Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

«УТВЕРЖДАЮ»

Ректор БГТУ, профессор

_И.М. ЖАРСКИЙ

«» _ 2010 г.

Регистрационный № УД – _/баз.

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСНЫХ МАШИН

И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Учебная программа для специальности 1-36 05 01 «Машины и оборудование лесного комплекса»

специализации 1-36 05 01 01 «Машины и механизмы лесной промышленности»

Минск Составитель А.Р. Гороновский – доцент кафедры лесных машин и технологии лесозаготовок учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет», кандидат технических наук, доцент.

Рецензенты:

А.И. Бобровник – заведующий кафедрой «Тракторы и автомобили» учреждения образования Белорусского аграрного технического университета, доктор технических наук.

М.Т. Насковец – заведующий кафедрой транспорта леса учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет», кандидат технических наук, доцент.

Рекомендована для утверждения:

Кафедрой лесных машин и технологии лесозаготовок учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет»

(протокол № 11 от 11 июня 2010 г.);

Научно-методическим советом учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет» (протокол № 7 от 23 июня 2010 г.).

Ответственный за выпуск А.Р. Гороновский

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1.1 Актуальность изучения дисциплины Дисциплина «Основы проектирования лесных машин и системы автоматизированного проектирования» является базовой дисциплиной специальности 1-36 05 01 «Машины и оборудование лесного комплекса» специализации 1-36 05 01 01 «Машины и механизмы лесной промышленности».

Технический прогресс в лесной промышленности зависит от внедрения новых технологий, применения высокопроизводительных, надежных машин.

Решение этих задач возможно на основе комплексного подхода к реализации проблемы качества лесопромышленного оборудования с охватом всех стадий как его создания, так и эксплуатации. Только системный, инновационный подход к проектированию этого оборудования (применение САПР, использование приемов стандартизации, учет экологических, лесохозяйственных и других требований) позволяет успешно решать задачи, поставленные перед лесной промышленностью.

Основное внимание при изучении дисциплины «Основы проектирования лесных машин и системы автоматизированного проектирования» направлено на наиболее важные и ответственные вопросы проектирования лесозаготовительной техники – оценку компоновочных схем и прогнозирование параметров базового шасси и технологического оборудования, рассмотрение методов математического моделирования работы лесных машин и определение нагрузочных режимов при валке, пакетировании деревьев, транспортных операциях.

Освоение дисциплины базируется на компетенциях, приобретенных ранее студентами при изучении дисциплин общепрофессионального и специального циклов типового учебного плана специальности 1-36 05 01 «Машины и оборудование лесного комплекса».

1.2 Цели и задачи учебной дисциплины Цель дисциплины – формирование знаний, умений и профессиональных компетенций по изучению общей методологии проектирования лесопромышленного оборудования и приобретению навыков самостоятельной работы по расчету и конструированию шасси и технологического оборудования лесных машин, а также развитие и закрепление академических и социально-личностных компетенций.

Основными задачами дисциплины являются: подготовка специалистов, владеющих современными знаниями общего порядка, этапов проектирования, принципов агрегатирования лесных машин, навыками по обоснованию и выбору параметров шасси и рабочего оборудования, обеспечивающих внедрение перспективных технологических процессов лесозаготовительного производства.

1.3 Требование к уровню освоения содержания учебной дисциплины В результате изучения дисциплины студент должен закрепить и развить следующие академические (АК) и социально-личностные (СЛК) компетенции, предусмотренные в образовательном стандарте ОСРБ 2007: ОСРБ 1-36 05 01-2007:

АК-1 – уметь работать самостоятельно;

АК-2 – владеть и применять полученные базовые научно-теоретические знания для решения теоретических и практических задач в области создания и совершенствования инновационных технологий для предприятий лесного комплекса;

АК-3 – владеть системным и сравнительным анализом;

АК-4 – владеть исследовательскими навыками;

АК-5 – быть способным порождать новые идеи;

АК-6 – владеть междисциплинарным подходом при решении проблем;

АК-7 – иметь навыки использования технических устройств, управления информацией и работы с компьютером;

АК-8 – иметь лингвистические навыки;

АК-9 – уметь учиться и постоянно повышать свою квалификацию;

АК-10 – владеть методикой планирования эксперимента;

АК-11 – иметь навыки управления интеллектуальной собственностью;

АК-12 – применять методы математической статистики при оценке эксперимента в условиях многофакторного воздействия на детали и узлы машин;

СЛК-1 – иметь высокую гражданственность и патриотизм, знать права и соблюдать обязанности гражданина;

СЛК-2 – иметь способность к социальному взаимодействию и межличностным коммуникациям;

СЛК-3 – следовать принципам здорового образа жизни;

СЛК-4 – иметь способность к критике и самокритике;

СЛК-5 – уметь работать в коллективе;

СЛК-6 – уметь использовать знания основ социологии, физиологии и психологии труда.

СЛК-7 – иметь способность находить правильные решения в условиях чрезвычайных ситуаций на производствах лесопромышленного комплекса.

В результате изучения дисциплины студент должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК), предусмотренными образовательным стандартом ОСРБ 1-36 05 01-2007:

ПК-1 – использовать информационные, компьютерные технологии;

ПК-2 – применять прогрессивные энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии при разработке и эксплуатации оборудования лесного комплекса;

ПК-3 – проводить сертификацию оборудования лесного комплекса;

ПК-4 – разрабатывать проектно-сметную и другую документации;

ПК-5 – находить оптимальные проектные решения;

ПК-6 – участвовать в создании необходимой информационной базы объектов-аналогов;

ПК-7 – проектировать лесозаготовительное оборудование, выполнять расчеты по обоснованию его параметров, выбору оптимальных режимов работы;

ПК-8 – разрабатывать и осуществлять мероприятия по обеспечению надежности и экономичности машин и оборудования лесного комплекса;

ПК-9 – заниматься аналитической и научно-исследовательской деятельностью в области совершенствования и развития оборудования лесного комплекса;

ПК-10 – работать с научной, нормативно-справочной и специальной литературой;

ПК-11 – исследовать лесозаготовительное оборудование, причины потери работоспособности механизмов и мер повышения их долговечности;

ПК-12 – применять научные основы и методы создания лесозаготовительного оборудования;

ПК-13 – проводить эксперименты в области повышения надежности и безопасности оборудования лесного комплекса;

ПК-14 – осуществлять выбор оптимального варианта проведения научно-исследовательских работ;

ПК-15 – пользоваться глобальными информационными ресурсами;

ПК-16 – осуществлять поиск, систематизацию и анализ информации по перспективам развития отрасли, инновационным технологиям, проектам и решениям;

ПК-17 – проводить опытно-технологические и опытноконструкторские работы при освоении новых технологий на предприятиях лесного комплекса, опытно-промышленную проверку и испытания машин и механизмов лесного комплекса;

Для приобретения профессиональных компетенций ПК-1 – ПК-17 в результате изучения дисциплины «Основы проектирования лесных машин и системы автоматизированного проектирования» студент должен знать:

– перспективы технического развития лесозаготовительного производства в Республике Беларусь, странах СНГ и за рубежом;

– основные положения теории лесных автомобилей и тракторов, классификацию и показатели эксплуатационных свойств лесных машин;

– тенденции дальнейшего совершенствования конструкций шасси и технологического оборудования лесных машин;

– мероприятия по обеспечению надежности и экономичности машин и оборудования лесного комплекса;

– основные принципы и методы проектирования лесных машин;

– технологию процесса проектирования в системах автоматизированного проектирования;

– технические требования, предъявляемые к лесным машинам;

– стандарты и технические условия;

– правила, нормы охраны труда и защиты окружающей среды;

– производить оценку показателей эксплуатационных свойств лесных машин, обоснование и выбор их оптимальных параметров;

– выполнять расчеты основных узлов шасси и технологического оборудования лесных машин;

– применять теоретические знания для обеспечения основных техникоэкономических требований при проектировании и эксплуатации лесных машин;

– производить разработку конструкторской документации с применением систем автоматизированного проектирования;

– работать со специальной справочной литературой;

– оценивать эффективность использования лесных машин;

– организовать на производстве прогрессивные методы безопасной эксплуатации машин и оборудования;

– применять на производстве новейшие достижения науки и техники, способствовать повышению его эффективности путем создания новых лесных машин и внедрения на их основе на лесозаготовительных предприятиях энергосберегающих, малоотходных и экологически безопасных технологий.

1.4. Структура содержания учебной дисциплины Содержание дисциплины разбито на семь разделов, которые состоят из отдельных тем. Содержание разделов и тем опирается на знания приобретенные студентами ранее, при изучении естественнонаучных дисциплин «Высшая математика», «Физика», «Информатика и компьютерная графика», специальных дисциплин «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Механика материалов», «Детали машин», дисциплин вузовского компонента «Технология лесосечных и лесоскладских работ» и специализации «Лесотранспортные машины» и «Основы теории движения лесотранспортных машин». На изучение дисциплины отводится всего 238 часов, в том числе 132 аудиторных занятия, из них 66 часов лекционных 66 часов лабораторных и 50 часов практических занятий. Рекомендуется выполнение курсового проекта.

1.5 Методы (технологии) обучения Основными методами (технологиями) обучения, отвечающими целям изучения дисциплины, являются:

– элементы проблемного обучения (проблемное изложение, вариативное изложение, частично-поисковый метод), реализуемые на лекционных занятиях;

– элементы учебно-исследовательской деятельности, реализация творческого подхода, реализуемые на лабораторных и практических занятиях, при выполнении курсового проекта и при самостоятельной работе;

– проектные технологии, используемые при выполнении индивидуальных заданий, реализуемые на практических занятиях и при курсовом проектировании.

1.6 Организация самостоятельной работы студентов При изучении дисциплины используются следующие формы самостоятельной работы:

– контролируемая самостоятельная работа в виде решения индивидуальных задач в аудитории во время проведения практических занятий под контролем преподавателя в соответствии с расписанием;

– управляемая самостоятельная работа, в том числе в виде выполнения индивидуальных расчетных заданий и курсового проектирования с консультациями преподавателя;

– подготовка рефератов по индивидуальным темам, в том числе с использованием патентных материалов.

1.7 Диагностика компетенций студента Для оценки достижений студентов используется следующий диагностический инструментарий (в скобках – какие компетенции проверяются):

– выступление студента на конференции по подготовленному реферату (АК-1, АК-2, АК-3, АК-4, АК-5, АК-6, АК-7, АК-8, АК-9, АК-10, АК-11, СЛК-4, СЛК-5);

– проведение текущих контрольных опросов по отдельным темам (ПКПК-2, ПК-4, ПК-5, ПК-7, ПК-12, ПК-14, ПК-16);

– защита выполняемых в рамках управляемой самостоятельной работы индивидуальных заданий и курсового проекта (Ак-1, АК-2, АК-6, АК-7, АКСЛК-2, СЛК-5, ПК-1, ПК-2, ПК-4, ПК-5, ПК-7, ПК-10; ПК-12, ПК-14, ПК- 15);

– сдача экзамена и зачета по дисциплине (АК-1, АК-2, ПК-2, ПК-5, ПКПК-10; ПК-12, ПК-15, ПК-16).

2. ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

дела Раздел 1. Основные принципы проектирования лесных машин Общая концепция создания лесных машин Качество лесных машин и его составляющие Этапы проектирования лесных машин и конструкторская документация Раздел 2. Компоновка колесных и гусеничных лесных машин Выбор общей компоновочной схемы лесной машины Обоснование компоновки лесотранспортных машин Оценка компоновки лесных машин Особенности компоновки базовых колесных и гусеничных шасси Раздел 3. Выбор параметров машины, обеспечивающих заданные показатели эксплуатационных свойств Оценка показателей устойчивости лесных машин Устойчивость лесных машин при выполнении технологических операций и в критических условиях движения Управляемость и маневренность колесных лесных машин Маневренность лесовозных автопоездов. Поворотливость гусеничных лесных машин Оценка показателей проходимости лесных машин Повышение проходимости колесных лесных машин Условия эксплуатации лесных машин Колебания и плавность хода лесных машин Раздел 4. Обоснование параметров трансмиссии лесных машин Тягово-скоростные свойства лесных машин Выбор типа и передаточных чисел трансмиссии Раздел 5. Системы автоматизированного проектирования Автоматизация проектирования сложных технических систем Проектирование и конструирование в САПР. Оптимизационное проектирование Проектирование несущих конструкций. Метод конечных элементов Математическое моделирование в САПР Техническое и информационное обеспечение САПР Раздел 6. Проектирование технологического оборудования лесных машин Характеристики предмета труда Пакетирование и погрузка деревьев и хлыстов Взаимодействие машины с деревьями при трелевке Захватные устройства и лебедки трелевочных и погрузочных машин Кониковые устройства лесных машин Гидроманипуляторы лесных машин Захватно-срезающие устройства манипуляторов валочных машин Харвестеры, сучкорезно-раскряжевочные и сучкорезные машины Раздел 7. Показатели эргономики и испытания лесных машин Показатели эргономики лесных машин Испытания лесных машин

3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Раздел 1. Основные принципы проектирования лесных машин Тема 1.1. Общая концепция создания лесных машин Введение. Комплексное проектирование. Принципиальные схемы лесных машин. Обоснование параметров новой лесной машины.

Обеспечение прогрессивности, производительности, экономичности, конструктивности, технологичности, эргономичности, эстетичности и надежности конструкций. Системный подход к проектированию машин.

Опыт создания семейств колесных лесных машин в Республике Беларусь.

Тема 1.2. Качество лесных машин и его составляющие Использование приемов стандартизации, нормализации, унификации, типизации, и методов агрегатирования, секционирования, конвертирования, компаундирования, модификации при создании новых машин. Виды изделий и их структура конструкторская документация Этапы проектирования лесных машин. Техническое задание.

Техническое предложение. Оценка ожидаемого экономического эффекта от проектируемой машины. Эскизный и технический проекты, рабочая документация. Виды конструкторских документов. Корректировка основных параметров машин. Формирование систем лесозаготовительных машин.

Раздел 2. Компоновка колесных и гусеничных лесных машин Тема 2.1. Выбор общей компоновочной схемы лесной машины Постановка задачи компоновки лесной машины. Классификация и обоснование компоновочно-кинематических схем валочных, трелевочных, погрузочных, сучкорезных машин. Методы создания одно- и многооперационных лесных машин. Агрегатируемость лесопромышленных тракторов. Основные конструктивные параметры и их корреляция с массой машины.

Тема 2.2. Обоснование компоновки лесотранспортных машин Основы выбора типа лесотранспортных систем и их параметров.

Основные оценочные параметры. Сравнение способов транспортировки по проходимости и технико-экономическим показателям. Основные компоновочные схемы лесотранспортных машин. Ограничения массовогабаритных параметров автопоездов.

Тема 2.3. Оценка компоновки лесных машин Оценка весовых показателей машин, определение координат центра тяжести. Расчетный анализ общей компоновки машин. Общий метод определения нагрузок на узлы ходовой системы лесных машин и грунт.

Расчетная схема сил, приложенных к корпусу машины. Компоновка технологического оборудования. Обоснование расчетных случаев.

Тема 2.4. Особенности компоновки базовых колесных и гусеничных шасси Расчет положения центра тяжести лесной машины при установке технологического оборудования. Оценка силового взаимодействия трелевочной машины с деревьями при переместительных операциях.

Распределение опорных нагрузок для машин с двухточечной и многоточечной подвеской по заданному закону.

Раздел 3. Выбор параметров машины, обеспечивающих заданные показатели эксплуатационных свойств Тема 3.1. Оценка показателей устойчивости лесных машин Обоснование параметров лесных машин по критерию устойчивости.

Оценка продольной и поперечной устойчивости колесных и гусеничных машин по опрокидыванию. Схема опорных контуров машин с шарнирносочлененной рамой. Устойчивость колесных лесных машин по сползанию.

Тема 3.2. Устойчивость лесных машин при выполнении технологических операций и в критических условиях движения Продольная и поперечная устойчивость при движении лесных машин.

Устойчивость лесных машин при выполнении технологических операций с учетом навесного оборудования и деформации упругих элементов подвески.

Критическая скорость кругового движения по условию бокового скольжения колес и опрокидывания. Поперечная устойчивость многозвенных машин.

Тема 3.3. Управляемость и маневренность колесных лесных машин Управляемость и курсовая устойчивость движения машин. Показатели маневренности колесных лесных машин. Увод колес. Критическая скорость по уводу. Выбор типа механизма поворота колесных машин с жесткой и шарнирно-сочлененной рамой. Расчет параметров механизмов поворота.

Стабилизация управляемых колес.

Тема 3.4. Маневренность лесовозных автопоездов. Поворотливость гусеничных лесных машин Оценка показателей маневренности лесовозных автопоездов. Способы управления прицепными звеньями. Поворотливость гусеничных лесных машин. Момент сопротивления повороту. Общие требования к конструкции приводов управления лесными машинами.

Тема 3.5. Оценка показателей проходимости лесных машин Проходимость лесных машин. Оценка профильной проходимости.

Преодоление пороговых препятствий. Показатели опорной проходимости.

Проходимость по слабым почвам, грунтам и снегу. Комплексные показатели проходимости. Методики расчета основных параметров проходимости.

Особенности оценки показателей проходимости гусеничных машин.

Тема 3.6. Повышение проходимости колесных лесных машин Нормативы воздействия движителей на почву. Выбор конструктивных и эксплуатационных факторов, повышающих проходимость лесных тракторов и автомобилей. Экологическая совместимость машин с лесной средой. Средства и способы снижения воздействия колесных и гусеничных движителей лесных машин на почву.

Тема 3.7. Условия эксплуатации лесных машин Лесные почвенно-грунтовые условия. Дорожные условия. Внешние и внутренние возмущающие силы. Условия движения, макро- и микропрофиль пути. Нагрузочные и расчетные режимы шасси лесных машин, их классификация. Взаимодействие движителя с опорной поверхностью.

Моделирование воздействий.

Тема 3.8. Колебания и плавность хода лесных машин Виды колебаний. Измерители и нормативы плавности хода.

Вертикальные колебания корпуса и жесткость подвески. Поперечно-угловые колебания. Расчетные схемы колебаний лесовозных автопоездов.

Статистическая динамика при оценке подрессоривания лесотранспортных машин. Выбор типа и параметров подвески лесной машины.

Раздел 4. Обоснование параметров трансмиссии лесных машин Тема 4.1. Тягово-скоростные свойства лесных машин Общие принципы компоновки и расчета трансмиссий полноприводных колесных лесных машин. Взаимодействие движителя с опорной поверхностью. Особенности оценки тягово-скоростных свойств лесных машин. Тяговая динамика трелевочной машины. Тягово-динамические характеристики и диаграммы. Способы повышения тягово-сцепных свойств.

Тема 4.2. Выбор типа и передаточных чисел трансмиссии Гидродинамическая и гидрообъемная передачи в трансмиссиях лесных машин. Распределение крутящих моментов по колесам. Расчет передаточных чисел элементов силовой передачи. Особенности конструкции тандемных тележек лесных колесных машин. Обоснование типа трансмиссии.

Активизация прицепных звеньев лесных машин.

Раздел 5. Системы автоматизированного проектирования Тема 5.1. Автоматизация проектирования сложных технических систем Предпосылки к автоматизации проектно - конструкторских работ.

Блочно-иерархический подход к проектированию. Технология процесса проектирования и конструирования. Автоматизация этапов процесса проектирования. Эволюция САПР. Принципы создания САПР. САПР как организационно-техническая система. Состав САПР. Компоненты информационной среды САПР. Работа в САПР.

Тема 5.2. Проектирование и конструирование в САПР.

Оптимизационное проектирование Формализация процессов проектирования и конструирования.

Проектирование силовых конструкций. Этап синтеза проектных и конструктивных решений. Этап анализа конструкции и методы расчета.

Понятие оптимизационного проектирования. Методы оптимизации.

Структурная оптимизация. Метод планирования эксперимента.

Тема 5.3. Проектирование несущих конструкций. Метод конечных элементов Выбор силовой схемы несущей конструкции. Расчет напряженнодеформированного состояния. Параметрическая оптимизация. Выбор материалов. Сущность метода конечных элементов. Разбиение конструкции на КЭ. Выбор основных неизвестных. Методы построения матрицы жесткости КЭ и всей системы. Общая блок-схема расчета конструкций МКЭ.

Сходимость и точность МКЭ. Программные средства конечно-элементного анализа.

Тема 5.4. Математическое моделирование в САПР Применение ЭВМ при решении инженерных задач для анализа систем.

Моделирование и его применение в проектировании лесных машин. Понятия "модель" и "моделирование". Классификация методов моделирования.

Моделирование динамических нагрузок в элементах технологического оборудования и шасси лесных машин Требования, предъявляемые к математическим моделям. Обеспечение САПР математическими моделями.

Классификация методов анализа систем.

Тема 5.5. Техническое и информационное обеспечение САПР Состав технических средств САПР. Устройства программной обработки данных, подготовки и ввода данных, вывода и документирования данных. Архивы проектных решений. Устройства оперативного взаимодействия человека с ЭВМ и передачи данных. Уровни технического обеспечения САПР. Принципы построения и структура информационной базы САПР. Автоматизированные банки данных. Специализированное прикладное программное обеспечение САПР. Система AutoCAD, Solid Works. Система автоматизации научно-исследовательских расчетов MathCad.

Раздел 6. Проектирование технологического оборудования лесных Тема 6.1. Характеристики предмета труда Расчетные характеристики и параметры деревьев как предмета труда.

Таксационные параметры древостоя. Форма, размеры, масса, моменты инерции. Форма и размеры кроны. Коэффициент формы дерева, видовое число. Параметры пачки хлыстов. Сортименты и щепа. Оценка динамических характеристик деревьев.

Тема 6.2. Валка деревьев Способы машинной валки. Силовое взаимодействие машины с деревьями в процессе валки. Падение дерева на жесткие и упругие опоры.

Снижение нагрузок при ударе. Теоретические основы направленной валки деревьев. Свободное и управляемое падение деревьев. Опрокидывающий момент. Принципиальные схемы механизмов для машинной валки деревьев в заданном направлении. Усилия в элементах валочных машин. Динамическая нагруженность узкозахватной валочной машины.

Тема 6.3. Пакетирование и погрузка деревьев и хлыстов Теоретические основы пакетирования. Пакетирование деревьев при повале непосредственно на машину и предварительно поваленных на землю.

Захватные устройства валочно-пакетирующих машин: обоснование компоновочно-кинематической схемы, расчет нагрузок на элементы конструкции. Захватные устройства челюстных погрузчиков: обоснование заборной поверхности захвата, выбор компоновочно-кинематической схемы, расчет нагрузок.

Тема 6.4. Взаимодействие машины с деревьями при трелевке Классификация трелевочных машин. Трелевка деревьев в полупогруженном, полуподвешенном и полностью погруженном положениях. Анализ силовых факторов при различных способах транспортировки. Оценка силового взаимодействия машины с деревьями при транспортно-переместительных операциях. Динамическая нагруженность трелевочной машины с телескопическим манипулятором.

Тема 6.5. Захватные устройства и лебедки трелевочных и погрузочных машин Обоснование компоновочно-кинематической схемы захватного устройства. Расчет нагрузок на элементы конструкции захватного устройства, расчет на прочность. Классификация лебедок лесных машин.

Расчет параметров лебедки. Обоснование параметров привода лебедки.

Тема 6.6. Кониковые устройства лесных машин Проектирование кониковых зажимных устройств: определение геометрических параметров, требуемого усилия зажима, нагрузок на элементы коников трелевочных, валочно-трелевочных, валочнопакетирующих машин. Обоснование расчетных случаев. Конструктивные особенности коников форвардеров и автопоездов. Защитные ограждения кабин лесных машин.

Тема 6.7. Гидроманипуляторы лесных машин Гидроманипуляторы лесных машин: назначение и классификация, зоны действия. Компоновочно-кинематическая схема манипулятора.

Размещение манипулятора на шасси лесной машины. Обоснование расчетных случаев нагружения, определение усилий в штоках гидроцилиндров, нагрузок в сечениях рукояти и стрелы. Расчет нагрузок на опору манипулятора и ходовую часть машины. Динамические характеристики манипуляторов лесосечных машин.

Тема 6.8. Захватно-срезающие устройства манипуляторов валочных машин Компоновка захватно-срезающих головок валочных машин: на стойке и на подвеске, степени подвижности. Устройства, создающие валочный момент. Проверочные расчеты надежности обжатия дерева при срезании и валке. Проектирование ограничителей грузоподъемности манипуляторов.

Номограммы выбора параметров лесной машины манипуляторного типа.

Тема 6.9. Харвестеры, сучкорезно-раскряжевочные и сучкорезные машины Компоновка устройств на балке и на подвеске, классификация протаскивающих органов. Особенности компоновки валочно-сучкорезнораскряжевочных и сучкорезно-раскряжевочных головок. Проектирование предохранительных и защитных устройств лесных машин.

Раздел 7. Показатели эргономики и испытания лесных машин Тема 7.1. Показатели эргономики лесных машин Оператор и управление машиной. Организация рабочего места водителя-оператора. Антропометрические данные. Обзорность, безопасность работы. Усилия на органах управления Вибронагруженность оператора.

Поворотное сиденье, регулировка и подрессоривание. Оценка параметров рабочего места оператора.

Тема 7.2. Испытания лесных машин Общие принципы испытаний лесных машин, программы, методики и аппаратура. Обработка данных исследовательских испытаний.

4. ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

4.1. Примерная тематика практических занятий 1. Обоснование параметров новой лесной машины.

2. Составление технического задания на проектирование.

3. Компоновочный расчет лесной машины.

4. Определение нагрузок на оси и колеса машины.

5. Выбор прицепного состава. Подбор шин при проектировании лесосечных и лесотранспортных машин.

6. Оценка устойчивости лесной машины при выполнении различных технологических операций.

7. Оценка параметров маневренности лесной машины.

8. Определение глубины колеи и оценка параметров проходимости лесной машины.

9. Оценка параметров плавности хода лесной машины.

10. Обоснование параметров и конструкции подвески лесных машин.

11. Построение и анализ тяговой диаграммы трелевочного трактора.

12. Оценка тягово-сцепных свойств лесной машины с гидрообъемной трансмиссией.

13. Определение параметров дерева, как предмета труда.

14. Определение ударных нагрузок при валке дерева.

15. 4Определение основных геометрических параметров технологического оборудования лесных машин.

16. Определение усилий при осевом перемещении дерева.

17. Расчет лебедки трелевочной машины с канатно-чокерным технологическим оборудованием.

18. Определение основных параметров гидроманипулятора лесной машины.

19. Расчет нагруженности гидроманипулятора лесной машины.

20. 4Определение динамической нагрузки на манипулятор трелевочного трактора при подъеме дерева.

21. Динамика бесчокерного трелевочного трактора в процессе подъема пачки в транспортное положение.

4.2. Примерная тематика лабораторных занятий 1. Основы работы в программных пакетах T-flex CAD, Solid Works (использование библиотек стандартных прокатных профилей; создание нестандартных деталей; изменение материала сборочных единиц).

2. Проектирование конструкций в программном пакете T-flex CAD (образование соединений: сварное соединение; резьбовые соединение; сопряжение сборочных единиц).

3. Расчет нагрузок, действующих на несущие системы лесных машин, от движителя, технологического оборудования (MathCAD, Excel).

4. Создание конструкции рамы (полурамы) лесной машины в программном пакете T-flex CAD, Solid Works.

5. Основы конечноэлементного анализа в программном пакете T-flex CAD (моделирование опорных элементов и действующих на раму сил). Связь программных пакетов MathCAD, Excel c T – flex CAD-Анализ.

6. Анализ конструкции рамы: оценка напряженно-деформированного состояния и усталостной прочности.

7. Повышение прочностных свойств и снижение металлоемкости несущих систем.

8. Подготовка конструкторской документации в программном пакете T-flex CAD. Автоматизация вывода сборочных чертежей, создание спецификаций.

9. Визуализация работы рамы лесной машины системе T-flex CAD (складывание полурам, выдвижение и поворот коников и т.д.).

4.3. Примерная тематика курсовых проектов Целью курсового проекта является освоение последовательности проектирования лесных машин в объеме эскизного проекта путем практического выбора оптимальной схемы лесной машины, технологического оборудования или узлов шасси, применения расчетных методик определения их параметров, выполнения компоновки машины и технологического оборудования.

Основная тематика курсового проекта связана с выполнением эскизного проекта одного из типов лесозаготовительных, лесотранспортных и других лесных машин с детальной разработкой технологического оборудования или одного из узлов базового шасси.

Еженедельный график выполнения проекта:

1. Обоснование направления проектирования 1-я неделя 2. Описание назначения проектируемой машины и ус- 2-я неделя ловий ее работы 3. Обзор литературы по теме проектирования 3-я неделя 5. Выбор принципиальной компоновочной схемы про- 5-я неделя ектиремой машины 6. Обоснование технологии работы, схема разработки 6-я неделя лесосеки 8. Обоснование основных компоновочных параметров 8-я неделя 12. Обоснование и выбор компоновочно-кинематической 12-я неделя 13. Оценка основных параметров технологического обо- 13-я неделя рудования 14. Сборочный чертеж разрабатываемого узла 14-я неделя 15. Деталировка разрабатываемого узла 15-я неделя

5. ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Жуков А.В. Проектирование лесопромышленного оборудования:

Учебник для студентов ВУЗов. – Мн.: Вышэйшая школа, 1990. – 312 с.

2. Жуков А.В. Теория лесных машин. – Мн.: БГТУ, 2001. – 631 с.

1. Баринов К.Н., Александров В.А. Проектирование лесопромышленного оборудования.– Л.: ЛГУ, 1988. – 237 с.

2. Жукаў А.В., Гараноўскі А.Р., Мохаў С.П., Клокаў Д.В. Асновы праектавання лясных машын. Метадычны дапаможнік у 2-х частках. – Мн.:

БГТУ, 1995. – 58 с.

3. Высоцкий М.С. и др. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования.– М.: Машиностроение, 1995. – 256 с.

4. Жуков А.В., Кадолко Л.И. Основы проектирования специальных лесных машин с учетом их колебаний.– Мн.: Навука і тэхніка, 1978. – 264 с.

5. Анисимов Г.М. и др. Расчет элементов лесных машин: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию с использованием ЭВМ.– Л.: ЛТА, 1989. – 39 с.

6. Кушляев В.Ф. Лесозаготовительные машины манипуляторного типа.– М.: Лесная промышленность, 1981. – 248 с.

7. Жуков А.В., Провоторов Ю.И., Скотников В.А. и др. Мелиоративные, строительные и лесные тракторы. – Мн.: Ураджай, 1989. – 334 с.