Файл: Жуков А.В. Колебания лесотранспортных машин.pdf

А. В. ЖУКОВ И. И. ЛЕОНОВИЧ

Колебания

лесотранспортных

машин

И З Д А Т Е Л Ь С Т В О Б Г У им. В. И . Л Е Н И Н А М И Н С К 1 9 7 3

машин. Рассмотрены основные виды колебаний различных типов лесных ма­ шин и составлены их динамические модели. Кратко изложены принципы вы­ бора расчетных схем колебаний, способы получения и решения дифференци­ альных уравнений движения применительно к машинам различного типа и назначения.

Рассматриваются свободные и вынужденные колебания машин нри пе­ риодических воздействиях и возмущениях случайного характера, что в наи­ большей степени соответствует реальным условиям эксплуатации. Основное содержание книги составляют практические вопросы, связанные с выбором оптимальных параметров систем, имеющих связь с их колебаниями.

исследований по определению оптимальных параметров систем, даны некото­ рые рекомендации по дальнейшему совершенствованию динамических качеств лесотранспортных машин.

Ил. 107, табл. 11, библ. 70.

Решение задач, поставленных перед лесной промыш­ ленностью, невозможно без неуклонного роста произво­ дительности труда на транспортных и других операциях лесозаготовительного процесса. Производительность тру­ да, как и все технико-экономические показатели работы машин, применяемых на лесозаготовках, зависит от па­ раметров этих машин. Одним из важнейших условий правильного выбора оптимальных параметров является учет динамических процессов, происходящих при движе­ нии машин или выполнении технологических операций.

Любая современная машина включает множество

*упругих и демпфирующих элементов, массы которых при наличии возмущений колеблются, что сказывается на устойчивости движения, нагруженности агрегатов и уз­ лов, надежности работы машины и в конечном итоге влияет на производительность труда.

Транспортные системы весьма разнообразны. Это одиночные автомобили и тракторы (одноосные и много­ осные), автомобильные, тракторные и железнодорожные поезда, различного рода передвижные агрегаты и уста­ новки (самоходные погрузочно-разгрузочные, валочнотрелевочные машины, машины для бесчокерной трелевки и др.). Поскольку машины, применяемые на лесозаго­ товках, и, следовательно, их расчетные схемы многооб­ разны ввиду наличия различных направлений в исследо­ вании их динамики, появилась необходимость в обобще­ нии вопросов, связанных с их колебаниями.

При рассмотрении динамических явлений, возникаю­ щих во время эксплуатации машин, в некоторых случаях отдельные элементы их можно считать абсолютно жест­ кими. Однако такое допущение чаще всего неправомерно и приводит к значительным погрешностям. Особенно это относится к конструкциям, состоящим из нескольких масс, соединенных упругими элементами. Таковы, напри­ мер, транспортные машины, имеющие упругую подвеску. Упругие системы при наличии возмущений совершают

механические колебания, характером которых и опреде­ ляется во многом динамическая нагруженность отдель­ ных элементов машины.

В настоящей книге рассматриваются условия эксплу­ атации машин и требования к их конструкции, виды ко­ лебаний и некоторые вопросы общей теории механиче­ ских колебаний, связанные с расчетом динамики упругих систем, взаимодействие ходовых систем с неровностями пути и звеньев упругой ходовой системы между собой. Приводится расчет динамики лесотранспортных машин с учетом некоторых технологических операций, а также обобщенная методика составления расчетных схем коле­ баний машин.

Книга написана на основании материалов собствен­ ных исследований авторов. Кроме того, в ней учтены и частично использованы исследования, которые многие годы проводились в Центральном научно-исследователь­ ском автомобильном и автомоторном институте, Москов­ ском автодорожном и Львовском лесотехническом инсти­ тутах, Ленинградской лесотехнической академии им. С. М. Кирова, ЦНИИМЭ и других научных центрах.

Авторы выражают глубокую благодарность заведую­ щему кафедрой кибернетики и вычислительной техники

программы и проведении ряда расчетов на ЭЦВМ. При подготовке книги к изданию большую помощь оказали сотрудники научно-исследовательской лаборатории ме­ ханизации лесозаготовок Белорусского технологического института им. С. М. Кирова, рецензенты кандидаты тех­ нических наук С. М. Белов, А. Г. Грицкевич, Р. М. Игнатищев, которым авторы весьма признательны.

Замечания и пожелания по существу затронутых во­ просов авторы примут с благодарностью и просят направ­ лять их по адресу: г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Бело­ русский технологический институт им. С. М. Кирова, кафедра сухопутного транспорта леса и дорожных ма­ шин.

Глава 1

ТИПЫ ЛЕСОТРАНСПОРТНЫХ МАШИН, ОСОБЕННОСТИ ИХ КОНСТРУКЦИИ И КОЛЕБАНИИ

1

Типы машин, применяемых на лесозаготовках

В зависимое™ от назначения, соответственно фазам произ­ водства леоные машины и механизмы можно разделить на во­ семь групп: 1) валочяые и валочно-трелевочные машины; 2) тре­ левочные машины и установки; 3) сучкорезные машины и уста­ новки; 4) транспортные машины и оборудование; 5) погрузочнораз'лрузочные установки и «ораны; 6) оборудование нижних складав; 7) машины и оборудование для механизации лесохозяйствеяных работ; 8) дорожно-строительные машины и меха­ низмы.

На в а л к е леса основным механизмом остается бензопила. Широкое распространение яа одиночной валке деревьев получа­

ТТ-4. Новые тракторы приспособлены для работы с различным •навесным и прицепным оборудованием.

Онежский тракторный завод яа базе трактора ТДТ-55 вы­ пускает бесчокерные машины ТБ-4 с падромаяипулятором (рис. 1). Это высокопроизводительные машины, исключающие ручной труд на лесозаготовках и обеспечивающие сохранение подроста.

Для трелевки леса с крутых склонов в условиях Восточной Сибири используются установки УК^ІС (КПУ-2), самоходяотрелевочные установки СТУ на базе трактора ТДТ-40 и СТУ-ЗС

чика гидроманипулятор (например, погрузчик «Тейлор» модели WPV 20«0»).

Финская фирма «Вэртсилэ» разработала новое погрузочное устройство в виде телескопической стрелы, смонтированной «а колонне и состоящей из четырех телескопических секций. Этим устройством снабжают погрузочно-транспортные -машины, пред­ назначенные для лодвоэки сортиментов, валочионпакепирующие и другие машины.

Рис. 5. Погрузчик «Ле-Турно».

Для погрузки длинномерных бревен фирма «Фри-Краун» (США) разработала лесопогрузчик с боковым расположением грузозахвата. Кіроме того, в США применяют погрузчик «Бзнтам» Т-515 грузоподъемностью 11 т, имеющий шарнирную стре­ лу с клещевым захватом. Используют также погрузчики «ЛеТурно» на .колесном ходу с захватом оригинальной конструкции (рис. 5) и другие.

Наїряду с колесными за рубежом применяются гусеничные погрузчики. В Канаде, например, это погрузчик типа «Катерпиллер», оснащенный палочным устройством «Роуноук».

Трудоемкой и маломеханизированной операцией на лесо­

Рис. 8. Типы машин и методы производства лесосечных работ.

Сюда войдут козловые краны К-305Н для разгрузки, установки типа МСГ-2 и ПЕЛ-2 для обрезки сучьев, агрегаты ПЛХ-ЗАС, MP-8 для .разделки хлыстов и другие механизмы и оборудо­ вание.

2

Особенности эксплуатации машин. Требования к их конструкции

Некоторые особенности конструкции лесных машин объяс­ няются тем, что во всех фазах производственного процесса (вал­ ка, трелевка, йогрузка и т. д.) участвует дерево, обладающее рядом специфических свойств. Например, гибкость ствола, изме­ няющаяся в значительных пределах в зависимости от длины, породы, диаметра дерева, влияет на характер колебания транс­

наклон дерева влияют на характер повала его, на величину ди­

Так, для ели, лиственницы и дуба q0 равно 1,4, для сосны, кедра, пихты, бука — 1,25, для березы, осины, липы, ольхи — 1,1.