Введение к работе
2j0 ^2.1.
Актуальность. Повышение эффективности универсальных малогабаритных погрузчиков (УМП) с бортовым поворотом, имеющих широкую номенклатуру сменных рабочих органов, является результативным путем снижения доли ручного труда в строительстве, лесном хозяйстве и других отраслях промышленности.
В настоящее время нет однозначного подхода к оценке эффективности универсальных малогабаритных машин. Классические подходы к решаемой задаче сформированы на основе дифференцированного способа при проектировании и формировании критериев оценки, а так же как правило, не учитывают взаимовлияние определяющих параметров.
Разработка методики расчета и оптимизации на базе критерия, учитывающего взаимосвязь основных конструктивных параметров, позволяющей совместить расчет с одновременной их оптимизацией и оценкой эффективности является актуальной.
Малогабаритные машины с малой эксплуатационной массой не эффективно реализовывают напорное усилие необходимое для наполнения ковша. Грузоподъемность таких машин ограничивается максимальным опрокидывающим моментом, увеличивающимся при подъеме рабочего органа в верхнее положение. Для устранения недостатка предложено повысить эффективность УМП за счет оснащения его рабочим оборудованием безнапорного типа и сменой конструкции механизма подъема.
Актуальной является и задача сравнения эффективности УМП с рабочим оборудованием напорного и безнапорного типов на основе апостериорной информации.
Цель работы. Целью настоящей работы является разработка научных и практических рекомендаций по повышению эффективности УМП за счет совершенствования рабочего оборудования и оптимизации его параметров.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Провести анализ научных работ и конструкции погрузочного оборудования для машин с напорным и безнапорным способом наполнения ковша.
Разработать критерий эффективности (целевую функцию оптимизации), учитывающий взаимовлияние энергетических, технологических, геометрических и прочностных параметров рабочего оборудования.
Разработать методику расчета рабочего оборудования безнапорного типа и рекомендации по его эффективному использованию.
Разработать математическую модель функционирования объемного гидропривода с эффектом мультипликатора, включающую геометрический синтез рабочего оборудования УМП безнапорного типа.
Математически формализовать технологический цикл работы УМП напорного и безнапорного типов.
Провести вычислительный эксперимент на математических моделях и оценить их адекватность.
РОС, НАЦИОНАЛЬНА*I БИБЛИОТЕКА |
7. Оценить экономическую эффективность внедрения результатов работы.
Научная новизна.
1. Установлена взаимосвязь основных параметров УМП (грузоподъем
ность, мощность, эксплуатационная масса, производительность, показатель на
значения) на основе разработанного безразмерного критерия.
Получено уравнение и исследована чувствительность (степень изменения) значений критерия от приращений входящих в него параметров для определения наиболее рационального пути совершенствования конструкции машины.
Предложена методика и расчетная схема для рабочего оборудования безнапорного типа учитывающие эффект мультипликатора.
Разработана структурная схема и формализована математическая модель для оптимизации параметров механизма рабочего оборудования.
Получены уравнения для определений значений параметров УМП безнапорного типа на основе анализа параметров машин с традиционным рабочим оборудованием.
Разработаны схемы работы УМП и методика расчета производительности на основе апостериорной информации.
Установлен эффективный типоразмерный ряд УМП безнапорного типа.
Практическая ценность работы. Практическая ценность работы заключается в разработанных рекомендациях и методиках расчета и оптимизации параметров рабочего оборудования безнапорного типа, включающих оценку эффективности УМП на основе априорной и апостериорной информации.
Обоснованность и достоверность результатов. Методологическая база исследования основана на положениях теории размерностей и подобия, теоретической механики, теории машин и механизмов, гидравлики и математической статистики. При исследовании использовалась апостериорная информация по параметрам УМП, выпускаемых 8-ю ведущими зарубежными фирмами. Результаты расчета теоретической производительности коррелированны с данными натурных испытаний УМП.
Реализация работы. Результаты работы внедрены в учебный процесс Красноярского государственного технического университета на кафедрах строительных и дорожных машин, подъемно-транспортных машин и роботов, а также на кафедре проектирования лесного оборудования Сибирского государственного технологического университета.
Результаты используются в КНЦ СО АН РФ (краевая программа по выпуску наукоемкой и малотоннажной техники, задание ОЦ 031) и в ОАО «Красноярский автобус».
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 1999 п), научно-технической конференции с международным участием «Подъ-
ечно-транспортные машины - на рубеже веков», посвященной 75-ти летию образования кафедры «Подъемно-транспортные системы» МГТУ им. Н. Э. Баумана (Москва, 1999 г.), межрегиональном научно-педагогическом симпозиуме "Проблемы организации научно-исследовательской работы студентов и научно-технического творчества молодежи на современном этапе" (Красноярск, 2000 г.), межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Студенческая наука - городу и краю» (Красноярск, 2000 г.), межрегиональной научно-технической конференции с международным участием «Механики XXI веку» (Братск, 2002 г.), Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Транспортные системы Сибири» (Красноярск, 2000 -2004 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ и методические указания по курсовому и дипломному проектированию.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, списка определений, обозначений и сокращений, четырех глав, основных результатов и выводов по работе, направления дальнейших исследований, списка использованных источников из 116 наименований и восьми приложений. Работа изложена на 185 страницах, включая 35 рисунков, 4 таблицы.
