Введение к работе
Актуальность работы.
В последние годы большое внимание уделяется процессам автоматизации проектирования. Проектирование и моделирование в автоматизированном режиме сложных динамических систем, таких как землероино-транспортные машины, к которым относится цепные траншейные экскаваторы (ЦТЭ), при использовании мощной электронно-вычислительной техники, позволяет сократить время принятия проектно-конструкторских решений при создании или модернизации машины, ее типовых узлов и агрегатов, существенно снижает затраты на стадии разработки изделия. Выбор оптимальных параметров ЦТЭ происходит по обоснованному критерию эффективности, синтез конструкции проводится эвристически, современное программное обеспечение делает возможным диалог проектировщика и электронно-вычислительной машины на каждом этапе разработки.
Современные системы автоматизации проектирования (САПР) используют различные подходы и методы проектирования. На практике, особенно при проектировании объектов машиностроения, редко встречаются случаи, когда существует возможность полного описания объекта в рамках одной программы. Описания технических объектов должны быть по сложности согласованы с возможностями восприятия человеком и возможностями оперирования описаниями в процессе их преобразования с помощью имеющихся средств проектирования.
Отличительной особенностью траншейных экскаваторов является разветвление силового потока. Энергия двигателя внутреннего сгорания (ДВС) базовой машины перераспределяется между несколькими потребителями: рабочим оборудованием и движителем. Создание устройства управления (УУ), позволяющего оптимально перераспределять энергию ДВС, существенно повысит надежность и производительность ЦТЭ.
В связи с этим возникает необходимость исследования рабочего процесса (РП) ЦТЭ и создания научно-обоснованной САПР параметров гидрообъемной трансмиссии ЦТЭ.
Таким образом, проблема автоматизации проектирования УУ гидрообъемной трансмиссией ЦТЭ на основе современных компьютерных технологий является весьма актуальной.
Цель диссертационной работы:
Разработка системы автоматизации проектирования параметров устройства управления гидрообъемной трансмиссией цепного траншейного экскаватора.
Для достижения поставленной в работе цели, необходимо решить следующие задачи:
- выбрать и обосновать критерий эффективности рабочего процесса цепного траншейного экскаватора;
разработать математическую модель рабочего процесса цепного траншейного экскаватора и алгоритм работы системы управления гидрообъемной трансмиссией цепного траншейного экскаватора;
выявить основные закономерности, связывающие параметры устройства управления гидрообъемной трансмиссией и критерий эффективности;
разработать инженерную методику синтеза оптимальных параметров устройства управления и алгоритм работы системы автоматизации проектирования основных параметров устройства управления гидрообъемной трансмиссией цепного траншейного экскаватора.
Методы исследования. В работе использованы методы математического моделирования, математического анализа, прикладной математики, теории алгоритмов, компьютерного моделирования и системного анализа.
Научная новизна работы заключатся в:
разработанной обобщенной математической модели рабочего процесса цепного траншейного экскаватора;
разработанном алгоритме системы автоматизации проектирования устройства управления гидрообъемной трансмиссией цепного траншейного экскаватора;
установленных функциональных зависимостях, отражающих связь между критерием эффективности и основными параметрами устройства управления гидрообъемной трансмиссией цепного траншейного экскаватора.
Практическая ценность работы состоит в:
инженерной методике синтеза оптимальных параметров устройства управления гидрообьемной трансмиссией и разработанном алгоритме работы системы проектирования основных параметров устройства управления гидрообъемной трансмиссией цепного траншейного экскаватора;
программном продукте системы автоматизации проектирования параметров устройства управления гидрообъемной трансмиссией цепного траншейного экскаватора.
На защиту выносятся:
обобщенная математическая модель рабочего процесса цепного траншейного экскаватора, состоящая из подсистем: двигатель, трансмиссия, рабочий орган, рама, ходовое оборудование, микрорельеф, сила реакции грунта на рабочий орган, устройство управления;
полученные функциональные зависимости, отражающие связь между основными параметрами устройства управления и критерием эффективности;
инженерная методика синтеза оптимальных параметров устройства управления гидрообъемной трансмиссией и алгоритм работы системы автоматизации проектирования устройства управления.
Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и получили одобрение на Международном конгрессе «Машины, технологии и процессы в строительстве» (г. Омск, СибАДИ, 2007); 63-й научно-технической конференции ГОУ СибАДИ (г. Омск, СибАДИ, 2009); Международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых исследователей «Теоретические знания - в практические дела» (г.
Омск, ГОУ ВПО «РосЗИТЛП», 2008-2010); III Всероссийской научно-практической конференции «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (г. Омск, СибАДИ, 2008); IV Всероссийской научно-практической конференции «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (г. Омск, СибАДИ, 2009); 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 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.
Реализация работы. В ОАО «Конструкторское бюро транспортного машиностроения» г. Омска принята к внедрению система автоматизации проектирования устройства управления гидрообъемной трансмиссией цепного траншейного экскаватора.
