CC BY
18
ОЦЕНКА ПРОХОДИМОСТИ И МАНЕВРЕННОСТИ ЛЕСНОЙ КОЛЕСНОЙ ДВУХЗВЕННОЙ ПОГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ
Хайновский В.В., Зенькевич Д.А.
(УО «БГТУ», г. Минск, Республика Беларусь)
In clause the estimation of passableness and a maneuverability wood two-tier load-haul-dump machine is carried out
В настоящее время двухзвенные погрузочно-транспортные машины грузоподъемностью 4...11 т, предназначенные для сбора, погрузки, транспортировки и выгрузки сортиментов, успешно эксплуатируются в Республике Беларусь и за рубежом. Особенно широкое распространение машины такого типа получили в Финляндии и Швеции.
Значительная часть выполняемых ими работ (по данным эксплуатационных испытаний до 50 %) - транспортировка сортиментов по лесосеке, лесовозным усам и лесовозным дорогам, а также транспортировка различных грузов по бездорожью. В связи с этим к погрузочно-транспортным машинам этого класса предъявляются повышенные требования к проходимости и маневренности.
К наиболее известным зарубежным фирмам, производящим прицепные лесные погрузочно-транспортные машины, относятся: "Nokka-Tume", "Farmi", "Niab", "Patu". Предприятия РБ также выпускают погрузочно-транспортные машины такого типа. ОАО «Амкодор» выпускает подъемно-транспортный агрегат «Амкодор 2651», включающий двухосную пассивную тележку с гидроманипулятором и грузовой платформой, ПО «Бобруйскагромаш» производит полуприцепы лесотранспортные ПЛ-7 и ПЛ-11 грузоподъемностью 7 и 11 т соответственно. Совместное Белорусско-латвийское предприятие «Тигер» комплектует погрузочно-транспортную машину МТПЛ-5-11, на двухосной пассивной тележке которой смонтирована грузовая платформа, гидроманипулятором и аутригерами.
На МТЗ создана двухзвенная лесная погрузочно-транспортная машина МПТ-461, включающая лесохозяйственный вариант трактора МТЗ-82 и двухосную тележку с гидроманипулятором, аутригерами и грузовой платформой для транспортировки сортиментов длиной 2, 4, 6 м и грузоподъемностью 10 т, которая в отличие от вышеперечисленных прицепов имеет активный привод колес и гидроуправляемое дышло (рис. 1).
Проходимость лесных машин увеличивает их способность к движению по плохим дорогам и бездорожью, на болотистых и переувлажненных почвах, с сохранением заданной силы тяги и скорости движения, характеризует возможность преодоления отдельных пороговых препятствий без существенного снижения показателей эффективности их эксплуатации. Потеря проходимости машин может произойти в результате ухудшения опорных свойств грунта, а также вследствие недостаточных тягово-сцепных свойств машины. В связи с этим
оценка проходимости лесозаготовительной техники часто производится по коэффициенту запаса проходимости:
У
П = 1
8-ф
где 8 - коэффициент сцепного веса, для полноприводных машин 8=1; ф - коэффициент сцепления; \|/ - коэффициент сопротивления дороги.
Рисунок 1 - Двухзвенная погрузочно-транспортная машина МПТ-461
Наиболее часто используемыми методами повышения проходимости является повышение коэффициента сцепного веса путем увеличения количества приводных осей или увеличения нагрузки на ведущие оси.
Проведем сравнительный анализ проходимости двухзвенных погрузочно-транспортных машин по коэффициенту запаса проходимости с различным сочетанием приводных осей. Геометрические параметры примем такие же, как у машины МПТ-461.
В табл. 1. приведены коэффициенты запаса проходимости для погрузочно -транспортной машины (ПТМ) МПТ-461 с грузом 10 т при различном сочетании порядка включения привода осей.
Таблица 1 - Коэффициенты запаса проходимости ПТМ с различным сочетанием приводных осей
Дорожные условия Привод на заднюю ось трактора Привод на обе оси трактора Привод на все оси трактора и тележки
Грунтовая дорога после дождя 0,39 0,55 0,71
Снежная рыхлая дорога -0,13 0,17 0,47
Лесосека 0,08 0,32 0,57
Полученные данные свидетельствуют о том, что погрузочно-транспортная машина с приводом только на оси трактора имеет неудовлетворительную проходимость при транспортировке сортиментов в плохих дорожных условиях, а в ряде случаев движение становится невозможным. Наличие же привода на все колеса позволяет успешно преодолевать даже труднопроходимые участки.
Для оценки маневренных свойств рассматриваемой транспортной системы проанализируем кинематику процесса поворота машины МПТ-461 с использованием расчетной модели, изображенной на рис. 2.
Так как кинематика процесса поворота рассматриваемой транспортной системы характеризуется в основном закономерностями, описывающими перемещения ее звеньев в горизонтальной плоскости, будем рассматривать плоскую модель криволинейного движения.
На рис. 3а изображены графики зависимости координат траектории движения у=А(х) полученные аналитическим путем для транспортных систем «трактор + прицепное звено с управляемым дышлом» (кривая 1), «трактор + прицепное звено с неуправляемым дышлом» (кривая 2) и «трактор без прицепного звена» (кривая 3).
Отклонения траектории прицепного звена с управляемым дышлом от основной траектории трактора А при изменении угла поворота ат от О0 до 900 показано на графике зависимости ат=:Р(А) (рис. 3б). Отклонение трактора от своей траектории соответственно равно нулю (линия 6).
Как видно из рис. 3 а кривая 1 совпадает с траекторией движения тягового звена кривой 3. Однако из графика изображенного на рис. 3б следует, что существует незначительное отклонение (не более 0,17 м на стадии входа в поворот).
Рисунок 2- Кинематическая схема поворота транспортной системы "трактор + прицепное звено с управляемым дышлом"
7.
У>м ю
5
3 X
к и
10
15
О^т, рад з
2,5
2
1,5
1
20 X, м
0,5 0
-А
Г
5
У г
-........ .......... ......... .......... ..........
-0,2
0,2 0,4
0,6
0,8 Д. М
Рисунок 3- Графики изменения траектории движения трактора и прицепного звена на повороте с R=10 м и ат=90°: а - траектория (1 - прицепного звена с управляемым дышлом; 2 - прицепного звена с неуправляемым дышлом; 3 -трактора); б - отклонение траектории прицепного звена от траектории трактора А (4 - с управляемым дышлом; 5 - с неуправляемым дышлом)
По сравнению с кривой 5 (рис. 3б) отклонение траектории прицепного звена с управляемым дышлом от траектории трактора (кривая 4) примерно в 4 раза меньше отклонения траектории прицепного звена с неуправляемым дышлом. Причем, чем меньше радиус поворота, тем больше величина отклонения траектории прицепного звена с неуправляемым дышлом от траектории прицепного звена с управляемым дышлом.
Проведенные исследования показали, что двухзвенные ПТМ, оборудованные гидроуправляемым дышлом и активным приводом колес балансирной тележки обладают существенными преимуществами перед их аналогами не имеющими таких конструктивных решений. Учитывая, что такие качества, как проходимость и маневренность являются основополагающими при эксплуатации лесной техники, актуальность применения гидроуправляемого дышла и активного привода очевидна.
