ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской диссертационной работы.

Экспериментальные исследования динамики ВСРМ проводились в режимах протяжки ствола дерева, очистки его от сучьев и раскряжевки на сортименты.

Целями эксперимента являлось:

1. Установить уровень динамической нагрузки в упругих связях механической системы «ВСРМ - предмет труда - дерево».

2. Проверить корректность математических моделей.

3. Выявить влияние на динамическую нагруженность ВСРМ параметров предмета труда и вылета манипулятора.

Для реализации поставленных целей эксперимента одновременно записывались на осциллографическую бумагу параметры:

- давление в бесштоковой полости гидроцилиндра подъема стрелы.

- угловое перемещение стрелы;

- давление в бесштоковой полости гидроцилиндров привода выравнивателя платформы.

Места установки датчиков и регистрирующей аппаратуры. Тензодатчики давлений устанавливались в гидролинии, соединенных с бесштоковыми полостями гидроцилиндров подъема (опускания) стрелы манипулятора и выравнивания платформы. Датчики угловых перемещений устанавливался в торец оси подвеса стрелы на колонне.

Аппаратура размещалась в отапливаемом помещении и соединялась с датчиком посредством системы электрокабелей.

Проведение лабораторных экспериментальных исследований. Подготовка стенда заключалась в проведении внешнего осмотра, подогрева рабочей жидкости до рабочей температуры и проверки мест крепления датчиков.

Подготовка измерительной и регистрирующей аппаратуры. Одновременно с прогревом привода стенда осуществлялось подключение измерительной и регистрирующей аппаратуры. После проверки электрических цепей производится контроль напряжений питания измерительных и регистрирующих элементов. В заключение подготовительных операций прогревался осциллограф в течении 25 - 30 мин, и осуществлялась балансировка измерительных мостов блока преобразователей.

По окончании подготовительных операций осуществлялось фиксирование дерева в захватном устройстве ЗСУ и вывод его в вертикальное состояние, соответствующее начальному положению дерева. При этом осуществлялась проверка работоспособности всей системы с одновременной записью пробных осциллограмм

В начале и по окончанию опыта производилась запись нулевых линий.

На рисунке 1 приведена типовая осциллограмма процесса имитации протяжки ствола и очистки его от сучьев, а в таблице 1 результаты обработки осциллограмм. Из приведенных результатов видно, что уровень добавочных динамических моментов находится в диапазоне 7,29К13,01 кН·м /упругая связь «С ₁₂»/ [1,2]. При этом коэффициенты динамичности нагрузки составляют 1,16К1,38

Сопоставление расчетной динамической нагрузки в упругой связи «С ₁₂» с экспериментальной показывает, что расчетная нагрузка выше экспериментальной [2, 3, 4]. Исключение составляет обработка дерева объемом 0,75 м ³ (таблицы 1-3). Незначительное превышение экспериментальной нагрузки скорее всего связанно с неточностями вычисления исходных данных при математическом моделировании. Сопоставление расчетной динамической нагрузки в упругой связи «С ₁₂» с экспериментальной показывает, что расчетная нагрузка выше экспериментальной. Исключение составляет обработка дерева объемом 0,75м ³ (таблицы 1 - 3). В целом же расхождение расчетных данных с экспериментальными не превышает 7,5К 13% по динамическому моменту в упругой связи «С12» и 0,73К 2,07% по коэффициенту динамичности.

Таблица 1 - Результаты экспериментальных исследований нагруженности ВСРМ в режимах протяжки ствола и очистки от сучьев.

Таблица 2 - Исходные данные экспериментальной ВСРМ приl=5 м,v=2v/c,j₁=250 кг·м ², С ₀=1600·10 ³ Н·м, С ₁₂=18750·10 ³ Н·м

Таблица 3 - Расчетные динамические характеристики системы ВСРМ на базе стенда

Теоретическими исследованиями с исходными данными применительно к стенду и экспериментом установлено увеличение добавочных динамических моментов в упругих связях ВСРМ при обработке деревьев малых объемов /ниже 0,75 м ³/ по сравнению с обработкой деревьев больших объемов. Ранее при исследовании динамики ВСРМ на базе тяжелой ВПМ ЛП - 19А было наоборот. Выявлено, что это происходит вследствие незначительных приведенных моментов инерции технологического оборудования и дерева. Оказывает влияние на увеличение нагрузки при обработке малых объемов и более низкая частота воздействия.

Выводы.

1. Работа экспериментальной ВСРМ в режимах протяжки ствола и очистки его от сучьев сопровождается значительными динамическими нагрузками в упругих связях. Коэффициенты динамичности находятся в пределах 1,16К 1,38. При этом добавочные5 динамические моменты при обработке деревьев объемов 0,25 - 1,00 м ³ составляют 7,29…..13,01 кН·м /упругая связь «С ₁₂»/.

2. Расхождение теоретических результатов, выполненных по трехмассовой расчетной схеме, с экспериментальными в режимах очистки стволов деревьев от сучьев по динамическим моментам не превышает 7,5……13,05%. Двухмассовые расчетные схемы дают большую погрешность.