Повышение эффективности работы автогрейдера за счёт совершенствования системы управления отвалом

• Автор: Иванов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Современное состояние исследований в области работы автоматизированных землеройно-транспортных машин
1.2 Постановка задач и методика исследований
2 АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ АВТОГРЕЙДЕРА ПРИ РЕЗАНИИ И ПЕРЕМЕЩЕНИИ ГРУНТА ОСНОВНЫМ ОТВАЛОМ
2.1 Математическая модель автогрейдера для исследования его показателей при резании и перемещении грунта
2.1.1 Обоснование принятой расчетной схемы автогрейдера
2.1.2 Функциональные зависимости внешних сил и реакций, действующих на автогрейдер
2.1.3 Моделирование работы автогрейдера на ЭВМ
2.2 Результаты аналитических исследований работы автогрейдера
при резании и перемещении грунта основным отвалом
2.3 Выводы
3 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСНОВНЫМ ОТВАЛОМ АВТОГРЕЙДЕРА
3.1 Структурная схема и алгоритм управления процессом резания и перемещения грунта
3.2 Исследование радиоволнового измерителя текущего объема грунта, разрабатываемого отвалом ЗТМ
3.3 Имитационное моделирование датчика текущего объёма грунта, разрабатываемого отвалом ЗТМ, и системы автоматического управления косопоставленным отвалом автогрейдера в процессе резания и перемещения грунта

3.4 Практическая реализация системы автоматического управления
процессом резания и перемещения грунта косопоставленным отвалом автогрейдера
3.5 Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОГРЕЙДЕРА В
ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУНТА
4.1 Задачи и методика экспериментальных исследований
4.2 Результаты экспериментальных испытаний автогрейдера в
процессе резания и перемещения грунта косопоставленным отвалом
4.3 Оценка погрешности результатов измерений
4.4 Оценка технико-экономической эффективности работы
автогрейдера
4.5 Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Список использованных источников
Приложение А. Акты внедрения
Приложение Б. Сведения о регистрации алгоритмов и программ
Приложение В. Сведения о патенте РФ на изобретение
Приложение Г. Технические характеристики автогрейдера ДЗ
Приложение Д. Расчет технико-экономической эффективности работы автогрейдера при резании и перемещении грунта с разработанной системой управления косопоставленным отвалом
Приложение Е. Программа управления процессом резания и перемещения грунта косопоставленным отвалом

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В строительстве достаточно важной составляющей является проведение земляных работ, в частности, резания и перемещения грунта, которое в большинстве случаев осуществляется землеройно-транспортными машинами (ЗТМ). Одной из ЗТМ, выполняющей резание и перемещение грунта, является автогрейдер.
Качественное выполнение работ во многом зависит от квалификации оператора, который вынужден одновременно контролировать большое количество непрерывно меняющихся параметров. Однако даже высококвалифицированный оператор оценивает изменение параметров ориентировочно, что часто приводит к режимам работы далёким от рациональных.
Кроме того, до настоящего времени управление процессом резания и перемещения грунта осуществляется в основном изменением скорости движения машины и высотного положения отвала, что приводит к увеличению необходимого количества проходов.
Повышение производительности ЗТМ при резании и перемещении грунта возможно за счёт рационального выбора параметров рабочего процесса с помощью систем автоматического управления.
Многими авторами предложены разнообразные устройства управления рабочим оборудованием и другими системами автогрейдера, но эти разработки, в большинстве случаев, не устраняют полностью описанные выше недостатки в процессе резания и перемещения грунта.
В связи с этим актуальным является создание системы автоматического управления отвалом по параметру, характеризующему текущую производительность автогрейдера в процессе резания и перемещения грунта, использующей в качестве управляющего воздействия изменение угла захвата отвала при его неизменном высотном положении, что не только повысит производительность ЗТМ, но и уменьшит необходимое количество проходов, следова-

В Сибирском автомобильно-дорожном институте разработана гидравлическая система автоматического управления рабочим органом землеройно-транспортной машины [9], где также используется принцип стабилизации коэффициента буксования.
Гидронасосы А и Б, приводимые от ведомых и ведущих колес, выполняют функцию измерителя буксования. При установившемся движении ЗТМ с заданным значением буксования колесного движителя производительность насосов подбирается так, что жидкость, подаваемая насосом А, полностью перекачивается в бак насосом Б. При ином режиме давление в гидроцилиндре 2 изменяется за счет несоответствия производительности насосов А и Б. Гидроцилиндр перемещает золотник распределителя, направляющего поток масла от гидронасоса основной системы в соответствующую полость гидроцилиндра управления рабочим органом.
На рисунке 1.10 предложена схема устройства стабилизации буксования движителя, разработанная H.A. Ульяновым и Ю.И. Калининым [52, 115].
Рисунок 1.10- Система стабилизации буксования движителя
Выходные сигналы, пропорциональные теоретической и действительной скорости движения, поступают на датчик буксования ДБ, который