Комплексная автоматизация земляных работ строительного производства, выполняемых роторными экскаваторами

• Автор: Примак, Леонид Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 357 с. : ил.

Структурные схемы динамики вращательных систем а с сосредоточенным моментом инерции б с динамическим трансмиссионным, рассредоточенным моментом инерции
о р
Рис 2. Для отрывки траншей прямоугольного или трапецеидального профиля чаше всего используют роторные траншейные экскаваторы, которые имеют навесное землеройное оборудование. Исходя из этого рациональный предел глубины копания для городских условий не превышает 3 м. Передача энергии от дизеля тягача к основным исполнительным механизмам осуществляется с помощью механических, гидравлических или электромеханических трансмиссий приложение 2. Технические характеристики наиболее употребимых роторных траншейных экскаваторов приведены в табл. Физические процессы резания и копания определяют режимы нагружения силовой установки, энергопотоки нагружения необходимо оценивать аналитическими моделями для аналитических исследований проектируемых систем управления. Проведенные исследования позволили осуществить оценку энергетических потоков ЭН Д. Таблица 2.


Поэтому, чтобы синтезировать систему управления и аналитически замкнуть двигатель по нагрузке, необходимо ввести передаточную функцию или несколько передаточных функций по нагрузке 1Уир, т. Унр срУррДля каждого технологического оборудования и рабочей среды они различные. Современная проблема комплексной автоматизации ЭНД состоит в том, что по конструктивному исполнению приводов все они разные и изначально разрабатывались с эргатическим управлением. В силу того, что проблема их комплексной автоматизации не выдвигалась, не накладывались ограничения на их исполнительные привода с позицией управления. При многокоитурности системы управления все они функционируют от одной силовой установки. Решение проблемы комплексной автоматизации ЭПД может осуществляться двумя путями модернизация и разработка новых машин. Путь модернизации состоит в том, что машины с ручным управлением модернизируются за счет внедрения средств автоматизации. Сложность этого пути обусловлена применяемыми трансмиссиями, которые не отвечают требован ия. Путь разработки перспективных машин. Однако все исполнительные привода эргатических контуров управления приспособлены для автоматизации. Путь модернизации имеет свои очевидные достоинства и недостатки, но все созданные технические решения будут иметь короткую перспективу, их быстро обесценит время. Путь разработки перспективных машин потребует изменений конструкции машин, однако он обеспечит долгосрочную перспективу. Базовой конструктивной системой, существенно влияющей на автоматизацию и роботизацию рабочих процессов, является трансмиссия. Для данного класса машин применяются следующие трансмиссии механическая, гидромеханическая, гидрообъемная, электромеханическая. Для контура глубины копания применяют или гидрораспределители с линейной или релейной, статической характеристикой, которые входят составной частью в гидропривод. Строго говоря, контур глубины капания также имеет трансмиссию в виде системы кинематических звеньев, но чаще всего она как автономная подсистема не оговаривается. Во всех рассмотренных случаях надо учитывать динамику трансмиссии. Синтез математической модели трансмиссии с мерным динамическим моментом инерции. Все контура управления именной многозвенные трансмиссии, момент инерции которых нарастает в зависимости от выборки люфтов и упругих связей. Все контура управления имеют трансмиссии с динамическим моментом инерции. Сущность динамических процессов силовых связей состоит в следующем механические трансмиссии ЭНД характерны тем, что они включают в свой состав упругие и демпфирующие связи. Физическая модель механической трансмиссии ЭНД
На рис. У, . Уп связаны динамические связи, включающие в свой состав связи упругие и связи демпфирующие. Демпфирующие связи создают моменты вязкого трения. Выделим кю вращающуюся массу рис. Разграничиваем процессы связанные с динамикой упругих связей и с динамикой вязкого трения. Моменты, обусловленные вязким трением, соответствующих связей имеют вид
ТР. Ры,1 0к. ТР. Р.ы 1. На основании 2. ЛиР. ЛмРм. П,. На основании принципа Даламбера разность упругих моментов по выражению 2. ГР. П Р. ХПО ЛР Р, А 2. Следует оговорить физическую сущность входящих коэффициентов С коэффициент момента для связи, характеризующей вязкое трение. Р МРПР. Тогда правая часть уравнения 2. Р ГкР р4. М., И РМ. Введем обозначениеУР Ри выполним заменуР У. Р
2кМ Рм. ЦАк ккС1к Ол1 кСк. Запишем уравнение для всей трансмиссии в целом, состоящей из пмасс. К первой массе приложен движущий момент, а к последней технологический момент сопротивления. Все ЭНД имеют сплошную трансмиссионную трассировку приложение 2. На рис. Исходя из приведенной структурной схемы следует, что для ЭНД наиболее предпочтительным динамическим режимом работы является стабилизационный. В этом случае динамика трансмиссии будет мало влиять на устойчивость всей системы в целом. Приведем систему уравнений 2. ЛАмЛ2 2. М с. Модель трансмиссии в матричной форме записи
2 г2 5 . Г, 2 з . П МУ 2. М матрицастолбец внешних воздействий. Динамика трансмиссий по выражению 2.