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:

,

где d – коэффициент сцепного веса, для полноприводных машин d=1; j – коэффициент сцепления; y – 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

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 y=f(x) 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 D при изменении угла поворота a_m от 0⁰ до 90⁰ показано на графике зависимости a_m=f(D) (рис. 3б). Отклонение трактора от своей траектории соответственно равно нулю (линия 6).

Как видно из рис. 3а 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"

Рисунок 3- Графики изменения траектории движения трактора и прицепного звена на повороте с R=10 м и a_m=90⁰: а – траектория (1 – прицепного звена с управляемым дышлом; 2 – прицепного звена с неуправляемым дышлом; 3 – трактора); б – отклонение траектории прицепного звена от траектории трактора D (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.