Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в лесном комплексе страны наблюдается повышение роли автомобильного транспорта леса, что обусловлено возрастанием отдаленности лесосырьевых баз. При этом наибольшее распространение находит вывозка леса автопоездами. Доля использования автомобильного транспорта в технологическом процессе вьшозки леса значительно превышает остальные виды транспорта и составляет в среднем по России 87 %.
Применяемая технология и существующая организация лесозаготовительных работ зачастую не позволяют эффективно использовать некоторые машины, и в частности, автомобили на вывозке леса. Особенно неэффективно используется автотранспорт в лесхозах малолесных районов, где заготовляемая при проведении рубок промежуточного пользования древесина в сортиментах вывозится не автопоездами, а одиночными автомобилями. И тому есть объективные причины.
Во-первых, для вывозки лесоматериалов зачастую используются дороги общего пользования, для которых Правилами дорожного движения установлены габаритные и весовые ограничения параметров автотранспортных средств.
Во-вторых, в сравнении с движением одиночного автомобиля, в характере движения автопоезда, в составе которого включается не менее двух шарнир-но связанных между собой кинематических звеньев, имеется ряд особенностей. Эти особенности проявляются при движении как на прямых, так и на кривых участках пути.
На прямолинейном участке трассы с достижением определенной скорости возможно изменение взаимного положения кинематических звеньев автопоезда, происходит «виляние» прицепа. Эти «виляния» создают угрозу возникновения ДТП из-за возможного бокового столкновения с встречным и попутным транспортом, наезда встречного автомобиля на прицеп, «заноса» прицепа и его опрокидывания.
При криволинейном движении каждое кинематическое звено автопоезда описывает самостоятельную траекторию, центры кривизны которых не совпадают между собой. Вследствие сдвига траекторий движения автомобиля и прицепа значительно уширяется габаритная полоса движения автопоезда, что при маневрировании в условиях лесосеки небольшой площади, а также при повороте с радиусом менее 100м, может создать аварийную ситуацию.
Изложенные обстоятельства вынуждают для сортиментной вывозки применять не автопоезда, а автомобили без прицепов, что из-за неполного использования силы тяги автомобилей ведет к снижению их производительности.
Таким образом, актуальной проблемой является поиск путей устранения обстоятельств, препятствующих использованию лесовозных автопоездов. Существенно улучшить «вписываемость» лесовозного автопоезда и исключить «виляние» его прицепа можно с помощью специальных поворотных устройств, устанавливаемых на прицепной состав.
Цель работы. Цель работы заключается в разработке научно-практических основ обеспечения эффективного использования лесовозного ав-
tOC НАЦИОНАЛЬНА* і БИБЛИОТЕКА і
топоезда путем оснащения его устройством для управления поворотной осью прицепа.
Объект исследований. Объектом исследований являлся лесовозный автопоезд КамАЗ-5320 + ГКБ-817 (2 ГКБ-817). При этом использован метол математического моделирования, проведен ряд натурных экспериментов
Научная новизна работы. Научной новизной обладают: результаты теоретических исследований и обоснование рекомендаций по разработке схемы транспортного освоения лесосеки с учетом максимального использования грузоподъёмности лесовозного автопоезда КамАЗ-5320+ГКБ-817, прицеп которого оборудован специальным поворотным устройством; закономерности, определяющие численные показатели параметров габаритной полосы движения лесовозного автопоезда, прицеп которого оборудован специальным поворотным устройством; методика оценки критической скорости движения лесовозного автопоезда в зависимости от динамической характеристики поворота; новое устройство для управления поворотной осью прицепа, приоритет и полезность которого подтверждены патентом на изобретение Российской Федерации №224047 от 20.11.2004г.; результаты оценки экономической эффективности использования лесовозного автопоезда, прицеп которого оборудован специальным поворотным устройством, в технологическую схему лесозаготовок.
Теоретическое значение исследований. Теоретическое значение исследований состоит в том, что полученные уравнения позволяют установить закономерности описания траектории движения автопоезда, оборудованного устройством для управления поворотной осью прицепа, на кривых участках пути, а также определить геометрические параметры движения автопоезда.
Практическая ценность работы заключается в улучшении транспортно-эксплуатационных качеств лесовозного автопоезда. Разработанная методика определения критической скорости движения лесовозного автопоезда может быть использована конструкторскими бюро при проектировании автомобильного подвижного состава.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Концепция комплексной оценки транспортного освоения лесосеки с учетом максимального использования грузоподъемности лесовозного автопоезда КамАЗ-5320+ГКБ-817, прицеп которого оборудован специальным поворотным устройством.
-
Аналитические зависимости, определяющие параметры габаритной полосы движения лесовозного автопоезда, прицеп которого оборудован специальным поворотным устройством.
3 Методика оценки критической скорости движения лесовозного автопоезда.
-
Устройство для управления поворотной осью прицепа автопоезда
-
Оценка технико-экономических показателей эксплуатации лесовозного автопоезда, прицеп которого оборудован специальным поворотным устройством.
Достоверность полученных результатов. Достоверность полученных результатов обеспечена проведением системного анализа проблемы повышения
*.» -'"'& :,^*і і і
я» т т
%<ф «talk ви' ik * і - Ц&/^ъ,-ъ fe-«. - .*
эффективности использования лесовозного автопоезда с применением метода имитационного моделирования, а также проведением дорожных испытаний.
Практическая реализация результатов исследования. Устройство для управления поворотной осью прицепа лесовозного автопоезда внедрено в конструкцию опытного образца и защищено патентом на изобретение.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях, в том числе международных, проводимых в ВГЛТА (г. Воронеж, 2003г., 2004 Г.), СибГТУ (г. Красноярск, 2002 г.).
По теме диссертации опубликовано 11 работ (в т.ч. патент на изобретение). В работах, опубликованных в соавторстве [3,5,6,7,8,9,10,11], личное участие автора заключается в определении проблемы, целей и задач работы, в выполнении научных исследований и анализе их результатов, в разработке устройства для управления поворотной осью прицепа ГКБ-817 с целью повышения эффективности использования лесовозного автопоезда. В порядке внедрения результатов исследований в учебный процесс на кафедре безопасности жизнедеятельности ВГЛТА поставлена лабораторная работа.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 11 научных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и рекомендаций, библиографического списка из 71 источника и 14 приложений. Она включает 161 страницу текста, 15 таблиц, 55 рисунков.