Введение к работе
Актуальность работы. Планировочные машины являются одной из наиболее распространенных и универсальных землеройно-транспортных машин (ЗТМ), которые постоянно совершенствуются. На различных заводах России с производства выходят планировочные машины на базе колесных тракторов, с применением грейдеров в качестве прицепного оборудования.
Необходимость создания таких машин возникла из-за нерациональности использования автогрейдеров при восстановлении грунтовых дорог в условиях сельской местности, фермерских хозяйствах, в условиях городской застройки, на строительных площадках ограниченных размеров.
Однако до настоящего времени не были разработаны системы автоматизации проектирования (САПР) планировочных машин на базе колесных тракторов, которые бы отражали связь точностных характеристик машин (коэффициентов сглаживания) с их основными конструктивными параметрами и производительностью.
Цель работы: создание системы автоматизации проектирования конструктивных параметров планировочных машин на базе колесных тракторов.
Объект исследования: процесс автоматизации проектирования планировочных машин на базе колесных тракторов.
Предмет исследования: закономерности, устанавливающие связь между основными конструктивными параметрами планировочных машин и критерием эффективности.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
обоснован критерий эффективности планировочной машины;
разработаны математические модели рабочих процессов двухосных и трехосных планировочных машин на базе колесных тракторов;
выявлены основные закономерности, связывающие конструктивные параметры планировочных машин и критерий эффективности;
4) разработана система автоматизации проектирования конструктивных
параметров планировочных машин на базе колесных тракторов.
Методика исследований носит комплексный характер, содержит как теоретические, так и экспериментальные исследования.
Задачами теоретических исследований являлось выявление основных закономерностей, связывающих принятый критерий эффективности и конструктивные параметры планировочных машин на базе колесных тракторов.
Задачами экспериментальных исследований являлось подтверждение адекватности математической модели; определение численных значений параметров, необходимых для расчета коэффициентов математических моделей; проверка работоспособности инженерных разработок. При экспериментальных исследованиях использовался метод как активного, так и пассивного эксперимента.
Научная новизна заключается:
- в математической модели процесса формирования земляного полотна планировочной машиной на базе колесного трактора, представленной в виде
сложной динамической системы, включающей подсистемы: микрорельеф - базовая машина - рабочий орган (РО) - разрабатываемый грунт;
- в выявленных функциональных зависимостях, отражающих связь основ
ных конструктивных параметров с показателями критерия эффективности.
Практическая ценность работы состоит:
в инженерной методике выбора основных конструктивных параметров планировочных машин на базе колесных тракторов;
в разработанных алгоритме и программном продукте для автоматизации выбора основных конструктивных параметров планировочных машин на базе колесных тракторов.
Реализация работы. В Конструкторском бюро транспортного машиностроения (КБТМ) г. Омска принята к внедрению система автоматизации проектирования основных конструктивных параметров планировочных машин на базе колесных тракторов.
На защиту выносятся:
математические модели подсистем: двухосной и трехосной планировочных машин, микрорельефа, реакции разрабатываемого грунта на РО;
функциональные зависимости выходных характеристик от конструктивных параметров планировочных машин;
зависимости целевых функций от длин баз двух- и трехосной планировочных машин;
алгоритм САПР основных конструктивных параметров планировочных машин на базе колесных тракторов.
Достоверность научных положений обеспечивается корректностью принятых допущений, адекватностью математических моделей, корректным использованием методов имитационного моделирования и достаточным объемом экспериментальных данных.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и получили одобрение на: Международном конгрессе «Машины, технологии и процессы в строительстве» (г. Омск, СибАДИ, 2007); III и IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (г. Омск, СибАДИ, 2008, 2009); Международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых исследователей «Теоретические знания - в практические дела» (г. Омск, ГОУ ВПО «РосЗИТЛП», 2008, 2009); Межвузовской научно-практической конференции "Информационные технологии и автоматизация управления" (г. Омск, ОмГТУ, 2009); 62-й научно-технической конференции ГОУ «СибАДИ» (Омск 2008); IV Международной научно-практической конференции «Научный потенциал высшей школы для инновационного развития общества» (г. Омск, ОГИС, 2008); на заседаниях и научных семинарах кафедры «Автоматизация производственных процессов и электротехника» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных результатов и выводов, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет в целом 137 страниц основного текста, в том числе 8 таблиц, 77 рисунков, список литературы из 101 наименований и приложений на 2 страницах.
