Нагрузочных режимов в навесном оборудовании колесных погрузчиков 05. 02. 02 машиноведение и детали машин
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
На правах рукописи Климов ] S Анатолий Александрович ФОРМИРОВАНИЕ НАГРУЗОЧНЫХ РЕЖИМОВ В НАВЕСНОМ ОБОРУДОВАНИИ КОЛЕСНЫХ ПОГРУЗЧИКОВ 05.02.02 — машиноведение и детали машин Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Красноярск 2000 Работа выполнена в Красноярском государственном аграрном университете. Научные руководители j;OKTop технических наук, Верхов Ю.И. профессор . кандидат технических наук, профессор Синснко Е.Г. Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Полстайкнн В.Ф. кандидат технических наук, доцент Емельянов РТ. Ведущая организация ОАО « Красноярский завод лесного машиностроения Защита состоится 27 июня 2000 г. на заседании диссертационного совета Кв Красноярском государственном техническом университете по адресу 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26, ауд. Г Тел (8-3912) 49-79-90,49-76-19. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного технического университета. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета. Автореферат разослан ^ ^ мая 2000 г. Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент 1.' 1 Кондрашов П.М. ^Ш'Щгл-шм.о ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность Широко применяемы в различных отраслях народ1юго хозяйства колесные погрузчики обладают вьюокой мобильностью, имеют Широкий спектр технологических операций за счет сменного рабочего оборудования, удобны при выполнении небольших объемов работ на неподготовленных погрузочных площадках, максимально гпдрофицированы. В тоже время обилие технологических операций с различными видами грузов единичными, длинномерным!', сыпучими, связными и т.д.) определяют повышенную динамическую нагруженность навес1Юго оборудования, которая зависит как от технико-эксплуатационных параметров, таки от динамических характеристик конструкции. Повышение скоростей работ, расширение диапазона технологических операций требуют новых подходов в процессе проектирования и доводки колесных погрузчиков. Основным направлением оптимального проектирования конструкции и ее доводки является достоверная оценка нагрузочных режимов. Применяемые в проектно-конструкторских организациях традиционные методы расчета, не учитывающие реальных нагрузок в условиях эксплуатации, не позволяют получить равнопрочцость элементов конструкции. В связи с этим стала актуальной задача формирования нагрузочных режимов в навесном оборудовании колесных погрузчиков на стадии проектирования и доводки конструкции. Настоящая работа посвящена совершенствованию методов оценки нагруженности и выполнена применительно к навесному оборудованию колесных погрузчиков малой грузоподъемности. Целью днсссртациоипой работы является разработка методики расчета нагрузочных режимов в конструкции навесного оборудования колесного погрузчика па технологических режимах, связанных с повышенной динамичностью в зависимости от динамических параметров груза, навесного оборудования, опорного массива, гидрооборудования и износа сочленений элементов конструкции (выработка зазоров в шарнирах. Экспериментальная проверка основных положений методики расчета. Основная идея работы заключается в оценке достаточной сходимости теоретической и физической модели погрузчика, выявлении путем проведения жспериментальных исследований и реальных динамических параметров системы жесткостей, демпфирующих сопротивлений, моментов инерции, масс) и рекомендуемых диапазонов их изменения для усовершенствования ;уществующих конструкции погрузчиков. Задачами исследования являются разработка динамических моделей с учетом динамических характеристик опорного массива, груза, навесного оборудования, технико- эксплуатационных параметров - 'разработка методики расчета нафузочных режимов с учетом реальных динамических характеристики износа элементов конструкции - проверка адекватности теоретических и реальных динамических систем с учетом экспериментальных исследований конкретного пофузчика в условиях эксплуатации - разработка рекомендаций для проектно-конструкторских организаций. Методы исследования Основные результаты получены методами теории колебаний и теоретической механики с использованием аппарата математической статистики и методов математического моделирования с применением ЭВМ. Эксперименты проводились методом тензометрирования с разработкой методики экспериментального определения динамических характеристик навесного оборудования, жестких опор и груза в условиях эксг.пуатации, На защиту выносятся 1. Метод расчета нафузочных режимов в навесном оборудовании колесных пофузчиков на погрузочно-разгрузочных работах с использованием выносных жестких опор. - 2. Математическая модель для расчета динамики взаимодействия различного рода фузос и навесного оборудования с использованием жестких опор. 3. Математическая модель расчета нафузочных режимов конструкции колесных пофузчиков с учетом зазоров в сопряжениях элементов конструкции при использовании выносных жестких опор. 4. Методика определения динамических характеристик выносных жестких опор, фузов, навесного оборудования безстендовыми методами, на реальной маипше. • ' 5. Научно обоснованные рекомендации по учету влияния износов в сопряжениях на динамические нафузки, нафузочных режимов элементов конструкции и гидрооборудования с учетом экстремальных режимов работы конструкции. Достоверность результатов н рекомендации диссертации обоснованы проверкой адекватности математической модели динамической нафуженпости констрзтсции с результатами экспериментальных исследований. Расхождения теоретических и экспериментальных исследований не превышают допустимых пределов. Общая погрешность обработки экспериментального материала согласовывается с практикой оценки пофсшностей при исследованиях. Научная новизна работы состоит в следующем 1. Установлены закономерности нагружения навесного оборудования колесных погрузчиков на погрузочно-разгрузочных работах с выносными опорами. Дана сравнительная оценка динамической иагружепности при работе с выносными опорами и на шинах. 2. Выявлены закономерности изменения нагруженности конструкции погрузчиков в зависимости от зазора в сочленениях элементов навесного оборудования. 3. Разработаны дииами"еские модели, максимально приближенные к реальным, для погрузочно-разгрузочных работ на выносных опорах, с учетом износа элементов конструкции. 4. Определены оптимальные диапазоны изменения динамических характеристик навесного оборудования с оценкой влияния груза и выносных опор. Практическая значимость работы заключается в выявлении диапазонов изменения динамических характеристик навесного оборудования с учетом влияния выносных опор, технико-эксплуатационных параметров и износа элементов конструкции. Практическая ценность работы подтверждается внедрением разработанных рекомендаций по доводке конструкции погрузчиков для учебного хозяйства «Миндерлинское», в частности, изменены жесткости стрелы, рукояти и рамы навесного оборудования, что позволило снизить количество отказов по причине нарушения прочности элементов конструкции. Разработанные рекомендации используются при проектировании и доводке конструкции навесного оборудования лесных погрузчиков в ОАО Красноярский " завод лесного машиностроения и использованы в учебном процессе кафедры Детали машин и технологии металлов Красноярского государственного аграрного университета. Апробация. По результатам проведишых исследований сделано 3 доклада на научно-технических конференциях в КрасГАУ (1999), КФ СГУПС (2000), а также неоднократно на заседании кафедры ДМ и ТМ» КрасГАУ. Публикации. Автором опубликовано 42 научные работы, в том числе по теме диссертации 7 научных статей. Структура работы. Диссертация включает введение, четыре раздела, основные выводы, приложение и список литературы. Основной текст содержит 125 страниц машинописного текста, включая список литературы, 31 рису7юк, 9 таблиц. Список использованной литературы составляет 123 наименования. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Первый раздел посвящен анализу выполненных ранее исследований динамической нафуженности машин. Установлено, что эксплуатационная нафуженность машин складывается из колебаний детерминированных регулярных) и слу1айных. Нагруженность регулярными колебаниями исследовалась Анохиным В.И., Лаптевым Ю.И., Аниловичем В.Я., Яценко Н.Н., Скундиным С.Я., Доброхлебовым А.П., Давыдовым В.А., Кожевниковым СИ. и многами другими. Исследованиям случайных колебаний на нагруженность посвящены работы Александрова А.А., Антонюка Е.А., Гладких ПА, Полетайкина В.Ф., Барского И.Б., Цитовича И.С, Фролова КВ, Шклярчука Ф.Н., Болотина В.В., Комарова МС. и др. Большая часть авторов рассматривают случайную составляющую колебаний как стационарную и эргодическую функцию ( при достаточно больших реализациях случайного процесса. Изучением нестационарных нагружений и переходных процессов занимались меньшая часть исследователей Полетайкин В.Ф., Верхов Ю.И., Волков Д.П., Мельников В.И., Иоффе Е.Я. и др. На основе обзора сделаны следующие выводы - методы исследований нагрузочных режимов конструкции автомобилей, тракторов, гусеничных и колесных фронтальных погрузчиков и др. машин не могут быть применены для расчета нагрузочных режимов навесного оборудования и параметров колесных универсальных погрузчиков малой грузоподъемности из-за их конструктивной, технологической и эксплуатационной специфики - динамическая модель колесного погрузчика представляет собой сложную систему, которая включает динамические характеристики элемеотов конструкции, груза и опорного массива, а также технологические, конструктивные и эксплуатационные параметры - недостаточно- разработаны методы определения нагруженности в навес1юм оборудовании колесных погрузчиков в связи с технико- эксплуатационными параметрами и их динамических характеристик - все исследования динамических нагрузок машин и механизмов подтверждают их влияние на снижение надежности и сокращение ресурса деталей - снижение динамических нагрузок в машинах и механизмах одна из актуальных проблема современного машиностроения. На основе обзора сформулированы следующие частные задачи диссертации 1. Разработать динамические колебательные математические модели - эквивалентные колесным погрузчикам - на погрузочно-разгрузочных работах с учетом влияния зазоров в сочленениях навесного оборудования при погрузочно-разгрузочных работах вовремя внедрения грузозахватного органа в штабель фуза; при погрузочных работах вовремя выброса груза из грузозахватного устройства при максимальной скорости подъема на погрузо-разгрузочных работах в гидросистеме навесного оборудования. 2. Оценка внептнх н внутренних возмущающих функций, создающих максимальные нагрузки в навесном оборудовании. 3. Составить алгоритмы расчета на основе дифференциальных уравнений для вышеперечисленных случаев нагружения конструкции погрузчика. 4. По результатам расчета провести аналитический анализ нагружснности навесного оборудования колесного погрузчика. 5. Провести экспериментальные исследования и по их результатам проверить адекватность аналитических исследований. Во втором разделе приведены результаты теоретического исследования формирования нагрузочных режимов в навесном оборудовании колесного универсалыюго погрузчика малой грузоподъемности при выполнении им погрузочно-разгрузочных работ с максимальным приближением к принятой практике технологаи и при экстремальных режимах (внедрениях захвата в штабель груза с максимальной скоростью движения стрелы, выбросах груза при подъеме с максимальной скоростью, резкие остановки стрелы с грузом) с использованием выносных опор результаты влияния зазоров в шарнирных соединениях элементов навесного оборудования на уровень динамической нагруженности; результаты исследования динамической нагруженности гидросистемы (влияние на дипа.мические нагрузки времени включения золотника гидрораспределителя). Особенностью динамической системы колесных погрузчиков является то, что па погрузочно-разгрузочных работах погрузчик опирается на опорный массив с помощью выносных опор и бульдозерной лопаты. Исследования проводились на динамической модели (рис. 1), эквивалентной погр>'зчнку, установленному на выносных опорах. При этом принимались следующие допущения 1. Опорные плиты аутригеров и бульдозерной лопаты имеют точечный контакт с опорным массивом и полностью его копируют. 2. Нагрузочные характеристики, )Т1ругие элементы и демпфирующие сопротивления элементов динамической системы Опорный массив + погрузчик + груз линейны, т.к. отклонения координат от статического положения малые. 3. Динамические характеристики и параметры левой и правой сторон пофузчика одинаковы. Модель колесного погрузчика при выполнении погрузочно-разгрузочных работ ш \ мэ 2Кш1 qj С, 2 а •Г777777777777ТГГ77ТТ77Т7777777777 11 Ц.Т. С С тп2 1' 2Кй; (4^t' '777Г77Т7777Т77''Т7'^77Т7777777777Т' Г 2 К , 42 Рис. 1 Движение приведенных масс с учетом жесткостных и демпфирующих свойств системы описывалось дифференциальными уравнениями (1) m,4-b2Kuj,(4-4i)-2Ka,(Zi--i,) + 2C^N,(^,-<[,)- . -2C^,(Z,-^i) = Q, I» 2^2 + 2Кц,2 (^2 -42)- 2^a2 (2.2 - 6 -* + 2Cmf^2 (^2 -Ч) = Q4 (2) (3) (4) решение которых на ЭВМ дали результаты перемещения приведенных масс (Z) в зависимости их скоростей (Z) и варьируемых динамических характеристик (жесткостей и демпфирующих сопротивлений навесного оборудования, груза, опорного массива, выносных опор. Исследования влияния зазоров рассматривалось на двухмассовой динамической эквивалентной "модели погрузчика (масса неподвижных частей погрузчика + масса подвижных частей совместно с грузом) поэтапно. На первом этапе масса mi поднимается поступательно в режиме равноускоренного движения под действием силы (Pi), развиваемой гидроцилиндром подъема и выборкой зазора А, при этом время первого этапа рассчитывалось t, П (5) На втором этапе в упругой связи между массами возникает нагрузка Рг и длится до момента достижения нагрузки в навесном оборудовании веса груза Q, при этом время h=o,2' Q-P , I Р arcsin —,== — , + arctq, Щ¥Т2СА) иСЛ (6) Третий этап характеризуется совместным движением масс и время этого этапа где tai - частота гармонического колебания ф) - начальная фаза колебаний. Наибольшая нафузка рассчитывалась по формуле Лм? + Qm, mi + т '1 rnj{mi +"'21 / + - Cnt2XJ20-Q' {Pnt2+Qm,y (8) Основные параметры, определяющие динамику гидропривода- приведенные массы навесного оборудования и гидропривода и жесткость гидросистемы. В работе приводится методика расчета динамических характеристик гидросистемы, по которой установлено, что величина и характер изменения приведенной массы зависят от соотношения кинематических параметров навесного оборудования и параметров гидросистемы дана оценка влияния гибких шлангов высокого давления на жесткость гидросистемы предложено уравнение для расчета переходных процессов выходных координат гидромеханизма. dt С. К. COS—/ + 2 Кот. Л —sin—< Л 2 (9) dr _J_r__l пр л COS — I + 2 ^4' +/ т "шО Кг ^ и . Л Л cos—t 2 (10) Величина ( И ) где Шпр - приведенные массы навесного оборудования н гидросистемы Сг, К, - жесткость и демпфирующее сопротивление гидросистемы t - время включения золотника гидрораспределитсля; Vr - объем рабочей жидкости гидросистемы X - перемещение золотника. Анализ колебаний груза (длинномерного), зацепленного в средней части захватом погрузчика, проводился с использованием выражения АР Rinfi3>^(yn . Р. i Qi,Ju (Уп. Р) 1=1 i=l iRinf"4(yn,P), ZQinfiUyn.P) i=l i=l = 0, (12) где f, у, P - формы, персдмещения и частоты колебаний груза. В результате анализа взаимодействия длинномерного фуза и навесного оборудования установлено, что динам1гческие нагрузки зависят от длины груза (частоты его колебаний) и совпадения по фазам колебаний навесного оборудования и груза. В случае совмещения по фазам колебаний в навесном оборудовании амплитуды колебаний складываются ив этот момент динамические нагрузки могут превышать статические более чем в 3 раза. Возмущающие силы в навесном оборудовании рассчитывались исходя из кинематики :N^ I dir' + I -2rlcosa (13) где P - вес груза N - сила, развиваемая на штоке гадроцилиндра; D, га- кинематические параметры навесного оборудования. в третьем разделе приведены результаты теоретических исследований, полученных расчетом алгоритмов во втором разделе. При расчете варьировались масса груза, скорость подъема груза, зазоры в соединениях, скорость внедрения захвата в штабель груза, жесткость и демпфирующее сопротивление фуза, навесного оборудования, выносных опор. В результате исследований, установлено, что с увеличением скорости подъема груза до 1,6 "4 коэффициенты динамичности возрастают в грейферном захвате до 2,75, в стреле до 2,41, рукояти до 2,'11. Выявлена зависимость динамических нагрузок от массы груза. С ростом массы груза коэффициент динамичности уменьшается, те. динамическая система стабильнее. Увеличение, в процессе эксплуатации колесных гюгрузчиков, износа в шарнирных соединениях приводит к росту динамических нагрузок за счет перекладки зазоров в процессе работы механизма. Так увеличение суммарного зазора в шарнирных соединениях дом приводит к увеличению коэффициента динамичности в грейферном захвате до 1,62, в стреле дои в рукояти до 2,31. Таким образом, установлено, что появление значительных зазоров в соединениях навесного оборудования увеличивает динамические нагрузки до 131 %, что является существенным фактором снижения надежности пофузчика. Динамические нафузки в момент внедрения захвата рабочего органа в штабель груза зависит от скорости его внедрения. Поскольку забор груза универсальными пофузчиками производится с напором, то исследовались динамические нафузки при скорости внедрения до 1,6 "4. В результате установлено, что увеличение скорости свыше 1 "4 приводит к увеличению коэффициента динамичности более двух в захвате рабочего органа. Нафуженность стрелы и рукояти в этом случае более низкие, и коэффициент динамичности не превышает 2 при скорости выше 1,45 - 1,5 %. Рассматривая нафуженность гидросистемы, установлено, что время включения золотника гидрораспределитсля играет существенную роль в нафуженности гидросистемы. Коэффициент динамичности в гидросистеме достигает 1,62 и его закон изменения следует закону изменения времени включения золотника (0,3 с. Время включения золотника более 0,3 сне изменяет закона изменения коэффициента динамичности. Мгновенные включения золотника обеспечивают гидравлический удар в гидросистеме. Исследование в.тияния динамических характеристик (жесткости, демпфирующего сопротивления) ФУза, выносных опор, навесного оборудования гюказали, что увеличение жесткостей приводят к росту динамических нагрузок, а уве;шчение демпфирующих сопротивлений приводит к снижению динамических нагрузок. По результатам исследований рекомендованы наиболее благоприятные сочетания динамических характеристик элементов динамической системы колесного погр^'зчнка табл. 1) Таблица 1 Рекомендуемые сочетания динамических характеристик элементов динамической системы колесного погрузчика Наименование параметр" Жесткость, кН/м Демпфируюп(ее сопротивление, кН/м Опорный массив + жесткие опоры (аутригеры) + гидропривод опор 5800... 5900 25 . . . 3 0 Навесное оборудование в сумме 1000...1100 2 0 0 . . . 220 Рекомендации по выбору нагрузочных режимов и параметров колесных погрузчиков приведены в таблице 2. Таблица 2 Рекомендации по выбору нагрузочных режимов и параметров колесных погрузчиков при их проектировании Наименование параметров Коэффициент динамичности Наименование параметров Захват Стрела Рукоять 1 2 3 4 Скорость подъема груза, M/CI 0,2 0,4 1,25 1,50 1,18 1,34 1,12 • 1,26 Ь 1,68 1,56 1,38 0,8 1,97 1,75 1,54 1,0 2,12 1,87 1,68 1,2 2,31 2,12 1,83 1,4 2,50 2,25 1,94 1,6 2,75 2,47 2,08 Окончание таблицы 2 1 2 3 • 4 Увеличение суммарных зазорюв в сопряжениях элементов навесного оборудования 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 1,12 1,25 1,33 1,47 1,59 1,19 1,31 1,50 1,64 1,81 1,27 1,54 1,78 2,06 2,31 Скорость внедрения захвата в штабель 0,2 груза 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,22 1,31 1,58 1,75 1,84 2,11 2,26 2,43 1,14 1,29 1,38 1.56 1,70 1,81 1,95 2,12 1,15 1,28 1,36 1,54 1,67 1,76 1,90 2,05 В четвертом разделе обосновывается выбор объекта экспериментальных исследований - погрузчика ПЭА-1,0, приводятся его технические характеристики. Дана методика экспериментальных исследований, которая включает 1. Определение динамических характеристик навесного оборудования. 2. Определение динамических характеристик опорного механизма (аутригеры + бульдозерная лопата. 3. Определение динамических характеристик нестандартных грузов (длинномерных). 4. Исследования динамических нагрузок в навесном оборудовании погрузчика при выполнении погрузочио- разгрузочных работ со стационарных опор (аутригеров, бульдозерной лопаты. 5. Исследования дшшмических нагрузок при экстремальных режимах работы погрузчика а) внедрение захвата в штабель груза с максимальной скоростью холостого хода б) выброс груза прч подъеме с различной скоростью. Описана тензометрическая аппаратура, применяемая при испытаниях, обоснованы параметры исследований. Приведена методика тарировки тензоузлов, определения масштабов записи, обосновано количество повторений опытов из расчета V = 10 % коэффициент вариации, рассчитаны погрешности измерения силовых и скоростных параметров. Подробно рассмотрены методики экспериментального определения жесткости и демпфирующего сопротивления навесного оборудования, выносных опор и грузов. Экспериментальное определение динамических характеристик выносных опор определялось совместно с характеристиками опорного массива и гидрооборудования опор. В соответствии с методикой экспериментальных исследований испытания проводились на погрузочно-разфузочных работах при установке пофузчика на выносные опоры (ajopnrepbi и бульдозерную лопату. Жесткость опор при этом увеличилась враз по сравнению с шинами и соответственно уменьшилось демпфирующее сопротивление. Испытания проводились с компактным жестким грузом массой 100 кг, 500 кг и 1000 кг и с длинномерным пакетом труб длиной б м такой же массы. В результате экспериментальных исследований установлено, что коэффициент динамичности при выполнении погрузочно-разгрузочных работ в навесном оборудовании на 10 ... 20 % выше с использованием выносных опор, чем при работе с колес, за счет повышенной жесткости опор и уменьшения их демпфирующих свойств по сравиецию с шинами установлено также, что при работе с длипномернььми грузами коэффициент динамичности возрастает (при совпадении по фазе колебаний навесного оборудования и груза) на 12 ... 20 %. Осциллограмма записи подъема груза в грейферной подвеске при резкой остановке подъема на скорости 0,5 мс Длинномерный груз m = 500 кг Vn = 0,5 Wc По сравнению с компактными грузами установлено, что увеличение скорости подъема (рис. 3) приводит к увеличению динамических нагрузок, по в зависимости от массы груза. Чем больше масса груза, тем меньше влияние скорости подъема на коэффициент динамичности. Замеры давле1шя рабочей жидкости в гидроцилиндрах подъема стрелы и рукояти показывают, что соотношение статических и динамических нагрузок такие же, как ив соприкасающихся сними элементах конструкции стрелы, рукояти) при темпе включения золотника гидрораспределителя 0,3... 0,5 с, поэтолчу при расчетах динамических нагрузок в гидросистеме можно пользоваться теми же коэффициентами, учитывая время включения золотника гидрораспределителя. Чем меньше время включения, тем быстрее разгони тем жестче приложение динамических нагрузок. Для конструкции желательно более плавное приложение нагрузок, поскольку, чем выше скорость приложения нагрузок, тем меньше влияние демпфирующих сопротивлений на развитие колебаний и при темпе включения 0,15 ... 0,20 с золотника гидрораспределителя динамическое давление рабочей жидкости выше на 5 ... 7 %, чем при темпе включегшя золотника 0,3 ... 0,5 с. Изменение коэффтщеита динамичности в грейферной подвеске в зависимости от скорости подъема для различных грузов 0,6 О, 1,0 Vn, мс Рис Для проверки теоретических положений о влиянии зазоров в шарнирных соединениях элементов навесного оборудования были проведены испытания погрузчика в тех же условиях, по только с жестким компактным грузом при трех значениях суммарных зазоров - 0,002 мм м. Повышенный зазор обеспечивался проточкой шарниров в соединениях рукояти со стойкой, рукояти со стрелой, стрелы с грейферной подвеской, соединениях гидроцилиндров подъема рукояти и стрелы. Испытания проводились с грузом массой 500 и 1000 кг при скорости подъема 0,85 ... 0,95 мс. Испыта1П1я показали, что расчетные данные с экспериментальными имеют расхождение до 15... 18%, в среднем коэффициент динамичности при увеличении зазоров дом увеличивается до 50 %. Жесткость колебаний увеличивается за счет перекладки зазоров. В момент перекладки зазоров нагрузка падает практически до нуля, а затем резко возрастает в ту или другую сторону, частота колебаний при этом резко увеличивается и за счет амплитуд колебаний увеличивается коэффициент динамичности. На рис. 4 приведены изменения коэффициента динамичности в зависимости от величины зазоров в навесном оборудовании. Зависимость коэффициента diiHa\tu4H0cmii от величины зазоров в сопряжениях элементов навесного оборудования Kg 2,0 1,8 1,6 1.4 1,2 Рукоять ^ . . - - - ^ Стрела * - \ Захват \ Захват 0,00 2 0,003 0,004 Нм Рис Исследование динамических нагрузок при внедрении грейферного захвата в штабель фуза проводилось при скорости движения 0,55 ... 0,65 мс с высоты около двух метров. В качестве фуза использовалась песчано- фавийная смесь в двух состояниях - рыхлом и слежавшемся. Соприкосновение фейфера с фузом, активный забор фуза при этом сопровождаются интенсивными колебаниями нафузки, имеющими высокую частоту и амшиггуду, достигающую 30 % статической нафузки. Средний коэффициент динамичности при внедрении захвата в рыхлую песчано- фавийную смесь составила при внедрении захвата в слежавшуюся песчано-фавийную смесь - 1,71. Исследования экстремального режима работы - сбрасывание фуза на максимальной скорости подъема показало, что при этом коэффициент динамичности может достигать 2,5 ... 2,8, а увеличение зазора еще более усиливает динамичность навесного оборудования, при этом коэффициент динамичности возрастает до 3,1. По результатам теоретических и экспериментальных исследований проведено сравнение (табл. 3), которое показало расхождения теоретических и экспериментальных результатов в диапазоне допустимых пофсшпостей теоретических расчетов. Таблица 3 Значения коэффициентов динамичности в грейферной подвеске получегшых теоретически н экспериментально № Режим работы погрузчика Коэффициент дннамич Примечание п/п пости п/п теоретическ экспериме ИИ нтальпыи 1 Внедрение захвата в штабель груза Скорость движения 0,6 рыхлая, песчано- гравийная смесь 1,41 1,38 мс слежавшаяся песчапо-гравийная смесь 1,58 1,71 2 Подъем груза Скорость 100 кг - 500 кг 2,12 1,68 2,28 1,79 подъема груза ... 1,1 мс - 1000 кг 1,34 1,24 3 Подъем груза массой 1000 кг Скорость подъема - без зазоров в шарнирных соединениях 1,31 1,38 груза 0,9 мс суммарный зазор 0,05 м. 1,89 2,04 4 Сбрасывание груза массой 500 кг при скорости подъема 0,9 мс без зазоров в шарнирных соединениях - суммарньн"! зазор 2,4 2,63 - 0,05 м 3,02 2,93 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований колесного погр)'зчика малой грузоподъемности было установлено 1. Динамические нагрузки в навесном оборудовании превышают уровень нагруженности, учитываемый при прочностных расчетах в процессе проектирования. 2. Динамические нагрузки при работе на выносных опорах на 10 ... 20 % выше, чем при работе с колес. 3. Увеличение массы груза приводит к с!1ижению динамических нагрузок (за счет снижения амплитуды колебаний. 4. Увеличение скорости подъема груза увеличивает динамические нагрузки тем больше, чем меньше масса груза. 5. Снижение темпа включения золотника гндрораспределителя до 0,3 ... 0,5 с снижает нагруженность гидросистемы на 5 ... 7 % и предохраняет от гидравлического удара. 6. Увеличение зазоров в шарнирных соединениях навесного оборудования увеличивает динамическую нагруженность доза счет перекладки зазоров. 7. Внедрение захвата рабочего органа в штабель груза сопровождается интенсивным динамическим процессом амплитуда колебаний достигаетЗО % от статической пах-рузки). 8. В экстремальных режимах работы погрузчика коэффициент динамичности достигает 2,5 ... 2,8, а наличие зазоров в шарнирных соединениях усиливают динамические нагрз^ки еще на 30 ... 40 %. 9. Выполнен анализ влияния динамических характеристик навесного оборудования, груза, опор, опорного массива на динамическую нагруженность и даны рекомендации для оптимального подбора этих характеристик в процессе проектирования и доводки конструкции. 10. Алгоритм расчета динамической нагруженности навесного оборудования колесного универсального пофузчика проверен экспериментальными исследованиями (разброс теоретических и экспериментальных значений находится в допустимых пределах ошибки вычислений) и может быть рекомендован для применения в конструкторских организациях. П . Рекомендованы режимы динамической нагруженности колесного погрузчика в зависимости от технико-эксплуатационных и конструкционных параметров. OcFiGUHOc солсржа1Н1е диссертации опубликовано в следующих работах 1. Климов Л.А., Меновщиков В.А. Аналитические основы формирования нагрузочных режимов колесных универсальных погрузчиков малой грузоподъемности на стадии проектирования, Красноярск, 1998 . 2. Климов А.А., Меновщиков В.А. Результаты теоретических и экспериментальных исследовапнй эксплуатационной иагруженности навесного оборудования колесного универсального погрузчика ПЭА- 1,0. Красноярс'с, 1999. 3. Верхов Ю.И., Климов А.А. Стендовые испытания иагруженности навесного оборудования погрузчика ПЭА-1,0// Сб. иауч.тр. Ч. 1/ КрасГАУ. Красноярск, 2000. 4. Верхов Ю.И., Климов А.А. Исследование нагрузок в конструкции пофузчика 11ЭА-1,0 динамической модели Опорный массив + пофузчик + фуз»//Сб. науч.тр.Ч.1/КрасГАУ. Красноярск, 2000. 5. Верхов Ю.И., Климов А.А. Нафуженность навесного оборудования пофузчика ПЭА-1,0//Сб. науч. ф.Ч.1/КрасГАУ. Красноярск, 2000. 6. Верхов Ю.И., Климов А.А. Влияние возмущающих воздействий на нафуженность элементов конструкции пофузчика ПЭА-1,0// Об науч. ф . Ч КрасГАУ. Крас1юярск, 2000. 7. Верхов Ю.И., Климов А.А. Аналитический метод определения нафуженности навесного оборудования пофузчика ПЭА-1,0// Сб. науч.ф.Ч.1/ КрасГАУ. Красноярск, 2000. /1 / ! • Соискатель ' • \ j Тираж 100 экз. Заказ № / ^ ^ . Отпечатано в типофафии Красноярского государственного аграрного университета. Красноярск, ул. Ленина, 117 Лицензия на издательскую деятельность № 020605 от 23.7.97. |