Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
-
Общие положения 8
-
Анализ рабочего процесса погрузчика 10
-
Обзор исследований по определению усилий, действующих на ковш погрузчика 17
-
Обзор исследований динамики рабочего процесса . . 27
-
Обзор исследований по оптимизации рабочего процесса 29
-
Выводы. Цель и задачи исследования 33
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОВША ПОГРУЗЧИКА
СО ШТАБЕЛЕМ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА
-
Допущения к расчетным схемам взаимодействия ковша погрузчика со штабелем сыпучего материала .... 36
-
Внедрение в штабель плоского днища ковша при отключенных поворотном механизме и
механизме подъема стрелы 42
2.3. Взаимодействие задней стенки коиша со штабелем
материала при отключенных поворотном механизме
и механизме подъема стрелы 49
2.4. Взаимодействие плоского днища ковша со штабелем
материала при одновременной работе поворотного
и подъемного механизмов 55
2.5. Взаимодействие задней стенки ковша со штабелем
материала при одновременной работе поворотного
и подъемного механизмов 69
2.6. Сравнительная оценка предлагаемой методики и
известных теорий черпания сыпучего материала ... 75
2.7. Выводы 81
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЧЕРПАНИЯ
-
Общие положения 82
-
Математическая модель машинной системы 83
-
Математическое моделирование динамики управления погрузочным оборудованием 91
-
Критерий оптимальности рабочего процесса фронтального погрузчика 93
-
Алгоритм решения математической модели процесса черпания сыпучего материала 96
-
Определение выходных показателей процесса черпания сыпучего материала фронтальным погрузчиком .... 115
-
Методика проведения экспериментальных исследований 118
-
Методика обработки экспериментальных данных. . . . 124
-
Сравнительная оценка теории и эксперимента. Доказательство адекватности модели 126
3.10.Выводы 130
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ЧЕРПАНИЯ
-
Методика оптимизации режимных параметров процесса черпания сыпучего материала и конструктивных параметров погрузчика 131
-
Оптимизация режимных параметров процесса черпания сыпучего материала 135
-
Оптимизация режимных и конструктивных параметров 143
4.4. Выводы 155
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 157
ЛИТЕРАТУРА 159
ПРИЛОЖЕНИЯ 170
-
Программа черпания сыпучего материала 171
-
Обозначения величин, входящих в математическую модель процесса черпания сыпучего материала и соответствующие им обозначения в программе
на языке "ФОРТРАН" 178
3. Акт испытаний гидромеханизма автоматической
установки коЕша в положение черпания при опускании
стрелы погрузчика ТО-25 185
-
Акт испытаний системы автоматики гидропривода управления рабочим оборудованием погрузчика Т0-І0А 189
-
Акт использования и экономической эффективности методики оптимизации режимных и конструктивных параметров фронтальных погрузчиков на стадии проектирования 192
-
Расчет экономической эффективности от изменения передаточного отношения трансмиссии на фронтальном погрузчике T0-I8 196
Введение к работе
Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 гг. и на период до 1990 г. предусматривают перевод эконмики на интенсивный путь развития, более рациональное использование производственного потенциала страны, ускорение научно-технического прогресса ИЗ. Для этого необходимо повысить производительность труда, ускорить выпуск мощных землеройно-транспортных машин, расширять автоматизацию проект-но-конструкторских и научно-исследовательских работ с применением электронно-вычислительной техники, в оптимальных пределах повышать единичные мощности машин.
В настоящее время разработаны и внедряются в производство фронтальные погрузчики T0-2I и ТО-24 с грузоподъемностями соответственно 150 и 100 кН. Направлениями повышения эффективности погрузчиков являются оптимизация их параметров при проектировании и автоматизация рабочих процессов. Однако наибольший эффект при этом может сыть достигнут за счет автоматизации оптимальных режимов работы машины. В связи с этим ведутся работы по автоматизации рабочего процесса. Большегрузные погрузчики T0-2I, ТО-24 имеют автоматические устройства, управляющие в основном всеми элементами рабочего цикла. Не автоматизирован только процесс черпания материала. В настоящее время предложены различные принципы регулирования положения ковша погрузчика в процессе черпания: в зависимости от загрузки двигателя; буксования движителя; напорного сопротивления штабеля и др. [7, 13, 14, 15, 39, 40]. Однако оценить известные устройства с точки зрения рациональности трудно, так как при их создании использованы различные ин -формационные параметры, характеризующие процесс черпания сыпучего материала.
Поэтому одним из важнейших направлений повышения эффективности погрузчиков является разработка автоматизированных систем управления оптимальным процессом черпания сыпучего материала.
Целью настоящей работы является повышение производительности за счет оптимизации процесса черпания сыпучего материала фронтальным погрузчиком.
Для достижения заданной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:
Разработан аналитический метод определения в зависимости от времени нагрузок, приведенных к режущей кромке днища ковша погрузчика, в процессе черпания сыпучего материала совмещенным способом.
Разработана математическая модель, позволяющая находить сочетание режимных и конструктивных параметров, при котором обеспечивается оптимальный процесс черпания сыпучего материала.
Определены динамические характеристики погрузчиков ТО-18, ТО-27, ТО-27-І при оптимальных процессах черпания.
Разработаны и испытаны автоматизированные системы управления черпанием, повышающие производительность на 6-10%.
Научная новизна работы представлена: аналитическим методом определения в зависимости от времени нагрузок, приведенных к режущей кромке днища ковша погрузчика, в процессе черпания сыпучего материала совмещенным способом; результатами оптимизации совокупности параметров управления и конструктивных параметров погрузчика, обеспечивающих оптимальный процесс черпания сыпучего материала.
Практическую ценность имеют: - алгоритм и программа моделирования на ЭШ процесса черпания сыпучего материала фронтальным погрузчиком, позволяющие ещё на
7 стадии проектирования до изготовления опытного образца определять технико-экономические показатели погрузчиков в типовых условиях эксплуатации; - разработанные технические решения по автоматизации процес са черпания сыпучего материала фронтальным погрузчиком.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована проверкой адекватности математической модели реальному рабочему процессу по результатам экспериментальных исследований в типовых условиях эксплуатации на полигоне машиноиспытательной станции Министерства автомобильных дорог Казахской ССР. Экспериментальные исследования проведены на серийно выпускаемом Минским заводомпУдарникпфронтальном погрузчике T0-I8.
Математическая модель процесса черпания сыпучего материала фронтальным погрузчиком и программа её решения на ЭШ передана Минскому научно-производственному объединению Дормаша.
На защиту выносятся: аналитический метод определения в зависимости от времени нагрузок, приведенных к режущей кромке днища ковша погрузчика, в процессе черпания сыпучего материала совмещенным способом; результаты оптимизации совокупности параметров управления и конструктивных параметров погрузчика.
Диссертационная работа выполнена на кафедре "Теоретическая механика" Сибирского ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожного института им. В.В.Куйбышева.
