Бляшинець Ю. І. Поліпшення стійкості машин для транспортування деревини шляхом динамічного контролю параметрів руху

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 133 – Галузеве машинобудування (13 – Механічна інженерія). – Національний лісотехнічний університет України, м. Львів, 2026. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-технічного завдання – поліпшення безпеки експлуатації колісних лісових машин для транспортування сортиментів, шляхом уточнення математичних моделей їхньої статичної та динамічної стійкості, а також розроблення портативного пристрою для моніторингу просторового положення машини в реальному часі. Встановлено, що існуючі методи часто не враховують динамічну зміну центру мас і складність визначення критичних кутів нахилу. У роботі вдосконалено математичні моделі стійкості колісних лісових машин на основі аналізу сил у контакті коліс із поверхнею, з урахуванням параметрів лісовозного спорядження та деревини. Для перевірки теорії та збору даних розроблено прилад на базі ESP32, MPU6050 та GPS. Це забезпечило моніторинг кутів нахилу сортиметовоза мв реальному часі та автоматизований збір даних із геоприв’язкою для ідентифікації небезпечних ділянок доріг. Польові дослідження на базі автомобіля Урал-4320 підтвердили достовірність математичних моделей. Аналіз даних засвідчив суттєвий вплив типу вантажу та дорожнього покриття на динамічні параметри та стійкість сортиментовоза. Наукова новизна отриманих результатів полягає у теоретичному обґрунтуванні та новому вирішенні актуального науково-практичного завдання щодо поліпшення стійкості колісних лісових машин для транспортування сортиментів під час руху по лісових дорогах з ухилом, а саме: 1. Уперше комплексно враховано вплив характеристик вантажу, зокрема варіативності густини різних порід деревини, та характеристик мікропрофілю опорної поверхні на зміну координат загального центру мас лісової машини. 2. Уперше запропоновано інтеграцію даних інерціальних сенсорів і супутникового геопозиціонування для подальшого оцінювання стану дорожнього покриття. Запропонований підхід дозволяє використовувати накопичені масиви даних для подальшого аналізу і відстежування просторово-часової деградації лісових доріг, що відкриває можливість прогнозування ризиків втрати стійкості машин на конкретних ділянках маршруту. 3. Удосконалено математичні моделі оцінювання статичної та динамічної стійкості колісних лісових машин, шляхом урахування сил, що діють під час руху еластичного тягового колеса через значну нерівність, що зіставляється, наприклад, з горбом, та з урахуванням при цьому вертикальних коливань. 4. Набула подальшого розвитку методика польових експериментальних досліджень стійкості машин шляхом застосування розробленого цифрового пристрою збору та обробки даних, що забезпечує дискретність та точність вимірювань. Практичне значення отриманих результатів: 1. Згруповано та систематизовано чинники, що впливають на стійкість лісової машини в реальних умовах експлуатації. 2. Розроблено розрахункову схему та математичну модель лісової машини, що дозволяє враховувати особливості взаємодії еластичних шин з нерівною опорною поверхнею при визначені показників стійкості. 3. Визначено граничні умови стійкості лісової машини під час експлуатації дорогами з різним покриттям та навантажених різними породами деревини. 4. Розроблено пристрій для швидкої та бюджетної модернізації автопарків вітчизняних лісгоспів шляхом дооснащення без складного втручання в конструкцію. 5. Універсальна апаратна та програмна архітектура пристрою дозволяє легко адаптувати його до інших моделей машин і перепрограмувати під різні породи деревини. 6. Розроблено та створено конструкцію пристрою динамічного моніторингу та контролю стійкості просторового положення в реальному часі і подано заявку на державну реєстрацію для отримання патенту на корисну модель. 7. Результати досліджень прийняті до впровадження у виробничу діяльність Львівського надлісництва Філії ‘’Карпатський лісовий офіс’’ ДП «Ліси України» та використовуються під час транспортування деревини деревиновозними машинами – сортиментовозами.