Совершенствование системы управления рыхлительным агрегатом

• Автор: Глушец, Виталий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 204 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Известные способы и средства разработки мерзлых и скальных грунтов

1.2. Анализ тенденций развития рыхлительных агрегатов

1.2.1. Обзор и анализ конструкций навесных устройств рыхлителей

1.2.2. Анализ работ в области совершенствования систем управления рыхлительным агрегатом

1.3. Модель объекта исследования

1.4. Анализ математических моделей двигателя как объекта регулирования

1.5. Анализ взаимодействия движителя с поверхностью грунта

1.5.1. Анализ стохастических математических моделей рельефа

1.5.2. Анализ математических моделей процесса взаимодействия ходового оборудования с неровностями микрорельефа
1.6. Обзор существующих теорий рыхления грунтов
1.7. Анализ, обоснование и выбор критериев эффективности
1.8. Цель и задачи исследования
2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Общая методика исследований
2.2. Методы математического моделирования рабочего процесса рыхлительного агрегата
2.3. Методика экспериментальных исследований
2.4. Структура выполнения работы
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА РЫХЛИТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА
3.1. Математическая модель движения рыхлительного агрегата
3.2. Математическая модель двигателя как объекта регулирования

3.3. Математическая модель механической трансмиссии
3.4. Математическая модель взаимодействия рабочего органа
с грунтом
3.5. Математическая модель воздействия микрорельефа на
неуправляемые перемещения рабочего органа
3.6. Математическая модель гидропривода рабочего органа
3.7. Математическая модель системы управления рабочим органом
3.8. Обобщенная математическая модель рыхлительного агрегата с системой управления
3.9. Выводы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Анализ влияния статистических параметров микрорельефа на эффективность рыхлительного агрегата
4.2. Анализ влияния основных параметров системы управления на эффективность рыхлительного агрегата
4.3. Методика выбора основных параметров системы управления
4.4. Выводы
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Экспериментальные исследования рабочего процесса рыхлительного агрегата
5.2. Подтверждение адекватности математической модели
5.2.1. Оценка адекватности математической модели микрорельефа
5.2.2. Оценка адекватности математической модели рабочего процесса рыхлительного агрегата
5.3. Внедрение результатов исследований
5.4. Алгоритм работы системы управления
5.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЗТМ - землеройно-транспортная машина;
ЗМ - землеройная машина;
РО - рабочий орган;
РА - рыхлительный агрегат;
РП - рабочий процесс;
СУ - система управления;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
ТАУ - теория автоматического управления;
АФЧХ - амплитудно-фазовая частотная характеристика;
САУ - система автоматического управления;
МТА - машино-тракторный агрегат;
РЧВ - регулятор частоты вращения ДВС.
г - положение рейки топливного насоса ДВС;
Мс - момент сопротивления на валу ДВС;
Юд - угловая скорость вала ДВС; кд - коэффициент передачи ДВС;
Тд - постоянная времени ДВС;
шт - момент на валу электромагнитного тормоза;
кд — коэффициент передачи испытательного тормозного стенда;
Т21с, Т2с - постоянные времени испытательного тормозного стенда; кт - коэффициент передачи электромагнитного тормоза;
Тг - постоянная времени электромагнитного тормоза;
Ме - эффективный крутящий момент, вырабатываемый ДВС;
1Д— приведенный к валу ДВС, момент инерции вращающихся частей; кдс - коэффициент самовыравнивания ДВС;
©л - коэффициент усиления по нагрузке на валу ДВС; тр - приведенная масса движущихся частей РЧВ;

формулы, полученной в результате анализа большого числа экспериментальных данных:
где С - число ударов динамического плотномера с наконечником площадью 1 см2; Ь - глубина резания; 5 - ширина режущей кромки зуба; <Хр - угол резания; р - коэффициент, учитывающий влияние открытых стенок; А - коэффициент, учитывающий затупление рабочего органа.
Физические характеристики грунта учитываются с помощью коэффициента С, на основании которого Зелениным А.Н. была разработана шкала сопротивляемости мерзлых грунтов резанию, также в этой формуле учитывается влияние угла резания сц, на сопротивление резанию разрабатываемого грунта.
Точность вычислений по формуле (1.30) при значениях в > 10 см непрерывно уменьшается при увеличении в, поэтому для РО с шириной режущей кромки Б > 10 см рекомендуется применять формулу:
Натурные испытания показали, что значения усилия резания, полученные с помощью формул (1.30) и (1.31) для различных условий резания, в среднем расходятся с опытными данными не более чем на 10%.
Ветров Ю.А. /33, 34/ предлагает рассматривать силу блокированного резания простым ножом, в виде трех частей (рис. 1.15):
1) Сила для преодоления лобовых сопротивлений ножу Рсв, пропорциональная площади лобовой части и ширине среза, и зависящая от крепости грунта и от угла резания;
2) Сила разрушения грунта в боковых расширениях прорези Рбок, пропорциональная площади их сечения, и зависящая от крепости грунта и практически не зависящая от угла резания и ширины среза;
(1.30)
(1.31)