Перед рассмотрением конструктивных решений защитных устройств кабин лесных машин уточним терминологический аппарат. Как известно, все машины, конструктивно предназначенные для работы в лесу, вне зависимости от выполняемых ими технологических операций, класса тяги, типа движителя и т. д., называются лесными машинами. Они в обязательном порядке имеют системы защиты, способные защитить оператора в случае чрезвычайного происшествия, свойственного работе конкретной машины, — осколков отстрела пильной цепи, опрокидывания машины, попадания в кабину лесоматериалов и т. д. Часть лесных машин, конструктивно предназначенных для валки деревьев, — валочные, валочно-пакетирующие, харвестеры и т. д. называются лесозаготовительными машинами.
Повышение энергонасыщенности лесных машин, увеличение рабочих скоростей выполнения технологических и транспортных операций влечет за собой интенсификацию труда оператора, работа которого сопровождается воздействием не только вибрации, шума, вредных примесей в воздухе, сильного мышечного и нервно-эмоционального напряжения, но и риска нанесения повреждений в случае опрокидывания управляемой им машины или падения на ее кабину спиленного дерева [1, 2].
С целью улучшения условий труда и для повышения безопасности во всех развитых странах были введены требования по установке на тракторах (колесных и гусеничных) защитных кабин и устройств [3, 4].
Установка защитных кабин, оснащение их средствами нормализации микроклимата и оборудованием, улучшающим условия работы и повышающим безопасность труда, а также шумоизоляция кабин привели к значительному увеличению их массы (она составляет 5–10 % массы машины). Таким образом, при разработке кабин рациональных конструкций оказалось необходимым решать противоречивые задачи. С одной стороны, повышение прочности для защиты оператора при опрокидывании машины или падении дерева приводит, как правило, к увеличению ее массы и размеров поперечных сечений несущих элементов каркаса. С другой стороны, вследствие необходимости повышения долговечности кабины, снижения динамических нагрузок на раму машины и экономических требований следует снижать металлоемкость конструкции, а для выполнения требований по обзорности — уменьшать поперечные размеры несущих элементов каркаса.