WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

.

(35)

Данные соотношения можно ввести как ограничения в описанную выше схему проектирования механизма привода рукояти.

Рис. 3. Характер взаимосвязи активного и реактивного давлений

Выбор параметров привода стрелы аналогичен описанной выше схеме. Изменения формул при этом очевидны, однако есть несколько моментов, на которых мы остановимся подробнее.

Для проектирования рациональной конструкции механизма привода стрелы в качестве главного требования выдвинем необходимость отсутствия просадки ГЦ стрелы при копании рукоятью и ковшом (копание стрелой не предусматривается).

В общем виде, по аналогии с формулой (2) (параметр аналогичен параметру ), запишем:

,

(36)

где Dс - диаметр поршня ГЦ стрелы;

m - число ГЦ стрелы;

- давление настройки вторичных предохранительных клапанов в магистрали ГЦ стрелы;

– момент от веса элементов РО, грунта в ковше и усилия на зубьях ковша, определяется по формуле

,

(37)

где Gс, Gр, Gк, Gгр – веса стрелы, рукояти, ковша и грунта в ковше;

hc, hp, hk, h01, hгр – соответствующие плечи.

Найдя положение РО с максимальным значением, следует определить АР и далее получить все основные параметры механизма. Анализируя формулы (36) и (37), очевидно, что в общем случае для определения максимального следует решить достаточно громоздкую и неудобную на стадии ПА задачу переборного типа, так как заранее нужное положение РО неизвестно. Это можно было бы сделать на основании работ МГСУ, однако для этапа ПА предложим более простой подход.

Можно предположить, что максимальный момент будет получен на дальних (максимальных) радиусах копания.

Так как полный угол поворота стрелы на этом этапе проектирования уже известен, то будем проходить его с каким-то заданным шагом, вычисляя для каждого фиксированного положения стрелы момент. При этом рукоять должна находиться в одном из двух возможных положений: либо параллельно уровню стоянки машины, либо в максимально отвернутом положении от стрелы; ковш для каждого дискретного положения стрелы и рукояти располагается аналогично рукояти: либо параллельно уровню стоянки, либо в максимально отвернутом положении от рукояти.

Прикидочные расчеты указывают, что максимальный момент, скорее всего, будет получен при копании либо на максимальном радиусе копания экскаватора, либо при копании на максимальном радиусе копания на уровне стоянки машины.

После вычисления всех основных параметров механизма привода стрелы определяются дополнительные: абсцисса и ордината крепления ГЦ стрелы к поворотной платформе.

Проверка полученного варианта РО по возможности обеспечения требуемого горизонтального хода ковша на уровне стоянки экскаватора.

Для выполнения данной проверки необходимо задать величину требуемого горизонтального хода ковша на уровне стоянки машины (рис. 4). При этом на основании работ МГСУ можно рекомендовать принять значение угла между отрезком, соединяющим острие зуба ковша с шарниром рукоять-ковш и задней гранью ковша равным 50.

Вычислив параметр и сравнив его с заданным значением для конкретного варианта РО можно либо отбросить этот вариант, либо принять для дальнейшего проектирования. В первом случае есть еще возможность попытаться немного видоизменить вариант РО, чтобы все же использовать его в дальнейшем. Для этого следует уменьшить либо угол, либо угол min. Уменьшение первого угла нежелательно, а второго возможно в некоторых пределах. Для этого надо уменьшить параметр KLmin. В этом случае увеличится ход поршня ГЦ рукояти (следует следить при этом, чтобы разница между минимальной длиной и ходом была допустима).

Рис. 4. Расчетная схема № 2

В третьей главе описан вычислительный эксперимент (ВЭ).

Под ВЭ в рамках настоящей работы имеем в виду эксперимент над ММ объекта на ЭВМ, который состоит в том, что по одним параметрам модели вычисляются другие её параметры. И на этой основе делаются выводы о свойствах явления, описываемого ММ.

Исходными данными к ВЭ послужили параметры экскаватора ЭГ-12А. Выбор обусловлен наличием достаточно полной информации по этому экскаватору, а реальное РО для ЭГ-12А по своей кинематике полностью соответствует рассматриваемому нами.

Сравнительный анализ результатов ВЭ с реальными параметрами РО ЭГ-12А показал хорошую сходимость полученных результатов с решениями, применяемыми при обычном проектировании (отклонения не превышают 15 %, (табл. 1)).

Таблица 1

Сравнение некоторых параметров ЭГ-12А и данных ВЭ

Параметр

ЭГ-12А

Вычислительный

эксперимент

% разницы

W

1,5

1,49

0,667

a

7,5

7,504

0,053

b

5,0

5,003

0,060

max

60

64,928 – 64,065

7,590 – 6,345

min

6

2,987

50.216

max

116*

116

0,0

min

54

62,888 – 55,098

14,133 – 1,993

max

242

219,181

9,429

min

162

160 – 180

1,234 – 10,0

Дополнительно в рамках данного ВЭ получены некоторые качественные зависимости основных параметров РО от параметров варьирования (W, max, min).

ВЭ показал, что основной эффект от внедрения результатов работы обусловлен сокращением времени проектирования; снижением себестоимости проектирования; уменьшением рисков.

В четвертой главе исследована взаимосвязь ориентации вектора силы сопротивления грунта копанию с податливостью рабочей жидкости и грунта. Кроме этого, предложен новый критерий для оценки эффективности варианта РО – коэффициент эффективной площади копания.

Данный коэффициент характеризует площадь эффективной зоны копания МГЭ, в которой наблюдается наибольшая равномерность усилия на зубьях ковша при копании рукоятью и ковшом, и достигается наиболее полная реализация активного давления насоса. Указанный коэффициент Кэ определяется так:

,

(38)

где - площадь эффективной части осевого профиля рабочей зоны;

- теоретическая площадь всего осевого профиля рабочей зоны, либо фактической зоны копания.

Отметим, что при рассмотрении раздельного способа копания возможно получение нескольких значений коэффициента эффективности. На наш взгляд, при этом следует считать лучшим тот вариант РО, у которого разница между этими значениями минимальна, а сами коэффициенты максимальны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе на базе выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований решена задача обоснования выбора силовых и кинематических параметров РО МГЭ прямого копания, позволяющих повысить технико-экономические показатели данного оборудования. Выполненные исследования позволили сформулировать следующие основные результаты работы:

1. Процесс проектирования РО МГЭ рассмотрен как функциональный преобразователь, который для каждой совокупности ИД устанавливает соответствующую совокупность характеристик единичного варианта РО.

2. Рациональное сочетание кинематических и силовых характеристик, обеспечивающих максимальные технологические возможности РО в конкретных условиях эксплуатации, достигнуты при рассмотрении всех элементов РО как единой механической системы.

3. Предложен подход к определению рациональных кинематических параметров РО. В качестве основного обязательного требования при этом выдвинуто достижение максимальной высоты копания, максимального радиуса копания на уровне стоянки машины.

4. Разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров механизмов привода элементов РО при объединении их в общую структурную схему. В качестве основного обязательного требования при этом выдвинуто ограничение максимума реализуемых усилий на зубьях ковша наибольшим активным давлением, развиваемым насосом, при копании рукоятью и ковшом.

5. Выявлена связь реактивного и активного давлений в гидравлической системе МГЭ при копании рукоятью и ковшом, что можно использовать при проектировании как одно из ограничений.

6. Показателем уровня технического совершенства конструкции РО и МГЭ в целом является соотношение площади действительной рабочей зоны экскаватора, в пределах которой реализуется заданный уровень нагрузок на рабочем органе, к площади теоретической рабочей зоны.

7. Развито исследование взаимосвязи ориентации вектора силы сопротивления грунта копанию с податливостью рабочей жидкости и грунта.

8. Разработана информационная модель РО МГЭ, дающая возможность развивать накапливаемое обеспечение автоматизации процесса проектирования РО и всего экскаватора в целом.

9. Результаты исследований используются в учебном процессе в УГГУ на кафедре «Горные машины и комплексы», в МГСУ на кафедре «Строительные и подъемно-транспортные машины», а также в МГУ имени М.В. Ломоносова.

10. Работа внедрена в «Дивизионе Горное оборудование Уралмаш-Инжиниринг машиностроительной корпорации «Уралмашзавод»».

Основное содержание диссертации опубликовано

в следующих работах

  1. Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых

научных журналах и изданиях, определенных

Высшей аттестационной комиссией:

1. Побегайло П. А. Мощные отечественные карьерные одноковшовые гидравлические экскаваторы / П. А. Побегайло // Горные машины и автоматика. - 2004. - № 2. - С. 13–22.

2. Побегайло П. А. Обобщение результатов научных исследований и опыта применения новых конструктивных решений ОПУ, нижней и поворотной рам карьерных экскаваторов / П. А. Побегайло // Горные оборудование и электромеханика. – 2006. - № 2. - С. 25–29.

  1. Работы, опубликованные в других изданиях

3. Побегайло П. А. Основы методики проектирования рабочего оборудования мощных гидравлических экскаваторов прямого копания / П. А. Побегайло // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. докладов IV Международной научно-технической конференции. Чтения памяти В. Р. Кубачека. - Екатеринбург: УГГУ, 2006. - С. 42–45.

4. Побегайло П. А. О новых подходах к оценке и сравнению вариантов рабочего оборудования мощных гидравлических экскаваторов / П. А. Побегайло // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. докладов V Международной научно-технической конференции. Чтения памяти В. Р. Кубачека. - Екатеринбург: УГГУ, 2007. - С. 172–177.

5. Побегайло П. А. О связи реактивного и активного давлений в гидравлической системе мощного гидравлического экскаватора прямого копания при копании / П. А. Побегайло // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. докладов V Международной научно-технической конференции. Чтения памяти В. Р. Кубачека. - Екатеринбург: УГГУ, 2007. - С. 15–22.

6. Побегайло П.А. Способы оценки эффективности единичного варианта рабочего оборудования мощного гидравлического экскаватора / П. А. Побегайло // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. докладов VI Международной научно-технической конференций. Чтения памяти В.Р. Кубачека. - Екатеринбург: УГГУ, 2007. - С. 70 – 72.

7. Побегайло П.А. О формировании и оценке вектора силы сопротивления грунта копанию на зубьях ковша мощного карьерного гидравлического экскаватора прямого копания / П. А. Побегайло // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. докладов VI Международной научно-технической конференций. Чтения памяти В.Р. Кубачека. - Екатеринбург: УГГУ, 2007. - С. 73 – 78, 110.

8. Побегайло П.А. О выборе рациональных кинематических параметров рабочего оборудования мощного гидравлического экскаватора прямого копания при предпроектном анализе / П. А. Побегайло // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. докладов VI Международной научно-технической конференций. Чтения памяти В.Р. Кубачека. - Екатеринбург: УГГУ, 2007. - С. 122 – 138.

9. Побегайло П.А. Компьютерное моделирование процесса выбора рациональных кинематических параметров рабочего оборудования мощного гидравлического экскаватора прямого копания при предпроектном анализе / П. А. Побегайло // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. докладов VI Международной научно-технической конференций. Чтения памяти В.Р. Кубачека. - Екатеринбург: УГГУ, 2007. - С. 221 – 237.

Подписано в печать 15.11.2008 г. Печать на ризографе.

Бумага писчая. Формат 60х84 1/16. Гарнитура Times New Roman.

Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ____

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»