РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ФОРВАРДЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАКЕТА ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ MATHCAD

 

Ильюхин Д.С.,  Заикин А.Н., Сиваков В.В. (БГИТА, г.Брянск, РФ)

 

Calculation of the stability forwarders using of the application package MathCad

 

Ключевые слова: MathCad, устойчивость, форвардер.

Key words:  MathCad, stability, forvarder.

 

При погрузке сортиментов форвардером на лесосеке важным фактором является наличие устойчивости машины, которая характеризуется способностью сохранять неподвижное положение без опрокидывания. В зависимости от положения манипулятора форвардера при погрузке сортиментов  будет изменяться опрокидывающий момент, который непосредственно влияет на устойчивость. В то же время при увеличении загруженности прицепа будет изменяться удерживающий момент, который также влияет на устойчивость. Таким образом, увеличивается трудоемкость расчетов, поэтому для оптимизации параметров манипулятора и анализа поперечной устойчивости форвардера будет удобно воспользоваться прикладным пакетом программ для математических вычислений, например MathCad.

Для расчета устойчивости воспользуемся расчетной схемой, приведенной на рисунке 1.

Рисунок 1 – Расчетная схема устойчивости форвардера

 

Из рисунка видно, что на удерживающий момент будут оказывать воздействия следующие факторы: вес трактора, вес прицепа и вес сортимента, ширина колеи трактора и прицепа. А на опрокидывающий момент оказывают влияние такие факторы как: вес стрелы, вес рукояти, вес захвата, ротатора и погружаемого сортимента и вылет манипулятора в направлении перпендикулярном движению.

Все исходные данные заносим в программу MathCad (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Исходные данные для расчета устойчивости

 

Проводим ранжировку по углу поворота опорно-поворотного устройства и весу погруженных сортиментов.

Далее записываем формулу для расчета опрокидывающего момента в зависимости от изменения угла поворота опорно-поворотного устройства:

Вычислим удерживающий момент в зависимости от изменения загруженности прицепа:

Затем определяем коэффициент устойчивости в зависимости от угла поворота опорно-поворотного устройства для трех случаев (когда прицеп пуст, наполовину заполнен, близок к максимальному заполнению):

Полученные данные программа сводит в таблицу, а затем по ним строятся графики (рис.3) зависимости коэффициента устойчивости от угла поворота опорно-поворотного устройства для трех случаев загруженности прицепа.

Рисунок 3 – Графики зависимости коэффициента устойчивости от угла поворота опорно-поворотного устройства

 

Из данных графиков видно, что при пустом прицепе устойчивость форвардера будет обеспечиваться при повороте манипулятора на угол менее 30ᵒ (допустимый коэффициент устойчивости [Куст]=1,3), при прицепе, загруженном наполовину, поворот возможен на угол до 50ᵒ, а когда прицеп загружен почти полностью подъем сортимента возможен при угле близком к 75ᵒ.