Search academic texts

Registration Number

0420U100813, Candidate dissertation

Title

Increasing the efficiency of motor grader working equipment use by stabilizing the load mode of the traction frame suspension mechanism

Author

Ragulin Vitaliy M.,

popup.head Shevchenko Valery O.
popup.opponent MASLOV OLEKSANDR G.
popup.opponent Koval Andrii B.

Status

Кандидат технічних наук, 05.05.04, Машини для земляних, дорожніх і лісотехнічних робіт

Date

26-06-2020

Description

Дисертацію присвячено вирішенню актуальної науково-прикладної проблеми підвищення ефективності роботи автогрейдера за рахунок зменшення навантаження виконавчого обладнання. Це досягається шляхом стабілізації режиму навантаження механізму підвіски тягової рами (МПТР) модернізацією робочого обладнання шляхом використання додаткового елемента підвіски. Вона дозволить зменшити асиметричність навантаження виконавчих гідроциліндрів робочого обладнання автогрейдера та, як наслідок, відбувається вирівнювання навантаження машини при експлуатації. У роботі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано об’єкт, предмет, мету і завдання дослідження, описано методи дослідження, а також визначено зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Надано інформацію про апробації та публікації результатів дисертаційного дослідження, проведений літературний пошук та його аналіз відповідних досліджень, розроблені статична та динамічна моделі, проведені натурні експерименти у польових умовах з існуючим МПТР, розроблена віртуальна модель робочого обладнання та проаналізована кінематика існуючого та модернізованого обладнання, надані практичні рекомендації по раціональному вибору параметрів конструкції МПТР та встановлена економічна ефективність запропонованого методу підвищення ефективності роботи автогрейдера. Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному: за допомогою розробленої статичної просторової схеми і відповідної математичної моделі були визначені залежності зусиль у виконавчих гідроциліндрах від вхідних кінематичних характеристик та силових зовнішніх навантажень з урахуванням специфічних особливостей конструкції МПТР; за допомогою розробленої динамічної просторової схеми і відповідної математичної моделі були визначені залежності зусиль на грейдерний відвал від вхідних зовнішніх навантажень з урахуванням асиметричності конструкції МПТР; встановлено рівень нерівномірності зусиль у виконавчих гідроциліндрах МПТР при виконанні технологічних операцій; встановлені нові закономірності розташування змінних координат точок приєднання виконавчих гідроциліндрів МПТР і режимів робочого процесу на перерозподіл навантаженості гідроциліндрів.Результати наукових досліджень дисертаційної роботи знайшли впровадження у діяльності на ТОВ «Машгідропривід», ТОВ «Харківспецбуд-1», проектно-монтажній фірмі ДП «Спеціалізоване управління механізованих робіт», а також у навчальному процесі для підготовки бакалаврів за спеціальністю 133 «Галузеве машинобудування» у Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті. Результати роботи можуть бути використані при створенні нових та модернізації наявних систем керування робочим обладнанням автогрейдера. Основуючись проведеним аналізом наявних підходів щодо зменшення нерівномірності навантаження МПТР автогрейдера встановлено, що сучасна тенденція вирішення зазначеної проблеми пов’язана з неточністю при визначенні зусиль в гідроциліндрах МПТР. Допускають, що гідроциліндри підйому-опускання тягової рами сприймають найбільші зусилля при вертикальному розташуванні. При цьому не враховують зусилля, що припадають на гідроциліндр винесення тягової рами убік. Дане допущення позначається при виконанні технологічних операцій косовстановленного основного відвала з винесенням тягової рами або відвала. Математична модель вдосконалена при статичному та динамічному навантаженні стосовно використання їх для всіх типів автогрейдерів з урахуванням кінематичних залежностей МПТР, що гарантує отримання достовірності значень розрахунків з відносною похибкою у припустимих межах (довіреним інтервалом 0,9) та підвищення ефективності машини близько 25%. Уперше експериментально досліджений вплив положення точки прикладення зовнішніх навантажень на основному відвалі на навантаженість МПТР, що свідчить про неточність використання раніше існуючих методик розрахунків. Проаналізовано вплив зміщення точки прикладення зовнішнього навантаження уздовж різальної крайки основного відвала, встановлено, що зміна зусилля в гідроциліндрах МПТР автогрейдера не лише в абсолютному значенні, а і зміна у напрямку діючих реакцій. Розроблено комп’ютерну модель модернізованого механізму підвіски тягової рами автогрейдера, що дозволило результатам віртуальних досліджень запропонувати метод зміни кінематики підвіски тягової рами, котра забезпечує зменшення навантаженості при роботі автогрейдером. Впровадження одержаних результатів виконаних досліджень на автогрейдерах з модернізованим робочим обладнанням у вигляді додаткового механізму підвіски тягової рами дозволить зменшити навантаження МПТР і автогрейдера, в цілому, завдяки чому збільшиться час використання машини до ремонту, а також зменшити матеріальні витрати, що в підсумку дозволить підвищити ефективність виконання автогрейдера при виконані технологічних операцій.