Введение к работе
Актуальность темы. Повышение эффективности лесопромышленного производства в настоящее время не может рассматриваться в отрыве от сложившейся в стране экономической ситуации и всевозрастающих требований к охране окружающей природной среды. Экологический фактор должен стать основополагающим принципом хозяйственной и производственной деятельности в лесу.
Известно, что трелевка леса является одной из наиболее энергоемких и экологически опасных операций технологического процесса лесоразработок, поэтому вопрос обоснования технических параметров машин, в зависимости от способа трелевки, не должен рассматриваться в отрыве от их влияния на окружающую среду. Наиболее технологичной и экологически безопасной является транспортировка деревьев или сортиментов на лесосеке в полностью погруженном положении на специально подготовленных прицепах. Наибольшее отрицательное влияние лесотранспортная машина (ЛТМ) оказывает на опорную поверхность, по которой перемещается - на лесной почво-грунт. Необходимо более детальное изучение процесса взаимодействия ходовых частей лесотранспортных машин с лесными почво-грунтами и факторов, влияющих на их степень уплотнения, колееобразования и сопротивления перемещению. Решение задачи возможно путем совершенствования методов определения распределения напряжений в грунтовом массиве от ходовых частей лесотранспортных машин. Это обуславливает необходимость разработки методики расчета опорной проходимости ЛТМ и выработки рекомендаций по конструктивному исполнению ходовой части прицепа повышенной проходимости.
Цель работы. Целью работы является повышение эффективности технологического процесса транспортировки деревьев с минимальным воздействием на лесную почву путем оптимизации конструктивных параметров прицепа повышенной проходимости (ПППр) на рези-нометаллических гусеницах (РМГ) на основе общей теории взаимодействия ходовой части с лесными почво-грунтами.
Объекты и методы исследований. Объектами исследований являлись: лесотранспортная машина на базе прицепа повышенной проходимости, конструкции УЛТИ, на резинометаллических гусеницах; процесс взаимодействия их ходовых частей с лесными почво-грунтами.
При решении поставленных задач применялись следующие основные методы: комплексная оценка условий эксплуатации лесотранспортных машин; математическое моделирование процесса взаимодействия РМГ с лесными почво-грунтами с применением ПЭВМ; объектом
экспериментальных исследований являлся гусеничный тракторный поезд (ГТП) в составе: «трактор ТТ-4 + прицеп повышенной проходимости на резинометаллических гусеницах» и лабораторная механическая модель резинометаллической гусеницы.
Новизна исследований и научные результаты заключается в создании математической модели взаимодействия системы «трактор + прицеп на гусеницах» с лесными почво-грунтами, с учетом стохастического состояния грунтового массива и обосновании конструктивных параметров резинометаллической гусеницы, что дает возможность повысить эксплутационную эффективность ЛТМ и снизить отрицательное влияние на лесную почву.
Значимость для теории и практики. Разработанные математические модели и методы позволяют: изучать и оценивать процессы взаимодействия резинометаллической гусеницы с лесными почво-грунтами; выбирать основные параметры гусеницы прицепа повышенной проходимости конструкции УЛТИ на стадии их создания и проводить экологическую оценку совместимости гусеничного тракторного поезда с лесными почво-грунтами.
Научные положения, выносимые на защиту.
1.Математические модели процесса взаимодействия системы «трактор + прицеп на гусеницах» с водонасыщенными лесными почво-грунтами, позволяющие исследовать процесс уплотнения и колееобра-зования;
2. Методика определения нормальных напряжений в грунтовом
массиве от резинометаллической гусеницы прицепа с учетом состояния
грунта и конструктивных параметров гусеницы;
3. Датчик для измерения напряжений в грунтовом массиве
(А.с.1509649 СССР, кл. G 01 L9/16)
4.Обоснование оптимальной величины конструктивных параметров резинометаллической гусеницы системы «трактор + прицеп на гусеницах» при движении по различным почвенно-грунтовым поверхностям.
Апробация работы. Основные положения и практические рекомендации, полученные в процессе работы по теме диссертации, доложены на Всесоюзном научно-техническом совещании «Повышение эффективности использования лесозаготовительных многооперационнных машин». Москва, 1987 г. На Областной научно-технической конференции «Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса». Екатеринбург 1997 г. На научно-методической конференции «Современные формы и технологии обучения в техническом ВУЗе».
Екатеринбург 1997 г. Включены в научно-исследовательские отчеты кафедры транспорта и дорожного строительства УГЛТА.
Реализация работы. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены на предприятии АО «КОМПЛЕС». Используются в учебном процессе при изучении курсов: «Основы моделирования и оптимизации процессов лесотранспорта», «Дорожно-строительные машины», «Моделирование систем управления и объектов лесопромышленного комплекса».
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 13-й научных статьях и обзорах, получено авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация состоит нз введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка используемых источников и приложений. Общий объем работы 228 стр., из втіх основное содержание работы изложено на 148 стр., 64 рисунка, 17 таблиц, 70 стр. приложений. Список используемых источников включает 120 наименований.