Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время лесным комплексом РФ решаются задачи, направленные иа широкое применение ресурсосберегающих технологий, увеличение объемов несплошных рубок, повышение экологической совместимости лесных машин с окружающей средой.
Рубки ухода и промежуточные рубки можно эффективно механизировать при помощи многооперационных машин -харвестеров и форвардеров, Однако эти машины пока лесхозы не могут закупать по причине высокой их стоимости. Поэтому применяются лесохозяйственные машины и оборудование с меньшей стоимостью, которые аг-регатируются, в основном, с колёсными тракторами общего назначения.
Анализ исследовании показал, что для трелевки лесоматериалов при рубках ухода за лесом в зоне Центрально-Черноземного района в основном применяются лесохозяйственные бесчокерные трелёвочные захваты типа "Муравей" в агрегате с колёсными тракторами класс 14 кН. Эти захватные устройства отличаться простотой эксплуатации, малыми размерами, выгодно отличаются от более мощных и тяжёлых лесопромышленных трелевочных захватов, тем, что в процессе эксплуатации снижаются повреждения, наносимые лесной среде при рубках леса. Однако гидропривод трелёвочных захватов и гидросистемы тракторов не полностью удовлетворяют требованиям эксплуатации в лесных условиях. Утечка рабочей жидкости из гидросистемы трелёвочного устройства снижает производительность агрегата, т. к. наблюдается случаи потери отдельных хлыстов из-за уменьшения силы обжатия пачки челюстями и загрязняет лесную среду. Существующие уплотнения гидроцилиндров обладают тем недостатком, что в зимнее время из-за конденсата они примерзают к стенкам гадроцилиндра, поэтому в момент страгивавия поршня пщроцилиндра возникают большие силы трения. Поэтому вопросы совершенствования технолстнческого процесса и гидропривода трелё-вочных устройств в агрегате с колесными тракторами клаосаЧ4кН, на наш взгляд, являются актуальными.
Целью работы является повышение производительности агрегатов при трелевке лесоматериалов при рубках ухода в малолесных районах путём совершенствования трелёвочного устройства на базе колесных тракторов класса 14кН
Объекты и методы исследований. Объектами исследований являлись: процессы взаимодействия трелёвочного устройства на базе колёсного трактора 14 кН с трелюемой ііачксйлесоматегжалов; динамита гвдгхшг*швднаве^
захвата Научные исследования проводились при помощи методов: дифференциального и интегрального исчислений, теоретической механики, имитационного моделирования, экономического анализа При экспериментальном исследовании использовалась передвижная лабораторная установка и экспериментальный образец трелёвочного устройства на базе колёсного трактора класса 14 кн. Обработкам результатов измерений праизводилась методом математической статистики с применением современных средств вычислительной техники. Достоверность результатов научных исследований подтверждается шфобацией рекомендаций на предприятиях лесного комплекса и в проектных организациях.
.Научной новизной обладают: ,,
- схема трелёвочного устройства, отличающаяся тем, что в процессе трелёвки происходит поджим пачки лесоматериалов челюстями захвата за счет перетечек рабочей жидко-
ста из гидроцшіящпм навесной системы трактора в гщфсцнлиндртрелевсгоогоусіртйства в рабочих режимах в зависимости от вертикальных и горвэсшалы1гда колебаний трелюемой тачки;
математические модели динамики гидропривода навесного устройства колёсного трактора и гидропривода трелеїочного захвата, сяяичакшщеет учетшдинамши движения рабочей жидкости из іидооцилиндрашвесной системы трактора в гидргащпиндр навесного оборудования и ксоффишіентотпсяатливости элементов щцрспршода; .
закономерности рабочих процессов гидропривода бесчоікрного трелОвочного устройства для рубок ухода за лесом отличаются тем, что отображакл1 гшимосвязь динамичг-ских процессов гидропривода навесной системы трактора общего назганения д п%юпри-вода трелёвочного захватав рабочих режимах;
гидропривод трелёвочного устройства, отличающийся новой конструкцией гидро-цилиндров, которые обеспечивают уменьшение сил трения псртня о стегай іидроципиндра в зимних условиях и утечки рабочей жидкости.
Значимость для науки: заключается в разработке математических моделей динамики гидропривода навесного устройства и гидропривода трелевочного устройства для рубок ухода за лесом, установлении закономерностей изменения давления рабочей жидкости и ко-эффициента пульсации в рабочих режимах в зависимости от вертикштызых и горизонтальных колебаний трелюемой пачки.
Практическая ценность работы состоит в разработке перспективной конструкции бесчокерного трелевочного устройства для агрегатирования с катеоньмтракгсфом класса 14 кН, создании образца захватного устройства, который прошёл апгтробацию в производственных условиях при трелёвке лесоматериалов и показал более высокую ітрсшводитель-ность по сравнению с серийным образцом.
Научные положения, выносимые на защиту;
1 Конструктивнс-техкодогическая схема трелёвочного устройства, позволяющая по
высить пршоводительность путем исключения дополнительных рейсов по подбору выпав
ших хлыстов из трелевочного устройства за счёт более качественного обжатая пачки хлы
стов челюстями захвата. V.
... 2 Математические модели динамики гидропривода навесного устройства колёсного трактора и гидропривода бесчокерного трелевочного захвата, которые дают возможность проводить численные расчеты изменения давления в гидросистеме, скорости движения штока поршня гидроцилиндров, расстояния выдвижения и высоты подъёма трелёвочного захвата с пачкой лесоматериалов в рабочих режимах.
-
Рабочие процессы, щоропривода бесчокерных трелевочных устройств для рубок ухода за лесом, позволяющие определить зависимости давления в підроциліщдрах с >чётом утечек рабочей жидкости от коэффициента податливости и сил трения в гщцгаїилиндрах » зимних условиях. "''.' .
-
Конструкция бесчокерного трелёвочного устройства в агрегате с колёсным траго-ром класса 14 кН, с новыми элементами гидропривода ікшьшіаетітрошвсдаельностьттда-левкив1Д4раэа.
Достоверность полученных результатов обеспечена'применением методов математического моделирования рабочих ітрецессов гидропривода захвата и навесной системы колесного трактора класса 14 кН, методов математической статистики при обработке фактического материала, полученного глм преюеден
ментального офазца трелёвочного устройства. Полученные данные обрабатывались с использованием программ Statistics, MS EXCEL, а также собственных программ, написанных на языке программирования Delphi
Апробация работы.
Основные пошштя диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях с 2001-2006 тт. Воронежской государственной лесотехнической академии (2003-2006), Липецкого государственного технического университета (2006 г.), на четвёртой Всероссийской научно-технической конференции Вологодского государственного технического университета (2006 г.Х на международной научной конференции Ленинградского госу-ііарствешого университета им. А С. Пушкина{2006 г.).
По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ, включая одну научную статыо в центральной печати рекомендованных ВАК Минобразования РФ и 3 публикации без соавторов и два патента на полезную модель. В работах, опубликованных в соавторстве личное участие автора заключается в определении целей и задач работы, ііьлюлнент научно-технических исследований и аншгиза их результатов.
Реализация работы. Разработанные математические модели динамики гидропривода трелёвочнота устройства и навесной системы ксл&зкяотрактогиісгіасга 14 Щи методы выбора ііроектюлх параметров были внедрены в ФГУ ВНИИЛМ (г. Пушкино, Московская обл.), Учебно-Опытном лесхозе ВГЛТА (г. Воронеж), Майкопском машиностроительном заводе (г. Майвда)и в учебный процесс ВГЛТА (г. Воронеж)
Структура и объём роботы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рексмендэций, списка использованных источников и пріїложений. Основное содержание работы изложено на 142 страницах машинотщского текста, из них Ш страниц основного текста и 31 страниц приложений, иллюстгмрсваш55рисунюв,и13таблиц,
