВ Александр Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОЛЕСНЫХ ТРЕЛЕВОЧНЫХ ТРАКТОРОВ ПУТЕМ ОБОСНОВАНИЯ ИХ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

05.21.01. Технология и машины лесного хозяйства и

лесозаготовок

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Санкт-Петербург-1995

-Е-

Работа выполнена на кафедре лесных гусеничных и колесных машин Сешкт - Петербургской лесотехнической академии.

Научный консультант - Засл.деятель науки и техники

Российской Федерации,доктор технических наук,профессор АИИСИМОВ Г.М.

Оффициальные оппоненты: Доктор технических наук,профессор

ЖУКОЗ А.В.

Доктор технических наук,профессор ПИТУХИН A.B.

Доктор технических наук,профессор ДОБРЫНИН Ю.А.

Ведущая организация - АО "Онежский тракторный завод".

Защита диссертации состоится "¿^"декабря 1995г. в 11 часов на заседании диссертационного Совета Д 063.50.01 в Санкт-Петербургской лесотехнической академии (194018,Санкт-Петербург, Институтский пер.,5, главное здание, зал заседаний).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан "¿-3» •// 1995г.

Ученый секретарь диссертационного—^ Совета.д.т.н. .профессор

Анисимов Г.М.

-з-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Повышение эффективности лесозаготовительной промышленности во многом сдерживается техническим уровнем и структурой парка машин для первичного транспорта древесины. Правительственные органы страны принимали несколько постановлений о создании отечественных лесозаготовительных машин на колесной базе, но до настоящего времени в России нет серийного производства колесных трелевочных тракторов (КТТ) современного технического уровня. Существующие машины являются'модификацией тракторов.различного назначения и не отвечают требованиям, которые предъявляются к машинам для эксплуатации в лесу.

Созданию и внедрению мобильных машин в смежных отраслях народного хозяйства, например дорожное строительство, сельскохозяйственное производство, предшествовала разработка единой теории движения машины или взаимодействия машинно-тракторного агрегата с почвой. Применительно к колесным лесопромышленным тракторам исследовались лишь отдельные вопросы их взаимодействия с предметом труда и волоком. Разработка единой обобщенной теории движения или взаимодействия колесной трелевочной системы (трактор-пачка древесины) с волоком является сложной научно-технической проблемой, имеющей важное народно-хозяйственное значение. Только общая, теория взаимодействия трелевочного трактора с волоком позволит оптимизировать параметры как отдельных механизмов и систем,гак и машины в целом, достичь высокой эксплуатационной эффективности, а также снизить экологический ущерб от их функционирования.

Цель работы - повышение эффективности процесса трелевки древесины и снижение экологического ущерба от колесных трелевочных тракторов путем оптимизации их параметров на основе обшей теории взаимодействия трелевочной системы с волоком.

Задачи исследований. В соответствии с целью работы определены следующие основные задачи исследований:

1. Провести обобщение выполненных ранее исследований и разработать математические модели, отражающие взаимодействие существующих и перспективных колесных трелевочных систем (КТС) с волоком с учетом упругих свойств грунта, сглаживающей способности шин, неголономных связей колес трактора и волочащейся части пачки дре-

весины с волоком, нелинейного характера взаимодействия движителя с грунтом и звеньев системы между собой, свойств моторно-трансмиссионной установки и рулевого привода, а также оператора.

2. Разработать пакеты прикладных программ и провести исследование полученных математических моделей на ЭВМ.

3. Создать автоматизированную систему хранения, систематизации и анализа данных по основным параметрам трелевочных тракторов отечественного и зарубежного производства.

4. Разработать методику и аппаратуру для исследования уровня колебаний, режимов работы и нагруженности основных механизмов и систем, а также эксплуатационной эффективности существующих и перспективных колесных трелевочных тракторов.

5. Провести исследовательские испытания существующих и перспективных колесных трелевочных систем с целью получения банка новых данных о их взаимодействии с волоком, составления эквивалентных расчетных динамических схем, разработки математических моделей и подтверждения их адекватности.

6. Предложить и обосновать новые критерии и измерители, характеризующие влияние параметров и технических решений колесных трелевочных тракторов на экологическую совместимость с лесной почвой, а также наметить основные пути ее повышения.

7. Разработать рекомендации по выбору оптимальных параметров существующих и перспективных колесных трелевочных тракторов ..позволяющих достичь повышения их эксплуатационной эффективности.

8. Предложить новые технические решения на уровне изобретений, даювде возможность повысить технический уровень существующих и перспективных колесных трелевочных тракторов,а также их эксплуатационную эффективность.

Объекты и методы исследований. Объектом теоретических исследований являлась сложная многомерная динамическая система "КТТ--оператор-пачка древесины-волок" и ее основные подсистемы,адекватно отражающие конструктивные особенности существующих и перспективных колесных трелевочных тракторов и условия их эксплуатации. Объектами экспериментальных исследований являлись колесные трелевочные системы на базе серийных - ЛТ-157,ЛТ-171 и перспективных -ТКЛ-1,ТКЛ-4,ТКЛ-6-02 колесных трелевочных тракторов и сортименто-

-б-

возов ТКЛ-6-04 и ТЕКГ?АТЕК-100Ф, оснащенные электроизмерительным оборудованием.

Теоретические и экспериментальные исследования базировались на применении методов системного подхода, теории вероятности,исследования операций, теоретической механики и оптимального проектирования.

Научная новизна. Научная новизна работы заключается в создании единой обобщенной теории взаимодействия существующих и перспективных колесных трелевочных систем с ьолоком с учетом неголо-номных связей шин и кроны пачки древесины с волоком, упругих свойств грунта, сглаживающей способности шин, нелинейного характера взаимодействия колеса с грунтом и звеньев системы между собой, свойств моторно-трансмиссионной установки и рулевого привода, а также оператора, позволяющей оптимизировать основные параметры и режимы эксплуатации колесных трелевочных тракторов на стадии их создания и модернизации, что дает возможность повысить их эксплуатационную эффективность и снизить отрицательное влияние на лесную почву.

Значимость для теории и практики. Совокупность разработанных математических моделей взаимодействия существующих и перспективных колесных трелевочных тракторов с волоком, пакеты прикладных программ и результаты их исследования на ЭВМ, а также ряд полученных впервые экспериментальных данных по уровню колебаний, режимам работы и нагруженности моторно-трансмиссионной установки, рулевого управления и технологического оборудования, явившихся основой определения ряда оптимальных параметров и новых технических решений, можно считать теорией взаимодействия колесных трелевочных систем с волоком, значительно углубляющей общую теорию лесотранс-портных машин.

Разработанные методика и математические модели оценки взаимодействия колесных трелевочных тракторов с волоком позволяют:

выбирать основные параметры колесных трелевочных тракторов на стадии их создания, включая массово-геометрические параметры базовой машины и технологического оборудования,упруго-демпфирующие характеристики шин и гидропривода механизма складывания, параметры гидросистемы рулевого управления;

назначать новые технические решения по основным агрегатам, механизмам и системам трактора;

оценивать влияние различных технических решений по трансмиссии, ходовой системе, подвеске, рулевому управлению, технологическому оборудованию и т.д. на: тягово-скоростные и сцепные свойства, проходимость, курсовую и динамическую устойчивость, плавность хода и маневренность тракторов; режимы нагружения основных механизмов и систем; уровень колебаний на рабочем месте оператора и экологическую совместимость трактдра с лесной почвой.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Обобщенная теория взаимодействия существующих и перспективных колесных трелевочных систем с волоком, включающая методику, математические модели основных механизмов и систем трактора и пакеты прикладных программ для их исследования на ЭВМ.

2. Новый подход к моделированию взаимодействия колесной трелевочной системы с волоком на основе учета неголономных связей, позволяющий поысить точность и достоверность расчетов.

3. Автоматизированная система хранения, систематизации и анализа данных по основным параметрам трелевочных тракторов отечественного и зарубежного производства.

4. Оптимальные параметры моторно-трансмиссионной установки, рулевого управления, подвески, ходовой системы и технологического оборудования существующих и перспективных колесных трелевочных тракторов.

5. Новые показатели оценки экологической совместимости колесной трелевочной системы с лесной почвой.

6. Зависимость коэффициента сопротивления качению и величины паразитной мощности, циркулирующей в трансмиссии от скорости движения колесного трелевочного трактора.

7. Новые технические решения по конструкции существующих и перспективных колесных трелевочных тракторов, защищенные патентом и авторскими свидетельствами на изобретения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на Всесоюзном семинаре в МВТУ им.Н.Э.Баумана (1986г.), Краевой научно-технической конференции в Сибирском технологическом институте (1986г.),Всесоюзной научно-технической конференции в НПО "НАТИ" (1989г.), Всесоюзном научно-техническом се-

минаре в Казанском сельскохозяйственном институте (1991г.),научно-технической конференции Марийского политехнического института (1988г.), научно-технических конференциях С.-Пб. ЛТА (1985,1987т 1989,1991,1992,1994г.г.);на технических советах ГСКБ АО ОТЗ (1985 ...1994г.г.), СЗФ НАТИ (1988...1991г.г.),а также включены в научные отчеты кафедры лесных гусеничных и колесных машин С.-Пб. ЛТА (NN ГР 01840051181,01850022234,01860054376,01910052777,0193000039, 0195000098) и Северо-Западного филиала НПО НАТИ (01910031618, 01910010882,01910031619,01910013017,01910056429).

Реализация работы. Основные результаты работы внедрены в АО "Онежский тракторный завод",ПО "Харьковский тракторный завод",Се-веро-Западном филиале ШО "НАТИ" и в учебный процесс кафедры лесных, гусеничных и колесных машин Санкт-Петербургской лесотехнической академии.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в монографии, 35 статьях и включены в методические пособия. Результаты исследований отражены в 14 научно-технических отчетах.На технические решения,охватывающие различные вопросы проблемы,получено 11 авторских свидетельств на изобретения и патент.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы 424 е., из них282 с. машинописного текста, 82 рисунка, 23 таблицы, 43 с. приложений. Список литературы включает 158 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационных исследований, сформулирована их цель и научная новизна, дана краткая аннотация работы и приведены основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Анализ состояния проблемы.

Условия эксплуатации трелевочных тракторов весьма многообразны. в отличие от тракторов сельскохозяйственного и промышленного назначения трелевочный трактор работает при сложном количественном и качественном сочетании климатических условий, преобладающего

рельефа местности, коэффициента сопротивления движению, характера древостоя и рейсовой нагрузки. Такая неопределенность условий эксплуатации трелевочных тракторов требует особого подхода к их классификации и выбору оценочных показателей. Среди наиболее значимых характеристик условий эксплуатации трелевочных тракторов целесообразно выделить показатели опорной поверхности - несущую способность почво-грунтов, рельеф местности, а также параметры древостоя-средний объем хлыста и запас древесины на 1 гектар.

Предложена систематизация условий эксплуатации колесных трелевочных тракторов по регионам и сезонам их использования, категориям почво-грунтов, глубине снежного покрова и величине рейсовой нагрузки.

Установлено,что особенностью современного этапа лесозаготовок является расширение доли выборочных рубок, рубок ухода и санитарных рубок, рост объема заготовки древесины сортиментами, а также смещение лесозаготовок в районы с преобладанием грунтов пониженной несущей способности. Указанные тенденции изменения условий эксплуатации и технологий лесозаготовительных работ необходимо учитывать при создании перспективных трелевочных тракторов. Значительное повышение производительности труда возможно при переходе на гибкую систему лесозаготовительного производства с применением модульной системы машин, общие принципы построения которой, классификация и возможные схемы применения предложены и обоснованы в работах ученых Санкт-Петербургской лесотехнической академии.

Взаимодействие колесного трелевочного трактора с внешней средой можно представить системой "КТТ - оператор - условия эксплуатации - рабочие режимы - мероприятия по восстановлению", объекты которой взаимосвязаны и обеспечивают выполнение трактором рабочих функций при определенной эксплуатационной эффективности. Цель применения системы - ее конструирование с вычленением и классификацией объектов, установлением связей и определение влияния параметров объектов на эксплуатационные свойства КТГ, характеризующие эффективность их применения.

Технический уровень тракторов различного назначения и качество их функционирования в перспективных производствах будут оцениваться в большей мере по степени отрицательного воздействия на окружающую среду или экологическому ущербу. Концепция экологи-

ческсй совместимости системы "движитель трелевочного трактора -лесная почва" дана в работах проф. Анисимова Г.М., где активное управление экологической совместимостью рассматриваемой системы рекомендуется вести по следующим пяти основным направлениям:технологическое , конструкторское, эксплуатационное и лесоводческое. В большой системе "КТТ-лесная среда" целесообразно выделить подсистему "движитель-лесная почва" и оценить экологическую совместимость объектов этой системы с применением новых критериев и измерителей, характеризующих влияние параметров и технических решений трактора на площадь и степень уплотнения почвы.

Основы теории движения автомобиля и трактора заложены в работах Е.А.Чудакова, А.А.Хачатурова, Я.Е.Фаробина, Я.Ы.Певзнера, Р.В.Ротенберга, Д.А.Антонова, Я.Х.Закина, А.С.Литвинова, Е.Д.Львова, П.В.Аксенова, Н.И.Яценко. Существенный вклад в развитие методов проектирования и исследования колесных машин внесли также И.А.Варский, Ю.А.Брянский, И.А.Бухарин, А.И.Гришкевич, В.В.Гуськов, Г.М.Кутьков, И.П.Кееневич, В.В.Кацыгин, Е.Ю.Малиновский, И.Г.Пархиловский, Г.А.Смирнов, В.Ы.Семенов, В.П.Тарасик.И.С.Цито-вич, Д.А.Чудаков, В.И.Кнороз, В.С.Щупляков, Е.Ведемейер, Е.Фиала, И.Рокар, Д.Зллис, М.Беккер и другие исследователи.

Анализ опубликованных научно-исследовательских работ по динамике колесных трелевочных тракторов показывает, что их направленность можно условно разделить на две основные группы. К первой группе относятся работы по исследованию динамики трактора в целом, включая:.устойчивость направления движения, плавность хода, боковую динамическую устойчивость, проходимость, экологическую совместимость с лесной почвой и т.д.).К указанному направлению можно отнести работы докторов технических наук: A.B.Жукова,Г.М.Анисимова, В.А.Александрова, Н.И.Библюка, Ю.А.Добрынина, В.И.Варавы, В.М.Ко-тикова; канд.техн.наук: Ю.Е.Рыскина, Ю.И.Провоторова, Д.В.Памфилова, Б.Т.Перетятко, В.И.Букова, И.С.Ратнера и ряда других авторов. Ко второй группе относятся работы, посвященные исследованию динамических процессов, происходящих в различных агрегатах, механизмах и системах трактора, включая нагруженноеть и режимы работы мотор-но-трансмиссионной установки, гидросистемы рулевого управления, технологического оборудования, подвески, ходовой системы и т.д.). К данному направлению можно отнести работы докторов технических

наук: Г.М.Анисимова, В.А.Александрова, Ю.Д.Силукова, Н.Ф.Бочарова, В.Ы.Семенова; канд.техн.наук: Л.И.Егорова, В.П.Сергеева,О.Ы.Ведерникова, В.А.Симановича и других. К работам, направленным на исследование упруго-демпфирующих свойств трелюемой пачки древесины и ее формализации при обосновании расчетных моделей - работы Б.Г.Гасте-ва,В.А. Александрова, Б.Б.Бишк, Л.И.Библюка.Н.Ф.Бочарова и других.

.В опубликованных работах по динамике колесных трелевочных тракторов не прослеживается единого методического подхода к построению обобщенных моделей функционирования трелевочного трактора, не всегда учитываются упругие характеристики грунта, сглаживающая способность крупногабаритных шин, неголономные связи, возникающие в контакте шин и волочащейся части пачки с волоком, динамические свойства гидропривода механизма складывания, нелинейный характер работы элементов трактора и связи их между собой. Исследование взаимодействия колесного трелевчного трактора с пачкой древесины и волоком целесообразно проводить на основе единой модели функционирования, включающей модель динамики трактора в целом и модели его основных механизмов и систем, имеющих взаимосвязь как мЗжду собой, так и с моделью управляющего звена - оператором.

На основании проведенного анализа рассматриваемой проблем; установлены основные направления научного поиска, цель и задачи исследований.

2. Эквивалентные динамические расчетные схемы системы "трелевочный трактор-пачка-волок".

Динамика колесных трелевочных тракторов существенно отличается от динамики трактора сельскохозяйственного и промышленного назначения. К основным особенностям динамики колесных трелёвочных тракторов следует отнести: широкий спектр • внешнего воздействия; значительные габаритные размеры • и . высокие упруго-демпфирующие свойства трелюемой лачки древесины; конструктивные особенности как собственно трактора, так и установленного". на. нем технологического оборудования. При замене реальной'системы' эквивалентной расчетной схемой важно сохранить ее динамические- свойства и достаточно.полно отразить физические процессы работы: Упрощение реальных динамических систем "трактор - пачка - волок" должно базироваться на'трех.

основных принципах: цели исследования, режимах работы и динамических свойствах исследуемой системы.

Анализ технического уровня и конструктивных особенностей существующих и перспективных колесных трелевочных тракторов осуществлялся с использованием разработанной многофункциональной автоматизированной системы их основных параметров "ЛЕСТРАК", позволяющей существенно уменьшить затраты времени на поиск необходимой информации и ее анализ, а также увеличить достоверность информации и создать условия для перехода к автоматизированному проектированию тракторов. Результаты анализа конструктивных особенностей КТТ и проведенные расчеты позволили обосновать эквивалентные динамические схемы систем "КТТ-пачка древесины-волок" и "сортиментовоз-опе-ратор-волок", имеющие по 14 степеней свободы и учитывающие упруго-демпфирующие свойства грунта, сглаживающую способность шин, нелинейный характер взаимодействия колеса с грунтом и звеньев трактора мевду собой, упруго-демпфирующие свойства механизма поворота и оператора, Рис.1 и Рис.2.

3. Математические модели взаимодействия колесных трелевочных тракторов с волоком и их исследование.

При движении колесной трелевочной системы по волоку в контакте движителей трактора и волочащейся части трелюемой пачки древесины с опорной поверхностью возникают неголономные (кинематические) связи. Наличие указанных связей требует особого подхода к построению моделей, заключающегося в том, что декомпозиция общей структуры исследуемой динамической системы на подсистемы осуществляется путем выделения неголономных связей в отдельную подсистему с последующей ее стыковкой с математическими моделями систем "КТТ-пачка-волок" и "сортиментовоз-оператор-волок", а также использовании для построения дифференциальных уравнений движения исследуемых• КТС по волоку уравнений Лагранжа с неопределенными множителями:

ЪТ

Ьт Ьqi

ЪП

Ьф к к а — + Е <Ь -ь Е кЦ + Е Х\>Ау1

1-1

1-1

Е + Ау

1-1

(V

(1 - 1,2...к), 1,2...<1) .

О

Рис. 1 Эквивалентная динамическая схема системы "трактор—пачка древесины—волок"

л

-lü-

где Т-кинетическая энергия системы;П-потенциальная энергия системы Ф-диссипативная функция системы;Qi- i-я обобщенная неконсервативная сила;Mi- 1-й обобщенный неконсервативный момент;«^- i-я обобщенная' координата;^i- i-я сообщенная скорость^-неопределенный множитель Jlarp&HKa-.AVi ,Av -коэффициенты уравнений неголономных связей; 4-число неголономных связей.

С учетом конструктивных особенностей тракторов, принятых допущений, согласно предложенным эквивалентным динамическим схемам, на основании уравнений Лагранжа второго рода составлены уравнения движения исследуемых трелевочных систем. При этом за обощенные координаты системы "КТТ-пачка древесины-волок" приняты: X, Z, Y, 3, Vi, Г2, тз, Xi. \z, oí, ф, Ya, Z3, Z4 (Рис.1), а системы "сор-тиментовоз-оператор-волок": X, Z, Y, 3, Vi, Т2. М. Х2, <*l,«2, zk. Zon. Yon. Xon (Рис.2).

В общем виде уравнения движения исследуемых КТО выглядят следующим образом:

"КТТ-пачка древесины-водок"

aiix+ai3Z+ai4B-ai5Ti+ai6r2+ai7V3-aiioc<+bi432-bi5ri2+ +bi6V22+bi7Í32+biio<X2 - 0»ijXx+P4VDRijXx+R4Xx+PKpV +EPi 3f x+a?t: \+П>и Tx+£Peri "x

а22У- 325*1" a26V2-a27 VVa28Xl+a29Xz+a211Ф+Ь25Т12+Ь26Т22+

+b27V32-b28Xl2-b29X22-b2ll1].2 - O»!JУу+РзУу+Р4Уу+П?и V

+R3yy+R4VPKpVEPi J V^i jky+CPijTy+2Pei "y

аз1Х+азз2+аз4ё+азбГ2+аз7Гз-аз8Х1-аз9^2+аз1оа+аз11Ф-Ьз4С2+ +ЬзбГ22+Ьз7Гз2-Ьз8Х12-Ьз9Х22+Ьзю«2-|-Ьз11ф2 - EPijZz+P3Zz+ +Р4х2+а?1е'2+а1 i VR3VR4VPKpVavin2

a4ik'+a432-(-a443+a45Vl ■ а4бГ2+а471ГЗ+а48Х1+а49А2+а410«-а411ф--Ь44В2+Ь45Т12+Ь46Т22-Ь47Г32+Ь48Х12+Ь49Х22+Ь4100£2-Ь411Ф2 -- EPUJ +EPld* +P3% %

-a5iX-a52y+a543+a55Íri-a58Xl+b54¿2+b58Xl2 -

+D?!, Y+Щ j J+EPi з^ЕРа^+ЕыГз^е^ЕРе! *

-15361 аб2У+абзг+аб4 О+аббТ 2+аб7 Ï3~ 369*2- аею«- ^Ы i $+Ьб402+ +ЬббГ22+Ьб7Г32+Ьб9А22+Ьб10а2+Ьб11Ф2 - £Р2з n +

+Р3УГ1 +Р4УГг +PA-Z *Í +CR2dXñ 4R3\ +Й4УГа +РГПГг+

+Rrn^+EM2!r2 +МрпГа +Н,сФп +МрФг»+ркРП +

+РкрУП +£Р2/Гг +Zf2JTr2 +CPeinn

а71Х-а72У+а732+а74е+а7бГ2+а77Тз-379X2-a7i0«-a7ii^+b74¿2+ +b76V22+b77f32+b79Á22+b710«2+b711'¡'2 " P3ft +P4v, +P4>k + +R3yn +R4yfî +R4xn +РкрхГз +РкР^

а82У-а832+а84в-а85Г1+а88Х1+Ь8402+Ь85Г12 - EPlj^ +

+Pij, Д +ЫгЛ *

a92y-ag3Z+a940-a96't¿-a97r3+aggÁ2Ja9io«+agii^+bg4Ú2+bg6f22+ +bg7ï32-bggX22-bgioà2-b9i1i2 - W'Zj^z +ЕР2зУ2 +РЭ%г +Р3Уг +

+p2sn +R3Z¿ +РГПДг+

+Rrn зг+Игш 1г +МПя -цг +Мгш*'г +ИПш®'2 ■'"EPeri яг.

-aioax+aio3Z+aao4Û-aio6r2-aio7ï3-aiogÀ2+aioiobi+aioiiï--bi04¿2-biO6lf22-bi07lf32-bloi0tí2+blOlli2 - Рз5 +P4¿ +

+R3^+R4X¿+Prn¿+Rrn¿+MaPU£ +РКр*

aii2y+aii3Z-aii48-úai6r2-aii7r3+aiigX2+aiiio<i+aiiii'<¿í-+bn4é2+bii6Ï22+bii7ï32-bii9X22+biiioà2-bniii2 - Рз^ + +Р3у +Р4уу+Рз^ +R3^+R4^+Prny+Rrní,+Mnnnf +Ищф + +Ркр y

31212УЗ - РзуэУ+КзузУ+СРе1узп

ai31 ЗУ3 - P323Z+P4z3Er+R323Z

a14a4Z4 - Р322 +Р42" +Рб2е +R3zz +R42Z

8 - Ti + Ï2, i - 1...2, j - 1...2

(2)

-16-

"сортиментовоз-оператор-водок"

Э111с+а14а+а15И+а1бГ2+а19о(а+а11оа2+Ь14В2+Ь15Г12+Ь1б"*'22+ +Ь19«12+Ь11оа22 - а>иХх+РопХх+РрХх+1Ьихх+КоП*х+КрХх+

+2Рг з кх+а>1 з гх+ач з тх+о»г1пх

а22У+а25ГЧ+а2бта27А1+а28^2+Ь25У12+Ь2бГ22+Ь27Л12+Ь28Л22 -- О»!Уу+РопУу+РрУу+а?1 1 уу+КопУу+КрУу+^-Р 13 ку+£Р1 а V

у

аэзг+аз43+аз7\1+аз8Х2+аз9«1+аз1оа2+Ьэ402+Ьз7Х12+Ьз8А22+ '

+Ьз9а12+Ьз100<22 - £Р14 22+Рп2+Р1£Г2+Р2^+РзСГ2+Р46'2+Рк4Г2+

а41ХН-а43г+а44Ь+а45У1+а4бГ2+а47Х1+а48А2+Ь44Ь2+Ь45112+ •

+Ь4бГ22+Ь47А12+Ь48Х2г - +Рпл+Роп^ +Рр£ +Р1 % +

+«¿4 +Мбп| +ЕРцД

а51^+а52У+а54В+а55Т1+а57Х1+Ь54а2+Ь57Х12 - +£Р1а£ +

+Рспуй +РопХГ< +Рр^+РрХл+а11^ ^сЪ +

+йопУл +йрУг( +йрХг, +»11 я +

аб1Х+аб2У+аб4Ь'+абб^2+аб8Х2+аб9«1+аб10«2+Ьб4В2+Ьб8Х22+

+Ь69^12+Ь6Ю«22 - +^РЗзп +2р3зп

+3*2 +аззУг, +аг2зХй. +

+ЕМз^ +Ц,сфа +2Р1з^г +

а72У+а7да+а74б+а75ТГ1+а77Х1+Ь7402+Ь75И2+Ь77Х12 - ЕРц^ +

а82У+а832+ав4В+а8бТ^а88А2+а89а1+а810«2+Ь84Ь2+Ь8бТ22+ +Ь89«12+Ь810«22 - аР2П2 +£р2з^а +Р2лг

+Рз5,г +РЛа +МгшПЙ2 +1*3^ +»2^ +

a9lX+a93Z+ag6V2+a98*2+a99rtl+bg6^2+b98*22 - Р'2л^( +р3л + +Р2л& +Р3лх^, +Рз^ +НблГ!г< +К2Л2/, +R2J!X/, +«ЗлХ/( +

+ЫбЛ*; +EPi i^+EPi +EPi ^ +a»ffiní(

aioi¿+aio3Z+aio6V2+aio8Á2+aioiooí2+bi06í22+bio8A22 -- Р2П2^ +рЭп/i +P2nX/2 +РэпХ^г+РЛг +R2nZ^+R3nZ^ +

+R2nx¿ +R3nX^ +НзпФ/2 J

amiZK - PnZK+PonZZK+PpZZK-+PK?ZK+PonííZKtRnZK+RoriZZK+ +Rp2ZK+FnZK

ai212*on = PonXXon+PpXXon+RonXXon+RpXXon агзгзУоп - Ponyy +Ppyy +Ronyy +Rpyy ai414Zon - Pon2zon+Ppzzon+Pone'zon+Ron2zon+Rpzzon 8 - n + rz,. i - 1...3, j - 1...2

y

Уравнения неголономных связей колеса с.опорной поверхностью для трактора колесной формулы 4К4, с' учетом обозначений,принятых на Рис.1, в общем виде выглядят так: в продольной плоскости колеса

¿ij* + XjCosYj + YjSinTj + hi4Cos33 ± CTCBCosrjTj)O j+

(4)

láSimfji3+ ljSinBB + SinSj iCPZj i -Сгнд "(PjixRjix)/C3iX -

в поперечной плоскости колеса + {Sin[СCPjiv + Rdiy)/K3iyB)Cl + 6y)] - SinTa>Xj +

YjCosTj + B-(Sin[ (Pj iy + КИУ)/КИУВ] ± (SinTj)i> Ti ± + (BSinXjAj)i - ljCosrjTj - hi4CosAjXj - 0

в контактной плоскости колеса, параллельной поверхности движения

вц + у* ± [4ГПдСЛу/Кнув (А^1УСИУ/К^ - ец)]^! - О

3 - 1,2 ; 1 - 1,2 (б)

• • ц

где Длх,Дл,Ел-скорости продольной,поперечной и угловой деформации элементов поступательные скорости движения центров масс передней и задней секций трактора;¿л- скорости вертикальных перемещений осей колес; &лср - средний угол наклона площадки контакта колеса с опорной поверхностью в продольной плоскости; свободный радиус колеса; гпл~динамический радиус колеса;6л-коэффициент буксования;к}!^ - коэффициент сопротивления уводу; частота вращения колес трактора; Iх) - касательная реакция дороги;(Р^1У) - боковая реакция дороги;6у-коэффициент внешнего скольжения шины;1- номер колеса^- номер оси.

Уравнения неголономных связей в продольной, поперечной и контактной плоскостях колеса для трактора колесной формулы 6К6, с учетом обозначений,принятых на Рис.2, схожи с уравнениями (4..6) и в автореферате, всвязи с ограничением по объему, не приводятся.

Уравнения кинематических связей в точке контакта дискретной массы ш5. имитирующей волочащуюся часть трелюемой пачки древесины. с волоком,Рис.1, составлены исходя из условия отсутствия проскальзывания в направлении, перпендикулярном ее продольной оси, при этом скорость поступательного движения дискретной массы 105 всегда направлена вдоль оси пачки, что равносильно наложению неголоном-ной связи следующего вида: трелевка деревьев

Дву + УвСовГз - ХвБШз -0 (7)

трелевка хлыстов

УвСозГз - Хв51пгз - 0, (8)

где _Лау-скорость деформации кроны пачки в поперечном направлении; УВ,ХВ-поступательные скорости движения дискретной массы «5-Уравнения неголономных связей (4...8) и системы дифференциальных уравнений движения по волоку (2 и 3) образуют полные математичес-

кие модели взаимодействия КТТ 4К4 и 6R6 с пачкой древесины и волоком, с учетом неголономкых связей.

Полученные системы уравнений решались методом Рунге-Кутта с модификацией Мерсона, для чего был разработан соответствующий пакет прикладных программ (ППП) "КТС"'на языке FORTRAN-77 применительно к ПЗШ IBM/AT.

Разработка математических моделей основных механизмов и систем трактора, включая моторно-трансмиссионную установку (МТУ), рулевое управление (РУ), а также математической модели управляющих воздействий оператора осуществлялась путем принятия соответствующих допущений, обоснования эквивалентных расчетных схем и последующего математического описания. При этом анализ динамических свойств рулевого управления проводился на основе теории систем управления и учитывал нелинейность характеристик золотника, упругость жидкости и шлангов, инерционность исполнительного механизма, наличие свободного хода в рулевом механизме и 'зазоров в механизме обратной связи, а моделирование управляющих воздействий оператора проводилось как по разомкнутой схеме - в виде задающего устройства, так и по замкнутой схеме - в виде регулятора. Полученные математические модели МТУ, РУ и оператора подробно представлены в диссертации и в автореферате в силу ограниченности его объема не приводятся. Указанные модели основных механизмов и систем трактора реализованы в виде соответствующих пакетов прикладных программ для ПЭВМ IBM/AT, имеющих взаимосвязь с ППП "КТО" и подключаемых к нему на определенном шаге решения.

За входное воздействие при исследовании математических моделей на ЭВМ принимались: единичная обособленная неровность, периодически чередующиеся неровности и случайный микропрофиль волока. Моделирование случайного микропрофиля осуществлялось как путем использования массива ординат конкретного микропрофиля, измеренных с определенным шагом квантования, так и с использованием "датчика случайных чисел", реализованного в виде соответствующей подпрограммы в ЭВМ, дающей на выходе массив случайных значений высот и длин неровностей, распределенных по конкретному, наперед заданному закону. Упруго-демпфирующие свойства грунта учитывались приведением их к упруго-демпфирующим свойствам шины, а учет сглаживающей

способности последних осуществлялся по выражению:

<ШСГ(1) - 1/Ьи (1 + Ъц/2) - <из(1 - Ьи/2)], (9) где Ьи - длина отпечатка шины;1 - текущая длина волока.

Проведенные исследовательские испытания подтвердили адекватность разработанных математических моделей. Расхождение результатов исследований находится в пределах 10...15%, что позволяет рекомендовать разработанные методики и математические модели для исполь зования в создании АСНИ и САПР "Колесный трелевочный трактор". Учет неголономных связей в математических моделях взаимодействия колесных трелевочных тракторов с волоком позволяет снизить степень расхождения результатов теоретических и экспериментальных исследований до 7...11%, повысив тем самым адекватность разработанных математических моделей на 36...43%.

4. Эиперихентальное исследование взаимодействия колесных трелевочных тракторов с волоком.

В процессе исследовательских испытаний решались следующие основные задачи: проверка адекватности разработанных математических моделей реальным динамическим системам; получение банка новых данных о функциональных показателях,режимах работы и нагруженное-ти основных механизмов, агрегатов и систем существующих и перспективных КТТ; определение упруго-демпфирующих свойств гидропривода механизма складывания КТТ; определение уровня линейных и угловых колебаний секций трактора; исследование влияния ряда конструктивных параметров на эксплуатационные свойства колесных трелевочных тракторов.

С учетом поставленных задач и требований, предъявляемых к аппаратуре была осуществлена разработка, изготовление и проведение испытаний двух автономных измерительных комплексов, предназначенных для исследования режимов работы и нагруженности агрегатов, механизмов и систем КТТ, а также уровня их пространственных колебаний.' Применение автоматизации части контрольно-измерительных операций и радиоуправление, позволяют вести запись информации в полностью автономном режиме без непосредственного присутствия исследователя на тракторе, значительно сокращая материальные затраты и время, необходимое на проведение испытаний.

Циклы исследовательских испытаний проводились в период с 1984 по 1992 г.г. в природо-производетвенных условиях Северо-Западного лесопромышленного региона. Методика и программа проведения исследовательских испытаний серийных и перспективных КТТ подробно изложена в соответствующих отчетах по НИР. Проведение ряда исследований сопровождалось их полнофакторным планированием.Обработка результатов испытаний проводилась на ЭВМ методами математической статистики и теории случайных функций с использованием стандартных и дополнительно разработанных программ.

Результаты исследовательских испытаний подтвердили адекватность разработанных математических моделей реальным динамическим процессам', происходящим при движении трактора по волоку и позволили получить ряд новых данных по режимам работы и нагруженности мо-торно-трансмиссионной установки, рулевого управления, оператора, других механизмов и систем КТТ, легших в основу выбора их оптимальных параметров и назначения новых технических решений. Подробные результаты проведенных исследований изложены в диссертации, а сформулированные по -ним основные выводы и рекомендации - в заключении по работе.

5. Оптимизация параметров н обоснование технических решений колесных трелевочных тракторов.

Эксплуатационная эффективность трелевочного трактора в значительной степени определяется его производительностью и топливной экономичностью, всвязи с чем в качестве критериальных функций при оптимизации параметров КТТ принимались его технологическая производительность Пт и удельный технологический расход топлива

Пт - 3600 ■ Ц/Гц , м3/ч (10)

еУ - 6г/Пт , кг/м3 (11V

где <} -объем пачки древесины, м3;11ц - полное время технологического цикла, с; 6г - часовой расход топлива,кг/ч. Тогда в общем виде математическая постановка задачи оптимизации параметров колесного трелевочного трактора может быть записана следующим образом:

Пт - Г(ж4) -

Ву - Г(^) -- О

а^ < хз < Ь^ 1 - 1.га ;

шах

Ш1П

ЦФ

ОГР ГРУ

3 - 1,1»

(12)

В связи со сложностью исследуемого объекта, координирующая задача оптимизации его параметров подразделялась на задачи оптимизации отдельных подсистем, основными из которых являются: подвеска, механизм поворота, балансирная тележка, моторно-трансыиссионная установка, рулевое управление и технологическое оборудование, рис.3.

Рис.3 Структурная схема оптимизации параметров КТТ

Оптимизация параметров моторно-трансмиссионной установки осуществлялась в два этапа. В ходе выполнения первого этапа оптимизации параметров МТУ был решен ряд однокритериальных двухпараметри-ческих задач условной оптимизации общего передаточного числа трансмиссии игр с граничными условиями, при этом за критерий оптимизации был принят максимум мощности на ведущих колесах трактора: •_ п п

Ни: - E[Kk(pí)Pk(pi)]/ Е PK(pÍ) , (13)

i-l i-l

где Hk(pi) - мощность на ведущих колесах трактора при выбранном фиксированном значении UrP и переменных значениях крутящего момента двигателя Не; PK(Pi)~ касательная сила тяги в зависимости от lite, а в качестве основных уравнений ограничений-уравнение ограничения касательной силы тяги по сцеплению и уравнение ограничения максимальной скорости движения по условиям технического задания на трактор. Второй этап оптимизации предусматривал определение оптимального количества передач трансмиссии и их конкретных передаточных чисел, при этом за критерий оптимизации принималась величина снижения мощносгного потенциала трактора в результате отклонения от полученного первоначального количества передач и их передаточных чисел, ограниченная значениями 3...5%:

ЛИ - |Hin - Н1-1л|100Г (14)

Оптимизация параметров подвески проводилась путем решения задачи однокритериальной четырехпараметрической условной оптимизации с ограничениями и граничными условиями, при этом за критерий оптимизации принималась величина суммарного эффективного ускорения

на рабочем месте оператора:_

/6zl + ki26y2 + к2г6х% ' (15)

За основные варьируемые факторы - коэффициент демпфирования в подвеске кресла оператора - Кп, коэффициент вертикальной жесткости шин-Си2, коэффициент демпфирования в шинах- Кц2 и скорость движения трактора -V. За основные уравнения ограничений - зависимости вертикальных - 6zon.боковых -бу0п. продольных-бхоп ускорений на рабочем месте оператора и ширины габаритной полосы движения-Вгпд от исследуемых параметров.

Оптимизация упруго-демпфирующих параметров механизма поворота проводилась путем решения задачи однокритериальной трехпараметри-

ческой условной оптимизации с ограничениями и граничными условиями. За критерий оптимизации была принята величина удлиннения пройденного трактором пути вследствии его рыскания относительно заданного курса:

ДЭ - Эф - Ззад (16)

В качестве варьируемых факторов - коэффициент круговой жесткости гидропривода механизма поворота - СмС, коэффициент демпфирования механизма поворота и скорость движения трактора - V. В ка-

честве основных уравнений ограничений - зависимости суммарного эффективного ускорения на рабочем месте оператора бгоп и ширины габаритной полосы движения Вгпд от исследуемых факторов.

Оптимизация параметров рулевого управления по быстродействию осуществлялась также путем решения задачи однокритериальной трех-параметрической условной оцтимизации с ограничениями и граничными условиями. За критерий оптимизации принималось время достижения расчетных значении угла складывания полурам - Тр. За основные варьируемые параметры: подача насоса - <?н; коэффициент податливости гидропривода - Кд - 1/СмС и рабочая площадь поршней гидроцилиндров - Бц - Бц®1" + 5цб/шт. За основные уравнения ограничений - зависимости времени затухания колебательных процессов до амплитуды Д8 -0,059р и максимума перерегулирования (8шах/Вр)•100£ от исследуемых параметров. -

Оптимизация параметров технологического оборудования выполнялась путем решения задачи однокритериальной двухпараметрической условной оптимизации с ограничениями и граничными условиями. За критерий оптимизации принималась величина удлинкения пройденного трактором пути вследствии его рыскания относительно заданного курса ДБ .основными варьируемыми факторами являлись: длина подвеса пачкового захвата - 1л и скорость движения трактора - V; основными уравнениями ограничений - зависимости б^оп и Вгпд от исследуемых параметров.

Для определения оптимальных значений параметров балансирных-тележек решался ряд задач однокритериальной многопараметрической условной оптимизации с граничными условиями.За критерий оптимизации был принят коэффициент перераспределения касательной силы тяги по колесам баланоирной тележки:

Кг - |Рк3 - Ркг1 (17)

Основными варьируеьыми параметрами являлись: отношение длин ба-лансиров-12/13; высота расположения точки качания балансира относительно оси колес - Ь ; радиус колеса тележки - IV. и тип привода (блокированный или индивидуальный).

В качестве метода оптимизации параметров КТТ был принят метод нелинейного программирования. Для получения регрессионных зависимостей выбранных критериев оптимизации от варьируемых параметров проводился ряд полношакторных трехуровневых экспериментов. Вид отдельных полученных поверхностей отклика представлен на Рис.4 и Рис.5. Решение поставленных задач оптимизации параметров подвески, рулевого управления, механизма поворота и технологического оборудования осуществлялось на ЭВМ методом штрафных функций, а параметров МТУ и балансирной телелски - методом золотого сечения и покоординатного спуска при помощи специально разработанных программ.

Рекомендуемые значения оптимальных параметров механизмов, агрегатов и систем перспективных колесных трелевочных тракторов АО ОТЗ и ПО ХГЗ класса тяги 30...50 кН, основанные на результатах решения изложенной выше координирующей задачи оптимизации представлены в заключении по работе. Влияние рекомендуемых оптимальных параметров КТГ АО 013 на их эксплуатационные свойства - на Рис.б...9 и в таблице 1.

ин-1и I п

Рис.4 Зависимость Тр=г"(Рн;3ц). Рис.о Зависимость Кт=^ (12/13;Ь)

Трактор ТКЛ-4,о^- 2,брад, Сортиментовоз ТКЛ-б-04 с

б - 0,25рад, V- 2,0 м/с индивидуальным приводом

N1

г

)1Ь

кн Ч№

''111111111111 + п 6 8 10 12.

Рис.6 Вертикальные ускорения на рабочем месте оператора КТТ. Грузовой ход,У-2,0 м/с:1-се-рийные,2-оптимальные параметры подвески

У

500 200 ЮО 0

1

• •.. * • - ...................

О 2 1 6 8 Ю 12

и

Рис.7 Вертикальные реакции на колесах КТТ.Грузовой ход, У~2,0 м/с: 1 - серийные, 2-оптимальные параметры подвески

Упп,м

40 60

0 20 40 60 60 100 120

Рис.8 Влияние параметров механиз- Рис.9 Влияние длины подвеса па-

ма складывания на ширину во- чкового захвата на ширину

лока.Грузовой ход,У-2,0 м/с: волока,У-З,0 м/с:1-серий-

1-серийные,2-оптимальные па- ные, 2-оптимальные пара-

раметры

метры

Таблица

Оценка влияния оптимальных параметров агрегатов; механизмов и систем колесного трелевочного трактора ТКЛ-4 на его эксплуатационные" свойства

Оптимизируемая подсистема Улучшение эксплуатационных свойств, 7.

Повышение скорости движения Повышение рейсо- • вой нагрузки Снижение уровня колебаний на рабочем месте Снижение экологического ущерба Повышение технологической производитель-ности Снижение удельного технологического расхода топлива

Снижение давления на почву Уменьшение уплотняемой площади

Подвеска 6,0... 7,8 1,8... 2,4 3,5-6,0 раз 8,9... 18,1 - 7,8... 10,0 6,2...8.6

Рулевое управлен. - 8,9... io,o - - - - 8,9... 10,0 6.0...7.0

Механизм поворота 2,8... 9,6 . 2,8... 5,0 - - 3,8... 5,4 5,4... 8.3 2,8...8,4

Технолог, оборудование 1,8... 5,2 - 4,8-8,2 - 1,8... 2,8 1,8... 4.4 0,8...1.4

Дополнительные устройства 2,2... 2,8 - - - 9,7... 10,6 2.2... 2.8 2,0...2,7

По трактору 12,8.. 25,4 13,5... 17,4 3,6-6,2 раз 8,9... 18,1 15,3... 18,8 26,1.. 35,5 17,8-28,1

Повьшение экологической совместимости колесных трелевочных тракторов с лесной почвой на стадии проектирования рекомендуется осуществлять по следующим основным направлениям:обеспечение равномерности нагрузок по осям трактора;улучшение управляемости и повышение устойчивости его заданного направления движения;снижение величины давления шины на грунт при сохранении ее высоких тягово-сцепных свойств;снижение уровня вертикальных и боковых колебаний трактора; применение экологически щадящего типа привода.

Выбор оптимальных параметров КТТ по критерию повышения его экологической совместимости с лесной почвой рекомендуется проводить с использованием предлагаемых новых оценочных показателей -коэффициента уширения габаритной полосы движения трактора :

Кгпд " Вгпд/[Вгпд^ (18)

и коэффициента увеличения ширины следа шины:

Ксш - Вса^/Вц, , 1 - 1...П (19)

где [ВГПд] - ширина волока, рекомендуемая Лесоводственными требованиями; Всш1 - ширина следа шины после 1-го прохода;Вш -ширина профиля шины; п - количество проходов.

Основными принципами проектирования ЛТМ системы машин для гибкого лесозаготовительного производства, отражающими специфику их работы, должны являться: обеспечение широких функциональных возможностей; высокой удельной производительности; более низких по сравнению с серийными трелевочными тракторами приведенных затрат на единицу продукции; соответствие экологических показателей Лесоводственным требованиям; дистанционное управление операцией "Стыковка - расстыковка"; простота управления модулем в целом. Создание ЛТМ целесообразно вести по двум направлениям: ЛТМ первого поколения - на основе серийных агрегатов трелевочных тракторов и ЛТМ второго поколения - на основе использования принципиально новых технических решений, при этом технический уровень создаваемых ЛТМ во многом должен определяться заложенным совершенством конструкторских решений его стыковочного узла.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одним из основных путей повышения эффективности лесозаготовительной промышленности является применение колесных трелевочных

тракторов современного технического уровня. Разработка единой теории взаимодействия существующих и перспективных колесных трелевочных систем с волоком позволяет оптимизировать параметры основных агрегатов, механизмов и систем тракторов, повышать их эксплуатационную эффективность, снижать отрицательное воздействие на лесную почву и сокращать сроки создания.

В процессе исследований получены следующие основные выводы и рекомендации:

1т Оценка влияния условий эксплуатации колесного трелевочного трактора на нагруженноеть его узлов,агрегатов и систем,прогнозирование режимов, моделирование ускоренных ресурсных испытаний,а также выбор и обоснование оптимальных параметров тракторов должны основываться на типизации, классификации и систематизации их режимов и условий эксплуатации.

2. Анализ технического уровня существующих и перспективных трелевочных тракторов рекомендуется осуществлять с использованием разработанной автоматизированной системы их основных параметров "ЛЕСТРАК",позволяющей существенно уменьшить затраты времени на поиск необходимой информации и ее анализ,а также увеличить достоверность информации и создать условия для перехода к автоматизированному проектированию трелевочных тракторов.

3. Разработанную общую теорию взаимодействия существующих и перспективных колесных трелевочных систем с волоком,реализованную в виде математических моделей и пакетов прикладных программ для исследования на ЭВМ,можно рекомендовать для обоснования оптимальных параметров, технических решений и режимов эксплуатации колесных трелевочных тракторов при их создании.

4. Обоснование оптимальных параметров колесного трелевочного трактора с целью повышения его эксплуатационной эффективности рекомендуется выполнять на основе разработанной методики, предусматривающей решение задачи нелинейного программирования с использованием в качестве целевой функции технологической производительности трактора и его удельного технологического расхода топлива.

5. Оптимизацию параметров колесного трелевочного трактора по критерию повышения его экологической совместимости с лесной

почвой целесообразно проводить с использованием новых оценочных показателей: коэффициента уширения габаритной полосы движения трактора и коэффициента увеличения ширины следа шины, дающих возможность активного управления экологической совместимостью трактора с лесной почвой на стадии проектирования, снижая затраты на его создание и доводку с одновременным повышением эксплуатационных свойств.

6. Для повышения эксплуатационных свойств колесных трелевочных тракторов АО ОТЗ и ПО ХТЗ класса тяги 30...50 кН необходимо осуществление следующих мероприятий:

назначение оптимального количества передач переднего хода тракторов с гидромеханической трансмиссией равным 3. ..4, при величине коэффициента перепада соседних передаточных чисел-1,4...1,8;

доведение величины коэффициента жесткости гидропривода рулевого управления до 2000кНм/рад и более при коэффициенте демпфиро-вания-50,0...55,0 кНмс/рад для скоростей движения 1,0...2,0 м/с и -15,0...20,0 кНмс/рад для скоростей движения свыше 2,0 м/с;

использование в гидросистеме механизма поворота гидроцилиндров с рабочей площадью поршня равной 3,65-Ю"2 м2 и насосной установки с велиной подачи-4,0-10"3 м3/с;

применение крупногабаритных шин низкого давления с коэффициентом жесткости - 220...250 кН/м и коэффициентом демпфирования -24,5...25,0 кНс/м,а также установка в подвеске кресла оператора амортизатора с коэффициентом демпфирования - 23,5...24,5 кНс/м;

осуществление управления длиной подвеса пачкового захвата в зависимости от условий эксплуатации трактора - увеличение длины подвеса до 1,5...1,6 м для скоростей движения не превышающих 1,5 м/с и его уменьшение до 1,0...1,1 м для скоростей движения свыше 1,5 м/с;

установка на тракторах колесной формулы 6К6 балансирных тележек с оптимальными значениями соотношения длин баланси-ров-0,68...0,74 при радиусе колеса равном 0,48...О,50 м и высоте точки качания балансира -0,08...О,09 м для машин эксплуатационной массой 10,0...12,0 т и радиусе колеса равном 0,68...О,74 м и высоте точки качания балансира -0,40...О,44 м для машин эксплуатационной массой 17,0...20,0 т ;

7. Реализацию рекомендуемых оптимальных параметров,агрегатов механизмов и систем колесных трелевочных тракторов АО ОТЗ и ПО ХТ клас'са тяги 30.. .50 кН целесообразно проводить путем внедрения в их конструкцию предлагаемых новых технических решений,выполненных на уровне изобретений.

8. Проектирование лесотранспортных модулей перспективной системы машин для гибкого лесозаготовительного производства должно базироваться на следующих основных принципах: обеспечение широких функциональных возможностей; высокой удельной производительности; более низких по сравнению с серийными трелевочными тракторами приведенных затрат на единицу продукции; соответствие экологических .показателей Лесоводственным требованиям; дистанционное управление •операцией "Стыковка - расстыковка"; простота управления модулем в целом. При этом создание лесотранспортных модулей целесообразно вести по двум направлениям: ЛТМ первого поколения - на основе серийных агрегатов трелёвочных тракторов и ЛТМ второго поколения -на основе использования принципиально новых технических решений.

9. Созданные комплексы бортовой электроизмерительной аппаратуры и разработанные методики проведения исследовательских испытаний; дающие возсможность одновременного получения достоверной информации по режимам работы, нагруженности и уровню колебаний колесных трелевочных, тракторов, можно рекомендовать к внедрению в практику исследования лесозаготовительных машин различного назначения .в широком диапазоне природо-производстЕенных условий при минимуме затрат на их проведение.

10. Результатами проведенных исследований колесных трелевочных тракторов АО ОГЗ с гидромеханической трансмиссией установлено что:

коэффициент сопротивления перекатыванию трактора увеличивается с ростом скорости движения;

величина паразитной мощности, циркулирующей в трансмиссии трактора также прямо пропорциональна скорости движения, достигая при транспортных пробегах высоких значений 24,0...25,0 кВт;

нагруженность элементов моторно-трансмиссионной установки колесного трелевочного трактора как в режиме холостого, так и в режиме грузового ходов существенно низке нагруженности аналогичны элементов гусеничных трелевочных тракторов, что связано с отсут-

ствием в их ходовой системе такого источника высокочастотных колебаний, как зацепление гусеничной ленты с ведущей звездочкой, а также наличием мощных демпфирующих элементов в виде крупногабаритных шин низкого давления и гидротрансформатора;

11. Полученные результаты по режимам работы и нагруженности агрегатов, механизмов и систем колесных трелевочных тракторов класса тяги 30...50 кН рекомендуется использовать при назначении новых технических решений по моторно-трансмиссионной установке, гидросистеме рулевого управления,подвеске, ходовой системе и технологическому оборудованию, другим узлам трактора, а также положить в основу определения их прочности и долговечности и назначения режимов ускоренных стендовых и полигонных испытаний.

12. Внедрение рекомендуемых оптимальных параметров по моторно-трансмиссионной установке,подвеске, рулевому управлению,механизму поворота и технологическому оборудованию колесных трелевочных тракторов АО ОТЗ и ПО ХТЗ класса тяги 30...50 кН позволит повысить их технологическую производительность на 26,1...51,8%,а также снизить удельный технологический расход топлива на 17,8...39,4 %,величину средних давлений колес на почву на 8,9...40,ОХ и площадь уплотняемой почвы на 6,6...18,8%.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ в монографии

1. Кочнев A.M. Повышение эксплуатационных свойств колесных трелевочных тракторов путем обоснования их основных параметров. -М. ,1995.-309 с.-Деп. в ВИНИТИ 30.08.95, N 2516 -В95.

в статьях

2. Кочнев A.M. Электроизмерительная аппаратура, методы и объект исследования курсовой устойчивости колесной трелевочной системы//Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства:Межвуз.сб.научн.трудов.-Л.:ЛГА,1986.-С.60.. .63.

3. Кочнев A.M. Оценочный показатель устойчивости неуправляемого движения колесной трелевочной системы.-М.,1986,-8 с.-Деп. в ЕШОШЭйлеспром, N 1758лб.

4. йочнев A.M. Теоретические исследования устойчивости заданного направления движения колесной трелевочной системы. -М.,1986.-18 с.-Деп. в ВНИПИЭИлеспром, N 1759лб.

5. Кочнев A.M. Исследование жесткости механизма складывания тракторов с шарнирной рамой.-М.,1986.-10 с.-Деп. в ВНИПИЭИлеспром, N 1757лб.

6. Кочнев A.M. Математическая модель для исследования курсовой устойчивости колесной трелевочной сисгемы//Тез.докл.Всесоюзного семинара,поев.пробл.соверш.автом.техники,14-16 окт.1986.-

М.:МВТУ,1986.-С.60...61.

7. Кочнев A.M. Повышение жесткости гидросистемы рулевого управления шарнирно-сочлененного трелевочного трактора//Тез.докл. Краевой научно-техн.конференции,посвящ.вкладу молодых специалистов в развитие химич.и лесной промышленности,20-23окт.1986."Красноярск: СибТИ,1986.-С.43.

8. Кочнев A.M. Результаты исследовательских испытаний курсовой устойчивости колесной трелевочной сисгемы//Интенсификация лесозаготовительного и лесохозяйственного производства на основе перспективных машин:Межвуз.сб.научн. трудов. - Л. :ЛГА,1987.-С.40.. .46.

9. Анисимов Г.М..Памфилов Д.В., Кочнев A.M. и др.Обоснование эксплуатационных режимов колесной трелевочной системы по критерию поперечной динамической устойчивости//Изв.ВУЗов Лесной журнал. -1988.-N 4.-С.26. ..29.

10. Кочнев A.M. Математическая модель взаимодействия колесного трелевочного трактора с предметом труда и волоком//Тез.докл. Всесоюн.научно-технич.конфер..посвящ.соверш.трактор.констр. и узлов,10-12 июня 1989.-М.:НАТИ,1989.-С.47...48.

11. Кочнев A.M., Валяжонков В.Д., и др. Исследование упруго-демпфирующих свойств гидропривода механизма складывания трелевочных тракторов/УИзв. вузов.Лесной журнал. - 1990.- N 1.- С. 43-48.

12. Анисимов Г.М..Памфилов Д.В., Кочнев A.M. и др. Повышение эксплуатационной эффективности колесной трелевочной системы//и8в. ВУЗов Лесной журнал.-1990.-N 2.-0.49...52.

13. Анисимов Г.М., Кочнев A.M., Сергеев В.П. и др. Повышение устойчивости заданного направления движения колесной трелевочной системы//Изв. вузов Лесной журнал - 1990.- N 5- С.29...36.

14. Кочнев A.M., Анисимов Г.М. Влияние режимов эксплуатации колесного трелевочного трактора на динамические нагрузки в гидроприводе механизма складывания//Эксплуатация лесовозного подвижного еостава/УЛТИ.- 1990.-С.104...116.

15. Кочнев A.M..Довжик В.Л. .Синицын Н.Л. Оценка функциоаль-ных показателей рулевого управления трактора ТКЛ-1//Повышение качества лесных машин в процессе проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта:Межвуз.сб.научн.грудов/ЛТА.- 1991.- С.45-49.

16. Кочнев A.M. Выбор параметров балансирных тележек//Лесная промышленность.-1993.-N 4.-С.24.

17. Кочнев A.M. Эксплуатационные свойства колесных лесопромышленных тракторов.-М.,1993.-13 с.-Деп. в БНИПИЭИлеспроме 19.05.93, N 2903.-Л6-93.

18. Кочнев A.M. Методика и математические модели оценки взаимодействия колесных трелевочных тракторов с волоком // ИВУЗ Лесной журнал.- 1993.- N 5-6. - С.77-85.

19. Кочнев A.M. Методика выбора конструктивных параметров балансирных тележек//Изв.вузов Лесной журнал.-1994.-N1.-С.53...57.

20. Кочнев A.M..Иванов К.А. Многофункциональная автоматизированная система основных параметров лесопромышленных тракторов.- Ы.,1995.- 9 с.-Деп. в ВИНИТИ 11.07.95 ,N 2103-В95.

21. Кочнев A.M. Моделирование неголономных связей при исследовании взаимодействия колесных лесопромышленных тракторов с волоком. -М. ,1995.-16 с.-Деп. в ВИНИТИ 26.09.95 , N 2632-В95.

22. Кочнев A.M. Системный подход к оценке качества колесного трелевочного трактора.-М.,1995.-9с.-Деп.в ВИНИТИ 11.07.95,

N 2101-В95.

23. Кочнев A.M. Экспериментальная оценка уровня колебаний колесной трелевочной системы.-М.,1995.-10 с.-Деп. в ВИНИТИ 28.08795, N 2509-В95..

24. Кочнев A.M..Довжик В.Л. Методика выбора оптимального количества передач и величин передаточных чисел трансмиссии колесных лесопромышленных тракторов.-М.,1995.-15 с.-Деп. в ВИНИТИ 11.07.95, N 2095-В95.

25. Кочнев A.M. Математическая модель рулевого управления колесного лесопромышленного трактора.-М.,1995.- 12с.-Деп.в ВИНИТИ 11.07.95, N 2102-В95.

26. Кочнев A.M. Моделирование управляющих воздействий оператора при исследовании взаимодействия колесных лесопромышленных тракторов с волоком.-М.,1995-13с.-Деп.в ВИНИТИ 11.07.95,N2094-B95.

27. Кочнев A.M. Оптимизация параметров моторно-трансмиссионной установки колесных лесопромышленных тракторов.-М.,1995.-14 с.-Деп. в ВИНИТИ 26.09.95, N 2633-В95.

28. Кочнев A.M. Оптимизация параметров рулевого управления колесных лесопромышленных тракторов.-М.,1995.-10 с.-Деп. в ВИНИТИ 11.07.95, N 2099-В95.

29. Кочнев A.M..Анисимов Г.М. Оптимизация параметров подвески колесных лесопромышленных тракторов.-М.,1995.-11 с.-Деп. в ВИНИТИ 11.07.95, N 2093-В95.

30. Кочнев A.M..Анисимов Г.М. Оптимизация упруго-демпфирующих параметров механизма поворота колесных лесопромышленных тракторов. -М., 1995. -9 с.-Деп. в ВИНИТИ 11.07.95, N 2097-В95.

31. Кочнев A.M. Оптимизация параметров технологического оборудования колесных трелевочных тракторов.-М.,1995.-9 с.-Деп. в ВИНИТИ 11.07.95, N 2096-В95.

32. Кочнев A.M. Оптимизация параметров балансирных тележек колесных лесопромышленных тракторов.-М.,1995.-9 с.-Деп. в ВИНИТИ 11.07.95, N 2098-В95.

33. Кочнев A.M. Применение системного подхода к оценке качества узлов и агрегатов колесных трелевочных тракторов.-М.,1995. -10 с.-Деп. в ВИНИТИ 11.07.95, N 2100-BS5.

34. Кочнев A.M. Особенности оценки экологической совместимости колесных трелевочных тракторов с лесной почвой//Совершенс-твование машин для лесозаготовительной промышленности и восстановление их потенциальных свойств:Межвуз. сб.научн. трудов.-С. -Пб.-ЛТА, 1995. -С.122. ..127.

35. Кочнев A.M.Пути повышения экологической совместимости системы "движитель колесного трелевочного трактора-лесная почва" на стадии проектирования.-М,1995.-9с.-Деп.в ВИНИТИ 11.07.95,N2103-В95.

36. Анисимов Г.М..Кочнев A.M. Особенности проектирования лесотранспортных модулей системы машин для гибкого лесозаготовительного производства/Усовершенствование машин для лесозаготовительной промышленности и восстановление их потенциальных свой-ств:Межвуз. сб.научн. трудов.-С.-Пб.-ЛТА,1995.-С.27...35.

в авторских свидетельствах и патентах

37. A.c. 132 0112 , МКИ В 53/02. Сочлененное транспортное средство/г.М.Анисимов,A.M.Кочнев,А.П.Богачев (СССР):4 с.:ил.

38. А.с.1324915 ,ШИ B62D 53/04. Сцепное устройство полураы/ Д.В.Памфилов,В.Д.Валяженков.А.М.Кочнев (СССР).-З с.:ил.

39. A.c. 1100163,ЫКИ В 60Р 3/40. Устройство для трелевки леса/А.В.Трофимов, А.Н.Баймлер, А.М.Кочнев (СССР).-З е.: ил.

40. A.c. 1326482 ,МКИ В60Р 3/40. Приспособление для полуподвесной трелевки леса/В.Д.Валяжонков,А.М.Кочнев,А.П.Богачев, Н.Ю.Иванов (СССР).-3 е.:ил.

41. A.c. 1342806, МКИ В 62D 53/08. Сцепное устройство сочлененного транспортного средства /Г.М.Анисимов, А.М.Кочнев, В.Д.Валяжонков и др. (СССР).- 5 с.: ил.

42. A.c. 1404397 , МКИ В 62D 5/рб. Гидравлическая система рулевого управления шарнирно-сочлененного транспортного средства/ Г.М.Анисимов,A.M.Кочнев, А.Г.Ковалев (СССР).-2 е.: ил.

43. A.c. 1585204 , МКИ В 62D 53/02 Сочлененное транспортное средство /Г.М.Анисимов, А.М.Кочнев (СССР).- 4 с.: ил.

44. A.c. 1732007 ,МКИ F15B 1/06 Масляный бак гидросистемы рулевого управления/А.М.Кочнев,Г.М.Анисимов,Н.О.Смородова (СССР). -2 е.:ил. ! -

45. А.с.1772035 ,ЫКИ B62D 53/02. Шарнирно-сочлененое транспортное средство/А.М.КочнеЕ.Г.М.Анисимов.Н.Л.Синвдын (СССР).-3 е.:ил.

46. А.с.1781105 , МКИ В60Р 3/40. Устройство для полуподвесной трелевки лесоматериалов /Г.М.Анисимов, Д.В.Памфило'В, А.М.Кочнев (СССР).- 4 с.: ил.

47. А.с.1806960 ,МКИ В60Р 3/40. Устройство для полуподвесной трелевки леса/Г.М.Анисимов,А.М.Кочнев,Н.Л.Синицьш (СССР).-5с.:ил.

48. Патент 2013574,МКИ 5F01M 11/08.Масляный бак/А.М.Кочнев, О.М.Ведерников,Г.Н.Долгобородов (Российская Федерация).-4 с.:ил.

Просим принять участие в работе диссертационного Совета Д 063.50.01 мхи прислать Ваш оханв на автореферат в двух экземплярах с гавереннши подписями по адресу: 194018, Санкт-Петербург, Институтский пер, 5, Лесотехническая академия, Учений Совет.