автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Повышение технического уровня гусеничных лесопогрузчиков на основе анализа динамики их рабочего оборудования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

у), лI &/о г? *

На правах рукописи

ПОЛЕТА И К И Н

ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ

УДК 630*371

Повышение технического уровня гусеничных лесопогрузчиков на основе анализа динамики их рабочего оборудования

05.21.01. Технология и машины лесного хозяйства и лесозаготовок.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва — 1989

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КСЖТЕГ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ПОЛЕТАйКМН ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ

УДК 630*371

ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ГУСЕНИЧНЫХ ЛЕСОПОГРУЗЧИКОВ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ИХ РАБОЧЕГО ОБОРУДОЕШИЯ

05.21.01. Технология и цазшш лесного хозяйства « лесозаготовок.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 1989.

Работа выполнена в Сибирском ордена Трудового Красного знамени технологическом института и на Красноярском заводе лесного мапинос троения

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Л.А.Гоберман, доктор технических наук, профессор В.М.Семенов, доктор технических каук А.В.Жуков.

Ведущее предприятие - Всесоюзный проектно-конструкторский институт лесного машиностроения

Защита состоится "____ 19 г.

в_часов на заседании специализированного Совета

Д053.31.01 при Московском лесотехническом институте Шнтизд-1, Московской обл.).

Отзывы на автореферат ОБЯЗАТЕЛЬНО В ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ с заверенными подписями направлять по адресу: 141С01, Митпщц-1, Московской области, Московский лесотехнический институт. Ученому секретарю.

С диссертацией могло ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан "_"_19 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, доктор технических наук, профессор Л.В.Леонов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность те,мы. Одной из ватмейтих задач, въ-дЕинутьк ХХУП съездом КПСС, является повышениз технического уровня и ка-■-гества машин. оборудования и приборов, как основы дальнейшего роста эффективности общественного производства. Создание новой техники с вксышм уровнем показателей надежности является неотъемлемой частью этой задачи. Реализация намечечнкх мер должна обеспечить увеличение удельного в'еса изделий машиностроения, соответствующих мировому уровню, до 80-95 %, а вновь разрабатываемых -практически до 100 %.

Погрузо-разгрузочные операции в лесной промышленности являются одними из наиболее трудоемких и опасных. На этих видак работ занято в отрасли около 60,0 тыс.человек, при этом уровень механизации до недавнего времени немногим превышал ¡30 %. Если учесть, что от ритмичной работы на погрузке в лесосеках зависит успешная работа лесовозного транспорта и доследующих фаз произ-содства, то становится очевидной актуальность задачи создания и освоения мобильных машин с высокими показателя!.® надежности, обеспечивающих погрузку древесины во всех лриродно-лроизводст-венных зонах страну.

Постановлениями ЦК КПСС перед лесной промышленность» бада поставлена задача резкого повышения уровня механизации технологических процессов лесозаготовок и доведение к 1975 году объема погрузки без применения ручного труда до 180 млн.м3. Для решения этой задачи потребовалось создание высокоэффективны/, самородных лесопогрузчиков, позволяющих отделить операции трелевки эт погрузки, обеспечить значительное повышение производитель-гости труда на лесосечных и лесотракспортшгх работах, устранить зучной труд на погрузочных операциях и связанный с ним травма-

тизм.

Условия эксплуатации в различных регионах страны диктую? необходимость включения в системы лесотракспортных машин гусеничных лесопогрузчиков классов грузоподъемности 25,35,63 кН. При создании и совершенствовании этих маиик применение зарубежного опыта, а так же опыта смежных отраслей промышленности не представляется возможным. Поэтому задача создания теоретических основ разработки и повышения технического уровня гусеничных лесопогрузчиков класса 25...63 кН является крупной научной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение. Актуальное!; проблемы определяется необходимостью обеспечения научнообосно-ванкого подхода к работам по проектированию новых и модернизируемых лесопогрузчиков, как основы повышения технического уровня и эффективности их использования.

Целью работы является теоретическое обобщение и решение научной проблемы разработки и повышения технического уровня широкого класса гусеничных лесопогрузчиков на базе всесторонних исследований рабочих процессов, влияния важнейших конструктивных и эксплуатационных факторов' на уровень динамической нагруженноеп машин к условия работы машикистов-оператороа.

Объекта исследования. Объектами исследований являлись рабочие процессы погрузки древесины, динамика внешних сил и элементов конструкций, случайные процессы взаимодействия ходовой части гусеничных лесопогрузчиков с опорной поверхностью и внешних возмущений в системе "оператор-сиденье" при выполнении погрузочных операций с учетом передовой технологии лесозаготовок. Объектами экспериментальных исследований служили натурные образцы гусеничных лесопогрузчиков перекидного типа.

Общие методы выполнения исследований. При выполнении исследований динамики рабочих процессов, внешних сил и элементов конструкций применялся комплекс многошфэрыационных моделей динами-

ческих систем "лесопогрузчик-груз", математическое моделирование» прикладная теория других колебаний, корреляционный и спектральный анализ параметров случайны; процессов, теория планирования эксперимента, зероятностио-статксткчзские.методы обработки информации» вычислительные комплексы.

Научная новизна. В работе обобщены исследования по решении проблемы разработки и повышения технического уровня, широкого класса гусенигщвх лесопогрузчиков, являющихся одними из основных машин, определяющих уровень механизации труда в лесной промышленности. В рамках реаэния указанной проблемы вкполнены исследования основннх рабочих процессов лесопогрузчиков (грузовой ход, разгон, остановка к др.), получены значения коэффициентов динамичности нагрузок, определены грвницм их применения при проектировании, установлено влияние на динамическую нагр^енность машину скорости движения, высоты преодолеваемых препятствий, жесткости рабочего оборудования, типа подвески корпуса, податливости груза, условий движения а репине лесопогрузчика. Впервке ис-следовакы случайные процессы взаимодействия ходовой части с опорной поверхностью, а так-т.е процессы внешних возмущений в система "оператор-сиденье" лесопогрузчика. Полученн характеристики процессов, позволяющие прогнозировать нагрукенность машины при случайных внешних возмущениях, влияние режимов работы на состояние системы виброизоляции рабочего места оператора. Разработан алгоритм и выполнена оптимизация элементов кинематики рабочего оборудования лесопогрузчика перекидного типа, Полученныз результаты обеспечивают научно обоснованный подход к разработке новых тадедей и повышенна технического уровня гусеничных лесопогрузчи-соз. Новизна технических решений, использованных при создании 'аммы гусеничных лесопогрузчиков защищена авторскими свидетель-:твами, виденными соискателю.

Практическая значимость работы.

Математические модели динамических систем; результаты исследований динамики рабочих процессов и влияния на уровень наг-руженности машин конструктивных я эксплуатационных факторов, параметров случайных процессов взаимодействия ходовой части мапинк с опорной поверхностью и внешних возмущений в системе "оператор-сиденье" являются научной основой разработки и повышения технического уровня широкого класса гусеничных лесопогрузчиков.

Алгоритмы исследования и расчетов динамической нагруженности оптимизации кинематики рабочего оборудования, прогнозирования влияния режимов раооты на виброзащищенность оператора позволяют сократить сроки разработки и повысить технический уровень и качество лесопогрузчиков.

Результаты исследований обеспечивают повышение оснозных показателей технического уровня лесопогрузчиков (назначения, надежности, эргономических, экономических и др.). Создание и освоение лесопогрузчиков позволило перейти на технология лесозаготовок с отделением трелевки леса от погрузки, что обеспечило повшение производительности труда на погрузке в 4...5 раз, на трелевке, вывозке н по комплексу лесосечных работ на 25 %,.исключит^ручной ТРУД и травматизм на погрузочных операциях, решить ряд социальных вопросов.

В 1975 году группе специалистов, включая соискателя, за работу "Разработка и широкое внедрение в промышленность высокоэффективной технологии лесозаготовок с отделением трелевки леса от погрузки на базе челюстных лесопогрузчиков перекидного типа" присуждена Государственная премия СССР в области науки и техники.

Реализация работы. Результаты работы использованы при создании и промыпленном освоении гаммы гусеничных лесопогрузчиков,

при их модернизации с целью повышения технического уровня и качества, при научном обеспечении разработки государственных стандартов, при разработке испытательного оборудования.

^пзобаиия работы. Результаты исследований и разработок док-ладывалг-.ь и обсуждались: на научно-технических кокференциях ЦКИИМЭ (г.Химки, 1971, 1979, 1980гг.), на техническом совете завода Краслесмаш (г.Красноярск, 1972, 7.978, 1988 гг.), на Всесоюзной конференции "Опыт эксплуатации тракторов в условиях лесозаготовительной промышленности" (г.Рубцовск, АТЗ, 1974 г.), на научно-технических советах Минлесбумпрока ХСР и Микстройдормаша в 1369 и 1979 гг., на краевых"научно-практических конференциях (г.Красноярск, 1978, 1982, .1984, 1988 гг.), на секции ученого совета СибНИИЛП (г.Красноярск, 1972, 1981 гг.), на научно-техническом созете ВПКИЛесмаш (г.Майкоп, 1978, 1989 гг.).

Публи;;ании. По теме диссертации опубликовано 46 работ общим объемом 20,4 печатных листов, получено 25 авторских свидетельств на изобретения.

Объем работы. Диссертация написана на 427 страницах машинописного текста, вкличая 84 таблицы и 89 рисунков,содержит БЕеденио, 9 разделов, выводы, список литературы (174 наименований) и приложения на 78 страницах.

■ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. Состояние проблемы и задачи исследования

Гусеничные лесопогрузчики широко применяются в лесной промышленности страны. В связи с этим научное обеспечение процессов проектирования и повышения технического уровня, обоснование требований к режимам их эксплуатации является научной проблемой. По своему конструктивному исполнению они близки к погрузчикам для дорожно-строительных работ. Однако условия якеялуатации, ха-

а

рактер взаимодействия машины е предметом труда и сам предмет труда имеет специфические особенности. Поперечное размещение деревьев со свисающими колеблющимися частями характерны только для работы лесопогрузчиков. Эксплуатация их отличается тяжелыми режимами, на элемента конструкции воздействуют значительные динамические нагрузки. Последние зависят от большого числа эксплуатационных и конструктивных факторов, характерных только для работы лесопогрузчиков. Учет их на стадии проектирования обеспечивает управление показателями качества (назначения, надежности, эргономики, эффективности). В силу специфики условий эксплуатации, характера взаимодействия машины с предметом труда и конструктивного исполнения рабочего оборудования использование результат з исследований лесосечных, лесотранспортных, грузоподъемных, дорожно-строительных машин при разработке и повышении технического уровня лесопогрузчиков не представляется возможным.

Фундаментальные исследования динамики рабочих процессов грузоподъемных, дорожно-строительных, подъемно-транспортных машин выполнены в трудах Волкова Д.П., Понкратова С.А., Богуславского П.Е., Комарова М.С., Козака G.A., Голубенцеаа А.Н., Го-бермана Л.А., Таубера Б.А., Брауде В.И, и других исследователей.

Исследованиям нагруженности ходовых систем и трансмиссий транспортных машин посвящены работы Силаева A.A., Ротенберга Р.В., Аксенова Н.В., Анисимова Г.Ы. и др.

Вопросы взаимодействия лесопогрузчиков с предметом труда освещены в работах Алябьева В.И., Воеводы. Д.К., Жукова A.B., . Ильина В.Ф., Давыденко В.А., Федорова Ю.М., Ивашкевича П.Н., Кузина B.C., Поддубного В.В., Мельникова В.П., Драгомирова В.А. и др. Динамике лесосечных машин с манипуляторами посвящены труды Орлова С.Ф., Александрова В.А., Рахманина Г.А., Безносенко П.Д., Кушяева 3.S., Захарова О.Т. и др. В исследование дерева и паке-

та деревьев, как предмета труда, внесли вклад Гастев Б.Г., Цо-ф;ш З.С., Лозовой В.А., Викогоров Г.К., Мельников В.И., Полкщук А.П., Некрасов P.M. ¡Изучение и типизация природно-проигшодственных и почзешго-грунтових условий лесозаготовительных районов страны вьтюлнены Зиногорсвш Г.К., Шитовш В.Н., Лахно З.П.

Анализ оиуб.:икозанных работ показал, 4TOjнесмотря на наличие ряда работ, нет обобщающих теоретических исследований рабочих процессов, динамики внешних сил и элементов конструкции, которые могли бы служить научной основой проектирования и повьзения технического уровня лесопогрузчиков, а так же обоснования эксплуатационных режимов. Отсутствуй? обобщенные данные по исследованиям влияния на кагругхекность калинк эксплуатационных и конструктивных факторов, о влиянии режимов работы лесопогрузчика на эргономические показатели.

Таким образок,дэ настоящего времени проблема научного обеспечения процессов создания и повьзения технического уровня гусеничных лесопогрузчиков разработана недостаточно.•

Исходя из актуальности задачи и анализа предшествующих работ, целью настоящих исследований является решение проблемы теоретического обеспечения разработки и повышения технического уровня гусеничных лесопогрузчиков классов грузоподъемности 25...63 кН. Для чего необходимо:

1. Исследовать динамику процесса грузового хода, определить влияние на динамическую нагрукенность элементов конструкции эксплуатационных и конструктивных факторов (скорости дэижения, в пса т и неровностей пути, типа ходовой части, вида груза, жесткости рабочего оборудования и др.).

2. Исследовать динамику процессов разгона и остановки мащинн с грузом при различных условиях двияения.

3. Выполнить экспериментальные исследования случаЯнг/. процессов воздействия опорной поверхности погрузочних площадок на ходовую

часть базовой машины в реки;:о грузового хода, а тан>жс процессов внсшик возмущений в система "оператор-сиденье".

4. Исследовать динамику движения лесопогрузчика с грузом при возмущениях в виде случайных процессов и разработать алгоритм прогнозирования нагруженное™ элементов конструкции на стадия проектирования.

5. Разработать алгоритм оптимизации элементов кинематики рабочего оборудования лесопогрузчика перекидного типа.

6. Разработать алгоритм и выполнить исследование системы "оператор-сиденье" с целью прогнозирования влияния режимов работы гусеничного лесопогрузчика на устройства виброизоляция базовой машины и виброзащищенность оператора.

7. Разработать рекомендации по перспективным направлениям работ по позвшеюш технического уровня и расширению области примеп-зния гусеничных лесопогрузчиков.

Оценка состояния проблемы позволила уточнить основные направления и цели научного поиска и разработать общий алгоритм исследования, приведенный на рис.1.

2. Математические модели динамических систем "лесопогрузчик-груз" .

При выполнении технологических операций погрузки древесинк (грузовой ход, разгон, остановка и др.) возникают слоулке динамические процессы взаимодействия лесопогрузчика с предметом труда и опорной поверхностью. Результаты всесторонних исследований указанны:: процессов слуяат теоретической основой разработки и повеления технического уровня лесопогрузчиков , обоснования требований к базовым машинам, а так г:о к режимам пкеплуатации. Применение современных методов исследований динамических систем потребовало разработки математических моделей их функционирования, при атом в зависимости от решаемых задач использовались как детерминированные, так и.стохастические модели. Перечень эквивалентных динамических систем, рассмотренных в работе, приведен в таблице. На рис.2 показана формализованная схема динамичес-

Рис. I

Перечень эквивалентных динамических систем

Обозначение ! Отличительные !

системы ! особенности !

Назначение

ХП

ХШ

Местная подвеска -- упругий груз

п Кесткая подвеска -- жесткий груз

ш Полужесткая подвеска -- жесткий груз

1У Полужесткая подвеска -- упругий груз

у . Эластичная подвеска -- жесткий груз

Исследование динамики процесса грузового хода (про-дольно-угловне колебания)

уТ Эластичная подвеска

1 - упругий груз

игт Полужесткая подвеска - ,.

•/и - жесткий груз Исследование дина-

--------мики нагрузок при

у,,, йесткая подвеска - поперечно-угловых

ы - кеетжй груз ■ ,

■ колебаниях в процессе

т. Полужесткая подвеска - грузового хода

1Л - упругий груз

Кесткая подвзска - упругий груз

у г Полужесткая подвеска -

Д1 _ упругий груз Исследование дина-

мики процессов

Кесткая подвеска - разгона и остановки - упругий груз

машины с грузом

Полужесткая подвеска- хесткий груз

уТу Жесткая подвеска

1 - жесткий груз

коЯ системы "лесопогрузчик-груз", гклачакщая в себя приведенные дискротные массы ГП!, /Т)?, Гп'о ^¿//¿Л?,'/^" соединенные упругими связями, представленными на схеме приведенными жосткоЬ тяш элементов конструкции рабочего оборудования, базоэой ыаЕИ--ны, груза и опорной поверхности Сс,С'Г.С^', ¿V С5, С^ и соответствующими демпфирующими сопротивления!.«' ^

^ . Перемещения центров приведенных .масс характеризуются параметрами X,, Х3/% у^ 2и2г,13. £.

Рассматриваемая схема может быть сущзственно упрощена, если принять во внимание только факторы, определяющие уровень динамических нагрузок, а так.-т.:е основной признак линейкой динамической

Рис.2. Схема динамической системы "лесопогрузчик-груз"

системы - подчиненность ее принципу суперпозиции.

На рис.3 приведены упрощенные формализованные схемы дина-

мических систем, принятые для разработки математических моделей, позволяющих проводить теоретические исследования динамических нагрузок, действующих в процессе грузового хода, разгона, остановки машины с учете;.: влияния на их уровень большого многообразия эксплуатационных конструктивное факторов.

Универспльнга языке:.« математического моделирования взаимодействия и связей между объектами технических систем является язык дифферлнцизлънъгх уравнений. При разработке моделей учитывались следующие условия: .

- подвеска корпуса гусеничных лесопогрузчиков может быть выполнена кесткой, полужесткой и эластичной;

- предмет труда представляется в виде упругого длинномерного груза (хлысты, деревья) и жесткого груза (сортименты); податливость несткого груза не учитывается;

- элементы конструкции и груз при выполнении рабочих процессов совершают продольно-угловые и поперечно-углоЕке колебания;

- грунт линейно деформируемая, но не упругая среда, жесткость которой на 4 порядка нине жесткости элементов конструкции, резонансные явления в подсистеме "опорная поверхность-ходовая часть" отсутствуют.

Услсзия эксплуатации лесопогрузчиков создают большое разнообразие внешннх возмущений в подсистеме "опорная поверхность-ходовая часть". При моделировании рабочих процессов в качестве источников ви!ужденных колебаний элементов конструкции рассмат-рив&чксь детерминированные воздействия и воздействия в виде стационарных случайных процессов.

Обобщенная модель динамических систем лесопогрузчиков получена в следующем виде '„

+ Щ-(Чг =*(£)'

(I)

Рис.3. Формализованные схемы динамических систем для исследования рабочих процессов лесопогрузчиков: а,б - в режиме грузового хода; в - в режимах разгона и остановки

где /77/ - приведенные массы элементов системы;

- радиусы инерции масс;

С^ - жесткости упругих алиментов системы; ; - обобщенные координаты системы;

- обобщенные силы, соответствующие обобщению! координатам;

А"/ - демпфирующие сопротивления системы.

В рассматриваемом разделе диссертации из обобщенной модели получены системы уравнений^ опксывающи.е рабочие процессы грузового хода лесопогрузчика при движении его через препятствия одновременно двумя бортами ходовой части я одним бортом, а так^-ие процессы разгона и остановки машины.

Числовые-значения параметров уравнений получены путем теоретических и экспериментальных исследований свойств упругих элементов систем.

3. Исследование динамики рабочих процессов гусеничных лесопогрузчиков

При движении лесопогрузчика через препятствие одновременно двумя бортами возникаю? продольно-углоБые колебания. Система уравнений, отражающая состояние динамической системы, разработанная на основе (I) и рис.3,а, имеет вид

- /с,'(угу)4-= ; тЪ? ¿и*с,(ыс-с<«Ус А, -

При движении лесопогрузчика через препятствия одним бортом возбуждаются поперечно-утаовке колебания, описивакздиеся следующей системой уравнений; .

*с&к-сх(& Ц ¿3 -

-скь-^м 4=

В качестве внешних возмущений приняты детерминированные силы, возникающие при движении машины через препятствиякосинусоидаяь-ного профиля (//

где - текущее значение высоты препятствия косинусоидально-

го профиля. •

Полученные системы уравнений позеояяют проводить исследования зависимости динамических нагрузок на элементы конструкции . от скорости движения, вы.соты препятствия, кесткости системы, вида груза, типа ходовой части и других факторов. В качестве критерия оценки нагруг.еннссти системы принят коэффициент динамичности нагрузок.

Условия и ограничения, принятие при проведении исследований: 1&К* 5, 0,7*5 V^ 1,4 м/с, дЦГ = 0,1 м/с, 0,1~Ьпах~ 0,4 м, ¿¿ладо ,05 м, 25 «640 « 63 кН ,

0,8578 й 1,2578 кН/м - при исследовании лесопогрузчика класса 25 кН;

1,525 ^ С^ 2,12 кН/м - при исследовании лесопогрузчика класса 63 кН.

Здесь А" - число степеней свободы системы;

птах - максимальное значение высоты препятствия; шаг изменения высоты препятствия; У - скорость движения лесопогрузчика; - шаг изменения скорости; Огр - грузоподъемность лесопогрузчиков; С{ - приведенная жесткость рабочего оборудования.

Модель процессов разгона и остановки лесопогрузчика получена в следующем виде;

Щ £Цс +с,(с¿с-**) ~Е/Ус~

С 5)

При этом I4, 0,3^^0,6; 0,1 0,3; 0,7^1/^1,1 м/с;

Здесь Усц - коэффициент сцепления движителя с грунтом, £ - коэффициент сопротивления движению; - момент инерции масс относительно оси зад—зго балансира ходовой части; £ - угловое ускорение масс.

Моделирование процессов грузового хода, разгона и остановки машины выполнены на ЭВМ с помощью численного метода (метода Р^нге-Кутта 4 порядка). Шаг интегрирования уравнений принимался равнил 0,01...0,05 с, что обеспечило высокую точность полученных данных.

В результате исследований установлено, что из рассмотрению: факторов наибольшее влияние на уровень динамической нагружегчости элементов конструкции оказывают скорость движет», высота препят-

ствий, условия движения. При изменении скорости от 0,7 до 1,4 г,¡/с н высоты препятствий от 0,1 до 0,4 коэффициенты динамичности нагрузок на рабочее оборудование принимают значение 1,94...II,03, на корпус и ходовую часть 1,45...4,89; боковых нагрузок,соответственно, 1,34..„3,71 и 1,15...3,17. Подрессоризглие корпуса сникает дкнамичеиме нагрузки на рабочее оборудование на 15 % и более, на корпус и ходовую чйсть - на 8..Л0 %. Изменение кесткос-ти рабочего оборудования в пределах 22...47 % существенного влия- . ния на величину динамических нагрузок не оказывает. Величина динамических нагрузок при разгоне и-остановке определяется условиями движения. Установлено, что при увеличении %ц от 0,3 до 0,5 (при £ = 0,2) приводит к увеличению нагрузок в 3,3...3,4" раза. Податливость длинномерного груза создазт предпосылки возникновения резонансных явлений в подсистеме "рабочее оборудова-ние-грус", приводящих к возрастай:® динамических нагрузок»

4. Методика и результаты экспериментальных исследований натурных образцов гусеничных лесопогрузчиков

В задачу экспериментальных исследований натурных образцов лесопогрузчиков входило:

1. Исследование влияния эксплуатационных и конструктивных факторов на динамическув нагруженнссть машины, оценка достоверности результатов теоретических исследований.

2. Исследование параметров упругих элементов динамических систем.

3. Исследование параметров случайных процессов взаимодействия ходовой системы и корпуса машины с опорной поверхностью, а так^ке процессов внешних возмущений в системе "оператор-сиденье".

В качестве объектов исследований использовались лесопог-

рузчаки гусеничные ПЛ-2, ЛТ-73, ЛТ-65. При этом применялись стандартные измерительные средства, так-же стенды и оснастка, спроектированные диссертантом.

Оценка влияния кг динамическую натружекность машин различных гксялуаташюнпихиизжтруктиэнкх факторов выполнена с помощью активного полнофакторного эксперимента, проведенного .в соответствии с планами ?,т, где т = 3 - число варьируемых факторов (скорость , высота препятствий, яесткость систем). Испытаниям подвергались лесопогрузчики с .лолунесткой и жесткой подвесками корпуса при движении с жестки.: и упругим грузом.;

Выполнение'этой части эксперимента позволило подтвердить корректность бьщодоз теоретических исследований, получить уравнения регрессии, отражающие влияние конструктивных и эксплуатационных факторов ка уровень динамической нагрукенкости машины. Установлено, что математические модели адекватно описывают состояния динамических систем и позволяют с точностью 15 % получать значения динамических нагрузок.

Реализации случайных процессов взаимодействия ходовой части и корпуса с опорной поверхностью Х(г) , а тая-яе процессов вертикальных ускорений основания^ сиденья Ус&) подвергались математической обработке, в результате которой получены основные вероятностно-статистические характеристики процессов, законы распределения нагрузок (рис.4). Установлено, что рассматриваемые случайные процессы нормально распределены, обладает свойствами стационарности и эргодичности. Корреляционный и спектральный анализ реализаций процессов позволил получить энергетические спектры параметров, приведенные на рис.5 и рис.б.

Полученные данные о процессах М^) и ЦС(Ь) позволяют на стадии проектирования прогнозировать уровень динамической нагружен-ности элементоз конструкции с учетом фактора случайности, а так-

Рис.4 . Распределение нагрузок на один борт ходовой части лесопогрузчика класс" 35 кН: I - жесткая подвеска- упругий груз; П - жествая подвеска -жесткий груз; Ш - полужесткая подвеска- жесткий груз; 1У- полужесткая подвеска упругий груз.

„да.г

аЛ

•1 - 4-1- -1--

4}---£.'<"// -^г-н- - -

¡Ьт* / -V

ГЙ' Ли / 1 -----

¡|Ург 'И \ ^ а V В

Рис.5 . Нормированные ;пек-тральные плотности процессов

М:

/Л

жесткая подвеска - уп-(( ругий груз;

жесткая подвеска -жесткий груз; полужесткая подвеска -! жесткий груз;

полужесткая подвеска -упругий груз.

Рис. б. Спектральное плотности процессов вертикальных ускорений основания свденья:

1 - ресс'орно-балансирная подвеска корпуса;

2 - жестко - балансирная подвеска корпуса

же оценивать влияние эксплуатационных режимов лесопогрузчиков на состояние системы виброизоляции рабочего места оператора.

5. Динамика элементов конструкции при возмущениях случайного характера

Рассмотрим динамические системы лесопогрузчиков как разомкнутые системы автоматического регулирования, на вход которых подаются сигналы в виде случайных функций. Используя свойство линейных динамических систем сохранять закон проходящих через нее сигналов, получим энергетические спектры параметров а виде тех ■се функций. В качество выходных параметров служат энергетические сг.ектгч динамических нагрузок на рабочее оборудование, з качестве входных - процессов взаимодействия ходовой системы и кор-туса с опорной поверхностью (рис.5). Энергетические спектры нагрузок на рабочее оборудование к подвеску корпуса получены по Фавнеюш

(6)

•дв спектральная плотность параметров выходных процес-

сов;

}- модуль амплитудно-фазовой частотной характеристик» системы.

Амплитудно-частотные и фазоао-частотные характеристики сис-ем определены из систем дифференциальных уравнений путем функ-иональных преобразований Далласа и Фурье. Так как входной про-ессявляется нормальным со спектральной плотность» нагру-ок то установившаяся реакция на него представляет собой

ак-же процесс с нормальным распределением с дисперсией (Гр^. Ис-эдя из этого^дифференциальная функция распределения амплитуд 1грузок на рабочее оборудование I г определяется по формуле

в I 2<ГР, ]. (?)

Здесь - отклонение случайной величины нагрузок Р^ от среднего значения. Дисперсия выходные процессов <з/

ч

принималась равной площади под кривой спектральной плотности параметров.

Таким образом^использование вероятностно-статистических характеристик входных процессов Х(6) и амплитудно-фазовых частотных характеристик дает возможность на стадии проектирования получать значения амплитуд к вероятностей динамических нагрузок на элементы конструкции. Установлено, что сдвиг по фазе» между входными и выходными процессами достигает 1,52 рад., пиковые значения спектральной плотности входных процессов к амплитудно-частотных характеристик не совпадают, что снижает вероятность возникновения резонансных явлений е системах.

б. Оптимизация параметров кинематической схемы рабочего , оборудования■лесопогрузчиков перекидного типа

Наибольшее распространение в лесной промышленности страны получили лесопогрузчики перекидного типа на базе тракторов 'ГГ-4. Серийно выпускаются лесопогрузчики ЛТ-65Б, готовится производство ЛТ-188 на тракторе ТТ-4М. Кинематика рабочего оборудования этих машин выполнена на основе одного изобретения 288663 (рис.7)

Ъ связи с этим является актуальной задача разработки методики оптимизации параметров схемы рабочего оборудования, позволяющей повысить качество проектирования. Особенность работы лесопогрузчиков перекидного типа заключается в том, что подъем гру за может осуществляться как из положения набора, так и из положения укладки груза. При этом параметры кинематики рабочего оборудования изменяются.

Рис.7. Расчетная схема рабочего оборудования:

1-стрела, 2,4-гидроцилицдры привода стрелы и основания, 3-пово-. ротное основание

Неблагоприятны.«! с точки зрения динамической нагрут.енности оленектоз конструкции являются пускотормознке режимы движения рабочего оборудования. Исходя из этого,при разработке алгоритма оптимизации рассматривались' процессы пуска и остановки рабочего оборудования. Задача оптимизации при этом сводилась к обеспечению минимума пиковых нагрузок на итоки гидрсцидикдроз Р и Р^ при движении рабочего оборудования из положения набора и укладки груза. В качестве проектных параметров принята

Выражения функций, связывающих усилия Р, Р^ с проектными , параметрами получены в следующем.виде:

р_ 7о,<т>+&1.со$ч> ,

(8)

Оптимизация параметров выполнена в два этапа. На первом этапе определялись модальности целевых функций и области существования локальных экстремумов; на втором-одним из методов црямого поиска устанавливались значения проектных параметров, доставляющих минимум критерию оптимизации (Р, Р-^).

Оптимизация кинематики позволила снизить пиковке нагрузки по сравнению с прототипами на 7,7...12,3 %, при этом дпамичес-кая составяпщая снижена на 18...36 %. Следует отметить, что эффективность оптимизации ограничивает»-я возможностями компоновки рабочего-оборудования на базовых тракторах. В этом проявляется один из принципиальных недостатков практики проектирования лесных малин на базе серийных тракторов.

7. Прогнозирование состояния системы виброизоляции рабочего места оператора

При исследовании и прогнозировании состояния системы виброизоляции рабочего места оператор' рассматривался как колебательная биодинамическая система, вклзчаицая дискретные массы, соединенный линейными упругими элементами-и амортизаторами, моделирующими мышцы и части тела человека. Для этого был применен частотный (спектральный) анализ нормируемых параметров: средне-квадратичесхих значений виброскорости (бу ) и их логарифмических уровней ¿у ); среднеквадратически£ значений виброускорений

в октавных полосах частот. Указанные характеристики определялись для динамических моделей без учета динамических свойств тела оператора (рис.8,а), и с-учетом последних (рис.8,б). Кроме этого; состояние системы виброизоляции оценивалось среднеквадра-тическим:: значениями относительных перемещений сиденья ((Г*- ), вероятностью удара сиденья об упор , коэффициентом эффективности к^ш ).

В качестве источника вертикальных колебаний основания сиденья принимался стационарный случайный процесс Ус(0 I представленный спактралыюй плоткостьа ускорений 'рис.6), полученной в результате экспериментальных исследований.

5

I 7п —| т

а

>

тг

и И)

!

/77с

I

УШ

шт

¥

о—|

т.

Рис.8. Системы "оператор-сиденье": а - без учета динамических свойств тета оператора, б - с учетом динамических свойств,/77^ - масса оператора, приходящаяся на сиденье,^ -масса подрессоренной части сиденья, /77 = /7^ +/?%, -

жесткость и коэффициент сопротивления тела оператора, - восстанавливающие и диссяпативкке силы в подвеске сиденья.

Реализация алгоритма оценки системы виброизоляции на ЭВМ

г

показала, что з области низких частот (4,39...6,23 с ) линейная система сибропзодяциг, недостаточно эффективна, имеет место превышение нормативных значений параметров вибрации, И^СЫ ) < I. Это свидетельствует о необходимости проработки вопроса применения подвески с нелинейными характеристика:«!. Оценки спектральной плотности вертикальных ускорений основания сиденья ((и) )) лесопогрузчиков с жесткой подвеской корпуса в октавах со среднегеометрическими частотами 1,2,4»8 Гц вьзге соответствующих значений, полученных для лесопогрузчиков с полужесткой подвеской» что свидетельствует об ухудшении вибрационной характеристики машины. Данные экспериментальных исследований случайных процессов вер-

тикальных ускорений основания сиденья позволяют на стадии проектирования проводить работы по доведении нормируемых параметров вибрации до уровня установленных требований.

6. Результаты работ по созданию, промышленному освоению и псвьаданик? техничэского уровня гусеничных лесопогрузчиков

8.1. Экономические и социальные результаты

Результаты работы использованы-при создании фронтальных и перекидных гусеничных лесопогрузчиков.классов 35 и 63 кН, а также опытных образцов колесных лесопогрузчиков. Соискатель принимал непосредственное участие в выполнении следующих работ по созданию, промышленному освоению и повышению технического уровня лесопогрузчиков:

1. Разработка и промышленное освоение семейства унифицированных высокоэффективных, гусекичных лесопогрузчиков фронтального и перекидного типов (П1, П2, П5, П19А и др.).

2. Повышение технического уровня гусеничных лесопогрузчиков путем разработки новых и модернизации выпускаемых машин. При этом работы проводились в направлении повышения показателей надежности (долговечности, безотказности), технологичности, стандартизации и унификации, патентно-правовых, экономических (П19Б,ПЛ2,Ш13, П2А,П2С). Так средний ресурс увеличен с 3700 до 4500 моточасов.

3. Работы по повышению показателей назначения и эффективности - повышение грузоподъемности (ПЛ4С, ЛТ73), интенсификация рабочих -режимов (ЛТ65, ЛТ65Б), снижение яагруженности рабочего оборудования путем обоснования формы и размеров захвата для погрузки лесоматериалов из беспрокладочного штабеля.

4. Научное обоснование и разработка государственных стандартов ГОСТ 15594-76 "Лесопогрузчики челюстные гусеничные перекидного типа дяя лесозаготовительной промышленности. Технические

условия" и ГОСТ 16496-76 "Лесопогрузчики челюстные гусеничные перекидного типа для лесозаготовительной промышленности. Методы испытаний".

5. Разработка и освоение стендового оборудования для испытания лесопогрузчиков.

6. Проведение научных исследований по разработке теоретических основ создания и повышения технического уровня лесопогрузчиков. При этом соискателем разработаны следующие вопросы:

6.1. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования рабочих процессоз гусеничных лесопогрузчиков (грузовой ход, разгон, остановка мазины с грузом, подъем-я опускание груза), получены значения нагрузок и коэффициентов динамичности нагрузок, г,аны рекомендации по их применения пси проектировании.

6.2.. Исследовано влияние на уровень кагруженнести элементов конструкции лесопогрузчиков наиболее важных конструктивна и эк-гплуатациокных факторов (скорости движения, высоты препятствия, условий движения, типа подвески корпуса, вида груза и т.п.), дачи рекомендации по учету этого влияния при проведении работ по повышении надетхности машин и обосновании эксплуатационных режимов.

6.3. Исследованы случайные процессы взаимодействия ходовой системы и корпуса с опорной поверхностью погрузочных площадок,

1 так^т.е процессов вноаних возмущений в системе "оператор-сиденье". ; Результаты исследований позволяют прогнозировать уровень динамической нагруженности машины о учетом действия случайных возмуще-1ИЙ, а так'ае влияние на виброзащищенность оператора эксплуатационных режимов лесопогрузчика и на стадии проектирования управ-шть показателями надежности и эргономики.

6.4. Разработан алгоритм оптимизации элементов кинематичес-сой схемы рабочего оборудования лесопогрузчика перекидного типа, юзволяющий снизить энергетические затраты на его привод.

6.5. Выполнены обоснования характеристик расчетных деревьев РЛя лесопогрузчиков классов 25,35,63 кН.

6.6. Созданные в результате выполнения работы изобретения (173654 , 283663 , 359227 , 530217, 341705 , 20424С) н^прас.-.енк на позы.ение ряда показателей технического уровня и качества (назначения, надежности, патентно-правовых, экономических). Таким образом, созданы теоретические основы, дакщие возможность управления показателя;-!!! технического уровня на стадии проектирования и совершенствования лесопогрузчиков.

Создание и организация серийного производства лесопогрузчиков обеспечило.переход лесной промышленности страны на технологию лесозаготовок с отдалением, трелевки леса от погрузки, которая позволила повысить производительность на погрузке в 3...4 раза, на трелевке, вывозке и по комплексу лссосечных работ - на 20-25 %, высвободить с погрузочных операций свыше 10 ткс,человек. Исключены затраты'на-оборудование погрузочных пунктов, за счет чего ежегодная экономия древесины по Ыинлеспрому СССР составляет 1,5 клк. м5, стального каната - 13 тыс.т. За 1964-1938 гг. Красноярским заводом лесного машиностроения изготовлено 41630 шт лесопогрузчиков, разработанных и освоенных при участии соискателя. Экономический эффект от использования результатов работы (разработка научных основ создания и повышения технического уровня лесопогрузчиков, теоретическое обоснование разработки государственных стандартов, изобретения, рационализаторские предлоасния и др.) составляет 173,31 клн.руб, при этом личный вклад соискателя составляет 8,84 шш.руб.

Внедрение гусеничных лесопогрузчиков и технологии на их базе обеспечило повышение ритмичности работы лесозаготовительных предприятий, а так-se решение ряда вопросов социального совершенствования трудовых коллективов:

1. Повысился уровень механизации на погрузочных операциях в лесосеках до ICO %, устранен тразматизм, сокращены непроизводительные затраты по оплате больничных листов.

2. Повкс'.'лся профессиональный уровень рабочих.

3. Коренным образам улучплись услониг. труда, повысились его прязлекатзлькость и содержательность, снизилась текучесть кадров.

8.2. Перспективные направления по созданию и совершенствований лесопогрузчиков

Дальнейшие работы по создании, исследованиям и совершенствованию лесопогрузчиков должны еепол.^ться, по мнении диссертанта, по слодугди?/. направлениям;

1. Разработка номенклатура лесопогрузчиков в соответствии с системам! малин для комплексной механизации лесосечных и лосотранс-г.ортнах работ. Грузоподъемность их должна быть 25, 35, 63 кл. Указ?нныг. ряд ¡.'.er,-ли обеспечигает работу без перегрузки конструкции Ео всех природко-гсроизЕодственкьк зонах строну.. При этом лесопогрузчики должны создаваться на гусеничном и колесном ходу. Ма-ичны для нижнескладских работ должны обладать грузоподъемность!! 125...250 кН.

2. Работы по совершенствованию лесопогрузчиков должны осуществляться в направлении упрощения конструкции базы, снижения ее конструктивной массы, увеличения прочности корпуса и ходовой системы, обеспечения продольной и боковой устойчивости. Это в полной мере относится к.работам по гусеничным и колесным лесопогрузчика:«. Сравнение показателей назначения отечественных и зарубежных лесопогрузчиков показывает, что при одинаковой грузоподъемности конструктивная масса последних существенно ниже. В этом проявляется один из недостатков практики создания специальных аашин на серийных тракторах. Опыт создания лесопогрузчика JIT-85

на базе трактора К703 погазал бесперспективность данного направления, так.как машина оказывается дорогой, сложной, тяжелой, ненадежно^ неустойчивой. Создание машин на спэцшасси, унифицированных с промышленники тракторам по ряду агрегатов, позволяет упростит!-, трансмиссию, увеличить прочность рамы,'обеспечить достаточную устойчивость и снижение массы. Одновременно это позволяет оптимизировать параметры рабочего оборудования, упростить управление машиной.

3. Объемы лесозаготовок в районах с низкими температурами постоянно возрастает. До настоящего времени это обстоятельство при проектировании и производстве лесных малин, включая лесопогрузчики, учитывается недостаточно, что приводит к снижений показателей надежности, аварийным выходам из строя машин в зимний период, т.е. в период наиболее интенсивного ведения лесозаготовок. В сьязи с этим методы проектирования лесопогрузчиков и применяемые материалы для их производства и эксплуатации должны соответствовать требованиям, предъявляемым к изделиям категорий У к ХЛ.

4. Важным вопросом совершенствоания лесопогрузчиков является доведение эргономических показателей до нормативных значений. Результаты исследований показывают, что в области низких частот линойкад система виброизоляции базового трактора ТГ-4 при агрегатировании его с рабочим оборудованием лесопогрузчика недостаточно эффективна. Учитывая то обстоятельство, что трактор ГГ-4М оснащается аналогичной системой, следует ожидать отклонений параметров вибрации рабочего места машин на его базе от нормативных показателей. В связи с этим являются актуальными вопросы дальнейших исследований параметров процессов внешних воздействий на оператора и создания подвески основания сиденья, обеспечивающей гигиенические нормы по уровню вибрг.ции.

5. Одним из перспективных направлений совершенствования рабочего оборудования следует считать создание лесопогрузчиков с перо-

манным ею м груза - телескопической стрелой. Это позволяет зкачитель расширить технологические возможности машины, облегчить ' )ту оператора, особенно при выполнении спера^ий укладки пг а па транспорт и при его наборе, что подтверждается зарубеж опытом.

б. На ' 4приятиях Мннлесбу.'прома СССР эксплуатируется свь.тае 11,0 ч шт лесопогрузчиков. Расширенно области их применения путем .ящоиия различными видами смен:мк рабочих органов являет! туальной задачей. По нашему шдав целесообразно создание ' кх рабочих органов как ковп дил погрузки сыпучих к кусков материалов, грузозахватные приспособлена для производства ст? :ельних работ, раскряковочные а задочнс-срезатацие устройст-вг я производства ограниченных обхемов работ. 7 звестко, что интенсивность лесозс.готогптельных работ в осс:-:-I ¡есеннай и летний периоды значительно снижается. В то ко вре-указанныо периоды являится временем проведения основных лесо-зяйствевдых работ. Исходя из этого, вопрос применения лесопог-^зчиков на лесохозяйстпекных работах следует считать актуальны. Для его решения необходимо создать комплекс сменных устройств ■ ■ . для выполнения работ по расчистке гарей, тушения лсснык по-,яаров, расчистке лссосск о-.' порубочных остатков, для подготовка почвы и уходу за посадка;.«! и т.д. Учитывая то обстоятельство, что лесопогрузчик!! оснащены гидравлическим приводом болыпой мощности, создание таких устройств существенно упрощается. 8. Расширение области применения лесопогрузчиков, увеличение числа выполняемых операций неизбежно приводит к усложнению системы управления машиной. 3 связи с зтиь: целесообразна проработка вопросов применения в их конструкции микропроцессорной техники.

основные швода и рекоыещации

1. Почленно--грунтовые условия-основных яесоэксплуагациен-кых районов предопределяют применение в леской промышленности страны пак гусеничных, так и колесных лесопогрузчиков. Для погрузки древесины в лесосеках требуются лесопогрузчики классоз 25, 35, 63 кН.

2. Процессы функционирования лесопогрузчиков описыса-згся дифференциальными уравнениями второго порядка. Число степеней свободы эквивалентных динамических систем определяется типом ходозого аппарата базы, конструкцией рабочего оборудования, видом груза. Для рассмотренных систем оно составляет от I до 5.

3. Разработанные математические модели динамических систем, алгоритмы и программы, денные по дккаммческим характеристикам упругих элементов машин и расчетных деревьев (пакетов деревьев),, позволяют с помощь» персональных ЭВМ на стадиях исследования и проектирован:« определять уровень динамической н&груженнссти элементов конструкции лесопогрузчиков классов 25, 35, 63 кН при выполнении основных операций технологического процесса (грузовой ход, разгон', остановка, подъем груза) с учетом влияния эксплуатационных и конструктивных факторов (скорость движения, высота препятствия, вид груза, кесткость системы, условия движения и т.д.).

4. Наибольшее влияние на уровень динамической, нагруженкости машины оказывают следующие факторы: скорость грузового хода, высота преодолеваемых препятствий, податливость груза, тип подвески корпуса, условия движения.

5. С увеличением скорости грузового хода динамические нагрузки интенсивно возрастают. При увеличении скорости движения от 0,7 до 1,4 м/с коэффициенты динамичности нагрузок на рабочее оборудование в продольно-вертикальной плоскости возраста;:.1

с 1,94 до 11,03; на корпус и ходовуп систему - с 2,43 до 4,69. При тех же условиях коэффициенты динамичности нагрузок в боковом направлении составляют-соответственно 1,34...3,24 и 1,78... ..3,25.

6. При увеличении высоты препятствий от 0,1 м до 0,35 я коэффициенты динамичности нагрузок на рабочее оборудование в продольно-вертикальной плоскости возрастает от 1,94 до 7*39;

на корпус и ходовую систему - от 1,45 до 4,07. Коэффициенты динамичности боковых нагрузок на рабочее оборудование при движении через чередующиеся препятствия едким бортом- составляют 1,15... 2,65; на корпус и ходозуп систему - 1,62...2,75.

7. Коэффициенты динамичности нагрузок на рабочее оборудование при движении с ддкксмернш грузок ка 14... 18 % превышают значения коэффициентов, полученных при движении с жестким грузом (сортиментами).

8. Яодрессоркаанке корпуса позволяет снизить динамические нагрузки на рабочее оборудование ка 15 % и более, ка ходовую систему и корпус - на Э % и более. Изменения кгеткости рабочего оборудования в прадедах 22...47 % т оказывает существенного влияния на величину динамических нагрузок. С учетом этого подвеску корпуса лесопогрузчиков классов 25 а 35 кН целесообразно выполнять полужесткого типа.-При этой жесткость рессор тракторов ГГ-4М при агрегатировании с рабочим оборудованием лесопсгрузчн-га класса 35 кН должна быть увеличена на 20 %. Подвеска корпуса ;есопогрузчика класса 63 кН может быть выпажена так же полужесток, ко в режиме грузового хода рессоры следует предохранять от ерегрузкь введением в конструкция ограничителей хода. Однако аиболее рациональным вариантом компоновки рабочего оборудова-

ня лесопогрузчика класса 63 кН следует считать вариант крепле-ия его непосредственно на ходовые тележки базового трактора, го обеспечивает разгрузку элементов конструкции корпуса и подвес-

ки.

9. Ветчина продельных динамических ¡нагрузок на элементы конструкции в режиме разгона определяется условиями движения. С увеличением коэффициента сцепления движителя с грунтом нагрузки интенсивно возрастают. При /= 0,2 увеличение %ц от 0,3 до 0,5 приводит к увеличению коэффициентов добавочных нагрузок от 0,7 до 2,4.

10. Динамические нагрузки при остановке машины определяются величиной сопротивления движению. Установлено, что при изменении коэффициента сопротивления движении от 0,1 до 0,3 коэффициент добавочных нагрузок на рабочее оборудование увеличивается от 0,8 до 1,77; нагрузок на подвеску корпуса - от 0.87 до 3,35

11. Рекомендуете значения коэффициентов динамичности нагрузок в продольно-вертикальной плоскости (Кд.в ) и в боковом направлении (Дц.б.}, установленные по результата:/ настоящих исследований с учетом характеристик микропрофиля поверхностей погрузочных площадок и показателей назначения перспективных гусеничных тракторов, приведены ниже:

^лемен^а !_Классы лесопогрузчиков. кН_

кокстрлщии • !--25-!-35-!-63 _

_! Кд.в.. I Кд.б. I Кд.в. ! Кд.б. I Кд.в. 1 Кд.б.

Рабочее обору- • 3,5+0,5 2+0,2 3,5+0,5 2+0,2 3+0,5 2+0,5 дование (стрела, гидросистема)

Грузовые рамы, 2+0,5 2+0,5 2+0,5 2+0,5 2+0,5 2+0,5 корпус, подвеска корпуса

12. При исследовании нагрукеккоети гусеккчкых лесопогрузчиков методами статистической динамики а качестве параметров внешних возмущений следует принимать вероятностные характеристики случайных процессов силового воздействия опорного массива на ходовую часть и подвеску корпуса малины.

13. Указанные вше процессы стационарна и эргодичны, обладает узкополосным спектром "(основная часть анергии колебаний сосредоточена в полосе частот 0,2...0,9 Гц.), распределение вероятностей нагрузок на элементы конструкции ходовой системы и подвески корпуса соответствует нормальному закону.

14. Полученные вероятностные характеристики случайных процессов силового воздействия спорного массива на ходовую систему и подвеску корпуса, а так же передаточные функции и частотные характеристики динамических систем позволяет значительно упростить и ускорить и следование и расчеты динамических нагрузок на элементы конструкции на стадии проектирования.

15. Разработанные алгоритм и программа позволяют выполнить исследование и расчеты динамики элементов конструкции рабочего оборудования в режиме подъема груза с учетом параметров гидропривода и кинематической схемы и проводить оптимизации последней по критерии минимума максимальных усилий на стоки гидроцилиндров привода стрелы и основания. Оптимизация кинематики лесопогрузчиков ЛТ65Б и ЛТ-188 дает зозмохность уменьшить нагрузки на 7...12,3 %. Эффективность оптимизации параметров ограничивается возможностями компоновки конструкции на серийных тракторах.

16. Разработанные алгоритм и программа, а тагкка вероятности нке характеристики случайных процессов возиущакдих воздействий

в системе "оператор-сиденье", полученные в результате экспериментальных исследований, позволяют на стадии проектирования определять влияние режимов работы лесопогрузчика на эффективность :истемы виброиэоляции рабочего места при различных вариантах ис-

полнения подвески корпуса с учетом и без учета динамических свойств тела оператора. Полученные данные свидетельствуют о том, что применение жесткой подвески корпуса приводит к ухудшении вибрациошюЯ характеристики машины, что подтверждается оценками спектральной плотности вертикальных ускорений основания сиденья при жесткой к полужесткой подвеске. Результаты исследований показывают, что линейная система виброизоляции рабочего места трактора ТГ-4 при агрегатировании его с рабочим оборудованием лесопогрузчика в области низких частот (4,39...8,72 с-*) неэффективна: коэффициент эффективности системы КэфС^ ) -с-1, логарифмический уровень виброс'керости и среднекпадратические значения виброускорения превышают-нормативные показатели.

17. Анализ опыта проектирования и эксплуатации' гусеничных лесопогрузчиков позволяет рекомендовать варианты исполнения кинематических схем рабочего оборудования.

1. Проектирование лесопогрузчиков грузоподъемностью 25 кН на основе авторского свидетельства 235528 обеспечивает простоту и надежность конструкции. Это подтверждено практикой создания и эксплуатации лесопогрузчиков Ш1-1А, Ш1-1В.

2. При создании лесопогрузчиков класса 35...40 кН наиболее перспективной является кинематическая схема по авторскому свидетельству 288663. Указанная схема обеспечивает повышение скорости движения стрелы, увеличение высоты подъема и вылета- груза в положении укладки, надежность гидропривода и повьшение производи« тельности машины, что подтверждено практикой создания и использования лесопогрузчиков ЛТ-65Е и ЛТ-188.

3. Рабочее оборудование мсопогрузчикоз класса 63 кН целесообразно проектировать на основе изобретений по авторским свидетельствам 204240 и 218730, предусматривающим одновременное срабатывание двух пар гидроцилиндров подъема стрелы, чем обеспечивает-

ся достаточная грузоподъемность машины. Данная схема проверена при проектировании и эксплуатации лесопогрузчиков ЛТ-73 и Ш1-4С.

18. Захват для круглых лесоматериалов с целью снижения натрусок на машину при наборе пакета дерезьев из беспрокладочного штабеля следует создавать с клиновидным щитом, соединяющим боковины нижней челюсти. Формз и размеры захвата определены з заявке на предполагаемое изобретение № 4522087/11(086662) от 25.05.87 г. "Захват к гусеничному погрузчику круглых лесоматериалов".

Основное содержание диссертации изложено в следующих опубликованных работах: .

1. Экспериментальные исследования динамики вертикальных нагрузок на элементы конструкции гусеничного лесопогрузчика^ Строительные и дорожные машины № 1.~М., I972.~C.8-I2.

2. Исследование динамики гусеничных лесопогрузчиков а режимах разгона и остановки.-М., 1989, 19 с."Рукопись представлена Сибирским технологическим институтом ."Деп. в ЦКИТЭИтрактор-сачьхозмаа'24 февраля 1989 г., ¡« 1131.

3. Оценка при. проектировании лесопогрузчиков параметров вибрации сиденья оператора с учетом действия случайных возмущений." М,,

1989л~12 с. Рукопись представлена Сибирским технологическим институтом -Дел. в ВНИПИЭИлеспром 10 февраля 1989 г., № 2419--лб.89.

4. Исследование параметров случайных процессов взаимодействия ходовой части и корпуса гусеничного лесопогрузчика с опорной поверхностью и внешних возмущений в системе "оператор-сиденье"-; М., 1989, 14 с г Рукопись представлена Сибирским технологическим институтом.-Деп. в ЦНИИТЭСтроймал, 1989 г. № Ж-736.

5. Исследование нагрузок в элементах металлоконструкции лесопог-рузяиков^/ Труды ЦШШЭ "Перспективные технологические процессы и системы машин" Г Химки, 1976,-£>.137-141.

*6. ГОСТ 16496-76. Лесопогрузчики челюстные гусеничные перекидного типа для лесозаготовительной промышленности. Методы испытаний. Издательство стандартов, Н., 1976 г., 25 с.

7. Проектирование лесопромышленного оборудования." Учебное пособи Красноярск; И^-во Красноярского госуниверситета, 1988." 172 с. ~8. Лесопогрузчик КМЗ-ЦШЭДЫЭ-П21! 'Строительные и дорожные машины" V № 2.-М., 1965,- С.20-21. *9. Челюстной лесопогрузчик грузоподъемностью 6,3 ч//Лесоэксплуатация и лесосплав'7 №'27.-Ы.. 1971Г С. 13-15. п10. Лесопогрузчик П2С в северном исполнении^ Лесная промышленность "т » 3г Ы., 1971Г С.21-22. "И- Лесопогрузчик ПЛ4С в северном исполнении^ Строительные и

дорожные малины '7 ]Ь 10,~М., 1973ГС.12-14. "12. Модернизация челюстного лесопогрузчика так//' "Строительные

и дороккые мааины:'т № Иг М., 1973Г С.16-17. "г113. Челюстной лесопогрузчик Л2к// Строительные и дородные мзл:и-

ны".-№ 5.-М., 1973ГС.9-10. й14. Лесопогрузчик ЛТ65// Строительные и дородные машины'• г £ Пг

. П., 1974гС.17-18. к15. Лесопогрузчик Ш12 усовершенствованной конструкции^ Строительные и дорожные машины'т № ПгМ.» 1974Г £.15-16.

16. Опыт эксплуатации лесопогрузчиков на базе гусеничных трак-торов//Тезисы Всесоюзного семинара "Опыт эксплуатации тракторов в условиях лесозаготовительной промышленности"г НАТИ, 1974Г С.80-84.

17. Экспериментальное исследование динамики вертикальных нагрузок на элементы конструкции гусеничного лесопогрузчика/Труды ЦНШМЭ.-Хишш, 1972; С.27-34.

к18. Лесопогрузчик ЛТ73 // 'Стреительные и дорожные машины 7 » ИГ М., 1975, С.19-21.

ÄI9. Руководство по эксплуатации лесопогрузчиков. ЦККИМЭ, Химки, 1975^35 с. !

20. Динамика элементов конструкции лесопогрузчика при погрузке крупномерных лесоматериалов /Межвузовский сборник "Лиственница";- Красноярск, 1985г С.32-40.

21. Исследование силового воздействия на элементы конструкции лесопогрузчика при погрузке крупномерных хлыстов^" Межвузовский сборник "Лиственница"г Красноярск. 1986г С.53-51.

Изобретения:

22. Полетайкин 3.5., Даведенко В.А. ,По£;::рапкин В.И. Челюстной лесопогрузчик. A.c. 179225. Опубл. в Б.И. 4, 1965.

23. Полетайкин B.S., Стефанов O.A., Даэццекко З.А., Созиноз И.И. Челжстной тракторный лесопогрузчик. A.c. 173654. Опубл. в В.И. » 15, 1965.

24. Полетайкин В.Ф., Демчук Л.К., Глазырин В.П. Челюстной тракторный погрузчик. A.c. 204240, Спубл. о В.И. 3 21, 1967.

'.5. Полетайкин В.Ф., Балансирная подвеска. A.c. IS9695. Опубл. в В.И. № 15, 1967.

!6. Полетайкин В.-3., Глазырин В.П., Невсп'.й В.П. Челюстной тракторный погрузчик. A.C. 2I87I3. Опубл. а Б.И. й 17, 1968.

7. Полетайкин В.Ф., Глазкрин В.П., Невски! В.П., Привод гидравлического погрузчика. A.C. 2II392. Опубл. з Б.И. № 7, i960. !

8. Полетайкин В.Ф., Глазыркн В.П. Следящее гидравлическое уст- j ройство. A.c. 256652. Опубл. з Б.И. i

3. Полетайкин В.Ф., Глазкрин В.П. Челюстной тракторный погрузчик. A.c. 288663. Опубл. в Б.И. № 26, 1971. Полетайкин В.Ф., Коробейников А.Г., Швльвихов В.В., Демчук Л.Н. Челюстной погрузчик. A.c. 321464. Опубл. о Б.И. $ 35, 1971.

31. Полетайкин В.Ф., Ливкин В.Д., Заборцев В.Н., Невский В.П. Балансирная подвеска. A.c. 341705. .Опубл. в Б.И. № 19, 1972.

32. Полетайккя В.Ф., Глазырин В.П. Рабочее оборудование гидравлического экскаватора. A.c. 339630. Опубл. в Б.И. № 17, 1972.

33. Полетайкин В.Ф., Коровин Л.С., Зуез S.A. Погрузчик длинног-мерных грузов. A.c. 335205. Опубл.' в Б.И. № 13, 1972.

34. Полетайкин Е.5., Струков В.М., Ливкин В.Д., Коровин Л.С., Зуев В.А., Усов С.Н. Лесопогрузчик. A.c. 405983. Опубл. в Б.И. » 45, 1974.

35. Полетайкии В.Коровин Л.С., Зуев В.А., Усов С.Н. Погрузчик длинномерных грузов. A.C. 335205. Опубл. в Б.И. № 13, 1972. . • ;

36. Полетайкии В.Ф., Коровин Л.С., Зуез В.А., Усов В.Н. Погрузчик длинномерных грузов. A.c. S53899. Опубл. в Б.И. }р 30,

1972.

37. Полетайкин В.Ф., Коровин Л.С., Зуез В.А., Усов С.Н. Погрузчик длинномерных грузов. A.c. 355145. ОпуЗл• в Б.И. №7,

1973.

38. Полетайкин В.Ф., Глазырин В.П., Невский В.П. Грузовая рама челюстного лесопогрузчика. A.c. 359227. Опубл. з Б.И. № 35, 1972. ■

ЗЭ. Полетайкин B.S., Струков В.М., Скиба И.А. Лесопогрузчик. A.c. 333196. Опубл. в Б.И. № 33, 1973.

40. Полетайкин В.Ф., Глазырин В.П., Струков В.М..Привод поворота стрелы. A.c. 500148. Опубл. в Б.И. № 3, 1976.

41. Полетайкин В.Ф., Невский В.П., Заборцев В.Н., Глазырин В.П. Лесопогрузчик. A.c. 630217. Опубл. в Б.И. № 40, 1978.

42. Полетайкин B.S., Гуреев А.Г., Невский В.П. Челюстной тракторный погрузчик. A.c. 703067. Опубл. в Б.И. » 46, 1979.

43. Полетайкин B.S., Невский В.П., Соловьев В.Н., Заборцев В.Н. Челюстной.погрузчик. A.c. 8065S2. Опубл. в Б.И. № 7, 1981.

44. Полетайыш В. Ф„ Голубев Б. Я., Андреев О. Л., НсвскиГс В. П. Ле> сопогрузчнк. Свидетельство на пром. образец Ла 12300, 1981.

•!5. Полетаккии В. Ф„ Невский В. П., Гуреев Л. Г., Заборцев В. Н. Челюстной захват для лесоматериалов. А. с. 1094838. Опубл. в Б. II. ЛЬ 20, 1984.

•10. Полетайыш В. Ф. Лесопогрузчик. А. с. 1159877. Опубл. в Б. И. К« 21, 3985.

* — в соавторстве. ,

Подписано в печать 4.07.89. АЛ00193. Объем уч.-изд. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ Ле 1014. Типография СТИ. 060049, г. Красноярск, пр. Мира, 82.