На правах рукописи

КУЗЬМИН Дмитрий Геннадьевич

МОДЕРНИЗАЦИЯ СРЕДСТВ ПАССИВНОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ КАБИН МАШИН И

ОБОРУДОВАНИЯ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2013 2

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тверской государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО ТвГТУ) кандидат технических наук, доцент

Научный руководитель:

Бровман Татьяна Васильевна Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тверской государственный технический университет», (ФГБОУ ВПО ТвГТУ), доцент кафедры «Механизация, природообустройство и ремонт машин»

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Орлов Борис Намсынович Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства», ВПО МГУП), профессор кафедры (ФГБОУ «Технологии металлов и ремонт машин»

кандидат технических наук, профессор Пляка Валерий Иванович Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина» (ФГБОУ ВПО МГАУ им. В.П.Горячкина), профессор кафедры «Сельскохозяйственные машины»

Федерального государственного бюджетного научного

Ведущая организация:

учреждения «Российский научноисследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженернотехническому обеспечению агропромышленного комплекса» (ФГБНУ «Росинформагротех»)

Защита диссертации состоится «03» декабря 2013 г. в _ часов минут на заседании диссертационного совета Д 220.045.01 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства» по адресу: 127550, г. Москва, ул.

Прянишникова, 19, ауд. 1/201. Тел./факс: 8 (499) 976-10-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУП

Автореферат разослан « » ноября 2013 г. и размещен на официальных сайтах:

ВАК Минобрнауки РФ http://vak.ed.gov.ru «_» ноября 2013 г., ФГБОУ ВПО МГУП http://www.msuee.ru «_» ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Т.И. Сурикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Современные машины часто обладают мощными двигателями и перемещаются с высокими скоростями. В связи с этим, удельный вес травматизма с летальным исходом среди операторов мобильных колесных машин сельскохозяйственного назначения составляет около 13 % от всех погибших на производстве, из них число травмированных механизаторов составляет 78 % от общего их числа. К основным причинам травматизма относят неудовлетворительную организацию труда - 67 % и эксплуатацию неисправных машин - 31,5%.

В условиях ужесточения международных норм к требованиям активной и пассивной безопасности машин природообустройства разработка стратегий и мероприятий по внедрению требований ОПТОСОЗ (Общеевропейская Программа по транспорту, окружающей среде и охране здоровья) актуальна применительно к транспорту как важному сектору экономики, в котором только в Европейском союзе занято более 16 млн.

человек.

По результатам анализа эксплуатационной безопасности кабин тракторов актуальным вопросом является совершенствование несущих конструкций, обеспечивающих повышение пассивной безопасности по показателям, регламентированным ГОСТ Р 41.29–99 (Правила ЕЭК ООН №29).

В диссертационной работе представлено обобщение выполненных автором в 2008гг. исследований в области повышения пассивной безопасности конструкции кабины с помощью специальных устройств, обеспечивающих поглощение энергии удара и сохранение внутреннего остаточного пространства безопасности операторов в случаях фронтального и бокового ударов.

Цель работы заключается в повышении пассивной безопасности кабин транспортных и технологических машин за счет установки предохранительных модулей.

Задачи исследования заключаются в:

- проведении обзора и анализа аварийности, причин деформаций кабин, современных способов повышения пассивной безопасности кабин машин природообустройства и мелиоративной техники;

- проведении исследований характеристик пассивной безопасности кабин и оценке несущей способности каркасов кабин машин природообустройства, разработке методики определения зависимостей изменения энергии удара, усилий в зоне контакта, перемещений элементов кабины от параметров предохранительного устройства;

- проведении анализа способов испытания кабин, оценке прочности и пассивной безопасности кабины по пластическим моментам сопротивления сечений несущих стоек кабины; исследования несущей способности центральной стойки кабины трактора;

- проведении теоретических исследований конструкций предохранительного модуля пассивной безопасности кабин машин природообустройства;

- проведении статистических исследований работы срезных предохранительных устройств, в которых часть энергии удара расходуется на разрушение специальных деталей, что снижает энергию, расходуемую на дальнейшую деформацию и разрушение корпусов мелиоративных машин;

- разработке методики оптимизации значимых параметров модуля усиления: площади деформированного элемента, величины энергии деформации поглощаемой модулем усиления, толщины сечения стойки мелиоративных и строительных машин;

- обосновании технико-экономической эффективности предлагаемой методики повышения пассивной безопасности кабин тракторов, мелиоративной и строительной техники.

Объектами и предметом исследования явились кабины технологических машин, для которых предметом исследования является процесс повышения пассивной безопасности кабин парка мелиоративных, строительных и машин природобустройства установкой предохранительных модулей.

Методической основой проведенных исследований послужили труды российских и зарубежных ученых, посвященные вопросам повышения безопасности машин в мелиорации, строительстве и природообустройстве. В работе использованы методы математической статистики.

Научная значимость. Получены аналитические зависимости параметров пассивной безопасности кабин от энергии удара, усилий в зоне контакта и перемещений элементов кабины. Решена задача определения напряженного и деформированного состояния силового взаимодействия тел, ограниченных цилиндрическими поверхностями срезных штифтов предохранительного модуля.

Способами компьютерного моделирования выявлены условия статического нагружения стоек кабин для нахождения предельных параметров деформаций кабины.

Получена математическая модель характеристик пассивной безопасности кабин и выполнен анализ несущей способности каркасов кабин машин природообустройства.

Практическая ценность полученных результатов заключается в разработке новой конструкции предохранительного модуля, обеспечивающего поглощение части энергии удара и методики, позволяющей повысить безопасность кабин технологических машин природообустройства, которая включает в себя анализ прочности штифтов предохранительного модуля.

На защиту выносятся следующие положения:

- методические основы оптимизации конструктивных параметров предохранительных моделей, повышающие пассивную безопасность машин природообустройства;

- экономическая оценка эффективности использования разработанной методики по повышению пассивной безопасности кабин машин природообустройства за счёт снижения эксплуатационно-ремонтных затрат.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научнопрактических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВПО ТвГТУ (2012 г.), ФГБОУ ВПО МГУП (2013 г.), ФГБОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина (2012г.), ФГБОУ ВПО Белгородский государственный технологический университет им.

В.Г. Шухова (2011), ФГБОУ ВПО Орловский государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс (2013), международной научно-практической конференции - Государственный инженерный университет Армении г. Ереван (2013) Публикации.

Всего по результатам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе один патент, из них 4 в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 106 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 148 страницах, содержит 56 рисунков и 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, анализируется предмет исследования, теоретическая значимость и прикладная ценность полученных результатов, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится анализ эксплуатационной надёжности мелиоративных, строительных и машин природообустройства. Приведен обзор литературных источников. Вопросами разработки средств безопасности машин занимались такие известные учёные как: Селиванов А. И., Артемьев Ю. Н., Саньков В.М., Евграфов В.А., Голубев И.Г., Орлов Р.М., Илинич И.М., Курчаткин В.В., Пучин Е.А., Ким Б.Г., Каракулев А.В., Лазовский В.В., Кириллов Г.И., Кургачёв И.И., Кряжков В.М.,Гуськов В.В., Свирщевский Б.С., Барам Х.Г., Пржибил П., Demic M., Diligenski Dj. и другие.

Конструкция трактора должна обеспечивать возможность установки защитных устройств, обеспечивающих сохранение зоны безопасности при опрокидывании трактора и случайном падении предметов на кабину (ГОСТ 12.2.121-88).

По данным аналитического агентства «Автостата» (см. рис.1) в результате мониторинга выявлено, что основными видами аварий являются столкновения (44,1% фронтальные, 28,4 -боковые), опрокидывания (21,8%), наезды на препятствия (4,3%). В результате происшествий травмы получили: трактористы – машинисты – 37,6%; водители – 32,2%; ИТР – 17,2%; рабочие – 11,8% Рисунок 1 - Соотношения направлений воздействия при авариях и показатели аварийности за 30 лет на 1000 ДТП транспортных средств По данным Росстата за период с 2006 по 2012 год в РФ водители и трактористы наибольшее количество травм (69,3%) получили в дорожно-транспортных происшествиях (см. рис.2).

Рисунок 2 - Анализ аварийности транспортно-технологических машин Усиление конструкции должно обеспечивать поглощение энергии. Такие способы пассивной безопасности обеспечиваются разработкой разнообразных профильных конструкций фирм “MAN”, “Сase”, “ Caterpillar” “John Deere”,“МТЗ”, “ЧТЗ”.

Исследования по технологии усиления несущих конструкций фирм “Zeppelin Rusland”, “The Vapormatic Company Ltd.”, “ТЛА-Техно” определили направления современного развития средств пассивной безопасности.

Труды таких ученых как Ильин М.С., Пашаев Ф.А., Хвоин Д. А., Ильинич И.М., Шабан Б. А., Зузов В. Н., Орлов Л.Н., Тумасов, А.В.,Kadir Elitok, Воронков О.В., Ким И.В., Hashemi S.M.R., Csiszr A., Elitok К. и других посвящены вопросам защиты операторов технологических машин.

В результате анализа литературных источников по нашему мнению актуальным вопросом в настоящее время является разработка способов повышения безопасности кабин машин природооустройства за счет использования предохранительных устройств.

Во второй главе приведен анализ характеристик пассивной безопасности кабин и способы оценки несущей способности каркасов кабин машин природообустройства.

Требования безопасности к конструкции кабины крупногабаритных транспортных средств согласно ГОСТ Р 41.66-99 (Правила ЕЭК ООН № 66) определяют условия нагружения кабины транспортного средства в виде ударного воздействия жесткой плитой, воспроизводящей скорость и энергию удара. Согласно Правилам ЕЭК ООН № 66 при полном поглощении энергии удара между контуром остаточного жизненного пространства и силовыми элементами кабины необходим зазор 40 мм (см. рис.3). В процессе пластического деформирования несущих стоек кабины величина разрушающей нагрузки на силовые элементы снижается на 20…60%. С целью снижения риска нанесения повреждений оператору в соответствии с ГОСТ Р ИСО 8082-2005 кабины машин природообустройства оборудуют устройствами защиты: ROPS FOPS; OPS.

Действительный механизм разрушения рассчитывают по минимальному значению разрушающей нагрузки всех видов работ разрушения Ai: = {1 … }.

По данным Л.Н. Орлова, Б. А. Шабана, А.В.Тумасова для тракторов Case Maxxum 110 CAB MFD массой 4740 кг максимальная величина бокового усилия составит F = 24,4 103 Н. Защитное устройство при этом (согласно эмпирической формуле) должно поглотить энергию деформации не менее:

Рисунок 3 - Деформация модели кабины и зона В третьей главе представлена методика расчета и теоретические положения применения теории упругости и пластичности при определении напряженно деформированного состояния несущих стоек кабин и конструкций предохранительных модулей автотракторных кабин.

Решена задача определения напряженного и деформированного состояния силового взаимодействия штифтов и втулок предохранительного модуля (см. рис.4.а,б). В теории упругости рассмотрена задача о действии на упругое цилиндрическое тело сосредоточенного давления P, под действием которого произвольная точка контура цилиндрической втулки (см. рис. 4) совершает упругое радиальное перемещение, которое определено:

а) для контура штифта (см. рис. 4а) б) для контура цилиндрической втулки (см. рис. 4 б) величины и - упругие постоянные материалов штифта и втулки предохранительного модуля, равные:

В расчетах использованы результаты решений по деформации штифтов И. Векуа, Б.А. Ободовского. Усилие Р и размеры штифта и его координаты определяют деформации штифта (и втулки, в которой он может быть установлен), здесь Е - модуль упругости материала штифта или втулки; – коэффициент Пуассона.

Схема деформации и распределения давления () по поверхности контакта определяет перемещение точек контура штифта и втулки. Уравнение контура поверхности штифта после деформации:

а, контура поверхности втулки с центром в точке О а - штифта предохранительного где – интенсивность линейной нагрузки по длине б - цилиндрической втулки определяющий длину дуги контакта (см.рис.5), когда нагружения предохранительного модуля являются: количество Рисунок 5 - Схема осевой зазор С, радиальные зазоры между штифтами и втулками 1, 2, 3 …, Е - модуль упругости, -коэффициент Пуассона, - предел прочности (см. рис. 6).

Предельный момент для двух диаметрально расположенных срезных штифтов с учетом их возможного неравномерного нагружения:

где – коэффициент неравномерности нагружения пальцев в момент срабатывания муфты; – разрушающие усилие для одного штифта.

Рисунок 6 - Расчетная схема на величину a усилие составит:

и например при а = 0,2r получим, что усилие, необходимое для продолжение процесса среза равно:

В случае, если а=0,3r снижается в процессе среза, но при а = 0,2r – незначительно, всего на 2%, а при а = 0,3r на Рассмотрим, разрушение одного штифта диаметром = 102 м из стали с пределом = 500 … 520 м2 предел прочности на срез в этом случае равен:

(227 … 236) 10 МН т.е. = 22,7 … 23,6 кН При величине = 0,3 = 0,15 = 0,15 102 = 1,5 103 м работа разрушения при срезе вдоль одной плоскости составит 19,3 … 20,0 кН):

Срез проходит по двум плоскостям одновременно и при разрушении штифта будет израсходована энергия: 20 = 58 … 60 Дж, для стальных штифтов диаметром 20 мм, она составит 224 … 240 Дж.

При больших зазорах существенное влияние будет оказывать изгиб штифтов. На рис.8 схематично представлены схема деформации штифтов при установке и последовательном дальнейшем их нагружении.

Численные расчеты показывают, что величина усилия, при котором происходит разрушение штифта может за счет влияния перекосов изменяться в диапазоне Р0(1±0,18), т.е. от 0,82Р0 до 1,18Р0, что следует учитывать при проектировании.

Рисунок 8 – Схемы деформации штифтов разрушением втулки 10 (путём среза его срезом резьбы на диаметре 2, то есть часть энергии расходуется на разрушение этой детали.

Рисунок 9 - Предохранительный модуль, устанавливаемый в несущую стойку кабины На рисунке 10 показана схема с использованием разрушаемого штифта, который подвергается срезу при воздействии динамической силы Р на деталь 1. Штифт 2 круглого или квадратного сечения разрушается при движении вниз детали 1, при этом происходит срез по двум плоскостям, а опорой штифта 2 является корпус 3. Максимальное усилие среза по двум плоскостям площадью F равно:

где и - величины пределов прочности при сдвиге и растяжении-сжатии.

Если перемещение после начала контакта пуансона 1 с штифтом 2, обозначить х, то по мере среза усилие убывает Р(х) =, (при квадратном сечении штифта размерами dxd). Работа среза равна:

10 м.

510 106 104 = 5,89 104 Н (58,9 кН) может до разрушения воспринять энерДж.

Усовершенствованное предохранительное устройство (рис.10 д) содержит верхний ступенчатый нож 1. Предохранительный штифт 2 сначала разрушается первым выступом (обычно длиной 1,2-1,3)d, затем вторым выступом 4 - и далее третьим выступом 5. Величина работы, затрачиваемой на разрушение штифта 2 при его характеристиках, указанных выше в численном примере, возрастает в три раза – до ~900 Дж. На практике разрушение штифта происходит при относительной глубине надреза, равной 0 = 0,16-0,35 для углеродистых сталей.

предохранительного модуля, построенного с помощью пакета прикладных программ Solid Works Simulation (см.рис 11) показывает, что работу, затрачиваемую на разрушение предохранительных элементов, можно увеличить, увеличивая их размеры, но это увеличивает усилия, передаваемые на внутренние рамы корпуса. Применение же предохранительных элементов с фасонными ступенчатыми ножами, обеспечивает Рисунок 10 - Схема работы срезного последовательное разрушение от- предохранительного элемента:

дельных участков разрушаемых а - при срезе центральной части;

при ударах штифтов, что позво- б - с опорой на два элемента;

ляет без увеличения размеров в - промежуточный этап разрушения штифта;

значительно увеличить поглощае- г - при срезе одним ножом;

Рисунок 11 - Компьютерные модели работы предохранительного элемента, построенные с помощью пакета прикладных программ Solid Works Simulation:

а - действие нагрузки на предохранительный модуль;

б - расчетная схема предохранительного элемента МКЭ;

г - распределение напряжений в деформируемом элементе модуля В четвертой главе представлена методика сбора и обработки статистических данных исследования несущей способности центральной стойки кабины трактора.

Машинотракторный парк машин природообустройства относят к опасным производственным объектам. Экспертиза промышленной безопасности этих объектов, связанная с продлением нормативного срока службы, требует применения различных видов неразрушающего контроля. Анализ аварийности и травматизма на предприятиях агрокомплекса показывает, что значительная часть отказов связана с прогрессирующими повреждениями коррозионного и эксплуатационного износа, нарушениями технологии ремонта.

В опыте рассматривалась работоспособность восстановленной стойки B, после ее ремонта методом стыковой сварки в среде защитных газов. Для проведения опыта использована центральная боковая стойка кабины (см. рис. 12). Измерительная схема состоит из двух тензорезисторов, наклеенных на измеряемой стойке и два тензорезистора на компенсационном элементе, выполненном из материала аналогичного материалу стойки.

Тензорезисторы сопротивлением 200 Ом, предварительно подключенные по схеме мостика Уитстона к интеллектуальному датчику типа ZET 7111 обеспечивали фиксацию опытных показаний величин деформаций и усилий. В испытательной машине ZD 10/ образец (см. рис.12) нагружали с интервалом 10кН до величины 150кН. Выявили, что средняя величина усилия предельного разрушения составляет 90кН Рисунок 12 - Экспериментальный образец и компьютерные модели нагружения В работе рассмотрена реализация разработанной методики при решении конкретных практических задач, связанных с расчетной оценкой пассивной безопасности и несущей способности кабин машин природообустройства. Представлены результаты анализа несущей способности Рисунок 13 - Стойка и компенсационный Рисунок 14 - Зависимости напряжений и относительных деформаций в - для усовершенствованных стоек по патенту RU № 118604 U1;

Рисунок 15 - Графики опытных данных:

а - вертикального нагружения новых, восстановленных обычным способом и усовершенствованных (по патенту RU № 118604 U1);

б - горизонтального нагружения новых, восстановленных обычным способом и усовершенствованных (по патенту RU № 118604 U1) Условия эксплуатации стоек кабины тракторов характеризуется действием широкого спектра внешних нагрузок статического и динамического характера. Для выбора расчётных схем и метода анализа напряженно деформированного состояния (НДС) на испытательной машине ZD 10/90 проведены серии опытов вертикального и горизонтального нагружения несущих стоек кабин.

Расчётный анализ напряжений и деформаций стоек при действии вертикальных и боковых нагрузок выполняем с использованием методов теории упругости и численных методов. Приращение напряжений:

значение относительной деформации прод,ср = 0,167 104.

Для обработки полученных экспериментальных данных испытания прочности центральных стоек кабины трактора Case IH Maxxum 110 использовали методы оптимального планирования эксперимента. Здесь приняты два уровня варьирования при трех переменных: P - усилие деформации, кН; S - толщина сечения стойки, мм; F площадь сечения стойки, мм2 ; (х0 - вспомогательная переменная). Постановка полного факторного эксперимента сводится к выбору модели регрессии, выполнению исследований по запланированной схеме расчётов, оценке значимости этих коэффициентов.

Применим уравнение регрессии в виде:

Определим коэффициенты по известным уравнениям:

где - среднее значение напряжения; n - число опытов.

Критерий Кохрена, характеризующий однородность дисперсии:

где G - отношение максимальной дисперсии к сумме всех дисперсий. При числе опытов n = 3 и n - 1 = 2 табличное значение критерия Кохрена равно 0,515 (при уровне значимости 0,05).

Экспериментальный критерий Кохрена = 0,3067, табличный 0,515 при уровне значимости 0,05, то есть экспериментальный не превышает табличный и гипотеза об однородности дисперсии подтверждается. Усреднённая дисперсия Dc = 75,08. По обычным формулам для ортогональных матриц определяем:

а12 = 14 кНмм; а13 = 31,6 кНмм2; а23 =4,4 мм3 а123 = -3 кНмм Определяем дисперсию адекватности:

где = 1 ; n - число опытов; n1 - число проверяемых параметров; - средние величины ; 1 – величины, определяемые по уравнению регрессии.

Из уравнения регрессии последовательно определяем параметры i:

1 = 112,7-371(-1)+159(-1)+47(-1)+14(-1)(-1)+31,6(-1)(-1)+4,4(-1)(-1)-3(-1)(-1)(-1)=330,7;

аналогично: 2 = 651,5; 3 = 605,9; 4= 346,7;

8= - 5,3, откуда дисперсия адекватности составляет = 263,7.

Для проверки адекватности модели используем критерий Фишера При уровне значимости 0,05 и f = 1, n(n-1)=16 табличная величина критерия Фишера F0 = 4,49. Поскольку экспериментальная величина не превышает табличную F0, гипотеза об адекватности модели не отвергается.

В пятой главе проведено обоснование технико-экономической эффективности новой конструкции кузовов машин и оборудования природообусройства Отличительной особенностью усовершенствованного технологического процесса модернизации кабин тракторов является выполнение технологических переходов без демонтажа кабины. В денежном выражении такая модернизация составляет 30800 руб., а по отношению к стоимости ремонта базовым способом в 4,8 раза дешевле.

Усовершенствованный способ ремонта подразумевает выполнение ремонта части кабины, а не замену её целиком. В предлагаемом способе ремонта кабины предусматриваются статьи расходов на внедрение дополнительного оборудования для проверки геометрии кузова, сварочное и монтажное оборудование в размере 714,7 тыс.

руб. Экономическая эффективность достигается за счёт исключения трудоёмких операций снятия, установки и замены кабины составляющих в среднем 160 000 руб. По данным “Тверьагроснабкомплект”, официального дилера ЗАО “ТД МТЗ” в г. Твери и области в среднем подлежат кузовному ремонту 150 - 170 единиц техники в год, стоимость работы по замене кабины равна 23520 руб. (цена кабины 110 000 руб.).

Экономические показатели эффективности внедрения усовершенствованного процесса ремонта стойки показаны на рисунке 16.

Рисунок 16 – Экономические показатели эффективности внедрения усовершенствованной стойки.

Экономический эффект от внедрения новой технологии составит разность между ремонтами, умноженную на их количество за год.

где Ээ - экономический эффект;

Рс - стоимость ремонта по старой технологии;

Рн - стоимость ремонта по новой технологии;

n - количество ремонтов за расчётное время.

Трудозатраты на изготовление и монтаж новой усовершенствованной стойки составили 14 нормо-часов. Сумма вложения, затраченная на материалы для ремонта одной стойки, составляет 977 руб. Для покрытия издержек предприятию нужно наработать 1858,64 тыс. рублей, что равно 2250 часам, а это примерно 161 ремонт в год.

1. Анализ публикаций показывает, что с увеличением энергонасыщенности современных агропромышленных комплексов тракторами марок Case, John Deer, JCB, число погибших операторов составило 13 % от всех погибших на производстве, из них число травмированных механизаторов 78 % от общего числа.

2. Разработана, изготовлена и исследована новая конструкция предохранительного модуля (патент № RU 118604 U1 РФ, МПК B62D25/04 (2006.01)), обеспечивающая повышение безопасности за счёт деформации разрушаемых элементов модуля.

3. Выполнен анализ прочности штифтов предохранительного модуля. Рассмотрена задача определения напряженного и деформированного состояния силового взаимодействия срезных штифтов и втулок. Использовано решение уравнения для распределения контактного давления и расчета предельного момента для двух штифтов с учетом их неравномерного нагружения.

4. Исследованы три варианта конструкции предохранительного модуля. Показаны их преимущества и недостатки.

5. Разработана математическая модель определения вертикальной координаты установки предохранительного модуля в центральной стойке кабины. Проведены исследования характеристик пассивной безопасности кабин и выполнен анализ несущей способности каркасов кабин машин природообустройства в зависимости от энергии удара.

6. Полезным эффектом от внедрения предохранительных модулей является повышение пассивной безопасности операторов в аварийных ситуациях за счёт поглощения предохранительным модулем энергии удара вплоть до 200…208 Дж.

7. Экономический эффект от внедрения конструкции предохранительных модулей составляет 464,6 тыс. руб. с периодом окупаемости 5 лет.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

(курсивом выделены работы, опубликованные в изданиях перечня ВАК РФ) 1. Кузьмин Д.Г. Усовершенствование конструкции дисковой фрезы в технологических процессах утилизации автотранспортных средств [текст] / Бровман Т.В. Ухабов С.С. Кузьмин Д.Г. // IV Международная научно-практическая конференция “Экология-образование, наука, промышленность и здоровье”. Белгород 2011. 15-18 ноября. Часть 1.Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. С.18-20.

2. Кузьмин Д.Г. Конструкции автотракторных кузовов с предохранительным устройствам [текст] / Бровман Т.В., Кузьмин Д.Г. // Транспорт, наука, техника, управление №12, 2012, Москва; C. 50 -52.

3. Кузьмин Д.Г. Усовершенствование технологического процесса ремонта кузова автотранспортного средства с помощью дисковой фрезы [текст] / Кузьмин Д.Г.

// Техника и оборудование для села №4 (190)-2013, Москва; C. 35- 4. Кузьмин Д.Г. Усовершенствование конструкции кузова автотранспортных систем за счёт внедрения предохранительных модулей [текст]/ Бровман Т.В., Кузьмин Д.Г. // Техника и оборудование для села №5 (191)-2013, Москва; C. 39- 5. Кузьмин Д.Г. Повышение пассивной безопасности кузова транспортного средства, за счёт внедрения модуля усиления [текст] / Бровман Т.В. // Материалы 3-ей Международной научно-практической конференции “Актуальные вопросы инновационного развития транспортного комплекса”. Орел 2013. 21-23 мая. С. 124Кузьмин Д.Г. Метод повышения пассивной безопасности кабин машин природообустройства [текст]/ Материалы международной научно-практической конференции “Транспорт, логистика, природопользование-2013”. Ереван 2013. 24октября. С. 81-85. ISBN 97899941-2-914- 7. Кузьмин Д.Г. Достижение заданного уровня надёжности элементов конструкции кабин машин и оборудования расчетными методами [текст]/ Материалы международной научно-практической конференции “Транспорт, логистика, природопользование-2013”. Ереван 2013. 24-25 октября. С. 85-88. ISBN 97899941Патент:

1. Пат. № RU 118604 U1. В62 D 25/04 Кузов автотракторного средства / Бровман Т.В.

Кузьмин Д.Г.; заявитель и патентообладатель ТвГТУ Заявка: 2012110721/11, заявл.

20.03.2012 опубл. 27.07.2012. №21 - 8с.