Повышение эффективности работы комплекса "скрепер-толкач" путем совершенствования процесса их взаимодействия

• Автор: Загородних, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 215 с. : ил

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Комплекс «скрепер-толкач» является одной из наиболее эффективных и распространенных систем производства земляных работ. Практическое отсутствие специальных толкачей вынуждает использовать для этих целей бульдозеры на базе гусеничных тракторов. В момент стыковки скорость толкача может на 7...8 км/ч превышать скорость скрепера, что приводит х большим динамическим нагрузкам металлоконструкций, трансмиссии и привода. Ручное управление стыковки толкача и скрепера с последующей совместной работой требует высокого мастерства оператора, поскольку он одновременно контролирует большое число непрерывно меняющихся параметров. Даже высококвалифицированный оператор оценивает изменение условий копания грунта ориентировочно и выбранные им режимы часто не являются оптимальными.
Повышение эффективности разработки грунта может быть достигнута регулированием совместной работы комплекса «скрепер-толкач» путем сокращения времени на подход толкача к скреперу и обеспечения «мягкой» стыковки, повышения доли суммарного тягового усилия эа счет корректировки положения толкача относительно продольной оси скрепера и направления его движения.
Целью работы является повышение производительности комплекса «скрепер-толкач» согласованием скорости и направления движения при стыковке и совместной работе по набору грунта в ковш скрепера.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи: разработаны математические модели работы комплекса «скрепер-толкач» с прицепным и самоходным скреперами;
разработана система контроля и вариант технических средств управления сближением машин и совместной работы комплекса «скрепер-толкач»;
выполнен анализ математических моделей работы комплексов с учетом их технических характеристик и технологических параметров объектов;
проведены экспериментальные исследования работы комплексов «скрепер-толкач» с управлением сближения и совместной работы и оценена эффективность результатов исследования.

Научная новизна работы:

математические модели работы комплексов «прицепной скрепер-толкач» и «самоходный скрепер-толкач», описывающие взаимосвязи основных параметров скреперов, их рабочие процессы и технико-экономические показатели с учетом особенностей взаимодействия скреперов и толкача;
взаимосвязи основных параметров скреперов и технологических условий работы с производительностью, стоимостью мапшно-смены, удельными приведенными затратами, энерго- и материалоемкостью, энергоемкостью набора грунта в ковш;
закономерности изменения эффективности системы контроля стыковки и соосности движения скрепера и толкача от вместимости ковша прицепного и самоходного скреперов, дальности транспортирования грунта.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанные математические модели и их программное обеспечение позволяют установить эффективность применения системы контроля в комплексах «прицепной скрепер-толкач» и «самоходный скрепер-толкач»; а также создание технических средств контроля управления сближением я совместным движением скрепера и толкача.
На защиту выносятся:
результаты аналитического определения показателей работа комплексов «прицепной скрепер-толкач» и «самоходный скрепер-толкач», оборудованных системой контроля стыковки и соосности движения;
результаты экспериментальных исследований изменения эффективности работы скреперных комплексов от конструктивных параметров скрепера и технологических факторов производства работ;
система контроля стыковки скрепера и толкача и соосности их последующего движения при наборе фунта в ковш.
Обоснованность и достоверность научных положешм и выводов обеспечивается корректностью постановки задачи и использования теоретических зависимостей и принятых допущений, применением известных математических методов; а танке качественным и количественным согласованием результатов теоретических ксследовэнйй с экспериментальными данными.
Реализация работы. Результаты работы использованы арк сдовцшки -в логическими средствами контроля стыковки и соосности движения скреперных комплексов с прицепным и самоходным скреперами с применением ях на строительных объектах Орловской области. Результаты диссертационной работы используются также б учебном процессе Орвок-жого государственного технического университета.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях преподавателей, сотрудников и аспирантов Орел ГТУ (1998 — 2002 г.г.); научно-технической конференции «Строительство-?:?» (Ростов-Дон,
1999 г.); II международный научно-технической конференции «Высокие технолог?® в экологии» (Воронеж, 1999 г.); международном симпозиуме ИНТЕРСТРОЙМЕХ-2000 (Харьков,
2000 г.); международной научно-технической конференции Й1ГГЕРСТРОЙМБХ-2001 (Санкт-П&тзрбург, 2001 г.); международной научно-технической конференции ИНТЕР-СТРОЙМЕХ-2002 (г. Могилев, 2002 г.); VI международной каучно-техшзческой конференции “Высокие технологии в экологии” (г. Воронеж, 2002 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, с гом числе 5 авторских свидетельств к патентов на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, лита глав, общих выводов, списка литературы из 138 источников, 14 приложений а содержи; 215 машинописных страниц, в том числе 172 страницы основного текста, 51 илагоетряцик? н 24 таблицы.

рования и производства. В новых конструкциях машин обеспечивается значительно меньший объем работ по техническому, обслуживанию, используется оборудование с увеличенным периодом между операциями по техническому обслуживанию, с централизованной смазкой и управлением от бортовой ЭВМ, с высокоэффективными фильтрами, с модульной компоновкой, обеспечивающей легкий доступ к узлам и агрегатам, с групповым расположением элементов, требующих частого обслуживания. Кабины оборудуются системой защиты машиниста при опрокидывании машины, используются сигнальные датчики, блокирующие устройства, системы аварийного торможения, проблесковые огни, звуковая сигнализация и др. Для. повышения конкурентоспособности улучшается эстетическое оформление машины, система сервисного технического обслуживания и обеспечения запасными частями по заказу потребителя [8, 16, 60, 126].
Автоматизация, компьютеризация и роботизация землеройных машин осуществляется на базе достижений микропроцессорной техники и использования ЭВМ. Создается автоматизированная техника, обеспечивающая интенсификацию процессов копания и'транспортирования грунта, что облегчает труд машиниста по управлению агрегатами. Обеспечиваются адаптирующие режимы работы, микропроцессорные системы обрабатывают сигналы от датчиков по программам оптимального протекания рабочего процесса, выдерживается заданный профиль обрабатываемой поверхности на базе лазерной - техники. Применение электронных устройств способствует повышению эффективности работы, экономии энергозатрат, безопасности обслуживающего персонала, увеличению надежности за счет оснащения машины бортовыми диагностическими устройствами, повышению точности выполнения работ благодаря использованию систем управления с обратной связью [15].
Совершенствование систем и комплексов машин определяется решением проблем, связанных с интенсификацией строительства, на основе дальнейшего развития систем машин различного назначения, унификации, широкого исполь-