Введение
Для повышения технико-экономической эффективности рабочих процессов лесных машин при сортиментной лесозаготовке необходимо повышать показатели эксплуатационной надежности, т.к. лесосечные машины работают в труднодоступных местах вдали от ремонтных и сервисных подразделений, и любая поломка приводит к значительным экономическим потерям. Самый большой недостаток существующих гидроприводов манипуляторов - гидроудар, возникающий в момент смены режимов подъема. Именно в момент гидроудара повышается динамическая нагруженность гидропривода и снижается надежность грузоподъемного механизма. Поэтому исследование вопросов снижения динамической нагруженности и повышения надежности грузоподъемного механизма машин манипуляторного типа, способов гашения всплесков давления, является актуальной задачей проводимых исследований в целях увеличения срока службы манипуляторов и повышения их технического уровня.
Опыт эксплуатации лесных машин показывает, что все отказы в основном происходят из-за ошибок при проектировании, изготовлении и эксплуатации и их можно подразделить на отказы гидросистем и отказы металлоконструкций. Наименее надежными элементами гидропривода являются рукава высокого давления (65 % от общего количества отказов по гидроприводу). Отказы металлоконструкции подразделяются на несколько видов: остаточная деформация, вязкий, усталостный и хрупкий изломы, которые вызваны динамическими и циклическими нагрузками. Выход из строя рукавов высокого давления и дорогостоящих металлоконструкций технологического оборудования приводят к аварийным ситуациям с человеческими жертвами, загрязнению окружающей среды при потере рабочей жидкости и к лесным пожарам.
Нами проведен детальный анализ исследований по основным направлениям снижения динамической нагруженности и повышения надежности технологических машин манипуляторного типа.
А) Анализ исследований, посвященных динамике гидропривода лесных манипуляторов
Е.А. Памфилов и др. 2021 [1] отмечают необходимость повышения эффективности заготовки древесины с помощью машин манипуляторного типа. В настоящее время лесопромышленные предприятия вынуждены закупать зарубежные харвестеры и форвардеры, стоимость которых значительно превышает стоимость отечественных лесозаготовительных машин. Поэтому необходимо разрабатывать рекомендации для производства отечественной лесозаготовительной техники, которая должна быть конкурентноспособной. В настоящее время в РФ на машиностроительных заводах ОАО «Майкопский машиностроительный завод», Великолукский машиностроительный завод ООО «Велмаш-С» выпускаются серийные гидроманипуляторы, которые устанавливаются на грузовые автомобили КамАЗ, Урал, МАЗ, КрАЗ и автомобили других производителей. Гидроманипулятор МАЙМАН-100S (ММ-100) представлен на рисунке 1 с грузовым моментом 100 кН∙м и максимальным вылетом 7,8 м. Гидросистема оснащена демпфером механизма поворота колонны, уменьшающим динамические нагрузки при повороте и остановке колонны в промежуточных положениях, двухреечным механизмом поворота гидроманипулятора для увеличения момента поворота с грузом. Для изготовления металлоконструкций гидроманипуляторов применяется высокопрочная сталь S500 с пределом текучести, в 1,4 раза превышающим аналогичный показатель для стали 09Г2С, что дает возможность увеличить прочность и снизить массу металлоконструкции на 400-500 кг. металлоконструкции на 400–500 кг.
