close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Определение нагруженности ходовой системы многооперационной лесосечной машины..pdf

код для вставкиСкачать
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
перемещение машин по лесной площади, сохраняя, таким образом, ее среду.
2. Приведенные модели позволяют в
широком диапазоне варьирования факторов
условий лесозаготовок и машин вычислить
и сравнить энергозатраты при заготовке древесины разными системами. Это позволит на
стадии проектирования оптимизировать геометрические, весовые и энергетические параметры модульных лесных машин.
3. На рис. 4 видно, что наименьшие
УЗЭ расходуются системой машин № 1, а запас леса 1 га существенно влияет на УЗЭ при
его значениях до 100 м3/га (рис. 4).
4. На рис. 5 видно, что на УЗЭ значительное влияние оказывает сила тяжести
энергетического модуля.
Библиографический список
1. Коломинова, М.В. Расчет удельных энергозатрат
технологических процессов заготовки сортиментов при лесосечных работах / М.В. Коломинова //
Сб. науч. трудов. Материалы научно-технической
конференции УГТУ. – 2011. – Ч. 2. – С. 215–220.
2. Кочегаров, В.Г. Технология и машины лесосечных
работ: учебник / В.Г. Кочегаров, Ю.А. Бит, В.Н.
Меньшиков. – М.: Лесная пром-сть, 1990. – 392 с.
3. Кочегаров, В.Г. Исследование некоторых параметров трелевочных машин / В.Г. Кочегаров, Ю.А.
Ширнин // ИВУЗ. Лесн. журн. – 1981. – № 4 –
С. 47–52.
4. Обоснование технологических параметров лесосек и режимов работы лесозаготовительных машин: учебное пособие / Ю.А. Ширнин, К.П. Рукомойников, Н.И. Роженцова, и др.; под. ред. проф.
Ю.А. Ширнина. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2009.
– 172 с.
5. Патент № 2357407 РФ, МКИ7 A01G23/00. Способ
и машина для трелевки / Ширнин Ю.А., Ширнин
А. Ю., Богатырева Е.А., Аказова О.В.; заявитель и
патентообладатель МарГТУ. – 2007 122910/12; заявл.18.06.2007; опубл. 10.06.2009, Бюл. № 8. – 5 с.
6. Процессы комплексного освоения участков лесного фонда при малообъемных лесозаготовках:
Научное издание / Ю.А. Ширнин, К.П. Рукомойников, Е.М. Онучин; Под. ред. Ю.А. Ширнина.
– Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. – 196 с.
7. Ширнин, Ю.А. Комплексное освоение участков
лесного фонда / Ю.А. Ширнин // ИВУЗ. Лесн.
журн. – 2002. – № 4 – С. 89–95.
8. Ширнин, Ю.А. Методика обоснования режимов
работы технологических модулей при комбинированной трелевке древесины / Ю.А. Ширнин, А.Ю.
Ширнин // Вестник МарГТУ. Лес. Экология. Природопользование. – 2008. – № 2 – С. 51–59.
9. Ширнин, Ю.А. Моделирование энергозатрат при
комбинированной трелевке древесины адаптивно-модульными машинами / Ю.А. Ширнин, А.Ю.
Ширнин, А.Ю. Моржанов, И.В. Зверев // Вестник
МарГТУ. Лес. Экология. Природопользование.
– 2011. – № 3 – С. 50–57.
10. Ширнин, Ю.А. Технология и оборудование малообъемных лесозаготовок и лесовосстановление /
Ю.А. Ширнин, Ф.В. Пошарников. – Йошкар-Ола:
МарГТУ, 2001. – 398 с.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЖЕННОСТИ
ХОДОВОЙ СИСТЕМЫ МНОГООПЕРАЦИОННОЙ
ЛЕСОСЕЧНОЙ МАШИНЫ
Е.Е. КЛУБНИЧКИН, доц. каф. колесных и гусеничных машин МГУЛ, канд. техн. наук,
В.А. МАКУЕВ, проф. каф. колесных и гусеничных машин МГУЛ, д-р техн. наук,
В.Е. КЛУБНИЧКИН, нач. Управления инновационного развития МГУЛ, канд. техн. наук
Л
klubnichkin@mgul.ac.ru, vklubnichkin@mgul.ac.ru, makuev@mgul.ac.ru
есозаготовительные машины на базе
трелевочного трактора ТТ-4М имеют
в передней части рессорную подвеску, наличие которой при выполнении операций
на основных лесосечных работах вызывает
упругие колебания подрессоренной части
(остова) машины. Характер этих колебаний
определяет динамическую нагруженность
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013
деталей ходовой системы. Определение
динамических нагрузок на стадии проектирования важно, поскольку это позволяет
путем выбора оптимальной массы машины,
рациональной компоновки технологического оборудования, скоростного режима работы элементов технологического оборудования и машины в целом избежать перегрузок
175
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Рисунок. Схема действия сил и реакций на валочно-сучкорезно-раскряжевочно-трелевочную машину ЛЗ-4
и тем самым увеличить долговечность машины.
Для составления дифференциального
уравнения колебаний остова многооперационной лесосечной машины примем допущения:
– упругие элементы подвески имеют
линейную характеристику;
– система имеет затухание, пропорциональное скорости колебаний остова машины;
– при движении машины и работе
технологическим оборудованием не происходит отрыва катков от беговой дорожки гусеницы;
– податливость грунта равна нулю;
– микропрофиль под левой и правой
гусеницами одинаков;
– подвеска симметрична относительно
продольной оси машины;
– элементы технологического оборудования (стрела, рукоять) абсолютно жесткие;
– нагрузка oт пакета деревьев принимается без учета их гибкости;
– массой неподрессоренных частей
пренебрегаем.
С учетом принятых допущений на машину будут действовать следующие силы и их
реакции (рисунок):
176
m0 – приведенная масса остова [кг]; mП –
масса пакета деревьев, приходящаяся
на коник машины [кг];
PМ – усилие, развиваемое манипулятором
при выполнении операций с деревом
[Н];
Рт – тяговое сопротивление пакета деревьев [Н];
FИН – сила инерции остова [Н];
Ртp – сила трения в подвеске, приведенная
к передней каретке [Н];
Mφ – инерционный момент остова относительно поперечной оси, проходящей через центр масс [Н∙м];
R12, R345 – реакции передних и задних кареток соответственно [Н];
Mзв – реактивный момент от ведущей
звездочки [Н∙м].
Применив к расчетной схеме принцип
Даламбера, напишем уравнение динамического равновесия системы
Mφ + ∑Mpi + ∑MpTpi = 0,
(1)
где Мφ = – Iс ;
Iс – момент инерции остова относительно поперечной оси, проходящей через
центр масс [м];
φ – угол поворота остова, при этом принимаем за положительное направление угла движение по часовой
стрелке;
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Mpi – момент сил Рi на плече li (от точки
приложения сил до центра масс остова) [Н∙м];
MpTpi – момент сил трения РТрi на плече
[Н∙м];
Подставляя в уравнение (1) действующие силы и их реакции и принимая угол φ достаточно малым, чтобы им пренебречь (10°),
получим для расчетной схемы следующее
выражение
Iс = R12L – PTPL + PMlqbcosQ +
+ PTlebsinγ – m0lbc + mПleb – FИНlbc –
– PMhqbsinQ + PThbecosγ + MTB.
(2)
Из условия динамического равновесия можно определить реакцию задней каретки
R345 = PMcosQ + PTsinγ + m0 +
+ mП + FИН + PTP – R12.
(3)
Реакцию передней каретки можно
выразить через возмущение, поступающее
при проезде неровностей, и жесткость рессор.
R12 = 4c[(q345 – q12) – φL + fСТ],
(4)
где q12 и q345 – возмущение под передней и
задней каретками соответственно; с
– жесткость пружины рессоры;
fСТ – статическая осадка рессор.
Сила инерции определяется выражением
FИН = (m0 + mП)/g ×a,
(5)
где g – ускорение силы тяжести;
а – ускорение перемещения остова.
Выразив ускорение перемещения остова через возмущение от неровностей и угол
φ, получим
FИН = (m0 + mП)/g ×( 345 + lcb ).
(6)
Сила трения в подвеске определяется
в предположении, что сопротивление пропорционально скорости вертикального перемещения остова [1].
PTP = –kpiv = kpi L,
(7)
где kpiv – суммарный коэффициент сопротивления, приведенный к передней каретке;
v – скорость вертикального перемещения
остова;
L = lbc + lca.
Подставив значения (4), (6) и (7) в
выражение (3), проведя соответствующие
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2013
преобразования и разрешив его относительно φ, получим дифференциальное
уравнение колебания остова относительно
шарнира В.
+ kpL2/IB × + 4cL2/IB × φ =
= –(m0 + mП)/IBg ×
× 345 + 4cL/IB (q345 – 12) + PM/IB ×
× lqhcosQ – PM/IB × hqbsinQ + PT/IB ×
× lcbsinγ – PT/IB × lbccosγ + Mзв/IB. (8)
В уравнении (8) в правой части первые два члена выражают кинематическое
возмущение от кареток при движении машины по неровностям, третий и четвертый
члены – возмущение при работе технологическим оборудованием (манипулятором),
остальные от тягового сопротивления пакета деревьев и реактивного момента ведущей
звездочки.
Решением уравнения (8) будет значение угла φ в момент времени t. Зная φ(t),
можно определить реакцию передней каретки по выражению (4), а задней по выражению (3), подставив соответствующие значения и Ртр.
R12 = 4c[(q345(t) – q12(t)) – φ(t)L + fСТ], (9)
R345 = (m0 + mП)[1 + 1/g( 345(t) + (t)lcb) +
+ kpL (t) + PM(t)cosQ + PT(t)sinγ – R12(t)]. (10)
При работе технологическим оборудованием в выражениях (9) и (10) возмущение
от неровностей будет отсутствовать, т.е.
q12 = q345 = 0.
Выведенное дифференциальное уравнение упругих колебаний остова многооперационной лесосечной машины позволяет
определить нагруженность кареток ходовой
части при работе технологическим оборудованием и при движении машины по неровностям.
Библиографический список
1. Попов, Д.А. Системы подрессоривания современных тракторов / Д.А. Попов и дp. – М.: Машиностроение, 1974. – С. 127.
2. Клубничкин, Е.Е. Повышение долговечности ходовой системы гусеничной лесозаготовительной
машины: дисс. ... канд. техн. наук / Е.Е. Клубничкин. – М.: МГУЛ, 2008.
3. Клубничкин, Е.Е. Ходовые системы гусеничных
лесозаготовительных машин / Е.Е. Клубничкин и
др. – М.: МГУЛ, 2010. – С. 110.
177
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
4
Размер файла
489 Кб
Теги
нагруженности, ходовой, система, pdf, определение, лесосечных, многооперационного, машина
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа