Выбор параметров механизма поворота экскаватора с гидравлическим приводом с учётом эргономических требований и эксплуатационных режимов нагружения

• Автор: Хорош, Иван Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 133 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕХАНИЗМОВ ПОВОРОТА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЭКСКАВАТОРОВ С УЧЁТОМ ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ
1Л. Основные схемы, методы проектирования и расчёта механизмов поворота экскаваторов
1.2. Анализ режимов работы и надёжности механизмов поворота экскаваторов
1.3. Эргономические условия работы машиниста в системе «оператор-машина»
1.4. Актуальность проблемы и задачи исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ НАГРУЖЕНИЯ ГИДРОПРИВОДА И ПЕРЕДАЧ МЕХАНИЗМА ПОВОРОТА ЭКСКАВАТОРОВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
2.1. Методика проведения натурных, тензометрических испытаний и обработки данных
2.2. Экспериментальные графики эксплуатационных режимов нагружения
2.3. Экспериментальные значения нагрузок в гидроприводе и передачах механизма поворота
2.4. Циклограмма и временные показатели режимов работы механизма поворота
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЗОК И УСКОРЕНИЙ ПРИ ПОВОРОТЕ ПЛАТФОРМЫ ЭКСКАВАТОРА
3.1. Расчёт допустимой скорости поворота с учётом эргономических требований
3.2. Функциональные зависимости параметров механизмов поворота гусеничных экскаваторов третьего поколения

3.3. Математическая модель механических передач системы поворота
платформы
3.4. Нагрузки и ускорения в механической системе поворота платформы экскаватора
3.5. Математическая модель гидропривода механизма поворота одноковшового экскаватора
3.6. Реализация математической модели гидропривода на ЭВМ
3.7 Сравнительная оценка результатов экспериментальных и теоретических исследований
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ МЕХАНИЗМОВ ПОВОРОТА УНИВЕРСАЛЬНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ С ГИДРОПРИВОДОМ
4.1. Экспресс-метод выбора оптимальных параметров механизма поворота с учётом эргономических критериев
4.2. Методика расчёта механизма поворота одноковшового универсального экскаватора с гидроприводом на стадии технического проекта
4.3. Разработка и обоснование конструкции демпфера крутильных колебаний
4.4. Рекомендации по расчёту деталей гидромашин и передач механизма поворота на заданный срок службы экскаватора с учётом эксплуатационных режимов нагружения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Технические характеристики экскаваторов с гидравлическим приводом и параметры механизмов поворота
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты экспериментальных исследований
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Исходные данные к математической модели
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Акты внедрения и экономическая эффективность разработанных рекомендаций

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы обусловлена необходимостью решения ряда проблем, возникающих при эксплуатации новых моделей отечественных экскаваторов, оснащённых мощными дизельными двигателями, гидроприводом с давлением 28...35 МПа, ходовыми устройствами повышенной проходимости тракторного типа или уширенно-удлинённым гусеничным ходом, обеспечивающим устойчивость экскаватора при работе. Высокий уровень отказов механизма поворота, значительные экономические потери, связанные с ремонтными работами и простоем техники, и осложнившиеся условия работы машиниста требуют проведения широкого спектра научных исследований по анализу причин отказов, уточнению технических требований, методик проектирования и расчёта механизмов поворота, нормативных физиологических условий работы машиниста и эксплуатационных режимов работы механизма и гидропривода. Данные научные постановки и технологические решения позволяют минимизировать экономические потери и затраты при ремонте и простое техники в случае возникновения неисправности или ухудшения самочувствия машиниста экскаватора.
Основанием для проведения данной работы послужили:
- программа СО РАН «Механика, научные основы машиностроения и надёжность машин» (1995-1998 г.г.);
- план НИР Научного совета РАН по комплексной проблеме «Машиностроение» (1997-2000 г.г.);
- планы НИОКР СибНИИстройдормаш.
Цель работы: создание методики обоснованного выбора оптимальных параметров механизма поворота платформы гусеничного экскаватора с гидравлическим приводом с учётом эргономических требований и эксплуатационных режимов нагружения и разработка конструктивных решений привода, направленных на снижение динамических нагрузок. Цель достигается путём:

работоспособность гидропривода /24, 26, 27/. Осциллограммы испытаний были обработаны автором по специально разработанной методике с целью построения графиков режимов нагружения и определения параметров, определяющих долговечность деталей механизмов и гидромапшн в соответствии с современными методами расчёта их несущей способности. Цель обработки - получение численных значений статистических параметров, характеризующих эксплуатационный режим работы гидронасоса, гидромотора и передач механизма поворота экскаватора при повороте платформы.
Испытание экскаватора ЭО-4121А с обратной лопатой проводилось в г. Красноярске при температуре воздуха в период испытаний минус 14... минус 32°С и скорости ветра - 2.. .5 м/с. Экскаватор производил разработку котлована в смёрзшемся гравии и разработку траншеи после пожогов. При испытаниях на ленту осциллографа Н-700 с помощью стандартных датчиков ТДД-400 записывалось давление в напорной гидролинии секции насоса и в гидролиниях на входе и выходе гидромотора механизма поворота при выполнении циклов экскавации. Аппаратура была установлена в штатной передвижной обогреваемой лаборатории на базе автомобиля ЗИЛ-157.
Испытание экскаватора ЭО-4121АХЛ северного исполнения проводилось на станции Алонка Байкало-Амурской магистрали при температуре до минус 34°С и было повторено на строительстве станции Этеркан при температуре до -минус 47°С. Экскаватор с обратной лопатой производил штабелирование разрыхлённой бульдозером «Komatsu» мёрзлой дресвы на ст. Алонка и перегрузку мёрзлой дресвы из штабеля в транспорт на ст. Этеркан. В процессе испытаний на ленту осциллографов записывались давления в гидролиниях насоса и гидромотора поворота и частота вращения платформы. Аппаратура устанавливалась в обогреваемых передвижных мастерских МТО-АТ на базе автомобилей ЗИЛ-131 (рис. 2.1) и ГАЗ-66, датчики давления ТДД-400 - на трубопроводах гидромотора поворота (рис. 2.2) и насоса. Частота вращения платформы замерялась с помощью импульсного дискретного электромагнитного датчика (рис. 2.3). Осциллограф Н008, усилитель 8АНЧ-7М, электронный потенциометр