2328

конкретных погрузчиков в рассмотренном поле допуска не является основанием для формирования выводов о достоинствах или недостатках данного погрузчика. Оценка эффективности погрузчика выполняется одновременно по многим показателям.

Другим показателем эффективности фронтальных погрузчиков является удельная материалоемкость.

Конструктивным показателем удельной материалоемкости является удельная эксплуатационная масса, отнесенная к грузоподъемности mу (QП ) (т/т):

Удельная эксплуатационная масса на единицу объема ковша mу (VГ ) (т/М3):

Математические ожидания удельной эксплуатационной массы имеют значения

конструктивными удельными показателями эффективности погрузчиков.

Рассмотрим более сложный показатель удельная энергонасыщенность технической производительности погрузчика:

Размерный коэффициент 3600 (с) необходим для получения условной работы двигателя за 1 ч работы.

Физическая сущность удельного показателя Эу (ПТ ) состоит в определении работы двигателя за 1 ч работы (кДж), отнесенной к часовой технической производительности (М3 /ч).

Втабл. 11.23 – 11.24 для дальностей транспортирования LТ =40 м

иLТ =80 м приведены значения удельной энергонасыщенности производительности погрузчиков для грунта K =0,12 МПа.

Таблица 11.23

Удельная часовая энергонасыщенность технической производительности для грунта K =0,12 МПа и дальности транспортирования LТ =40 м

Таблица 11.24

Удельная часовая энергонасыщенность технической производительности для грунта K =0,12 МПа и дальности транспортирования LТ =80 м

Втабл. 11.25 – 11.26 для дальностей транспортирования LТ =40 м

иLТ =80 м приведены значения удельной энергонасыщенности производительности погрузчиков для грунта K =0,2 МПа.

Таблица 11.25

Удельная часовая энергонасыщенность технической производительности для грунта K =0,2 МПа и дальности транспортирования LТ =40 м

Удельная часовая энергонасыщенность технической производительности для грунта K =0,2 МПа и дальности транспортирования LТ =80 м

По результатам табл. 11.23 – 11.26 сделаны выводы:

1. При изменении прочности грунта K с 0,12 до 0,2 МПа происходит увеличение показателя Эу (ПТ ) удельной

энергонасыщенности технической производительности. Например, для погрузчика ПК-2 получены пределы изменения

технической производительности при разработке материалов погрузчиками при увеличении прочности грунтов происходит за счет уменьшения производительности ПТ .

2. При увеличении дальности LТ транспортирования материала с

40 до 80 м происходит увеличение удельной энергонасыщенности для легких погрузчиков в 1,6 раза и для тяжелых погрузчиков в 1,3 раза.

11.8. Оценка эффективности погрузчиков при помощи энергетического потенциала производительности

Энергетический потенциал производительности (ЭПП) определяется по формуле (11.6).

Энергетический потенциал характеризует полезную выполненную работу в единицу времени (в 1 с). При использовании энергетического потенциала в качестве критерия эффективности лучшим является погрузчик, имеющий большее численное значение этого показателя. Вычислим численные значения энергетического потенциала для малых и тяжелых традиционных и энергосберегающих погрузчиков.

Для вычисления ЭПП традиционного погрузчика ПК-3 используем следующие исходные данные табл. 11.5. Тяговую

стрелы tC =7,43 с; время разгрузки ковша tP =4,62 с; время холостого хода tX =16,5531 с.

Энергетический потенциал производительности погрузчика ПК-3

Из табл. 11.17 используем исходные данные для энергосберегающего погрузчика ПК-3: NТ =NK =67,6 кВт; время копания tK =7,253 с; время транспортирования tT =21,1 с; время

транспортирования LТ =80 м: NТ =NK =649,1 кВт; tK =73,7 с; tT =40,31

с; tC =29,48 с; tP =35,8 с; tX =30,86 с. Энергетический потенциал производительности погрузчика ПК-75 традиционной конструкции

А=87,539 кДж/с.

Из табл. 11.17 для энергосберегающего погрузчика ПК-75 имеем

производительности для погрузчика ПК-75 с энергосберегающим гидроприводом имеет значение А=144,659 кДж/с.

Выполненные исследования позволяют сделать выводы о том, что энергетический потенциал производительности удобен для оценки технического совершенства фронтальных погрузчиков. ЭПП позволяет оценить совершенство фронтального погрузчика по важнейшему энергетическому показателю – тяговой мощности NТ и технологическим параметрам – элементам рабочего цикла: tK , tT , tC ,

tP , tX .

Представленные исследования показывают, что энергосберегающий гидропривод позволяет повысить энергетический потенциал производительности погрузчика ПК-3 на 22,9% и погрузчика ПК-75 на 65,3%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одноковшовые колесные фронтальные погрузчики имеют высокий уровень конструктивного исполнения. В течение последних десятилетий во всем мире происходит техническое и технологическое совершенствование конструкций этих машин. Применение легированных прочных материалов в конструкциях ковшей и элементов рабочего оборудования уменьшает массу рабочего оборудования и массу всей машины. Поэтому создание современных машин происходит с учетом рациональных соотношений мощности и массы.

Совершенствование гидроприводов рабочего оборудования во всем мире происходит в направлении повышения номинальных давлений рабочей жидкости с целью уменьшения габаритов и массы элементов гидропривода. Вместе с повышением номинального рабочего давления усиливаются проблемы точности изготовления и стоимости машины.

Современные погрузчики воплотили в себя основные достижения современной техники, к которым относятся: использование пневмоколесного движителя; применение шарнирно сочлененных рам со следящими системами управления; применение гидравлического рабочего оборудования привода стрелы и ковша; использование простой перекрестной схемы рабочего оборудования; использование современных кабин, оснащенных элементами управления и автоматики и др.

В настоящее время одним из направлений дальнейшего совершенствования одноковшовых фронтальных погрузчиков является реализация энергосберегающих приводов рабочего оборудования.

Представленная работа является обобщением опыта исследования параметров и технологических процессов одноковшовых фронтальных погрузчиков.

На современном научном уровне представлена методика анализа основных геометрических, кинематических и силовых параметров типоразмерного ряда одноковшовых фронтальных погрузчиков. Методика расчета основана на определении основных параметров погрузчиков: эксплуатационной массы mэ, мощности двигателя Ne , удельной энергонасыщенности на единицу массы Ne /mэ, удельной металлоемкости на единицу грузоподъемности mЭ /QП или единицу вместимости ковша mЭ /VГ и др.

Применение энергосберегающего рабочего оборудования, использующего простое техническое решение в виде пневмогидроцилиндра, соединенного с газовым баллоном, заряженным сжатым воздухом при давлении порядка 10 МПа, дает значительный эффект повышения производительности, повышения ресурсосбережения гидросистемы и двигателя погрузчика.

Энергосберегающий привод рабочего оборудования поднимает погрузчик на более высокий уровень технического развития.

Библиографический список

1.Айзерман М.А. Теория автоматического регулирования

/М.А. Айзерман.–М.: Наука, 1966. – 524 с.

2.Алексеева Т.В. Гидропривод и гидроавтоматика землеройнотранспортных машин /Т.В. Алексеева. – М.: Машиностроение, 1966. – 148 с.

3.Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин /И.И. Артоболевский. – М.: Наука. Главная ред.физ.-мат. литературы, 1975.

–640 с.

4.Базанов А.Ф. Самоходные погрузчики /А.Ф. Базанов, Г.В. Забегалов. – М.: Машиностроение,1979.– 408 с.

5.Баловнев В.И. Определение оптимальных параметров и выбор землеройных машин в зависимости от условий эксплуатации: учеб. пособие /В.И. Баловнев. – М.: МАДИ (ГТУ), 2010. – 134 с.

6.Башта Т.М. Объемные гидравлические приводы /Т.М.

Башта, И.З. Зайчеко, В.В. Ермаков, Е.М.Хаймович; под ред. Т.М. Башты. – М.: Машиностроение, 1968. – 628 с.

7.Бояркина И.В. Определение усилий в гидроцилиндрах управления тяговой рамой автогрейдера /И.В. Бояркина. Сиб. автомоб.- дор. ин-т. –Омск, 1989. –15 с. – Деп.в ЦНИИТЭстроймаш 4.09.89, №86 - сд89.

8.Бояркина И.В. Алгоритмы обработки данных кривых буксования землеройно-транспортных машин /И.В. Бояркина. Сиб. автомоб.- дор. ин-т. –Омск, 1992. –17 с. –Деп.в ЦНИИТЭстроймаш 22.02.92, №7 - сд92.

9.Бояркина И.В. Алгоритмы расчета и оптимизации тяговых показателей автогрейдера с мехаическим и гидрообъемным приводами при проектировании /И.В. Бояркина.–Омск: СибАДИ, 1992. – 46 с. Деп. в ЦНИИТЭстроймаш 22.02.92, №8 - сд92.

10.Бояркина И.В. Разработка и исследование математических моделей рабочего процесса автогрейдера как составной части САПР: дис. … канд. техн. наук/ И.В. Бояркина.–Омск: СибАДИ, 1992. –2 41с.

11.Бояркина И.В. Оценка характеристик поворачиваемости автогрейдера на стадии проектирования /И.В. Бояркина// Машины и процессы в строительстве: сб. науч. тр. –Омск: СибАДИ, 1994. –С.45

–51.

12.Бояркина И.В. Механика невесомого рабочего оборудования /И.В. Бояркина//Труды Всероссийской научно-технической конференции.–Омск:СибАДИ, 2006. – С.14 – 17.

13.Бояркина И.В. Задача Шарля Кулона о надвигании пластины на грунтовый массив /И.В. Бояркина//Труды Всероссийской научнотехнической конференции.–Омск: СибАДИ, 2006. – С.18–21.

14.Бояркина И.В. Механика взаимодействия рабочего оборудования строительных машин с разрабатываемой средой /И.В. Бояркина//Труды Международного конгресса.–Омск: СибАДИ, 2007.

–С.181 – 187.

15.Бояркина И.В. Математическое моделирование кинематики движения сложной механической системы /И.В. Бояркина//Труды международного конгресса.–Омск:СибАДИ, 2007. – С.188 – 193.

16.Бояркина И.В. Уравновешенное рабочее оборудование как средство повышения эффективности погрузочно-транспортных машин /И.В. Бояркина//Строительные и дорожные машины.– 2007. – №12. – С.41–43.

17.Бояркина И.В. Обоснование режимных параметров

двигателей внутреннего сгорания при аппроксимации внешних скоростных характеристик /И.В. Бояркина //Труды Всеросс. научнотехн. конф.–Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. – С.12–17.

18.Бояркина И.В. Аналитическая аппроксимация внешних скоростных характеристик двигателей внутреннего сгорания/И.В. Бояркина //Вестник Академии военных наук. –2009. – №3 (28). –С. 266–269.

19.Бояркина И.В. Гидропривод погрузчика /И.В. Бояркина, В.Н. Балакло, В.П. Нелипович, И.В. Бояркина: а.с. 1084392. – Опубл. БИ. №13. –1984. –6 с.

20.Бояркина И.В. Гидропривод рабочего оборудования фронтального погрузчика /В.Н. Балакло, В.П. Нелипович, И.В. Бояркина и др.: а.с. 1106879.– Опубл. БИ. №29. –1984. – 4 с.

21.Бояркина И.В. Устройство уравновешивания рабочего оборудования стреловой машины /В.Н. Тарасов, И.В. Бояркина: патент 2280737 РФ. Опубл. БИ. №21.– 2006. –6 с.

22.Бояркина И.В. Устройство уравновешивания рабочего оборудования стреловой машины /В.Н. Тарасов, И.В. Бояркина: патент 2280737 РФ. Опубл. БИ. №21. – 2006. –6 с.

23.Бояркина И.В. Система уравновешивания рабочего оборудования стреловой машины/ В.Н. Тарасов, И.В. Бояркина: патент 2299296 РФ. Опубл. БИ. №14. – 2006. –2 с.

24.Бояркина И.В. Устройство уравновешивания силы тяжести рабочего оборудования стреловой машины /В.Н. Тарасов, И.В. Бояркина: патент 2304668 РФ. Опубл. БИ. №23. – 2007. –6 с.

25.Бояркина И.В. Устройство для определения сцепления сыпучих материалов при деформации сдвига: патент 2311630 РФ. Опубл. БИ. №33.– 2007. –8 с.

26.Бояркина И.В. Устройство защиты гидропривода фронтального погрузчика: патент 2342496 РФ. Опубл. БИ. №36.– 2008. –6 с.

27.Вахламов В.К. Автомобили: Конструкция и эксплуатационные свойства: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений /В.К. Вахламов.– М.: Издательсктй центр «Академия», 2009. – 480 с.

28.Ветров Ю.А. Машины для земляных работ /Ю.А. Ветров, А.А. Кархов, А.С. Кондра, В.П. Станевский; под ред. Ю.А. Ветрова.– Киев: Высшая школа,1981.– 384 с.

29.Волков Д.П. Строительные машины: учеб. для вузов /Д.П

Волков, Н.И. Алешин, В.Я. Крикун, О.Е. Рынсков; под ред. Д.П.

Волкова. – М.: Высш. шк., 1988. –319 с.

30.Волков Д.П. Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов /Д.П.Волков.– М.: Машиностроение, 1965. – 463 с.

31.Галдин Н.С. Основы расчета и проектирования гидроударных рабочих органов дорожно-строительных машин: монография /Н.С. Галдин.–Омск: Изд-во СибАДИ, 1997. – 98 с.

32.Гинзбург Ю.В. Промышленные тракторы /Ю.В. Гинзбург, А.И. Швед, А.П. Парфенов.– М.: Машиностроение, 1986. – 296 с.

33.Гуськов В.В. Тракторы (теория) /В.В.Гуськов, Н.Н. Велев, Ю.Е. Атамонов и др; под общ. ред. В.В. Гуськова. – М.: Машиностроение, 1988. – 376 с.

34.Домбровский Н.Г. Строительные машины: учеб. для студентов вузов /Н.Г. Домбровский, М.И. Гальперин. – М.: Высш.

школа, 1985. – 224 с.

35.Живейнов Н.Н. Строительная механика и металлоконструкции строительных и дорожных машин: учебник для вузов /Н.Н. Живейнов, Г.Н. Карасев, И.Ю. Цвей.– М.: Машиностроение, 1988.– 280 с.

36.Завьялов А.М. Основы теории взаимодействия рабочих органов дорожно-строительных машин со средой: дис.…д-ра техн. наук /А.М. Завьялов.– Омск: СибАДИ, 1999. – 252 с.

37.Зеленин А.Н. Машины для земляных работ: учебное пособие для втузов /А.Н. Зеленин, В.И. Баловнев, И.П. Керов; под ред. А.Н. Зеленина. – М.: Машиностроение, 1975. – 424 с.

38.Зорин В.А. Основы долговечности строительных и дорожных машин: учеб. пособие для вузов /В.А. Зорин. – М.: Машиностроение, 1986. –248 с.

39.Коваленко М.В. Уравновешивание рабочего оборудования гидравлического экскаватора: дис…канд. техн. наук /М.В Коваленко.– Омск: СибАДИ, 2004. – 170 с.

40.Красников В.В. Подъемно-транспортные машины /В.В. Красников. – М.: Колос, 1981. –263 с.

41.Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания /В.И. Крутов.– М.:Машиностроение, 1979. – 616 с.

42.Кудрявцев Е.М. Основы автоматизации проектирования машин: учебник для студентов вузов по специальности «Подъемнотранспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»