Визначення та аналіз характеру зміни силових та енергетичних параметрів робочого процесу землерийно-транспортної машини циклічної дії

Abstract

UK: Постановка проблеми. Ефективність виконання робочого процесу землерийно-транспортною машиною для копання ґрунту залежить від повної реалізації потужності силового обладнання та тягових характеристик ходового обладнання під час виконання цієї операції. Найбільш ефективним буде режим копання ґрунту, коли від його початку до кінцевої стадії силове обладнання реалізує номінальну потужність, а ходове обладнання – максимальний тяговий ККД, за якого буксування рушія не перевищує певне допустиме значення. Однак для традиційних конструкцій землерийно-транспортних машин циклічної дії, таких як скрепер, бульдозер, реалізувати ці умови важко. Особливість процесу копання полягає у зростанні опору копанню ґрунту від його початкової стадії до кінцевої, коли максимально реалізуються тягові властивості машини. Тому розрахунок потужності силового обладнання враховує тягові показники машини на кінцевій стадії копання. Також у сучасних землерийно-транспортних машин з метою підвищення продуктивності даводиться збільшувати транспортні швидкості, що потребує збільшення потужності двигуна і вона може перевищувати потрібну потужність для робочого режиму. Таким чином, нестаціонарність робочого процесу спричинює неповне використання потужності силового обладнання машини і внаслідок цього появу її залишків. Величина залишків потужності залежить від стадії копання ґрунту, його фізико-механічних властивостей, умов взаємодії ходового обладнання з поверхнею руху. Один із засобів реалізації залишкової потужності – це використання її для приводу інтенсифікаторів робочого процесу землерийно-транспортних машин. Тому для ефективного вибору параметрів інтенсифікатора, режимів його роботи потрібно знати величину залишкової потужності та характер її зміни під час копання ґрунту. Мета статті – розроблення методики визначення залишкової потужності силового обладнання землерийно-транспортної машини на прикладі самохідного скрепера, характеру її зміни під час копання ґрунту з урахуванням фізико-механічних характеристик ґрунту та умов взаємодії ходового обладнання з поверхнею руху. Висновок. Запропоновано методику визначення змінних силових та енергетичних параметрів процесу копання ґрунту самохідним скрепером залежно від геометричних параметрів ковша скрепера, умов взаємодії його з ґрунтом, фізико-механічних властивостей ґрунту та особливостей ходового обладнання. Встановлено величину та характер зміни залишкової потужності силового обладнання під час копання ґрунту, яку доцільно використовувати для інтенсифікації робочого процесу скрепера. Для реалізації тягових властивостей ходового обладнання землерийно-транспортної машини, зниження матеріалоємності та енергоємності інтенсифікатора доцільно частково виконувати інтенсифікацію робочого процесу з використанням залишкової потужності двигуна.

RU: Постановка проблемы. Эффективность выполнения рабочего процесса землеройно-транспортной машиной по копанию грунта зависит от полной реализации мощности силового оборудования и тяговых свойств ходового оборудования во время выполнения этой операции. Наиболее эффективным будет режим копания, когда от его начала до конечной стадии силовое оборудование реализует номинальную мощность, а ходовое оборудование – максимальный КПД, при котором буксование движителя не превышает определенное допустимое значение. Однако, для традиционных конструкций землеройно-транспортных машин циклического действия, таких как скрепер, бульдозер, реализовать эти условия трудно. Особенность процесса копания заключается в увеличении сопротивления копанию грунта от начальной стадии до конечной, когда максимально реализуются тяговые возможности машины. Поэтому расчет мощности силового оборудования учитывает силовые показатели машины на конечной стадии копания. Также в современных землеройно-транспортных машинах с целью повышения производительности приходится увеличивать транспортные скорости, которые требуют увеличения мощности двигателя, и она может превышать требуемую мощность для рабочего режима. Таким образом, нестационарность рабочего процесса приводит к неполному использованию мощности силового оборудования машины и вследствие этого появлению её остатков. Величина остатков мощности зависит от стадии копания грунта, его физико-механических свойств, условий взаимодействия ходового оборудования с поверхностью движения. Один из способов реализации избыточной мощности – это использование её для привода интенсификаторов рабочего процесса землеройно-транспортных машин. Поэтому для эффективного выбора параметров интенсификатора, режимов его работы необходимо знать величину остатков мощности и характер её изменения во время копания грунта. Цель статьи – разработка методики определения остаточной мощности силового оборудования землеройно-транспортной машины на примере самоходного скрепера, характера её изменения при копании грунта с учетом физико-механических характеристик грунта и условий взаимодействия ходового оборудования с поверхностью движения. Вывод. Предложена методика определения текущих силовых и энергетических параметров процесса копания грунта самоходным скрепером в зависимости от геометрических параметров ковша скрепера, условий его взаимодействия с грунтом, физико-механических свойств грунта и особенностей ходового оборудования. Установлена величина и характер изменения остаточной мощности силового оборудования при копании грунта, которую целесообразно использовать для интенсификации рабочего процесса скрепера. Для реализации тяговых свойств ходового оборудования землеройно-транспортной машины, снижения материалоемкости и энергоемкости интенсификатора целесообразно частично проводить интенсификацию рабочего процесса с использованием остаточной мощности двигателя.

EN: Raising of problem. Efficiency of implementation working process an earthmoving-transport machine on digging of soil depends on complete realization of power equipment and hauling properties working equipment during implementation this operation. Most effective will be the mode of digging when from his beginning to the final stage a power equipment will realize nominal power, and working equipment maximal KKD at that skidding of mover does not exceed the defined possible value. However, for the traditional constructions of earthmoving-transport machines cyclic action, for such, as a drag shovel, bulldozer, realizing these terms is heavy. The feature of process digging consists in the increase of resistance to digging soil from the ego of the initial stage to eventual when hauling possibilities of machine will be maximally realized. Therefore the calculation of power equipment takes into account the power indexes of machine on the final stage of digging. Thus the unstationarity of working process results in the under exploitation of power equipment machine and hereupon appearance her bits and pieces. The size of bits and pieces power depends on the stage digging of soil, his physical and mechanical properties, terms cooperation of working equipment with the surface of motion. One of methods realization surplus power, this use it for the drive intensifiers working process of earthmoving-transport machines. Therefore for the effective choice parameters of intensifier, his office hours it is necessary to know the size of bits and pieces of power and character her change during digging of soil. The purpose of the article. Development of methodology determination remaining power equipment an earthmoving-transport machine on the example self-propelled drags hovel, character her change at digging of soil taking into account physical and mechanical properties of soil and terms cooperation working equipment with the surface of motion. Conclusion. Methodology of determination current power and power parameters process digging of soil depending on the geometrical parameters scoop drag shovel, terms his cooperating with soil, physical and mechanical properties of soil and features working equipment a self-propelled drags hovel is offered. A size and character of change remaining power equipment are set at digging of soil, that it is expedient to use for intensification of working process drags hovel.