ПОВЫШЕНИЕ ТЯГОВО-СЦЕПНЫХ СВОЙСТВ ФОРВАРДЕРОВ 6К6
С КОМБИНИРОВАННЫМ ТИПОМ ДВИЖИТЕЛЯ
Пищов С.Н.,
Гороновский А.Р. (БГТУ, г. Минск, Республика Беларусь) sergeypishov@mail.ru
Increase of roadhold
forwarders 6 wd with the combined type mover
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 Рк представлены
изменения скорости v, буксования d и тяговой мощности Nт. 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
( – колесный тип
движителя; – комбинированный
тип движителя)
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. 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.
Рис.
2. Тяговая характеристика погрузочно-транспортной машины МЛПТ-364
при движении по волоку с высокой несущей способностью почвогрунта
( – колесный тип
движителя; – комбинированный
тип движителя)
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. 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
1.
Жуков, А.В. Теория лесных машин: учеб.
пособие / А.В. Жуков. – Минск: БГТУ, 2001. – 640 с.
2.
Тракторы: Теория: учеб. / В.В. Гуськов [и др.]; под общ. ред. В.В. Гуськова. – М.:
Машиностроение, 1988. – 376 с.