Методика экспериментальных исследований валочно-пакетирующей машины

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

гидротрансформатора и, следовательно, на вал приводного электродвигателя.

Анализ экспериментальных данных показал, что динамический момент на турбинном валу гидротрансформатора от неустановившегося движения рабочей жидкости превышает статический момент примерно на 10 %, что необходимо учитывать при расчете трансмиссии на прочность. Также установлено, что момент на ведущем валу гидротрансформатора Мн практически остается постоянным и не изменяется, несмотря на значительные колебания момента на ведомом валу гидротрансформатора М.

Следовательно, амплитудно-часто-

тная характеристика гидротрансформатора типа МРЭ (Б0-16) сливается с осью абсцисс. Статическая характеристика «непрозрачного» гидротрансформатора весьма близка к его динамической характеристике в диапазоне 1-100 герц.

Экономическое значение снижения амплитудно-частотных характеристик гидродинамического привода определяется их влиянием на продолжительность межремонтного времени, снижением энергетических затрат и повышением надежности и производительности машин.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВАЛОЧНО-ПАКЕТИРУЮЩЕЙ МАШИНЫ

О.Н. БУРМИСТРОВА, Ухтинский ГТУ д-р техн. наук,

Н.Р ШОЛЬ, Ухтинский ГТУ канд. техн. наук,

Н.Н. ТРАВИН, аспирант Ухтинский ГТУ

Экспериментальные исследования лесосечных машин подразделяются на лабораторные и производственные.

Наиболее достоверную информацию дают производственные экспериментальные исследования с применением тензометрической аппаратуры. Однако во многих случаях трудоемкие производственные исследования частично или полностью могут быть заменены лабораторными. В то же время при проведении лабораторных экспериментальных исследований необходимо обеспечить условия работы, адекватные или близкие к производственным.

Необходимо также учитывать и то, что при работе лесосечных машин их нагружен-ность во многом зависит от квалификации оператора. Поэтому для проведения экспериментальных исследований лесосечных машин необходимы опытные операторы.

Задачи экспериментальных исследований нагруженности валочно-пакетирующих машин (ВПМ) при разборе завалов леса после ветровалов можно свести к следующим:

1. Выявить реальные динамические характеристики и произвести оценку нагру-

vsoldatenkov@ugtu.net

женности ВПМ в процессе разбора завалов леса после ветровалов.

2. Проверить корректность принятых гипотез и допущений при математическом моделировании.

3. Разработать рекомендации по применению математического моделирования в инженерных расчетах.

4. Разработать рекомендации по использованию ВПМ на разборке завалов леса.

Исследования валочно-пакетирующих машин связаны с изменением изучаемых характеристик во времени, что вызывает необходимость фиксирования их на записывающем устройстве - осциллографе.

Выбор систем измерительных приборов зависит от характера регистрируемых процессов и типа электрических преобразователей сигналов в системах датчиков.

К аппаратуре и источникам питания при записи динамических процессов предъявляются следующие основные требования:

- безынерционность измерительной аппаратуры;

- безотказность в работе воспринимающих элементов;

106

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

- погрешность измерений не должна превышать ± 5 %;

- частные характеристики датчиков должны находиться в соответствии с продолжительностью действия нагрузок и их величиной;

- измерительная и регистрирующая аппаратура не должны оказывать существенного влияния на параметры исследуемой машины и оператора;

- напряжение источников питания осциллографа и датчиков должно быть постоянным;

- собственная частота колебаний регистрирующего прибора должна быть не менее чем в 10 раз выше частоты вынужденных колебаний;

- аппаратура должна работать надежно и устойчиво;

- все элементы аппаратуры и источники питания должны быть защищены от влаги, пыли и механических повреждений.

В подготовительные работы входит: проектирование и изготовление датчиков; тарирование датчиков; монтаж датчиков и аппаратуры на машине; подсоединение датчиков и регистрирующей аппаратуры к общей схеме; настройка аппаратуры; получение пробных осциллограмм и их анализ.

Последовательность проведения экспериментальных исследований:

1) Определение необходимого числа опытов по пробным осциллограммам. Необходимое число опытов можно определить по формуле [1]

N =

где х - коэффициент, равный 1,96 для принимаемой вероятности Р(х) = 0,95;

V - мера изменчивости; s - показатель точности исследований.

Мера изменчивости V и показатель точности исследования s определяются по выражениям

V=

где 5 - основное отклонение;

5х - основная ошибка; х - среднее значение измеряемой величины.

Вышеперечисленные параметры определяются по формулам

5 =

Т( х - х )2 П

i=1

к

Я-

i =1

5 =

5

к

Т хп

к

Т п

i=1

х = i=1

к

Тп

i=1

где х. - значение измеренной величины; п. - количество измерений.

2) Фиксируемые параметры. При исследовании динамической нагруженности силовых установок валочно-трелевочных и валочно-пакетирующих машин в режиме разгона и стопорения при разборе завалов леса после ветровала основной задачей является определение динамических моментов в приводе «силовая установка - манипулятор» и «силовая установка - платформа с манипулятором» в зависимости от объемов пакетируемых деревьев и форсирования пусковых и тормозных (стопорящихся) режимов.

С этой целью целесообразно в процессе исследований указанных режимов фиксировать давление в гидролиниях привода элементов манипулятора, ЗСУ и платформы, что позволяет осуществить переход от давлений к моментам, воспринимаемым силовой установкой или манипулятором. Одновременно в целях установления связи между внешней нагрузкой, давлением в гидроприводе и частотой вращения вала силовой установки необходимо фиксировать и частоту вращения гидронасосов или гидромоторов машин. Кроме записи перечисленных параметров для расшифровки осциллографических записей и контроля скоростных характеристик элементов технологического оборудования необходимо замерить угловые перемещения манипулятора и платформы.

В тех случаях, когда в процессе проведения лабораторного эксперимента величина вылета манипулятора и высота подъема облома над поверхностью земли постоянны и полностью определяют положение груза, стрелы и рукояти относительно друг друга, в непрерывном фиксировании необходимости нет. При одновременном перемещении нескольких элементов манипулятора целесообразно фиксировать все угловые перемещения.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2008

107