Повышение эффективности сельскохозяйственных погрузочных манипуляторов на основе совершенствования средств оценки долговечности

• Автор: Конюшков, Анатолий Леонидович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ расчтноэкспериментальных методов определения усталостных характеристик грузоподъмных устройств

1.2 Стендовые испытания как эффективный метод оценки наджности технических систем.

1.3 Задачи исследования

ГЛАВА II ОПРЕДЕШ ШЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЧНОСТИ И ДОЛГО

ВЕЧНОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ ПОГРУЗОЧНОГО МАНИПУЛЯТОРА

2.1 Анализ нагрузок, действующих на металлоконструкцию стрелы погрузочного манипулятора.

2.2 Методика определения расчтной базы накопления усталостных напряжений

2.3 Определение коэффициента запаса долговечности по прочностным

и ресурсным характеристикам.
2.4 Определение динамического коэффициента металлоконструкции при
4 различных режимах нагружения.
2.4.1 Подъм груза с основания.
2.4.2 Перемещение груза в горизонтальной плоскости
2.5 Совершенствование средств и способов проведения стендовых испытаний погрузочных манипуляторов
2.5.1 Стенды для проведения ресурсных испытаний
2.5.2 Стендовое оборудование для проведения доводочных испытаний
ГЛАВА III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПОГРУЗОЧНЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ
3.1 Объект и задачи экспериментальных исследований.
3.2 Оборудование для поведения экспериментальных исследований
3.3 Натурные испытания погрузочных манипуляторов
3.4 Выполнение экспериментальных исследований погрузочного манипулятора на стендовом оборудовании.
ГЛАВА IV РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОГРУЗОЧНЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ
4.1 Подъм груза
4.2 Перемещение стрелы в горизонтальной плоскости
4.3 Влияние касательных напряжений на нагруженность стрелы.
4.4 Выгрузка и забор материала грейфером
4.5 Оценка накопления повреждающих напряжений в металлоконструкции стрелы погрузочного манипулятора
4.6 Результаты испытания погрузочных манипуляторов на стендовом оборудовании
ГЛАВА V ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СТЕНДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ДОВОДОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ
5.1 Расчт затрат, связанных с проведением испытаний погрузочного манипулятора на испытательной станции.
5.2 Расчт затрат проведения испытаний погрузочного манипулятора
на стендовом оборудовании.
5.3 Сравнительный анализ проведения испытаний на испытательной станции и с применением разработанного стендового оборудования
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
ЛИТЕРАТУРА


Таким образом, создание технически совершенных и конкурентоспособных видов навесных погрузочных манипуляторов предполагает выполнение конкретных, взаимозависимых этапов (рисунок 1. На этапе проектирования определяют кинематическую схему и технические параметры погрузочного манипулятора исходя из проведенного анализа и оценки выполняемых технологических процессов. Принятая кинематическая схема изделия служит основой для выполнения силового расчёта и определения усилий в элементах конструкции, по которым производится расчёт на прочность, определяются действующие напряжения в металлоконструкции. Существующая практика расчёта по допускаемым напряжениям предполагает, что полученные значения напряжений оцениваются по одной из механических характеристик материала: пределом прочности, текучести или выносливости. При этом отношение характеристики материала к расчетному напряжению является коэффициентом запаса прочности. Ут - предел текучести материала; [Пт - нормативный коэффициент запаса прочности по пределу текучести; 0"тах- наибольшее значение действующего напряжения. Рисунок 1. Зст - напряжение от статической нагрузки; Кд- наибольший коэффициент динамичности. Реальная металлоконструкция испытывает сложное напряженное состояние, поэтому для этого случая производится суммирование действующих напряжений. Yli - коэффициент, учитывающий один из к - факторов. Специфика работы конкретной машины приводит к тому, что значения нормативных коэффициентов запаса прочности для каждой отрасли определяется на основании опытных данных. Так например, для стрел автокранов рекомендуется принимать коэффициент запаса прочности по пределу текучести в диапазоне 1,5-2 [6]. В современном машиностроении накоплен значительный опыт динамических расчётов подъёмно-транспортных машин. Вопросам расчёта динамических нагрузок в грузоподъёмных системах посвящены работы М. М. Гохберга, С. А. Казака, М. С. Комарова, A. A., A. A. Смехова, В. И. Брауде, В. П. Черенкова и многих других авторов [, ,, , , ]. Однако учёт всех факторов, оказывающих влияние на прочность изделия, представляет весьма сложную задачу, особенно на ранней стадии проектирования. Поэтому для определения допускаемых напряжений пользуются нормативными коэффициентами запаса прочности, что даёт сравнительно просто и с высокой степенью точности получить оптимальные параметры конструкции. Прочностные расчеты являются определяющими и лежат в основе создания образцов новой техники. Вместе с тем математические модели не учитывают всего многообразия и особенностей той или иной конструкции, поэтому одним из основных этапов разработки изделия считают экспериментальные исследования, в процессе которых посредством тензометрирования получают информацию о напряжениях деталей и узлов машины, которая записывается на фотобумаге, магнитной ленте, жестком диске или блоке памяти. Продолжительность записи напряжений выбирают приемлемой для выполнения статистической обработки полученной информации. Если один из исследуемых режимов нагружения преобладает с точки зрения повреждающего воздействия, то его выбирают за основной, а при отсутствии преобладания такового собирают статистические данные о времени работы погрузчика на различных режимах и определяют суммарное статистическое распределение напряжений. Обработку информации производят различными методами, которые разделяют на методы непосредственной схематизации [, , ] и методы схематизации с использованием случайных функций. Методы схематизации предполагают совокупность правил и допущений, с помощью которых случайный процесс нагружения заменяют схематизированным, состоящим из таких же циклов, причем считается, что схематизированный процесс эквивалентен исходному по величине усталостного повреждения. Из существующих методов схематизации получили наибольшее распространение метод максимумов, размахов, полных циклов и «стекающего дождя». Метод полных циклов в настоящее время достаточно широко используется в машиностроении и по результатам испытаний металлоконструкций считается одним из наиболее точных [].