ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 9
2. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 13
2.1. Понятие «Крайний Север». Особенности арктического климата 13
2.2. Освоение северных территорий 16
2.3. Транспорт, применяемый в настоящее время на территориях Крайнего Севера 20
2.4. Особенности эксплуатации автомобильного транспорта в арктических условиях 30
2.5. Патентное исследование 32
3. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 48
3.1. Классификация и описание конструкции вездехода 48
3.2. Обзор и анализ конструкционных материалов для производства кузова вездехода 52
3.2.1. Понятие ПКМ 56
3.2.2. Обзор наполнителей и связующих 60
3.2.3. Материал срединного слоя 67
3.3. Выбор и обоснование материалов для производства кузова вездехода 70
3.4. Технологии производства автомобильных кузовов 77
3.4.1. Стальные конструкции 77
3.4.2. Алюминиевые конструкции 78
3.4.3. Комбинированные конструкции 81
3.4.4. Конструкции из полимерных и композитных материалов 82
3.5. Технология производства кузова вездехода 88
4. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕКТА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 103
5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 130
Наземные транспортные средства высокой проходимости, именуемые также вездеходами, нашли широкое применение во многих сферах деятельности человека. В настоящее время существует огромное количество всевозможных конструкций подобных транспортных средств.
Одним из основных признаков, по которому классифицируются вездеходы, является тип движителя. Среди всех типов движителей наиболее обширное распространение получили колесный и гусеничный.
Гусеничный движитель — движитель самоходных машин, в котором тяговое усилие создаётся за счёт перематывания гусеничных лент. Данный тип движителя обеспечивает повышенную проходимость. Большая площадь соприкосновения гусениц с почвой позволяет обеспечить низкое среднее давление на грунт — 11,8—118 кН/м2 (0,12—1,2 кгс/см2), то есть меньше давления ноги человека. Тем самым гусеничный движитель предохраняется от глубокого погружения в грунт [1].
Однако, при высоких показателях проходимости, гусеничной технике присущи такие недостатки, как: ускоренный износ пар трения; сложность, металлоемкость и дороговизна производства; сложность технического обслуживания и ремонта. Отдельно следует отметить тот факт, что гусеничная техника наносит серьезный урон экосистеме таких природных зон, как тундра и лесотундра. Колеи, оставленные данным транспортом, покрываются новой растительностью и зарастают на протяжении десятков лет. В связи с данным фактом, на территории Российской Федерации введены ограничения на использование гусеничной техники в летнее время на северных территориях страны. Между тем, территория тундры и лесотундры занимают порядка 15% от всей территории РФ.
Колесный тип движителя характеризуется прежде всего относительной простотой и неприхотливостью, однако более худшими показателями проходимости по сравнению с гусеничными машинами. Однако, в последнее
230402А000000ПЗ
Лист
7
Изм.
Лист
№ докцм.
Подпись
Дата
время достаточно широкое распространение получили колесные транспортные средства на шинах сверхнизкого давления. Основная особенность заключается в применении особых покрышек с большим объемом воздушных камер, за счет которых обеспечивается плавучесть и высокая проходимость вездехода. Низкое давление в шине необходимо для увеличения площади контакта покрышки с поверхностью. Данный вид покрышек обеспечивает проходимость, сопоставимую с гусеничной техникой. Но в отличие от гусеничных машин, вездеходы на шинах сверхнизкого давления сохраняют растительный покров и верхний почвенный слой - именно поэтому они разрешены к использованию в заповедных зонах. К тому же, колесные вездеходы потребляют в 3-4 раза меньше топлива, чем гусеничные [2].
Таким образом, колесные вездеходы на шинах сверхнизкого давления наиболее подходят для использования в том числе на северных территориях, освоение которых для нашей страны является приоритетной задачей. На российском Крайнем Севере расположены крупнейшие арктические нефтегазовые месторождения и месторождения полезных ископаемых.
С целью укрепления экономической составляющей разработаны различные государственные программы по освоению и развитию северных территорий. Среди пунктов программ указывается о необходимости разработки и производства транспортных средств, адаптированных под арктические условия эксплуатации.
Целью данной магистерской диссертации является: разработка концепции колесной вездеходной машины, отвечающей условиям Крайнего Севера; выбор и обоснование конструкционных материалов, используемых для изготовления кузова вездехода; разработка технологического процесса изготовления компонентов и сборки кузова вездехода с применением перспективных технологических решений и материалов.
В ходе магистерской диссертации был произведен обзор и анализ наземных транспортных средств, в частности колесных вездеходов на шинах сверхнизкого давления, получивших наиболее широкое распространение на территориях Крайнего Севера. Выявлены характерные особенности и условия эксплуатации автомобильного транспорта в арктической части РФ.
На основании полученной информации разработана концепция вездехода на шинах сверхнизкого давления, наиболее адаптированного для использования в северных широтах.
Исходя из предложенной конструкции, составлен технологический процесс изготовления и последующей сборки кузова данной колесной машины. Определены необходимые конструкционные материалы, используемые при производстве кузова вездехода.
В качестве конструкционных материалов выбраны композиты, как более современный и перспективный материал в сравнении с традиционными.
Ключевой особенностью технологического процесса производства кузова является применение технологии трехслойных (сэндвич) панелей. Кузов, по своей сути, состоит из внутреннего и наружного корпусов, скрепляемых между собой срединным слоем. В данном случае это пенополиуретан. Этот материал обеспечивает достойные показатели прочности для всей конструкции в целом, и что не менее важно, обладает крайне низкой теплопроводностью 0,035 Вт/(мК), к сравнению для стали этот показатель равняется 58 Вт/(мК).
Полученная конструкция представляет собой монолитный корпус, отличающийся хорошей технологичностью, высокой прочностью, хладостойкостью и комфортом для экипажа колесной машины.
