Введение к работе
Актуальность работы. В рамках глобальной проблемы рационального природопользования следует выделить менее масштабную, но от этого не менее значимую проблему природообустройства, в частности, благоустройства и содержание городских территорий: транспортных магистралей, жилых массивов, площадей и парковых зон отдыха, а также мест с культурно-исторической ценностью и природной уникальностью. От успешного решения указанной проблемы зависят не только санитарно-эпидемиологическое состояние, но и внешний облик города. Это, в свою очередь, не может не отразиться на привлекательности города для развития индустрии туризма, на морально - психологическом климате и настроении горожан и, конечно, на воспитании патриотических чувств подрастающего поколения.
Благоустройство и содержание дворовых территорий предполагает применение малогабаритной универсальной техники, которая способна выполнять различные операции при помощи сменного рабочего оборудования. В большинстве своем указанное оборудование является активным.
Характерная особенность машин с активным рабочим оборудованием -разветвление силового потока, при котором часть мощности двигателя передается рабочему органу, минуя движитель. Наряду с другими факторами указанное разветвление существенным образом влияет на эффективность машины. Мощность на движителе определяет скорость поступательного перемещения и производительность, мощность на рабочем органе - качество выполнения рабочих операций. В виду того, что мощность двигателя ограничена, возникает необходимость ее рационального распределения в зависимости от изменяющихся внешних условий.
Цель работы: повышение эффективности малогабаритной коммунальной машины для зимнего содержания дворовых территорий за счет обеспечения возможности работы в широком диапазоне режимных параметров.
Задачи:
Выполнить системный анализ малогабаритной коммунальной машины.
Разработать физическую модель подсистемы «антигололедный материал -вибрационный питатель» и определить зависимость расхода материала и крутящего момента на приводном валу от параметров вибрации, угла наклона лотка и толщины слоя материала.
Разработать математическую модель рабочего процесса малогабаритной машины и установить влияние параметров регулирования і\ и f2 на основные параметры рабочего процесса.
Определить зависимости расхода материала, производительности машины и энергоемкости процесса от коэффициента распределения мощности двигателя между приводом вибрационного питателя и движителем.
Найти рациональные значения коэффициента распределения в зависимости от сопротивления перемещению малогабаритной коммунальной машины.
6. Оценить эффективность и разработать методику расчета машин с расширенными режимными параметрами.
Методы исследований основаны на использовании основных положений системного анализа, физического и математического моделирования, положений теоретической механики, теории планирования эксперимента. Методика исследований включает в себя применение методов имитационного моделирования на ЭВМ.
Достоверность научных положений подтверждается методологической базой исследования, соблюдением основных принципов физического и математического моделирования, лабораторными исследованиями и идентификацией промежуточных результатов с исследованиями других авторов.
Научная новизна представлена:
физической моделью подсистемы «антигололедный материал - вибрационный питатель»;
математической моделью малогабаритной машины;
оценкой влияние коэффициента распределения мощности на удельный расход антигололедного материала, производительность малогабаритной машины и энергоемкость процесса;
оптимальным значением коэффициента распределения мощности в зависимости от сопротивления на отвале.
Практическая ценность заключается в разработанной методике расчета малогабаритных коммунальных машин с расширенными режимными параметрами.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Для бункера с вибрационным питателем в исследованном диапазоне из
менения независимых факторов:
влияние толщины слоя материала и направление колебаний лотка на расход материала являются незначимыми;
зависимость расхода материала от амплитуды и частоты колебаний лотка является линейной;
наиболее значимым фактором, определяющим расход материала, является угол наклона лотка.
Зависимость крутящего момента от амплитуды колебаний является линейной, от частоты - слабовыраженной квадратичной зависимостью.
Для малогабаритной коммунальной машины во всем диапазоне изменения сопротивления перемещению существует рациональный режим работы, который определяется коэффициентом распределения мощности двигателя между приводом рабочего органа и движителем. В исследованном диапазоне изменения сопротивления указанный коэффициент находится в пределах 0,12...0,68.
Методика расчета малогабаритной коммунальной машины должна учитывать полную загрузку двигателя по мощности и коэффициент буксования движителя.
Реализация результатов. Основные результаты диссертационной работы приняты к внедрению в Управляющей компании ООО «Приморский» (г. Иркутск) при разработке коммунальной малогабаритной техники. Кроме того, результаты исследований используются в учебном процессе на кафедре СДМ и ГС ИрГТУ по курсу "Моделирование рабочих процессов ПТ и СДМ", дипломном проектировании.
Апробация работы. Отдельные этапы и основные результаты работы докладывались и получили одобрение на научных семинарах, конференциях ИрГТУ, СибАДИ, БрГУ (2005-2009 г.г.)
Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ, в т.ч. одна публикация в издании, рекомендованном ВАК РФ и получен патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и приложения. Работа содержит 115 страниц машинописного текста, 47 рисунков, список литературы из 93 наименований и приложение на 19 страницах.
Похожие диссертации на Определение рациональных режимов работы малогабаритной коммунальной машины для зимнего содержания дворовых территорий
