Введение к работе
Актуальность темы. Успешному решению задач, стоящих перед лесной промышленностью, в значительной степени способствует внедрение новых, более совершенных лесозаготовительных машин (ЛЗМ). В настоящее время большинство эксплуатируемых в отрасли ЛЗМ базируются на шасси гусеничных тракторов и, в сравнении с машинами на колесной базе, уступают по ряду важнейших показателей. Поэтому на ближайшие годы определилось перспективное направление по созданию новых ЛЗМ на колесной базе с возможностью установки на него любого технологического оборудования.
Создание семейства таких ЛЗМ с более высокими технике - экономическими показателями позволит обеспечить комплексную механизацию лесозаготовительных работ, повысить производительность и условия труда при соблюдении лесоводственных и экологических требований, что свидетельствует об актуальности темы.
Наиболее ответственная часть, рама определяет надежность всей машины в целом, а практика показывает, что основной прігчиной снижения надежности шасси являются усталостные разрушения металлоконструкции, что связано, в первую очередь, с несовершенством используемых методов расчета на усталостную прочность элементов машин.
В связи с возросшгаш требования к материалоемкости при одновременном повышении надежности ЛЗМ задача разработки методов оптимального проектирования несущей конструкции, как наиболее металлоемкой части, с учетом долговечности является своевременной и актуальной.
Современные условия рыночной экономики требуют резкого сокращения сроков разработки и внедрения новой техники, что возможно только путем использования компьютерной техники на уровне САПР. В виду недостатка программного, математического обеспечения для использования ЭВМ при создании машин, становится все актуальнее задача разработки системы автоматизированного проектирования ЛЗМ.
Цель работы. Снижение металлоемкости лесозаготовительных; машин путем опгимшащш параметров несущей конструкции с учетом долговечности, а также повышение качества и сокращение сроков проектирования ЛЗМ.
Научная новизна. Разработаны методика оценки долговечности несущей конструкции ЛЗМ и математическая модель динамической системы шасси ЛЗМ, позволяющая оценить статистические характеристики нагружен-ности рамы при различных режимах работы. Выведены передаточные функции, позволяющие определять параметры случайных процессов напряжений в различных сечениях металлоконструкции рамы ЛЗМ по характеристикам внешних воздействий.
-4v
Сформулирована математическая постановка задачи отимального проектирования металлоконструкции рамы шасси и разработан алгоритм ее решения.
Практическая ценность. В результате исследований определены оптимальные параметры рамы шасси ЛЗМ, обеспечивающие минимальную массу и ресурс с 80% вероятностью неразрушения конструкции.
Разработана "Методика теоретико-экспериментальной оценки долговечности металлоконструкций балочного типа". Результаты исследований могут быть использованы при проектировании любых транспортных машин на колесной базе.
Для практического использования при проектировании разработан программный комплекс по выбору оптимальных параметров несущей конструкции ЛЗМ и пакет прикладных программ для расчета металлоконструкций балочного типа, зарегистрированный в Московском отделении прикладных инженерных комплексов НПЦ "Информатика".
Реализация в промышленности. Результаты исследований были использованы при создании базовой модели семейства ЛЗМ сортиментовоза. Проектирование и оптимизация параметров рамы шасси выполнены с использованием разработанного программного комплекса. Полученные в результате экспериментальных исследований статистические характеристики использованы для создания банка данных о нагрузках, действующих на несущую систему ЛЗМ.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях молодых ученых и специалистов в 1990-1991,1997 г., на научно-техническом совещашш ПНТЦ по комплексной переработке древесины ЦНИИМЭ и на кафедре «машины и оборудование лесной промышленности» УГЛТА в 1997 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 6 печатных работ.
Структура и объем. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка литературы из 126 наименования и 4 приложений. Основное содержание изложено на 124 страницах, содержит 14 рисунков и 5 таблиц.