Введение к работе
Актуальность темы. Лес - основная сырьевая база лесозаготовительной , деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.
От успешной работы на лесосеке зависят все последующие фазы производства .поэтому задача механизации и повышения производительности труда на валке,пакетировании и трелевке леса наиболее актуальна.
Характерной особенностью современного этапа развития лесосечных работ является дальнейшее техническое перевооружение этой наиболее тяжелой и трудоемкой фазы лесозаготовительного производства.
Технический прогресс,основанный на создании и внедрении новых машин,позволяет не только повысить производительность труда,но и улучшить условия труда рабочих,заменить ручной труд машинным .поднять культуру производства в лесу.
В лесном хозяйстве одним из наиболее трудоемких видов
работ являются рубки ухода с заготовкой древесины. Из-за
отсутствия или ограниченного количества специальных лесных ма
шин большая часть объема работ при рубках ухода выполняется с
применением ручного труда.Поэтому,по мере того,как растет
конструктивное совершенство применяемых машин,увеличивается
уровень организации и технологии производства работ и уделяется
соответствующее внимание рациональному использованию возможнос
тей человека. ^
Традиционно технический прогресс в лесной промышленности связывают с непрерывным увеличением производительности труда. В вопросе создания новых машин это достигается за счет повышения мощности силовой установки трактора или машины.При этом происходит увеличение рейсовой нагрузки и рабочих скоростей,что в свою очередь приводит к неизбежному возрастанию пзриодических, ударных и других переменных нагрузок,действующих на детали машин. В то же время нагруженйость агрегатов трактора или машины определяет их прочность,срок службы и расчетные параметры.В этих условиях особое значение приобретают теоретические методы исследований,позволяющие уже в процессе проектирования машины с достаточной для инженерных расчетов точностью определить значе-
ния действующих сил. Одновременно,рост динамических нагрузок в упругих связях машины приводит к усилению вибронагруженности оператора.Снижение вибрации и обеспечение комфортных условий труда операторов (машинистов) является также важной задачей.
В настоящее время на лесозаготовках и в лесном хозяйстве большинство видов работ выполняется лесными машинами,оборудованными манипуляторами с различными сменными рабочими органами.
Мировая программа ведения лесозаготовок показывает,что лесные машины с манипуляторами останутся основными и в ближайшем будущем.В связи с этим их дальнейшее совершенствование и модернизация является целесообразным .
Цель работы - разработка теоретических основ динамики взаимодействия лесосечных машин с предметом труда в режимах валки дерева,трелевки и разгрузки пачки,обеспечивающих снижение на-груженности машин и вибронагруженности операторов.
Объекты и методы исследований. Объектом теоретических исследований являлась динамическая система " Лесосечная машина - предмет труда - оператор " и ее основные подсистемы.Объектами машинных исследований на АВМ являлись валочно-трелевочные машины ЛП-17,Л1Ы7А,ВП-80 и ЛП-49.
Теоретические и машинные исследования базировались на применении графо-аналитического моделирования,статистических методов и аналоговой вычислительной техники.
Научная новизна. Научная новизна работы заключается в разработке математических моделей динамической системы "Лесосечная машина - предмет труда - оператор",позволяющих исследовать взаимодействие лесосечных машин с предметом труда - деревьями в режимах направленного повала,стационарного движения по волоку и разгрузки пачки ходом машины;выявлении закономерностей ударных нагрузок на машину и установлении уровня нестационарной и стационарной нагруженности лесосечной машины и вибронагруженности оператора.
Значимость для теории и практики. Разработанные математические модели взаимодействия современных и перспективных лэсо-сечных машин с предметом труда - деревьями и трелевочным волоком, электронные модели и результаты машинных исследований на АВМ дополняют теорию лесных машин и являются базой для дальнейшего их совершенствования и создания автоматизированной системы проектирования машины.Использование теоретических раз-
работок и результатов исследовании позволит обоснованно производить выбор основных параметров лесосечных машин,повысить качество проектирования при существенном сокращении стоимости проектных работ и сроков создания, а также снизить металлоемкость конструкции при повышении надежности.
Практические рекомендации и технические решения улучшают динамические характеристики лесосечных машин и снижают уровень вибронагруженности операторов.
Научные положения,выносимые на защиту:
і.Математические модели динамической (механической) системы "лесосечная машина ~ предмет труда - оператор" и ее подсистем.
2.Закономерности и уровни динамической загруженности лесосечных машин в режимах залки деревьев,стационарном движении по волоку и разгрузки пачки ходом машины.
З.Вибронагруженнсстъ операторов лесосечных машин б режимах стационарного движения по волоку и разгрузки пачки деревьев ходом.машины.
4.Рациональные параметры лесосечных машин,обеспечивающие снижение динамических нагрузок и вибронагруженности операторов.
5.Технические решения,направленные на снижение динамических нагрузок з упругих связях лесосечных машин.вибронагруженности -операторов и повышение надежности.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались : на научно-технических: конференциях КэрНИИЛПа (г.Петрозаводск, 1997 г.) и ЛЇА (г.Санкт-Петербург, І997, 1998
Г.Г.).
Реализация работы. Основные результаты исследований внедрены в институте КарНЖЛП и в учебный процесс кафедры проектирования специальных лесных машин.
Публикации.. Материалы диссертации опубликованы в трех статьях и включены в методические пособия.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов,выводов и списка литературы.Содержание работы изложено на 149 страницах машинописного текста,иллюстрированного Зі рисунком и .13 таблицами. Список литературы включает 123 наименования.