Повышение тягово-сцепных свойств форвардеров 6К6 с комбинированным типом движителя

Размещено на http://allbest.ru

Уральский государственный лесотехнический университет (БГТУ)

Повышение тягово-сцепных свойств форвардеров 6К6 с комбинированным типом движителя

(Increase of roadhold forwarders 6 wd with the combined type mover)

Пищов С.Н., Гороновский А.Р.

г. Минск, Республика Беларусь

В настоящее время лесозаготовительные предприятия Республики Беларусь уделяют значительное внимание освоению труднодоступного лесосечного фонда, который расположен на заболоченной местности и почвогрунтах с низкой несущей способностью.

В связи с наметившейся тенденцией перехода на технологии с применением колесных лесных машин, возникла необходимость повышения их тягово-сцепных свойств и показателей проходимости при заготовке древесины на слабых грунтах.

Одним из способов решения поставленной задачи является применение на лесозаготовках машин 6К6 и 8К8 с легкосъемными металлическими гусеницами на колесах балансирной тележки (комбинированный тип движителя) [1]. Однако до настоящего времени не разработано практических рекомендаций по необходимости применения колесного или комбинированного типов движителя при эксплуатации лесозаготовительной техники на почвогрунтах с различной несущей способностью.

Для обоснования параметров трансмиссии и ходовой части с целью повышения тягово-сцепных свойств проведены теоретические и экспериментальные исследования, которые позволили определить зависимости усилий сопротивления движению и касательных сил тяги от буксования для погрузочно-транспортных машин с колесным и комбинированным типами движителя во время движения по волокам с различными физико-механическими свойствами почвогрунтов. Исследования проводились для лесных машин отечественного и зарубежного производства.

Определение оптимальных режимов движения машины достигнуто с помощью построенных тяговых характеристик, на которых в зависимости от касательной силы тяги Р_к представлены изменения скорости v, буксования ? и тяговой мощности N_т.

Данные показатели наиболее полно характеризуют тягово-сцепные свойства погрузочно-транспортных машин с колесным и комбинированным типами движителя, позволяют определить касательные силы тяги и соответствующие им буксования, при которых наблюдается наиболее полное использование мощности установленного двигателя [2].

На рис. 1 представлены тяговые характеристики погрузочно-транспортной машины МЛПТ-364 Минского тракторного завода с различным типом движителя при движении по волоку с низкой несущей способностью почвогрунта (0,03-0,06 МПа).

Рис. 1. Тяговая характеристика погрузочно-транспортной машины МЛПТ-364 при движении по волоку с низкой несущей способностью почвогрунта

Путем нанесения на характеристику сил сопротивления движению и сцепления определена область возможного движения машины с различным типом движителя.

Анализ приведенных зависимостей (рис. 1) указывает, что при движении по заболоченному волоку с низкой несущей способностью почвогрунта колесная погрузочно-транспортная машина МЛПТ-364 развивает касательную силу тяги 64-67 кН.

Буксование в данном случае находится в пределах 27-30%, скорость движения 2,5-2,7 км/ч. Данные показатели получены при тяговой мощности равной 47 кВт, которая является максимальной и дальнейшее увеличение касательной силы тяги ведет к резкому повышению буксования и, следовательно, понижению скорости движения.

В комплексе данные показатели приводят к снижению тяговой мощности лесной машины. Эффективнее, в сравнении с колесной машиной, на данном волоке эксплуатировать форвардер с комбинированным типом движителя. лесозаготовительный гусеница колесный движитель

Результаты исследований показывают, что для данной погрузочно-транспортной машины сила сопротивления движению составила 54 кН, максимальное значение тяговой мощности 67-69 кВт получено при скорости движения 2,8 км/ч и буксовании 24-26%. Касательная сила тяги в данном случае составила 88-91 кН.

Для преодоления сил сопротивления движению колесный форвардер сможет двигаться со скоростью 3,2-3,3 км/ч при буксовании движителей 17-19%, движение погрузочно-транспортной машины с комбинированным типом движителя осуществляется с буксованием 8-9%, скорость движения находится в пределах 3,3-3,5 км/ч.

Свободная касательная сила тяги для колесного форвардера при движении по волоку со слабой несущей способностью составила 20-22 кН, у лесной машины с комбинированным типом движителя данный показатель находится в пределах 35-37 кН.

Следовательно, для эффективного освоения труднодоступного лесосечного фонда на лесных машинах с колесным типом движителя целесообразно использовать легкосъемные металлические гусеницы, которые позволяют увеличить касательную силу тяги при снижении буксования и повышении скорости движения, что в результате приводит к росту производительности работ на транспортировке сортиментов.

Для определения тягово-сцепных свойств погрузочно-транспортной машины МЛПТ-364 с колесным и комбинированным типами движителя на волоках с высокими физико-механическими свойствами (несущая способность находится в пределах 0,07-0,2 МПа) построена тяговая характеристика, которая представлена на рис. 2.

Анализ зависимостей, отражающих процессы движения форвардеров с различными типами движителя по волокам с высокими физико-механическими свойствами (рис. 2), что колесная погрузочно-транспортная машина развивает максимальную тяговую мощность 72-74 кВт.

Рис. 2. Тяговая характеристика погрузочно-транспортной машины МЛПТ-364 при движении по волоку с высокой несущей способностью почвогрунта

При этом машина развивает касательную силу тяги 80-82 кН при скорости движения 3,1 км/ч. Буксование колес энергетического и технологического модулей составляет 22%.

При движении по данному волоку лесной машины повышенной проходимости с комбинированным типом движителя максимальное значение тяговой мощности достигается при касательной силе тяги 98 кН.

Абсолютное значение тяговой мощности увеличилось в 1,14 раза и составило 82,2 кВт. Повышение тяговой мощности объясняется снижением в 1,36 раза буксования и повышения скорости движения (на 12%).

Согласно проведенным исследованиям по определению касательных сил тяги, на волоках с высокой несущей способностью форвардер с комбинированным типом движителя способен развивать тяговые усилия до 125-130 кН, однако вследствие ограниченной мощности установленного двигателя достижение максимальных сил тяги невозможно.

Согласно теоретических и экспериментальных исследований силы сопротивления движению на данных волоках составили, соответственно для колесной погрузочно-транспортной машины 24,7-25,2 кН, для форвардера с комбинированным типом движителя 44-47 кН.

Следовательно - свободная касательная сила тяги, определяемая как разность касательной силы тяги и силы сопротивления движению, для колесной машины составила 62-65 кН, для колесно-гусеничной - 51-55 кН.

При преодолении сил сопротивления движению буксование колесного форвардера составляет 2-3%, погрузочно-транспортной машины с комбинированным типом движителя 5-7%, скорости движения при этом составляют 3,9 и 3,5 км/ч, соответственно.

Приведенные аргументы позволяют рекомендовать для освоения лесосечного фонда расположенного на грунтах с высокой несущей способностью погрузочно-транспортные машины с колесным типом движителя.

По результатам проведенных исследований установлено, что для эффективной эксплуатации погрузочно-транспортных машин с комбинированным типом движителя при освоении труднодоступного лесосечного фонда мощность установленного двигателя должна составлять 100-125 кВт, значение крутящего момента находиться в пределах 620-710 Нм. Для плавного регулирования развиваемых касательных сил тяги и скоростей движения рекомендуется применять гидродинамические и гидростатические передачи в составе трансмиссии.

В настоящее время Минским тракторным заводом освоен выпуск погрузочно-транспортных машин 6К6 с шарнирно-сочлененной рамой и гидромеханической трансмиссией МЛПТ-364.

При проведении эксплуатационно-технологических испытаний данного форвардера во время освоения труднодоступного лесосечного фонда установлено, что производительность машины с комбинированным типом движителя в 1,2-1,4 раза выше, чем у колесной, что подтверждает выводы, полученные с помощью построенных тяговых характеристик.

Библиографический список