Обоснование параметров механизма поворота гидроманипулятора сортиментовоза с энергосберегающим демпфирующим устройством тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Долженко, Сергей Валерьевич

• Долженко, Сергей Валерьевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Долженко, Сергей Валерьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Технологии лесозаготовок и погрузочно-транспортные машины, предназначенные для погрузки и вывозки древесины

1.2 Анализ исследования динамики гидропривода технологических машин

1.3 Выводы

1.4 Задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА КОЛОННЫ ГИДРОМАНИПУЛЯТОРА

2.1 Обоснование гидропневматической схемы механизма поворота колонны манипулятора

2.2 Математическая модель рабочего процесса механизма поворота колонны гидроманипулятора с дополнительным демпфирующим устройством

2.2.1 Моделирование механической подсистемы

2.2.2 Моделирование гидропневматической подсистемы

2.2.3 Порядок вычислений на каждом шаге численного интегрирования системы уравнений

2.2.4 Компьютерная программа для работы с моделью

2.2.5 Компьютерный эксперимент

2.2.6 Входные и выходные параметры математической модели

2.3 Повышение эффективности работы манипулятора при оснащении гидросистемы демпфером

2.3.1 Снижение пикового давления в гидросистеме

2.3.2 Уменьшение амплитуды колебаний груза

2.3.3 Улучшение спектров колебания груза

2.4 Влияние параметров демпфирующего устройства на работу гидроманипулятора

2.4.1 Особенности проведения систематического исследования

2.4.2 Базовый компьютерный эксперимент

2.4.3 Влияние эффективности дросселирования в плунжере

2.4.4 Влияние размеров демпфера

2.4.5 Влияние диаметра запираемых полостей демпфера

2.4.6 Влияние жесткости и свободной длины внутренних пружин-упоров демпфера

2.4.7 Влияние параметров пневмогидравлического аккумулятора

2.4.8 Оценка аккумулирующей способности пневмоцилиндров

2.4.9 Влияние конечного угла поворота колонны

2.5 Оптимизация параметров демпфера

2.5.1 Постановка задачи оптимизации

2.5.2 Оптимизация геометрических параметров плунжера демпфера

2.5.3 Оптимизация параметров внутренних пружин-упоров демпфера

2.6 Выводы

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНЫХИ И ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВНИЙ

3.1 Программа лабораторных и полевых исследований

3.2 Лабораторное оборудование и контрольно-измерительная аппаратура

3.3 Методика проведения лабораторных и полевых исследований

3.4 Методика проведения полнофакторного эксперимента

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Лабораторно полевые исследования динамики энергосберегающего гидропривода механизма поворота колонны

4.1.1 Зависимости максимальных значений давления в гидросистеме от параметров демпфирующего устройства

4.1.2 Уменьшение амплитуды и частоты колебаний груза

4.1.3 Влияние эффективности дросселирования в демпфирующем устройстве

4.1.4 Влияние конечного угла поворота колонны

4.1.5 Влияние параметров пневмоцилиндров на энергозатраты механизма поворота

4.1.6 Влияние жесткости и свободной длины внутренних пружин-упоров демпфирующего устройства

4.1.7 Результаты полнофакторного эксперимента

4.2 Выводы

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ

МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА МАНИПУЛЯТОРА С ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИМ ДЕМПФИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А Интерфейсные формы программы для моделирования

гидроманипулятора, оснащенного демпфером гидросистемы

Приложение Б Пример решения задачи оптимизации в математическом

пакете MathCad 14

Приложение В Данные лабораторного эксперимента по изучению

манипулятора, оснащенного демпфером

Приложение Г Акты внедрения производства

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров механизма поворота гидроманипулятора сортиментовоза с энергосберегающим демпфирующим устройством»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время в лесном комплексе широко применяются машинные технологии лесозаготовок, среди которых важное место занимает сортиментная технология, которая более полно отвечает современным экологическим требованиям при проведении рубок ухода за лесом. В связи с этим возникла необходимость в разработке и выпуске отечественных конструкций лесных гидроманипуляторов для сортиментовозов на базе колёсных тракторов и автомобилей. Но они пока уступают в конкурентоспособности зарубежным моделям.

Рабочие процессы лесных манипуляторов характеризуются большими динамическими нагрузками, особенно в пуско-тормозных режимах, а также раскачиванием захватных устройств при наведении на пачку сортиментов и укладке груза в заданное положение. Для ограничений предельных колебаний давления рабочей жидкости применяются предохранительные клапаны, дроссели, гидравлические демпферы. Общим недостатком этих устройств является то, что ограничение колебаний давления рабочей жидкости происходит за счет ее перетекания из одной полости в другую через дроссельные отверстия, при этом гидравлическая энергия превращается в тепловую, что приводит к перегреванию жидкости и потере энергии. Наиболее эффективными являются энергосберегающие гидропневматические демпфирующие устройства, которые способны аккумулировать энергию при тормозных режимах и возвращать часть энергии обратно в систему при обратном движении. Поэтому в эпоху надвигающего энергетического кризиса исследования, касающиеся разработки гидропневматических демпфирующих устройств, позволяющих понизить уровень энергопотребления в процессе выполнения работ, являются актуальными и своевременными.

Диссертация выполнена в соответствии с государственной темой ГОУ ВПО "ВГЛТА" "Разработка ресурсосберегающих технологий и обоснование параметров машин для лесовосстановления и лесоразведения в лесостепной и степной зонах РФ" (№ гос. регистрации 01201168738).

Степень разработанности темы.

Исследованиям рабочих процессов лесозаготовительных машин манипуля-торного типа посвящены работы В.А. Александрова, В.Н. Андреева, К.Н. Баринова, Ю.Ю. Герасимова, И.М. Бартенева, М.В. Драпалюка, З.К. Емтыля, П.М. Мазуркина, В.Н. Винокурова, В.Ф. Полетайкина, В.И. Казакова, Ю.А. Ширнина, B.C. Сюнева, A.M. Цыпука, П.И. Попикова и др. Вопросами исследования энергосберегающих рекуперативных систем приводов технологических машин занимались J1.A. Хмара, А.Т. Рыбак, В.И. Посметьев, В.Ф. Щербаков и др.

Из анализа исследований методов снижения динамической нагруженности, энергоемкости и амплитуды раскачивания груза при работе лесных гидроманипуляторов следует, что прогрессивными являются энергосберегающие гидропневматические демпфирующие устройства привода механизма поворота колонны, однако их рабочие процессы и параметры исследованы в недостаточной степени, особенно, при пуско-тормозных режимах.

Цель и задачи работы. Целью работы является совершенствование рабочих процессов механизма поворота гидроманипулятора сортиментовоза путем обоснования параметров гидропневматического демпфирующего устройства.

В соответствии с целью работы предлагается решить следующие задачи:

1 Обосновать гидропневматическую схему механизма поворота манипулятора сортиментовоза с энергосберегающим демпфирующим устройством.

2 Разработать математическую модель рабочих процессов механизма поворота колонны с демпфирующим устройством для оценки энергоемкости, колебаний давления рабочей жидкости и амплитуды раскачивания груза при пуско-тормозных режимах.

3 Получить экспериментальные зависимости динамических характеристик рабочих процессов механизма поворота колонны манипулятора с демпфирующим устройством.

4 Обосновать и оптимизировать параметры гидропневматического демпфирующего устройства, разработать опытную конструкцию механизма поворота манипулятора и определить ожидаемый экономический эффект от его применения.

Методология и методы исследования. Выполненные исследования основываются на использовании методов теоретической механики, гидродинамики, математической статистики, включали математическое и имитационное моделирование рабочих процессов механизма поворота манипулятора. Решение математической модели производилось с применением численного интегрирования на ЭВМ.

Положения, выносимые на защиту:

1 Математическая модель процесса поворота манипулятора, позволяющая учесть параметры нового гидропневматического демпфирующего устройства и оценить эффективность его работы.

2 Программы для ЭВМ и результаты компьютерного эксперимента, позволяющие исследовать влияние параметров гидропневматического демпфирующего устройства на динамические характеристики механизма поворота манипулятора.

3 Закономерности изменения динамических характеристик рабочих процессов механизма поворота колонны манипулятора, позволяющие оптимизировать параметры гидропневматического демпфирующего устройства.

4 Обоснованные параметры механизма поворота колонны манипулятора, оснащенного гидропневматическим демпфирующим устройством, позволяющим понизить динамическую нагруженность, энергоёмкость и амплитуду раскачивания груза.

Научная новизна:

1 Представлены математические модели рабочих процессов нового механизма поворота манипулятора, защищенного патентами на изобретение №2479481 и полезную модель № 125571, отличающиеся тем, что учтено влияние конструкции и параметров гидропневматического демпфирующего устройства привода колонны на динамическую нагруженность, энергоемкость и амплитуду раскачивания груза в пуско-тормозных режимах. Программа решения математической модели на ЭВМ зарегистрирована свидетельством № 2009611294.

2 Обоснованы параметры гидропневматического демпфирующего устройства привода колонны, отличающиеся рациональными значениями, рассчитанны-

ми по критериям уменьшения энергоемкости, динамической нагруженности и амплитуды раскачивания груза в рабочих режимах.

3 Выявлены закономерности изменения давления рабочей жидкости и амплитуды раскачивания груза, отличающиеся учетом параметров гидропневматического демпфирующего устройства.

4 Обоснована компоновка гидропневматического демпфирующего устройства привода колонны манипулятора, отличающаяся учетом динамических характеристик рабочих процессов манипулятора сортиментовоза.

Теоретическая и практическая значимость работы. Разработана математическая модель рабочих процессов манипулятора сортиментовоза с учётом конструкции и параметров нового гидропневматического демпфирующего устройства. Разработанные рекомендации по выбору параметров гидропневматического демпфирующего устройства привода колонны используются в ООО «СТАЛЬ-СИНТЕЗ», проектной организации ЦОКБЛесхозмаш, в учебно-опытном лесном предприятии ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» и в ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» при обучении магистров, специалистов и бакалавров лесотехнического профиля.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность научных положений обеспечивается использованием современных методов теоретических и экспериментальных исследований, хорошей сходимостью и положительными результатами лабораторных и полевых испытаний.

Основные результаты работы доложены и обсуждены на международной конференции «Анализ и синтез сложных систем в природе и технике» (2013 г.), научно-практических конференциях сотрудников ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (2007-2013 гг.), на техническом совете ЦОКБЛесхозмаш.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертационной работы освещены в 9 научных публикациях, в том числе 3 публикации в издании центральной печати, рекомендованного ВАК Минобрнауки России, 1 публикация без соавторов, 1 патент на изобретение, 1 патент на полезную модель и 1 свидетельство государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура диссертации. Общий объём работы содержит 172 страницы, из них 152 страницы основного текста и 20 страниц приложений. Работа содержит 7 таблиц, 72 иллюстрации, список литературы включает 124 источников, в том числе 8 иностранных.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Технологии лесозаготовок и погрузочно-транспортные машины, предназначенные для погрузки и вывозки древесины

В настоящее время развитие лесопромышленного комплекса невозможно без применения машинных технологий лесозаготовок, реализация которых позволяет почти полностью исключить тяжёлые травмы на лесосечных работах и создать цивилизованные условия труда [65]. Рассматривая общемировую практику, можно сделать вывод, что основное распространение получили три технологии лесозаготовок [27, 40, 42, 97]:

- технология заготовки и трелевки древесины целыми деревьями, при которой после валки дерева оно трелюется к погрузочному пункту, где производится обрезка сучьев, а потом погрузка хлыстов на лесовозный автомобильный транспорт;

- технология заготовки и трелевки древесины хлыстами, которая получила название хлыстовой, при которой обрезка сучьев производится у пня сразу после валки дерева, погрузку хлыстов на автомобильный транспорт проводят после трелевки;

- технология заготовки и трелевки древесины сортиментами, при которой дерево валится, производится обрезка сучьев и раскряжевка на сортименты различной длины, формируются в пачки, производится их погрузка на форвардеры и перемещаются к лесовозной дороге. У дороги лес складируется, грузится на сор-тиментовозы или на автопоезда и вывозится потребителям. В России и скандинавских странах все большее применение находит сортиментная заготовка древесины, как наиболее отвечающая природно-климатическим условиям, экономическим и экологическим требованиям.

Основным направлением в решении вопроса механизации погрузочно-транспортных работ является создание погрузочно-транспортной машины с технологическим оборудованием, установленным на колесном тракторе при неболь-

ших расстояниях вывозки и на лесовозных автомобилях при значительных расстояниях транспортирования.

Колесные тракторы перспективны для данной области применения, так как колесные тракторы более универсальны: их можно использовать для подготовки почвы, посадки и ухода за лесными культурами, на трелевке леса и др. работах; способны работать на более высоких скоростях. Кроме того, колесные тракторы имеют меньшую массу, на производство запасных частей идет меньше металла (129 кг против 704 кг для гусеничного), проще в эксплуатации и дешевле при изготовлении [18].

Однако существенными недостатками колесных тракторов является худшее сцепление с почвой и меньшая эффективность резиновых грунтозацепов. Поэтому конструкции колесных тракторов постоянно усовершенствуются. Процесс совершенствования существующих и поиск новых компоновочных схем колесных тракторов ведутся по линии повышения энергонасыщенности, тяговых качеств и создания новых типоразмеров.

Повышение тягово-сцепных качеств колесных тракторов идет по линии введения привода на передние колеса, относительного перераспределения массы трактора между осями и повышения роли ведущего переднего моста за счет применения шин увеличенных (по ширине и диаметру) размеров, а также за счет спаривания колес.

Повышение энергонасыщенности тракторов ведется по двум направлениям - форсированием мощности двигателя базовой модели и путем повышения мощности с одновременным увеличением конструктивной массы базовой модели, в результате чего появляется трактор нового тягового класса. Использование всех колес в качестве ведущих, оптимальное перераспределение нагрузки по осям, применение навесных машин, введение догружателей ведущих колес являются эффективными средствами повышения тяговых качеств и проходимости колесных тракторов.

Поэтому в последнее время в России и за рубежом находят все большее применение погрузочно-транспортные машины с технологическим оборудовани-

ем, установленным на базе колесного трактора. Применение машин такого типа позволяет существенно увеличить степень механизации работ за счет применения гидроманипуляторов и снизить энергозатраты на вывозку древесины, так как транспортирование производится в полностью погруженном состоянии. Особенно эффективны лесовозные машины такого типа при санитарных, восстановительных и выборочных рубках лесохозяйственного характера, при разрозненных лесосеках с малым запасом древесины.

Современный этап развития лесосечных и лесотранспортных работ немыслим без применения манипуляторов, составляющих основу современного лесопромышленного оборудования. Рабочие органы, агрегатируемые с манипуляторами, позволяют механизировать различные трудоемкие технологические операции от валки дерева до погрузки готовой продукции лесозаготовительного производства [40].

Применение манипуляторов дает возможность оградить оператора от непосредственного контакта с негабаритными, неустойчивыми грузами, каковыми являются деревья, хлысты и сортименты, тем самым повышая безопасность труда.

При проектировании манипуляторного технологического оборудования необходимо удовлетворить ряд противоречивых требований. Поэтому принятию рациональных проектных решений, позволяющих проектировать высокопроизводительные машины с гарантированным уровнем надежности, способствует применение современных методов проектного анализа. Такие методы, как правило, базируются на многовариантных расчетах, моделировании динамических режимов, оптимизации параметров с применением ЭВМ [59, 69, 118].

Сортиментовозы на базе тракторов принято называть форвардером предназначены для вывоза сортиментов к автомобильным дорогам или к нижнему складу при проведении рубок ухода за лесом на стадии прореживания и проходных рубок, на несплошных рубках промежуточного пользования, а также для осуществления сортировки древесины, погрузочно-разгрузочных и штабелевочных работ [96, 110].

Одной из самых удачных российских моделей сортиментовозов является ЛТ-189М (рисунок 1.1). Машина предназначена для сбора заготавливаемых сортиментов (лесоматериалов) длиной 2 - 6,5м.

Машина выполнена на базе трактора МТЗ и тележек заднего моста автогрейдера ДЗ-122-1.04 в виде модульной транспортной системы, включающей в свой состав манипулятор типа ЛВ-185-06. Трансмиссия содержит синхронную передачу от двигателя базового трактора к колесам тандемных тележек заднего модуля, что обеспечивает машине в условиях лесосеки высокую проходимость в сочетании с хорошей маневренностью.

Рисунок 1.1 - Форвардер ЛТ-189М с краном-манипулятором «Берендей-75»

Машина отвечает всем требованиям, предъявляемым к технологическим процессам лесозаготовок на базе агрегатной техники, по основным технико-экономическим показателям находится на уровне зарубежных аналогов, обеспечивая по сравнению с ними значительную экономическую эффективность за счет более низкой своей цены.

Машина лесная погрузочно-транспортировочная МЛПТ-354М (рисунок 1.2) производится совместно Минским тракторным заводом и ЗАО «Национальный

промышленный капитал». Она предназначена для сбора, погрузки и транспортировки сортиментов по лесосекам и волокам, а также для их разгрузки и складирования.

Рисунок 1.2 - Лесная погрузочно-транспортировочная машина МЛПТ-354М

Применяется при выборочной рубке леса и рубке ухода. Машина создана на базе серийного трактора МТЗ-82, состоит из энергетического и технологического модулей, соединенных горизонтально-вертикальным шарниром. Колесная формула 4x4. Машина оборудована толкателем, гидроманипулятором ЫУ с грузоподъемным моментом 50 кНм и автономным подогревателем кабины и двигателя «УеЬаэи)».

Специальный лесопромышленный трактор - сортиментовоз ТЛК 6-04 (рисунок 1.3) предназначен для сбора, транспортировки по лесосеке, волокам и усам к лесовозным дорогам, приречным лесным складам, разгрузки, сортировки при сортиментной технологии заготовки древесины. Трактор эксплуатируется круглогодично в равнинной и слабопересечённой местности на грунтах с низкой несущей способностью, снежном покрове до 1м, при температуре окружающего воздуха от -40 до +40 °С. Оснащается гидромеханической трансмиссией.

Высокопроизводительные форвардеры Т1МВЕЮАСК уже давно применяются для погрузочно-транспортных операций. Форвардеры Т1МВЕШАСК (рису-

нок 1.4) отличаются сбалансированным распределением нагрузки, эффективным соотношением массы и грузоподъемности, легкой маневренностью и минимальным повреждением почвы и древостоя [31, 40, 50, 104,117, 118].

Низкий уровень шума и отличные условия работы оператора обеспечивают его эффективную работу в течение всей смены, способствуя, таким образом, повышению производительности.

Рисунок 1.3 - Сортиментовоз TJIK 6-04

Рисунок 1.4 - Форвардер TIMBERJACK 81 OD

Форвардеры серии 810 относятся к числу наиболее средощадящих фор-вардеров на мировом рынке. В его технических решениях учтены самые строгие требования по охране окружающей среды.

Для обеспечения оптимальной производительности и увеличения надежности работы всей машины на форвардерах TIMBERJACK серии 810 применяется уникальная система управления, которая управляет гидростатической трансмиссией и манипулятором и связанными с ними вспомогательными функциями. Форвардеры серии 810 отлично маневрируют в лесу, не повреждая остающиеся деревья [104,117,118,119].

Конструкция тандемных тележек позврляет ему переехать через камни и пни без повреждения тандемных коробок, увеличивая, таким образом, скорость движения машины. Форвардеры данной серии оборудованы манипулятором LOGLIFT L51 легкой категории с повышенной грузоподъемностью.

При проведении рубок уходов за лесом в нашей стране широко применяются сортиментовозы на базе автомобилей УРАЛ и Камаз с манипуляторами, серийно выпускаемых Майкопским машиностроительным заводом, в частности «Ат-лант-С90» и «Атлант-С35». Внешний вид манипулятора «Атлант-С90», представлен на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 - Сортиментовоз с гидроманипулятором «Атлант-С90»

Гидроманипулятор ЛВ-184А-10 (Атлант-С 70) с грузовым моментом 70 кНм, по сравнению с отечественными аналогами других производителей, имеет больший вылет, меньшие массу и рабочий цикл, т.е. позволяет осуществлять погрузку-разгрузку сортиментов и хлыстов значительно быстрее. Для сравнения в таблице 1.1 приведены технические характеристики гидроманипулятора ЛВ-184А-10 и его аналогов российского и зарубежного производства [99].

Таблица 1.1 - Техническая характеристика гидроманипуляторов с грузовым моментом 65-70 кНм

Параметр ЛВ-184 А-10 ОМТЛ-70-02 (ООО «Велмаш-С») СФ-65 (ОАО «Со-ломбальский машиностроительный завод») Е65 (Epsilon, Австрия) 2006 (Kesla, Финляндия)

Грузовой момент, кНм 70 70 65 65 65

Максимальная грузоподъёмность, кг 2400 2100 2000 2150 2200

Максимальный вылет, м 7,4 7,3 7,1 7,6 7,0

Грузоподъёмность на максимальном вылете, кг 950 960 895 890 910

Масса с грейфером и ротатором, кг 1710 2480 2030 1630 1840

Гидроманипуляторы ЛВ-185-14 и ЛВ-185-16 (Атлант-С 90 и Атлант-С 100) с грузовым моментом соответственно 90 и 100 кНм характеризуются высокими показателями эффективности, надёжности и долговечности, а также низкой удельной материалоёмкостью, что обеспечивает им преимущества перед аналогами других российских производителей (таблица 1.2). Сравнительно низкая масса грузозахватного устройства и большой вылет позволяют им успешно конкурировать с другими гидроманипуляторами по грузоподъёмности.

Модель ЛВ-185-16, в отличие от ЛВ-185-14, способна работать с грузами большей массы, т.е. обеспечивает большую производительность. В настоящее время завод активно работает над созданием новых постов управления гидроманипуляторов, позволяющих улучшить условия работы машинистов и повысить производительность. Уже предложены рынку: система 2-контурного управления, позволяющая повысить производительность в 1,8 раза и снизить динамические нагрузки в 1,2 раза, система управления с гидронасосами переменной производительности, позволяющими сэкономить энергозатраты на 12,5% и увеличить производительность в 1,2 раза, а также насосы с рабочим объёмом 80 см повышенной производительности (табл. 1.2).

Таблица 1.2 - Техническая характеристика гидроманипуляторов с грузовым моментом 90-100 кНм

Параметр ЛВ-185-14 ЛВ-185-16 ОМТЛ-97 (ООО «Вел-маш-С») М-100Ь-80 (Epsilon) Г-968 (Loglift Швеция) 2009 (Kesla)

Грузовой момент, кНм 90 100 97 97 95 93

Максимальная грузоподъёмность, кг 3000 3300 3170 3230 3100 3100

Максимальный вылет, м 7,8 7,8 7,3 8,0 7,9 8,02

Грузоподъёмность на максимальном вылете, кг 1150 1300 1270 1190 1220 1180

Масса с грейфером и ротатором, кг 2000 2080 2600 1900 2100 2180

Сравнительный анализ технических характеристик, приведённых в таблицах 1.1-1.2, позволил выявить следующие конкурентные преимущества гидроманипуляторов ОАО «ММЗ» перед отечественными аналогами:

ЛВ-184А-10 легче ОМТЛ-70 и СФ-65 на 770 (45%) и 320 кг (19%) и дешевле на 15 и 24% соответственно;

ЛВ-185-14 и ЛВ-185-16 легче ОМТЛ-97 на 600 (30%) и 520 кг (25%) и дешевле на 20 и 16% соответственно;

ЛВ-190-07 легче СФ-140 на 995 кг (30%) и дешевле на 40%;

ММ-1002-01 легче 0МТЛ-120 на 435 кг (18%) и дешевле на 32,8%.

Другой ведущий в России производитель гидроманипуляторов ООО «Велмаш-С». Марка «Велмаш», как производитель лесозаготовительной техники, имеет большой авторитет в лесной отрасли. ООО «Велмаш-С» производит не только качественную лесозаготовительную технику, в частности гидроманипуляторы, но и также широкий спектр гидравлического грузоподъемного оборудования.

Гамма производимых гидроманипуляторов широка и отвечает потребностям лесозаготовителей, обеспечивает поддержку лесозаготовительных работ с любым типом древесины.

Для работы с «крупным» лесом был разработан гидроманипулятор ПЛ-97. Этот гидроманипулятор отличает повышенная грузоподъемность, что позволяет осуществлять погрузку не только сортиментов, но и хлыстов. Незаменим для предприятий с большими объемами лесозаготовок. Благодаря оригинальным конструкторским решениям масса гидроманипулятора осталась практически неизменной по сравнению с гидроманипуляторами серии ПЛ-70. Гидроманипулятор ПЛ-97 укомплектован насосом повышенной производительности и гидравлическим распределителем РМ-316 (Швеция), что дает возможность оператору уверенно совмещать несколько операций, а следовательно, сократить время загрузки лесовоза ПЛ-97 (рисунок 1.6).

Для удобства работы оператора и сокращения времени на подготовку гидроманипулятора к работе и его складывание в транспортное положение была разработана модификация ПЛ-70-03 .Отличие этого гидроманипулятора от гидроманипулятора ПЛ-70-02 заключается в том, что выдвижение балок аутригеров и складывание самих аутригеров в транспортное положение производится гидравлическим приводом.

Рисунок 1.6- Гидроманипулятор ПЛ-97

Сегодня, благодаря присутствию на рынке продукции с маркой «Велмаш», качество и надежность гидроманипуляторов стали намного доступнее, чем 10-15 лег назад. Серия ПЛ-70 - гидроманипуляторы, которые наиболее востребованы лесозаготовителями, их отличает высокая скорость работы надежность и неприхотливость в эксплуатации (рисунок 1.7).

Главная особенность гидроманипулятора ПЛ-70-02(03) заключается в его Z-oбpaзнoй схеме, которая позволяет складываться в транспортное положение.

Также отсутствует передняя стойка, на которую укладывается гидроманипулятор «классической» компоновки. В настоящее время выпускаются ОМЛТ.

Повышена устойчивость и управляемость автомобилем, так как центр тяжести гидроманипулятора расположен ниже, чем у гидроманипулятора «классической» компоновки.

Однако помимо лесозаготовительной сферы техника под маркой «Велмаш» работает и в других отраслях народного хозяйства. Строительство, дорожное хозяйство, сельское хозяйство, — это далеко не полный перечень отраслей, где востребована техника «Велмаш».

Рисунок 1.7 - Гидроманипулятор ПЛ-70-02(03)

В настоящее время предприятие занимает лидирующие позиции на рынке лесозаготовительной техники. Завод оснащен современным оборудованием, позволяющим изготавливать сложные детали и конструкции с большими габаритными размерами и высокой степенью точности, испытательными стендами, позволяющими производить испытания как элементов гидропривода выпускаемых изделий, так и готовой продукции [99].

Механизм поворота предназначен для разворота манипулятора в горизонтальной плоскости и устанавливания в опорно-поворотном устройстве. Различают несколько типов механизмов поворота. К ним относятся механизмы поворота рычажного типа, с помощью цепной передачи, с помощью зубчатой передачи и реечного типа. Механизм поворота рычажного типа (рисунок 1.8, а), включает колонну /, гидроцилиндр 2, рычаг 3, зубчатое колесо 4, зубчатую рейку 5, зубчатый венец б, приводную шестерню 7. Такие механизмы обладают большим моментом поворота и надежны в работе. Недостатки: малый угол поворота в горизонтальной плоскости и неравномерность угловой скорости поворота.

Механизм поворота с помощью цепной передачи и двух гидроцилиндров при всей простоте конструкции и достаточно большом моменте поворота имеет большие габариты и также не нашел широкого применения.

Механизм поворота с внутренним зубчатым зацеплением (рисунок 1.8, в) использован в валочно-пакетирующей машине ЛП-19. Механизм поворота с внешним зацеплением (рисунок 1.8, г) используется в манипуляторе НЫ 125 (фирма Р(Ж88Е, Финляндия). Достоинства: возможность полного поворота манипулятора и простота изготовления. Недостатки: большие габариты и сложность установки на базовую машину.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Долженко, Сергей Валерьевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 А. с. 1164200 СССР, М. Кл. В 66 С 23/86. Механизм поворота колонны стрелового манипулятора [Текст] / A.C. Пискунов, П.И. Попиков; (СССР). - № 3640051/29-11; заяв. 06.09.83; опубл. 30.06.85, Бюл. № 24. - 4 е.: ил.2.

2 А. с. 1792910 СССР, М. Кл. В 66 С 13/42. Механизм поворота колонны стрелового манипулятора [Текст] / А.П. Нестеров, П.И. Попиков, В.В. Волынко; (СССР). - № 4835090/29; заяв. 13.04.90; опубл. 07.02.93, Бюл. №5.-5 е.: ил.2.

3 Адлер, Ю. П., Маркова, Е. В., Грановский, Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст].- М.: Наука, 1976. - 279с.

4 Акинфиев, А. А. Использование электрогидравлического управления на мобильных машинах [Текст]/ A.A. Акинфиев, А.Ф. Илюшев, А.Г. Опритов, Ю.А. Ратновский // Строительные и дорожные машины журнал. - 2009. - №.6. - С.31-36

5 Александров, В. А. Конструирование и расчет машин и оборудования для лесосечных работ и нижних складов [Текст]: учебник / В. А. Александров, Н. Р. Шоль. - Ухта: УГТУ, 2002. - 244 с.

6 Александров, В. А. Научные основы динамики рабочих процессов и прогнозирование нагруженности лесосечных машин с манипуляторами [Текст]: авто-реф. д-ра техн. наук / В. А. Александров. - Л., 1983. - 34 с.

7 Амалицкий, В. В. Оборудование и инструмент деревообрабатывающих предприятий [Текст]: учебник / В. В. Амалицкий, В. И. Санев. - М., 1992. - 480 с.

8 Андреев, В. Н. Новые гидравлические компоненты российского производства [Текст] / В.Н. Андреев // Строительные и дорожные машины журнал. -2007.-№.3.-С. 50-51.

9 Артамонов, Ю. Г. Проектирование технологического оборудования мани-пуляторных лесных машин [Текст]: учеб. пособие / Ю.Г. Артамонов. - Л: ЛЛТА, 1985.-80с.

10 Баранов, А. И. Машины и механизмы для лесного хозяйства [Текст]: учебное пособие / А. И. Баранов[Текст].- М. : Гослесбумиздат, 1962. - 380 с.

11 Барановский, В. А. Техническое развитие лесной промышленности [Текст] / В. А. Барановский [Текст]. - М. : Лесн. пром-сть, 1976. - 120 с.

12 Баринов, К. Н. Проектирование и расчет специальных лесных машин [Текст]: учеб. пособие / К.Н. Баринов.-Л: ЛЛТА, 1985.- 76 с.

13 Бартенев, И.М, Попиков, П. П., Бухтояров, Л. Д. К вопросу экспериментального исследования динамики гидропривода на лабораторных стендах. 70 лет кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования машин Воронежской государственной лесотехнической академии [Текст] / под ред. проф. И.М. Бартенева ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО. - Воронеж, 2007.- С. 23-25.

14 Бартенев, И. М. Гидроманипуляторы и лесное технологическое оборудование/ И.М. Бартенев, З.К. Емтыль, А.П. Татаренко, М.В. Драпалюк, П.И. Попиков, Л.Д. Бухтояров. [Текст] - М.: ФЛИНТА: Наука, 2011. - 408 с.

15 Бартенев, И. М., Драпалюк, М. В., Попиков, П. И., Бухтояров, Л. Д. Конструкции и параметры машин для расчистки лесных площадей. Монография. Москва, Флинта: Наука, 2007.

16 Бартенев, И. М., Попиков, П. И., Драпалюк, М. В., Бухтояров, Л. Д. Устройство для индикации и регистрации показаний стрелочных приборов. Патент № 2284488 МПК в 01 Ь 23/16. Заяв. ВГЛТА.-№ 2005103261/28 от 08.02.2005; опубл. 27.09.2006, бюл. № 27

17 Бартенев, И. М. Динамическая нагруженность манипулятора и обоснование совмещения операций поворота и поворота стрелы [Текст] / И. М. Бартенев, 3. К. Емтыль, П. И. Попиков // Труды физического общества / Республика Адыгея. - Майкоп, 1997. - Вып. 1. - С. 41-59.

18 Бартенев, И. М. Машины и механизмы для рубок ухода: современный технический уровень [Текст] / И. М. Бартенев, Г. Л. Котляр // Лесное хозяйство. -1992.-№2-3.-С. 48-50.

19 Бартенев, И. М. Экологизация технологий и машин лесного комплекса [Текст] / И. М. Бартенев, С. А. Родин ; ВНИИЛМ. - Пушкино, 2000. - 87 с.

20 Башта, Т. М. Машиностроительная гидравлика [Текст] / Т. М. Башта. -М. : Машиностроение, 1971. - 672 с.

21 Булгаков, С. М. Гидроприводной насос. Система центрации вытеснителей [Текст]/ С.М. Булгаков // Строительные и дорожные машины журнал. - 2008. -№.4.-С. 43 -47.

22 Буренин, В. В. Новые гидроцилиндры для строительных и дорожных машин [Текст] / В.В. Буренин // Строительные и дорожные машины журнал. -2009. - №.10. - С.32-37 .

23 Буренин, В. В. Новые шестеренные насосы для гидропривода строительных и дорожных машин [Текст] /В.В. Буренин // Строительные и дорожные машины журнал. - 2010. - №.2. - С.38-41

24 Васильев, С. И. Закономерности формирования пульсаций давления в гидроприводе траншейных роторных экскаваторов при разработке мерзлых грунтов [Текст] / С.И. Васильев, С.П. Ереско, Т.Т. Ереско // Строительные и дорожные машины журнал. - 2011. - №.8. - С.37-40

25 Васильев, JI. В. Совершенствование тракторных гидроприводов [Текст] / JI. В. Васильев, Д. Е. Флер // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2001. -№ 1. - С. 25-26.

26 Васильченко, В. А. Гидропривод и средства гидроавтоматики [Текст] / В. А. Васильченко// Строительные и дорожные машины. - 2004. - № 11. - С. 18-23.

27 Винокуров, В. Н. Лесохозяйственные машины и их применение [Текст] / В. Н. Винокуров, Г. В. Силаев. - М.: МГУЛ, 1999. - 234 с.

28 Волков, В. И. Тенденции развития мобильной гидравлики для фронтальных и телескопических погрузчиков (на примере продукции фирмы BOSCH REXROTH) [Текст] / В.И. Волков // Строительные и дорожные машины журнал. -2007.-№.6.-С. 4- 14.

29 Выборнов, Э. П. Российские инновации: диапазона гидропередача большой мощности [Текст] / Э.П. Выборнов, Л.А. Румянцев // Строительные и дорожные машины журнал. - 2009. - №.11. - С.28-34 .

30 Галдин, Н. С. Проектирование гидроимпульсного рабочего оборудования для одноковшовых экскаваторов [Текст] / Н.С. Галдин // Строительные и дорожные машины журнал. - 2007. - №.4. - С. 42 - 44.

31 Герасимов, Ю. Ю. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок [Текст] / Ю. Ю. Герасимов. - Хельсинки : Изд-во ЙОНСУУ, 1988. - 178 с.

32 Дегтярев, Ю. И. Методы оптимизации: Учеб. пособие для вузов. - М.: Сов. радио, 1980. - 272 с.

33 Долженко, С. В. Математическая модель демпфирования рабочего процесса гидропривода механизма поворота колонны лесного манипулятора [Текст] / Долженко C.B., Попиков П.И., Зубков А.В., Рыкованова Е.П. / Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета . 2012. № 79. С. 243-259.

34 Долженко, С. В. Математическая модель рабочего процесса гидропривода механизма поворота колонны гидроманипулятора при погрузке сортиментов [Текст] / Долженко C.B., Попиков П.И., Титов П.И. / Лесотехнический журнал. 2012. №3. С. 84-90.

35 Долженко, С. В. Разработка методики экспериментальных исследований гидропривода механизма поворота лесного манипулятора сортиментовоза [Текст] / Долженко C.B. /Лесотехнический журнал. 2013. № 1. С. 127-137.

36 Емельянов, Р. Т. Моделирование рабочего процесса гидропривода с дроссельным регулированием [Текст] / Р.Т. Емельянов, А.П. Прокопьев, А.С. Климов // Строительные и дорожные машины журнал. - 2009. - №.11. - С. 11-15 .

37 Емтыль, 3. К., Попиков, П. И., Бухтояров, Л. Д., Сидоров, А. А. Обоснование параметров демпфера гидропривода технологического оборудования ма-нипуляторного типа лесовозного автопоезда. Вестник Центрально-Черноземного регионального отделения наук о лесе Российской академии естественных наук Воронежской государственной лесотехнической академии [Текст] / под. ред. проф. Л. Т. Свиридова ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». -Воронеж, 2007. - Вып. 5.- С. 135-138

38 Емтыль, 3. К., Попиков, П. П., Сидоров, А. А., Батищев, С. Н. Математическое моделирование рабочего процесса механизма поворота манипулятора с демпфером. 70 лет кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования

машин Воронежской государственной лесотехнической академии [Текст] / под ред. проф. И.М. Бартенева ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО. - Воронеж, 2007.- С. 131-133

39 Емтыль, 3. К. Обоснование основного параметра механизма поворота рабочего органа (ротатора) и исследование его динамической нагруженности [Текст] / 3. К. Емтыль // Вестник Центрально-Черноземного регионального отделение наук о лесе РАЕН ВГЛТА. - Воронеж - 2000. - Вып. 3. - С. 135.

40 Жаденов, В. С. Технологическое оборудование лесозаготовительных машин [Текст] : учебник пособие / В. С. Жаденов, А. Н. Заикин, В. Н. Лобанов, О. Р. Чайка. - Брянск, 2005. - 253 с.

41 Жданов, А. В. Математическая модель гидрораспределителя объемного гидропривода рулевого управления [Текст] / A.B. Жданов, Ш.К. Мукушев // Строительные и дорожные машины журнал. - 2007. - №.10. - С. 34 - 36.

42 Зима, И. М. Механизация лесохозяйственных работ [Текст] / И. М. Зима, Т. Т. Малюгин. [Текст] - М. : Лесн. пром-сть, 1976. - 416 с.

43 Исследование с помощью математической модели динамики почвообрабатывающего агрегата, оснащенного системой рекуперации энергии [Текст] / В.И. Посметьев, Е.А. Тарасов, Е.В. Снятков [и др.] // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2006. - Т. 2. - № 8. - С. 44-47.

44 Каверзин, С. В. Гидропривод трансмиссии ходовой системы лесопромышленного трактора [Текст]/ C.B. Каверзин, В.Г. Мельников, A.B. Щербина // Строительные и дорожные машины журнал. - 2009. - №.9. - С. 30-35.

45 Каверзин, С. В. Гидропривод трансмиссии ходовой части системы лесопромышленного трактора [Текст] / С. В. Каверзин, В. Г. Мельников, А. В. Щербина// Строительные и дорожные машины. - 2009. - № 9. - С. 25-26. - Библиогр: с. 26 (2 назв.).

46 Кондратьева, Л. Ю. Методика расчета динамических параметров стрелы экскаватора при разгоне и торможении [Текст] / Л. Ю. Кондратьева, С. А. Воронов, А. В. Романов// Строительные и дорожные машины. - 2001. - № 12. - С. 29-31.

47 Коробкин, В. А. Агрегаты дискретного действия гидроприводов строительных и дорожных машин [Текст] / В.А. Коробкин, А.Я. Котлобай, A.A. Котло-бай // Строительные и дорожные машины журнал. - 2010. - №.5. - С. 29-31.

48 Коротаев, Д. Н. Гидравлические системы с эластичными трубопроводами из тефлона [Текст] / Д.Н. Коротаев, Ю.К. Машков // Строительные и дорожные машины журнал. - 2009. - №.4. - С.32-37 .

49 Куликов, И. И. Оценка влияния модуля упругости и дросселирования рабочей жидкости на параметры состояния импульсной нагрузки [Текст] / И.И Куликов, В.К Маслов // Строительные и дорожные машины журнал. - 2009. - №.3. -С.28-32 .

50 Курицын, В. Н. Сравнение эффективности применения отечественной и зарубежной лесозаготовительной техники на примере Шиверского ЛПХ [Текст] / В. Н. Курицын, В. А. Овчинников // Научно-практическая конференция : сборник тезисов докладов. - Красноярск, 1996.-Ч. 1.-С. 108.

51 Кушляев, В. Ф. Лесозаготовительные машины манипуляторного типа [Текст] / В. Ф. Кушляев. [Текст] -М.: Лесн. пром-сть, 1981. - 248 с.

52 Лапынин, Ю. Г. Снижение динамических нагрузок в гидроприводе манипуляторов [Текст] / Ю. Г. Лапынин, И. А. Несмиянов, В. Н. Хавронина // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1999. - № 12. - С. 44-45.

53 Лебедев, Н. И. Объемные гидропривод машин лесной промышленности [Текст] : учебное пособие 2-е изд., перераб. и доп. / М.: Лесн. пром-сть. 1986 -. 292 с.

54 Любельский, В. И. Система диагностирования гидропривода С ДМ [Текст] / В.И. Любельский, А.Г. Писарев // Строительные и дорожные машины журнал. - 2007. - №.11. - С. 42 - 44.

55 Макеев, В. Н., Попиков, П. П., Плешков, Д., Сидоров, А. А. Влияние параметров крепления гидроцилиндра подъема стрелы на динамическую нагружен-ность экскаватора. Известия Вузов Северо-Кавказского региона. Математическое моделирование и компьютерная оптимизация технологий. Технические науки. 2007. № 5 - С. 59-60.

56 Масименко, А. H. Повышение работоспособности гидропривода строительных и дорожных машин [Текст] / А. Н. Масименко, Д. В. Бездников, В. В. Кутузов, В. В. Васильев// Грузовик &. - 2008. - N 9. - С. 17-21. - Библиогр.: с. 21 (6 назв.).

57 Мельников, В. Г. Проектирование гидропривода срезающих устройств лесозаготовительных машин [Текст] / В.Г. Мельников, C.B. Каверзин // Строительные и дорожные машины журнал. - 2007. - №.3. - С. 11 - 12.

58 Мерданов, Ш. М. Исследования и разработка системы тепловой подготовки гидропривода строительно - дорожных машин [Текст] / Ш.М. Мерданов, Ю.Е. Якубовский, В.В. Конев, М.М. Карнаухов // Строительные и дорожные машины журнал. - 2013. - №.1. - С.28-32.

59 Минин, В. В. Оптимизация параметров гидропривода малогабаритных погрузчиков [Текст] / В.В. Минин, В.П. Павлов // Строительные и дорожные машины журнал. - 2010. - №.7. - С.

60 Мокин Н.В. К эффективной работе гидросистем с участками, имеющими различную температуру окружающей среды[Текст]/ Н.В. Мокин // Строительные и дорожные машины журнал. - 2009. - №.8. - С..

61 Мокин, Н. В. Стенд для энергосберегающих испытаний гидромоторов [Текст] / Н.В. Мокин // Строительные и дорожные машины журнал. - 2009. -№.12. - С.32-37.

62 Морсин, Д. В. Параметры регулирования дизель - гидропривода мобильных строительно - дорожных машин [Текст] / Д.В. Морсин // Строительные и дорожные машины журнал. - 2007. - №.11. - С. 36 - 39.

63 О возможности использования рекуперируемой энергии лесного почвообрабатывающего агрегата для интенсификации технологического процесса [Текст] / В.И. Посметьев, В.А. Зеликов, А.И. Третьяков [и др.] // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2011. - № 1. - С. 60-64.

63 Обоснование целесообразности оснащения кареток трактора дт-75м рекуперативными элементами с помощью математического моделирования [Текст] /

B.И. Посметьев, Е.А. Тарасов, Е.В. Снятков [и др.] // Известия Томского политехнического университета. 2007. - Т. 310. - № 1. - С. 55-57.

64 Обливин, В. Н. Безопасность жизнедеятельности в лесопромышленном производстве и лесном хозяйстве [Текст] : учеб. / В.Н. Обливин, Л.И. Никитин, A.A. Гуревич.- М.: МГУЛ, 2001.- 500 с.

65 Овсянников, Ю. В. Энергосберегающий гидропривод вилочного погрузчика [Текст] / Ю.В. Овсянников // Строительные и дорожные машины журнал. -2012. - №.7. - С.28-33.

66 Пат. на изобретение 2479481 РФ, МПКВ 66 С 13/42. Механизм поворота колонны стрелового манипулятора [Текст] / П. И. Попиков, Д.В. Обоянцев, C.B. Долженко ; заявитель и патентообладатель ВГЛТА . - № заявка 2011148369/11, 28.11.2011, опубл. 20.04.2013 Бюл. № 115.

67 Пат. на полезную модель 125571 РФ , МПКВ 66 С 13/42 Механизм поворота колонны стрелового манипулятора [Текст] / П. И. Попиков, Д. Ю. Дручинин,

C. В. Долженко, А. Д. Азаров; заявитель и патентообладатель ВГЛТА . - № 2012143435/11; заявл. 10.10.2012 ; опубл. 10.03.2013.

68 Петровский, В. С. Автоматизация производственных процессов лесопромышленных предприятий [Текст] : учебник для вузов / В. С. Петровский, В. В. Харитонов. -М. : Лесн. пром-сть, 1990. -471 с.

69 Пижурин, А. А. Методика планирования экспериментов и обработка их результатов при исследовании технологических процессов в лесной и деревообрабатывающей промышленности [Текст] : учебное пособие / А. А. Пижурин. - М., 1972.-71 с.

70 Попиков, П. И. Оптимизация положений гидроцилиндров с учетом инерционных нагрузок и податливости гидропривода [Текст] / П. И. Попиков, А. В. Крутских, В. П. Попиков, Р. В. Юдин// Вестник Центрально-Черноземного регионального отделения наук о лесе РАЕН ВГЛТА. - 2002. - Вып. 4, ч. 2. - С. 136-143.

71 Попиков, П. И. Динамические характеристики гидропривода л/х машин с активными рабочими органами. Вестник ЦЧР отделения науки о лесе: Воронеж. ВГЛТА. 2002.

72 Попиков, П. И. Математическое моделирование процессов в системе гидропривода лесных манипуляторов [Текст] / Попиков П.И., Титов П.И., Сидоров А.А, Долженко C.B., Обоянцев Д.В./ Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2011. № 69. С. 96-106.

73 Попиков, П. И. Основные направления совершенствования гидропривода технологического оборудования и рабочих органов лесных машин. 70 лет кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования машин Воронежской государственной лесотехнической академии [Текст] / под ред. проф. И.М. Бартенева ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО. - Воронеж, 2007.- С. 53-58

74 Попиков, П.И., Бухтояров, Л.Д. Проектирование самоходных лесных машин. Тексты лекций. Воронеж: ВГЛТА, 2002. - РИО ВГЛТА, 6,73 п.л.

75 Попиков, П. И., Долженко, С. В., Посметьев, В. В. Моделирование работы гидропривода механизма поворота лесного манипулятора оснащенного демпфером. Вестник Воронежской государственной лесотехнической академии [Текст] / под. ред. проф. Л. Т. Свиридова ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж, 2009. - Выпуск 2 (7). - С. 130-135

76 Попиков, П. П., Драпалюк, М. В., Сидоров, A.A. Обоснование параметров демпферов гидропривода механизма подъема стрелы манипулятора. Проблемы и перспективы лесного комплекса: Матер, межвуз. науч-практ. конф. / Под ред. авторов; Фед. агентство по науке и инновациям, администрация Воронеж, обл., Воронеж, гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 2005. Том 2 - С. 109-111

77 Попиков, П. П., Лоскутов, И. В., Раецкая, Е. В. Математическая модель процесса трелевки лесоматериала бесчокерным захватом с рекуперативным гидроприводом. Журнал «Молодой ученый». - Чита, 2009. - Вып. 11. - С. 40-43

78 Попиков, П. П., Посметьев, В. П., Федяинов, С. И. Совершенствование уплотнительных устройств гидроцилиндров лесных машин. Труды лесоинженер-ного факультета ПетрГУ. - Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2005.-Вып.5. - С. 87-89

79 Попиков, П. П., Сидоров, А. А., Долженко, С. В. Усовершенствование гидропривода механизма подъема стрелы манипулятора. 70 лет кафедре механи-

зации лесного хозяйства и проектирования машин Воронежской государственной лесотехнической академии [Текст] / под ред. проф. И.М. Бартенева ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО. - Воронеж, 2007,- С. 63-66

80 Попиков, П. П., Сидоров, А. А., Посметьев, В. В., Долженко, С. В. Программа для моделирования работы демпфера гидросистемы манипулятора лесовозного автопоезда. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2009610.

81 Попиков, П. И. Повышение точности позиционирования груза при работе гидроманипулятора за счет оснащения гидросистемы демпфером [Текст] / П.И. Попиков, C.B. Долженко // Лесотехнический журнал. - 2011. - №.4. - С. 97103.

82 Попиков, П. И. Повышение эффективности гидрофицированных машин при лесовосстановлении на вырубках [Текст] : моногр./ П.И. Попиков; ВГЛТА. -Воронеж: ВГЛТА, 2001.- 156 с.

83 Посметьев, В. И. Методологические основы повышения эффективности почвообрабатывающих орудий с помощью предохранителей [Текст] / В.И. Посметьев. - Воронеж, 1999.

84 Проскурина, И. Ю. Экономические вопросы в дипломном проектировании [Текст] : учеб. пособие/ И.Ю. Проскурина, И.А. Авдеева. - Воронеж: ВГЛТА, 2005.-85 с.

85 Разиньков, Е. М. Научные исследования в деревообработке [Текст] : учебное пособие / Е. М. Разиньков, Е. В. Кантиева. - Воронеж, 2004. - 92 с.

86 Расчет и проектирование строительных и дорожных машин на ЭВМ / Под ред. Е.Ю. Малиновского. - М.: Машиностроение, 1980. - 216 с.

87 Рогожкин, В. М. Математическая модель рабочего процесса защиты гидросистемы от аварийного выброса рабочей жидкости [Текст] / В.М. Рогожкин, Е.Д. Илларионова, Н.А. Ушакова // Строительные и дорожные машины журнал. -2011. - №.5. - С.32-36.

88 Рогожкин, В. М. Методика расчета устройства для защиты гидросистемы строительных и дорожных машин [Текст] / В.М. Рогожкин, Н.А. Ушаков // Строительные и дорожные машины журнал. - 2008. - №.8. - С. 37 - 38.

89 Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2009610503 РФ. Программа для моделирования работы демпфера гидросистемы манипулятора лесовозного автопоезда [Текст] / П. И. Попиков, А. А. Сидоров, В. И. Посметь-ев, С. В. Долженко ; Заявитель и патентообладатель ВГЛТА ; зарег. 19.01.2009.

90 Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2009611294РФ. Программа для моделирования процесса поворота гидроманипулятора с демпферным устройством [Текст] / П. И. Попиков, А. А. Сидоров, В. И. Посметьев, С. В. Долженко ; Заявитель и патентообладатель ВГЛТА ; зарег. 03.03.09.

91 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2008613437 РФ. Программа оптимизации положения гидроцилиндров манипуляторов с учетом инерционных нагрузок и податливости гибких элементов гидропривода [Текст] / П. И. Попиков, В. П. Попиков, Л. Д. Бухтояров, А. А. Сидоров, С. В. Долженко ; заявитель и правообладатель ВГЛТА - № 2008612521 ; заявл. 05.06.08 г.; опубл. 18.07.2008.

92 Свиридов, Л. Т. Технология, машины и оборудование в лесном хозяйстве [Текст] : учебное пособие / Л. Т. Свиридов, В. И. Вершинин. - Воронеж, 2002. -312 с.

93 Синеговский, Г. А. Гидромеханические передачи производства ОАО «МЗКТ» [Текст] / Г.А. Синеговский, Ю.И. Николаев // Строительные и дорожные машины журнал. - 2010. - №.6. - С.31-37.

94 Сливинский, Е. В. Повышение надежности гидроприводов строительно дорожных машин [Текст] / Е.В. Сливинский, Т.Е. Сливинская // Строительные и дорожные машины журнал. - 2007. - №.7. - С. 30 - 33.

95 Смогунов, Н. С. Конструкция, расчет и эксплуатация оборудования лесного комплекса: [Текст] : учебное пособие / Н.С. Смогунов. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1993 - 360с.

96 Смогунов, Н. С. Технология и оборудование лесопромышленных предприятий [Текст] : учеб. пособие / Н.С. Смогунов, Н.Д. Гребенников,- Воронеж: ВГУ, 1987.- 256 с.

97 Смыков, А. А. Повышение эффективности применения гидроманипуляторов ОАО «ММЗ» для лесохозяйственных и лесозаготовительных работ [Текст] / A.A. Смыков // Строительные и дорожные машины журнал. - 2013. - №.1. - С.

98 Советов, Б. Я., Яковлев, С. А. Моделирование систем: учебное пособие -М.: Высш. шк., 1998.-319 с.

99 Справочник механизатора лесного хозяйства [Текст] : 2-е изд., перераб. -М.: Лесная пр-ть, 1977.- 296 с.

100 Степин, Д. А. Развитие систем гидро- и пневмоприводов [Текст] / Д.А. Степин // Строительные и дорожные машины журнал. - 2008. - №.2. - С. 32 - 35.

101 Сушков, С. И. Оптимизация и моделирование расчетов отправления, грузооборота и средней дальности перевозок лесных грузов между смежными предприятиями на магистральных видах транспорта [Текст] / С. И. Сушков // Технологии, машины и производство лесного комплекса будущего : материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию лесоин-женерного факультета / ВГЛТА. - Воронеж, 2004. - Ч. 2. - С. 195-201.

102 Сюнев, В. С. Лесосечные машины в фокусе биоэнергетике: конструкции, проектирование, расчет [Текст] : учеб. пособие / B.C. Сюнев, A.A. Селиверстов, Ю.Ю. Герасимов, А. П. Соколов. - Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии METLA, 2011.-143 с.

103 Хмара, Л. А. Повышение эффективности бульдозера путем использования гидропневмоаккумулирующей системы [Текст] / Л.А. Хмара, А.П. Холодов // Строительные и дорожные машины журнал. - 2012. - №.3. - С.

104 Хуако, 3. А. Исследование влияния раскачивания груза при вращении колонны на производительность и динамическую нагруженность механизмов манипулятора // 70 лет кафедре механизации лесного хозяйства и проектирования машин Воронежской государственной лесотехнической академии: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж, 2007. - С. 230.

105 Чмиль, В. П. Улучшение эксплуатационных свойств гидропривода строительных машин встроенными средствами [Текст] / В.П. Чмиль // Строительные и дорожные машины журнал. - 2012. - №.7. - С.

106 Шалыгин, М. Г. Объемные потери в шестеренных насосах с учетом влияния температуры [Текст] / М.Г. Шалыгин // Строительные и дорожные машины журнал. - 2008. - №.3. - С. 27 - 28.

107 Ширнин, Ю. А. Метод оптимизации вылета манипулятора фланговой ВПМ [Текст] / Ю. А. Ширнин // Известия вузов. Лесной журнал. - 1989. - № 5. -С. 132-134.

108 Ширнин, Ю. А. Технология и оборудование малообъемных лесозаготовок и лесовосстановление [Текст] / Ю. А. Ширнин, Ф. В. Пошарников. - Йошкар-Ола : МарГТУ, 2001. - 398 с.

109 Щемелев, А. М. Снижение энергопотребления в гидравлической арматуре строительных и дорожных машин [Текст] / A.M. Щемелев, А.Д. Бужинский,

A.Е. Науменко // Строительные и дорожные машины журнал. - 2007. - №.8. - С. 16-20.

110 Щербаков, В. Ф. Пневмогидравлические насосные установки [Текст] /

B.Ф. Щербаков, A.B. Плосконосов // Строительные и дорожные машины журнал. -2011.-№.5.-С.

111 Щербаков, В.Ф. Энергосберегающие гидроприводы строительных и дорожных машин [Текст] / В.Ф. Щербаков // Строительные и дорожные машины журнал.-2011. -№.11.-С.

112 Щербаков, В.Ф. Оценка эффективности гидроприводов строительных и дорожных машин [Текст] / В. Ф. Щербаков, В. В. Пономарев// Строительные и дорожные машины. - 2004. - № 6. - С. 26-31.

113 Элементы гидропривода (Справочник). Изд. 2-е, перераб. и доп. /Е.И. Абрамов, К.А. Колесниченко, В.Т. Маслов. - Киев: Техника, 1977. - 320 с.

114 Юдина, Н. Ю. Математическое моделирование процессов в системе гидроприводов рабочих органов лесных машин [Текст] / Н. Ю. Юдина, Р. А. Щег-

лов// Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2010. - № 6. - С. 109114.

115 Gerasimov Y., Karjalainen T. Energy wood resources in Northwest Russia // Biomass andBioenergy. — 2011.— №35. -P. 1655-1662. ;

116 Gerasimov Y., Seliverstov A. Industrial round-wood losses associated with the harvesting systems in Russia // Croatian Journal of Forest Engineering. -2009.-№31(2).-P. Ill - 126.

117 Gerasimov Y. Y., Sokolov A. P., Syunev V. S. Optimization of industrial and fuel wood supply chain associated with cut-to-length harvesting // Systems. Methods. Technologies. - 2011. - № 3. - P. 118 - 124.

118 Hakkila P. Developing technology for large-scale production of forest chips. Wood Energy Technology Programme 1999 - 2003 // Tekes Technology Programme Report. - 2004. - №6. - 98 p.

119 Vaatainen K. Wood fuel procurement methods and logistics in Finland // Wood fuel production for small scale use. University Eberswalde. 2007.

120 Control system for a hydraulic cylinder and method/ Dietz Hans P.; Caterpillar Inc. - № 498558.

121 Esders H. Harms H.-H., Hollaender C. Tendenzen der Hydraulik in Baumaschinen - Neuigkeiten zur BAUMA'92 //' Oelhydraulik und Pneumatik, 1993. M 8. S. 490-497.

122 Mikles Milan, Marko Jan. Pravdepodonost uchytenia stromov pri spilo-vani a hodnotenie kinstrukcnych rieseni manipulatorov lesnych srojov // Acta fac. forest. - Zvo-len, 1993. -№ 35. - C. 345 -358.

Приложение А - Интерфейсные формы программы дли рабочих режимов механизма поворота колонны манипулятора

..«, 'И ,■ . |

/—3 309'701Й6Ш97? .-М 527»376039*492 .-•! пиму'УЧч^Ь:

аН—? 98357*64355544

I- зз %смтшг!. гс.р-о

0-0 22С'Ь'3522325&37

теи^р-го С5ССв;507:вь? та.иТ—0 21012654299673' то-ъТ—0 2383272334213* 3 гпь*£|Т-0.2 36327253421313 та*йР-0 045856453491790?

-РСЕ

»+-к !

Параметры эксперимента

Начальный угол поворота коломмы. градусы Нач пол-е плунжера хО. мм

Нач. доел в г/системе. МПа

!'и_ Время начале поворота с

Щ Время нач обр поворота с

_ Угол макс, поворота град

Угол мин поворота, град

Параметры демпфврэ

Параттры манипулятора

Поромвтры г*виоиилиндра

Параметры эксперимента ;

JfiJ.il

Принять параметры

Рисунок А.1 - Формы визуального контроля, управления и вывода результатов эксперимента (вверху) и задания параметров компьютерного эксперимента (внизу)

-Г И Х|

Параметры манипулятора

|ЛВ-161А-СБ 3

Модель манипулятора

Номинальное давление насоса. МПа Номинальная подача насоса смЗ/с Масса груза кг Масса стрелы, кг

Момент трения стрелы. Н"м"с/рад

Длина стрелы мм Положение ЦТ стрелы 1_С. мм

Диаметр гидроцилиндра мм Длина гнароципинлрл мм Толщина поршня, мм

Ко эф дросселирования Н -> ГЩЛ), мЗ*с/(ПаЛ/2 Козф дросселирования Н -> ГЦ(П). мЗ*г^(Па)1/2 Козф дросселирования ГЦ(Л) -> С. мЗ*с/(Па)1/2 Коэф дросселирования ГЦ(П) -> С. мЗ*с/(Па)1/2

Принять параметры

Параметры демпфера

Р_ Масса плунжера кг

I1000 Коэффициент трения плунжера Н"с/м

Ширина поршня Н. мм

Диаметр запираемых каналов демпфера 66. мм Диаметр демпфера 00. мм Длина запираемой части демпфера 1_КР. мм Длина запирающего цилиндра 1С. мм Длина основного цилиндра демпфера Ш. мм Диаметр перепускного канала демпфера с!К мм

Коэффициенты дросселирования мЗ*с/(Па)1/2

|2е-6 ГЦ-> Л1 |2е-6 Л1 -> Л2

|2е-6 гц->Л2 |2о-6 П1 -> П2

|2е-6 ГЦ->П1

|2е-6 ГЦ->П2

]2е-б Н->Л1 |2е-6 Н->П1

|2е-6 Н-> Л2 |2е-6 Н-> П2

]2в-6 П1 ->С |2е-6 Л1 ->с

Принять параметры

Рисунок А.2 - Формы ввода параметров манипулятора и демпфера

Рогт!

ЕЗ ¡ввяк

Параметры пневмоцилиндра

22

10

10

Длина пневмоцилищра, см Диаметр пневмоцилиндра, см Радиус шестерни связи с колонной, см

Р6"'7 Коэффициент дросселирования газа из пневмоцилиндра, мЗхс/(Па)1 /2:

120 Начальная температура газа в пневмоцилиндре, оС 2 Начальное давление, МПа

Принять параметры

Рисунок А.З - Формы ввода параметров пневмоцилиндра

Приложение Б - Пример решения задачи оптимизации в математическом пакете МаШСаё 14

Б =

Е

J УЛЧ/! .Оспоя- г« »Л*

v =

0 - 1 -

0 0 2 039 107

1 1 2 039 107

2 2 2 039 107

3 3 2 039 107

4 4 2 033 107

5 5 2 039 107

е 6 2 039 107

7 7 2 039 107

8 10 2 039 107

9 11 2 04 107

10 12 2 042 107

11 13 2 044 107

12 14 2 046 107

13 15 2 049 107

14 16 2 052 Ю7

15 17

1 = 0 63 М,,о =

^1,1 =р,,1

р =

1000000

»0 »1 »2 »3 щ Уб -Г]

»8 »9 VI о VII »12 VI з »и »15

»16 »17 »18 »19 У20 »21 »22 »23

»24 »25 »26 »27 »28 »29 »30 »31

»32 »33 »34 »35 »36 »37 »38 »39

»40 »41 »42 »43 »44 »45 »46 »47

»48 »49 »50 »51 »52 »53 »54 »55

ч»5й »57 »58 »59 »60 »61 »62 »63/

=

2000000 Р,_о

Р>,1 =

т = гс^егз(Р,»,2) ъ =

0 1 Р.,1

8

3 3 2

-6 967 х 10~б -103 346 13 491 20 092

7 434 х 10"7

^-з 111 х ю-13;

Го 0^

О 1

0 2

0 3

0 4

0 5

О 6

0 7

1 О 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6

1 7

2 О 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6

2 7

3 О 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6

3 7

4 О 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 ¿1 6

4 7

5 О 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6

Р =

0 1

0 0 0

1 0 0.013

2 0 0.025

3 0 0.038

4 0 0.05

5 0 0 003

6 0 0.075

7 0 0.088

8 2.5105 0

9 2.5105 0.013

10 2.5105 0 025

11 2.5105 0.038

12 2.5-105 0.05

13 2.5105

7 0

7 1

7 2

7 3

7 4

7 5

7 6

.7 7

f(x,y) =-14 666 X2+ 0.207 у2 + 3 022 x y+ 16.295 х-1636 у

г/ ч 2 2

Ííx.y) = z3 + + z5y + Z6X +17 У + zgx y

2 2

ДХ.У) =z8 x +Z4 y +Z3 X У + Г7 X + Z5 y + Z6

i = 0 10 j = 0 10

x, = 0 + 2000000 • — y, := 0 + O 1 — 10 J 10

xSït.J = ffs.sji

D

A

Приложение В - Данные лабораторного эксперимента по изучению манипулятора, оснащенного демпфером

Таблица Б.1 - Статистические оценки данных, полученных в эксперименте по изучению влияния диаметра дросселирующих каналов ¿/к на максимальное

давление рабочей жидкости Рт

dK, мм Xcv Дов.инт-95% Дов.инт.95% D[X1 а

0 1,22 1,16 1,28 0,0037 0,061

1 1,22 1,16 1,28 0,0037 0,061

2 1,70 1,65 1,74 0,0014 0,038

3 2,04 1,97 2,11 0,0055 0,074

4 2,24 2,17 2,31 0,0052 0,072

5 2,29 2,20 3,38 0,0081 0,090

Таблица Б.2 - Статистические оценки данных, полученных в эксперименте по изучению влияния диаметра дросселирующих каналов ¿/к на максимальной

давление рабочей жидкости Ах

dK, мм Xcv Дов.инт-95% Дов.инт.95% D[X] а

. 0 0,78 0,73 0,83 0,0029 0,054

1 0,78 0,73 0,83 0,0029 0,054

2 1,05 0,99 1,11 0,0037 0,061

3 1,31 1,25 1,36 0,0032 0,057

4 1,56 1,49 1,63 0,0052 0,072

5 1,80 1,73 1,87 0,0046 0,068