автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Определение рациональных параметров и режимов работы безнасосных диафрагменно-поршневых вакуумных грузозахватных устройств

рт 6 №

х X мл

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАЛИ

АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ -

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи •АБЗИАКШШЕ Олег Варцентьевич

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕаИШВ РАБОТЫ БЕЗНАСОСНЫХ ШФРАШЕНБО-ПОРШНЕсЖ ВАКУУМНЫХ ГРУЗОЗАХВАТНЫХ УСТРОЙСТВ "

05.05.04 - дорожные и. строительные машины. .

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1994

J

-1

Работа выполнена на кафедре "дорожно-строительные машины" Московского Государственного автоыобильно-дорожного института

(технического университета).

/

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессоров.С.Заленский ) Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Б.Д.Кононыхин кандидат технических наук Ю.Е.Иванов

Ведущая организация - Центральный научно-исследовательский институт организации, механизации и технической помощи строительству

Защита состоится " 1994 г. в ¡О часов

на заседании специализированного Совета K-Q53.3Q.11 в Московском Государственном автоыобильно-дорожном институте [техническом университете) по адресу: 125829, ГСП, Москва, А-31Э, Ленинградский проспект,- 64, МАЛИ, ауд. 42. ■

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке МАдИ. Автореферат разослан " // " /<о 1934 г.

Отзывы представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью.

Телефон для справок 155-03-28.

Ученый секретарь специализированного совета K-053.3Q.11

кандидат технических наук, профессор Г.С.Ыирзоян

2

г

ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современный уровень развития строительного и дорожного машиностроения позволяет решение таких валовых проблем строительства, как комплексная механизация и што.чатизадия важнейших производственных процессов на базе шрокого внедрения многофункциональных машин, оснащениях набо->&т сменного высокопроизводительного рабочего оборудования, величение темпов и ловышенкв качества выполняемых работ, сок-ащение ручного труда.

Несмотря на развитее индустриальных методов строительства внедрение прогрессивной технологии, в строительном производив еие значителен удельный вес работ, выполняемых вручную, собенно это относится к выполнении монтажных и погрузочво-эзгрузочных работ. При этом как показывает статистика, проис-одит наибольшее количество случаев производственного травма-гака.

На строительной плозадке, работая в сагшх разнообразных

;довиях,' грузозахватные устройства взаимодействуют с мате-

галами, которые резко отличаются друг от друга по массе, кон-

ггурадий и физико-иеханическии свойствам. Поэтому конструи-

звание грузозахватных устройств для строительных изделий

шжно базЕфоваться на универсальность применения, на воз-

игность авт01!атиз1ф0Бать грузозахватные операции. Наиболее

¡ляо к таким требованияы соответствуют притягивающие контакт-

:е грузозахватные устройства, а именно безнасосные длафраг-

нно-поршневые вакуушшэ грузозахватные устройства, в кото-

х изменение объема камеры разрежения происходит при дви-

3

^ Ч. 'I_1

Г 1

жении первая, связанного с грузонесущим органом подъемного механизма.

В настоящее время распространение в строительстве безнасосных вакуумных 17 сдерживается-из-за отсутствия данных, ко- . торые обеспечивали бы обоснованный выбор параметров этих устройств и безопасность их применения. Существующие методики расчета рабочего процесса безнасосных диафрагменяо-поршневых вакуумных 17 не отражают в полном объеме специфику конструктивных особенностей этих устройств» режимов их работы и нуждается в развитии и доработке.

В связи с этим на данном этапе актуальными становятся задачи определения влияния параметров и режимов работы безнасосного дифрагкенно-поршневого вакуумного 17 на процесс захвата и безопасного удержания груза.

Нельв работы ■ является повышение эффективности работы безнасосного дифрагменно-поршневого вакуумного 17 путем совершенствования режимов работы и определения рациональных па- -раметров.

Методы исследований: для реализации поставленной цели первоначально путем аналитически! и экспериментальных исследований изучались кинематические и динамические зависимости в элементах безнасосного вакуумного 17, напряженное состояние звеньев, закономерности процесса захвата груза. В дальнейшем выполнялось теоретическое обобщение найденных закономерностей и моделирование на ЭШ динамической модели рабочего процесса безнасосного диафрагменно-поршяевого вакуумного 17. использованы методн планирования и обработки экспериментальных данных. В экспериментальных исследованиях

применялась современная аппаратура измерения параметров рабочего процесса вакуумного 17.

Объект исследований: для исследований объектами являюсь два натурных экспериментальных образца безнасосного дпафрагмен-но-поршневого вакуумного 17.

Научная новизна работы представлена: математической моделью описывазиой рабочий процесс захвата груза безнасосных ДЕафратаендо-порпшевым вакуумным ГУ с учетом упруго-демпфирующих и инерционных параметров грузоподъемной машины; анализом процесса удержания груза с точки зрения безопасности труда, после выбора поршнем всего рабочего хода; алгоритмом теоретического моделирования на ЭВМ динамики рабочего процесса безопасного диаЁрагшняо-поршевого вакуумного 17. Установлены ряд ранее неизвестных закономерностей взаимодействия между собой алеменгов безнасосного вакуумного 17, позволивших.внести изменения в методику расчета параметров захвата.

Практическая ценность работы заключается в разработанных- аналитических зависимостях рабочего процесса .безнасосного диафравменно-поршневого вакуумного 17; в алгоритме для ЭВМ, который позволяет црименительно к конкретной базовой машине определить дгнаничэскую нагруженнссть и расчгтатъ параметры захвата; в практических рекомендациях по выбору рациональных резимов работы безнасосного вакуумного 17.

Кроме того,созданы конструкции безнасосного вакуумного 17, позволявших повысить надэшюсть работы и увеличить щюня безопасного удерзания груза, путем уменьшения потеря вакуума в рабочей камере вакуумного захвата.

5

Реализация работа. Результаты исследований и разработал- 1 ныо рекомендации по Еыбору рациональных параметров и резимов работы безнасосных диафрагменно-поршнеЕых вакуумных ГУ бала использована ЕТФ "ЭСКШ" при разработке технической документации на грузозахватные устройства для заводов ЦосЕнгбётона.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 48-й, 49-й, 5о-й и 51-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ в 1990-1993 гг., на республиканской научно-технической конференции "Динамика и прочность мобильных машин" НШ в 1989 г. и на семшарэ "Научно-технические достижения на промышленном транспорте" Московского дома научно-технической пропаганды им.Ф.ЭДзер-жинского в 1991г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей. Получено 3 авторских свидетельства.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и • приложений, содерхта 209-страниц, в-том-числе 149 страниц-машинописного текста, 13 таблиц, 63 рисунка, список литературы из 113 наименований и приложения на 16 страницах.

На защиту выносятся: классификация безнасосяых диафраг-менно-поршневах вакуумных 17; анализ динамики патентования конструкций вакуумных ГУ; результаты системного анализа факторов, влиявших на рабочий процесс базяасосного диафрагменно-поршневого вакуумного ГУ; математическая модель рабочего процесса безнасосного вакуумного ГУ с учетом упруго-демпфирующих и инерционных параметров грузоподъемной машины; анализ процесса удержании груза безнасосным вакуумным захватом с точки зрения безопасности труда, после выбора поршнем всего рабо-

г 1

чего хода; результаты теоретического моделирования ка ЭВМ и

экспериментального исследования динамики рабочего процесса безнасосного вакуумного ГУ для различных режимов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечается актуальность создания и освоения вакуумных грузозахватных устройств, обладающих ынозестзом положительных особенностей, с целью сокращения ручного труда, и повышения производительности при выполнении погрузечнр-разгру-зочннх, подъемно-транспортных и складских работ. Указывается основные положения, которые выносятся на зациту.

В дерзой глава приводится обзор и анализ конструктивных решений зарубежных и отечественных вакуумных 17, проведен патентный поиск. В результате изучения и анализа имеющихся данных научно-технической и патентной информации к выявиваихся тенденции в развитии вакуумных ГУ предложена их классификация по принципу действия и конструктивным особенностям.

В обзоре суцествуваих..исследоваЕий-анализируются работы ученых: Б.И.Беяанова, В.С.Матвейчука, Ю.В.Бурляй, Ю.ПДапкина, А.П.Иацаева, А.Н.Моськина, Л.А.Полонского, А.Ф.Андреева, P.A. Лууса и др.

Основной цельв этих исследований являлось определение условий удержания груза вакуумным 1У и определения параметров вакуумной системы. При этом эти работы были направлены на разработку конкретных типов захватов, представляющих интерес в основном только для определенной области их использования. Этим вызвано применение в исследованиях принципиально различных расчетных схем л формул, отсутствие единых мег тодов расчета, терминологии и обозначение параметров.Авторы

L—I ' . I_I

предлагая формулы расчета параметров поршневых вакуумных 17, основной акцент направляют на статическое нагружэниа грузозахватных устройств, пренебрегая инерционные и динамические силы, действующие' на вакуумный захват во время рабочего процесса. Слепком упрощено термодинамическое состояние воздуха в вакуумной камере во время процесса захвата труда а после. Не исследовано как влияет наличие разреженного воздуха в камере, как упругого элемента, на удерхивамцую (притягивающую) силу вакуумного ГУ во время переходных процвссов. Что касается безнасосных вакуумных "17 диафрагменно-поршневого типа, автором настоящей работы в научно-технической литературе исследование этих устройств не найдено.

Подученные выводы обусловили специфику настоящих исследований.

Целью настоящей работы является повышенна эффективности работы безнасосных диафрагменно-поршневых вакуумных ГУ путем совершенствования режимов работы и определения рациональных параметров.

Для достижения поставленной цели необходимо решить, следующие задачи:

1. Системный анализ факторов, влияющих на рабочий процесс безнасосного вакуумного ГУ.

2. Разработка аналитической модели рабочего процесса диафрагменно-поршневого вакуумного ГУ с учетом упруго-демпфирующих параметров базовой машин и подвески.

3. Разработка алгоритма теоретического моделирования на

ЭВМ динамической модели безнасосного дифрагыонно-поршневого

вакуумного 17, с учетом основных влияющих факторов на рабо-

8

чпй процесс, с целко определения влияния упруго-деидфпруипшх параметров вакуумного ГУ на динамические нагрузет в системе "базовая машина-вакуумное 17 - груз".

_4. Разработка методики и проведение экспериментальных исследований рабочего процесса безнасосного диафрагмепно-пор-шнавого вакуумного ГУ.

5. Проведение экспериментальных исследований вакуумного 17 на натурной базовой машине с грлью определения влияния различных эксплуатационных характеристик на протекание рабочего процесса.

6. Проверка основных теоретических результатов путем сопоставления иг с экспериментом.

7. Оценка технико-экономической эффективности применения диафрагменно-поршневых вакуумных 17 и конкретные рекомендации по выбору рациональных параметров этих устройств.

Вторая глава посвящена теоретическому анализу рабочего процесса безнасосного диа^грагменно-поршневого вакуумного 17, рассмотрена системная модель процесса захвата груза- вакуумным ГУ и на ее основе сформгрованы интегральные параметры выхода, которые в конечном счете отражавтся в главном показателе эффективности - приведенных удельных затратах, и в критерии оценки высшего ранга - прибыль.

Рабочий процесс безнасосного диафрагменно-порптневого вакуумного 17 условно разбивается на две основные стадии: доотрыЕная и после отрывная стадия движения, каждая из которых характеризуется несколькими основными этапами.

ДоотрыЕная стадия движения:

- принатиэ вакуумного ГУ к поверхности поднимаемого •

9

- отрыв поршня от основания верхней вакуумной камеры

Ойии ;

- создание необходимого разряжения в рабочей камере вакуумного 1У •.

- отрыв груза от основания Ъ, ^ Ъ . Посдеотрывная стадия движения:

- нестационарное двикение системы (колебательный процесс);

- равномерное движение системы.

После анализа исследований по математическому описании рабочих процессов специализированных 17 и результатов предварительных экспериментов над безнасосным диафрагменно-поршне-вым вакуумным 17 были приняты'ряд основных допущений. С учетом этих допущений каддый этап движения системы "грузоподъемное устройство-вакуумное ГУ - груз" описывается математически, что позволяет получить аналитические зависимости, -характеризующих физику рабочего процесса захвата груза вакуумным 17. На стадии создания необходимого разрежения: текущий объем рабочей камеры

текущая величина вакуума в рабочей камере необходимый ход поршня для создания рабочего вакуума

Щ.) з АХ««:.) - Т +

Р. , Рт, ^ ¿у.р, -•"Г+"аГ»; + — '

здесь Рь - атмосферное давление воздуха, По, • V. - первоначальный объем вакуумной камеры, л1 ; - площадь поршня, А* ; £ =1,4 - показатель адиабаты воздуха; К,, -

—] . Л

жесткость подвески, н/д ; (t.) - деформация подвески,

Л ; FTf - сила трения поршня и штока о стенки цилиндра, H .

Математический анализ переходных (колебательных) процессов исследуемой системы,позволил,установить отрицательно обратную связь между вершей и нижней вакуумной камеры и определить коэффициенты жесткости упругих элементов диафрагкенно-поргневого вакуумного ГУ.

Коэффициент жесткости верхней камеры

коэффиицент. жесткости нижней камеры (ВЗК)

iW-fe-s" ■

коэффициент жесткости обратной связи мезду камерами -

¿1 - плошадь.ниЕней вакуумной камеры,

здесь Р* е V* - установившиеся значения давления и объема перед равномерным подъемом груза, после затухания переходных процессов Р* и V* одределяются из условии равновесия 'системы

= - (.m, + mj-|| + FTf ,

Pc

Vi

Р.

где ш, и Щ, - масса груза и вакуумного ГУ соответственно, кг.

С точки зрения безопасности труда практический интерес вызывает момент, когда поршень перемещаясь вверх по отношении цилиндра выбирает весь свой рабочий ход. С этого момента за счет просачивания воздуха растет давление в рабочей камере и следовательно, уменьшается сила притяжения груза к захвату.

Критическое (отрывное) значение давления определяется по формуле „„

г«»

где г, - сшга адгезии мегзу уплотнением и грузом, Н.

Из анализа физики процэсса просачивания- воздуха в рабочую камеру находим среднее время удержания груза

. _ гп.8тг ^аф(рк-р.)

с' - p^u^-^i '

где _ т. _ исходная масса воздуха в камере, v - кинетичес-. кая вязкость воздуха, см^/с; - эффективная длина трубки тока, см; - эффективная площадь сечения микропор по всему периметру уплотнения, см^.

Следует отметить, что полученше зависимости хоть ж правильно отражают закономерности изменения нагрузок в системе, кшшчестваянув сторону процесса из-за принятых допущений будут показывать несколько'искаженно. Поэтому для уточненных -расче-

•ч

тов проведан численный метод расчетов на ЭВМ.

На основе реологической модели системы "грузоподъемное устройство-вакуумное 17-груз" (рис.1) разработана расчетная динамическая схема (рис.2) где приняты еяедушив обозначения: Я. - масса металлоконструкций базовой машины, приведенная к точке подвеса 17; Я, - масса вращающихся частей механизма подъема, приведенная к точке подвеса 17; , Яд , Яч , -соответственно масса поршня, корпуса захвата и хруза, приведенная к точке подвеса 17; ТСХ,) - движущее усилие двигателя, приведенное к точке подвеса захвата; S. , Si , S» , - усилие натяжения в упругих элементах системы; R* и f£s - силы "отрицательного" давления вакуума; X. , X, , Xt, X,, Хч - пере не -, ■ 12

' ' ' , ' ' ' ' ''

с.

"3=1

Базовая машина

4д

Груз

Рис. 1. Реологическая модель рабочего процесса диафрагменно-порашевого вакуумного ГУ

' > "''' " ' - ■"

Ж,) 'И,-

И.

5,

И,

5, 5,

01

О,

X.

Ряс. 2. Расчетная динамическая модель

С

к

Я

И а ч а д о ^

Рис. 3. ллок-схема алгоритма расчета рабочего процесса диафгагменно-поппкевого вакуумного 17

швния масс К., К,, Яг, Я,, Я, соответственно; О^Р.аОц-ввс поршня, корпуса захвата и груза соответственно.

На основе.расчетной схемы составлены зависимости дейст-вувпшх усилий; дифференциальные уравнения движения системы в доотрывяой и после отрыЕНой стадий, что позволило разработать алгоритм моделирования динамики рабочего процесса вакуумного ГУ на ЭШ (рис.3) и программу моделирования.

При теоретическом моделировании были поставлены три основные задачи: I) установить динамические нагрузки в элементах диафрагыенно-поршевого вакуумного ГУ для анализа адекватности динамической модели полученным экспериментальным данным; 2) определить степень влияния на динамическую нагру-генность подвески вакуумного ГУ наличия ыеяду верхней и нижней вакуумной камеры отрицательной обратной связи; 3) определить степень влияния на динамическую нагруженность подвески вакуумного 17 параметров вакуумной захватной камеры (ВЗК) и скорости' подъема крюковой "подвески. • • ~

Результаты расчетоз на ЭШ динамики рабочего процесса безнасосного диаф рагыенно-поршневого вакуумного ГУ показали, что наличие упруго-демпфирующей газовой среды (вакуума) в системе ~ 12,8$ снижает динамическую нагруженность подвески по сравнении подъема груза другими грузозахватными устройствами. Построенные по результатам расчетов зависимости (рис.4 и рис.5) показывают, что уровень динамических нагрузок, действугашх в подвеске, растет с увеличением рабочей площади ВЗК и скорости подъема кроновой подвески.

Третья глава посвяшвна методике проведения экспериментальных исследований и оборудованию на' котором они проводились. 15

5, н

1эОО 1С00

50С

О 0,1 0,2 0,3 0,4 С,5 0,6 Ъ, с

Рис. 4, Изменение усилия по времени в крюковой подвеске вакуумного ТУ. 1-Бвзк=0,06 мг; 2-5взк=0,1 мг; 3-5взк=С,14 м1; 11=0,2? м/с

Б, Н 1500 1000 500

О

,:0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 ь,

Рис. 5. Характер изменения усилия в подвеске вакуумного 1У при разной скорости подъема крюковой падвески. 1- 17=0,129 м/с; 2-С=0,27 м/с; 3-№=0,411 м/с; £взк=0,1 мг

с

Основная даль экспериментальных исследований - оценка -эффективности применения, выбор рациональных параметров и режимов работы диафрагменно-порпшевого вакуумного ГУ, проверка и уточнение ..основных теоретических положений.

Экспериментальные исследования включают следующие.этапы:

1. Исследование рабочего процесса диафрагменво-поршвевого вакуумного 17 на стенде для испытания грузозахватных устройств, с далью определения влияния основных геометрических дараштров и режимов работы на безопасность его использования. ,

2. Проведение экспериментальных исследований диафрагмея-но-поршневого вакуума 17 на базе малогабаритного тягача п&1соА" с целью оданки влияния эксплуатационных показателей'базовой машины на рабочий продасс вакуумного 17.

Для проведения исследовании были разработаны и изготовлены экспериментальные образца безнасосных диафрагменно-поршне-вых вакуумных 17 грузоподъемностью до 500 кг, которые позволяют быструю замену ВЗК -и дистационность управления. ВЗК были изготовлены по форме двух типов: прямоугольной и круглой формы, а поперечное сечение уплотнения выполнены в форме прямоугольника.

Для экспериментальных исследований в качества объекта захвата была выбрана серийно выпускаемая тротуарная бетонная плита К6Б ГОСТ 17608-81.

Эксперименты проводились на специально спроектированном стенде (авт.свид.й 1789488), который позволяет проводить исследования на статико-динамические нагрузки при различных режимах работы.

Для определения неизвестных величия были применены методы электротенз оме триче ск их измерений. При этом разработаны

устройства: тензометрическая линейка для измерения деформаций уплотнения; тензсмэтрический вакуумметр с линейной характеристикой в зоне давлений.

Штодика стендовых экспериментальных исследований, включает два этапа: I - традиционные однофакторные эксперименты для определения оптимального разрешения воздуха в рабочей камере и влияния на удерживающую способность вакуумного ГУ вне-центреннэго захвата груза и чистоты его поверхности; 2 - планирование эксперимента для определения влияния динамических нагрузок ва работоспособность вакуумного ГУ и нахождения возможных оптимальных условий.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований.

На основе анализа результатов первого этапа экспериментальных исследований определено, что для каждого типоразмера вакуум-захватной камеры между ходом поршня дня создания рабочего вакуума и весом захватываемого груза существует прямолинейная зависимость (рис.6).

Для расчета времени надежной и безопасной работы безЕа-оосного вакуумного ГУ большое значение' газет определение величины натекаяия воздуха в ВЗК в местах ее контакта с грузом. О величине натекания воздуха лучше всего судить по изменению объема рабочей камеры, которую мсиво характеризовать при помощи, скорости перемещения вниз вакууы-образущего -цилиндра. Анализ графиков на рис.7 и рис.8 позволяет сделать вывод, что при одинаковых геометрических размерах ВЗК и при одной и той жв шероховатости поверхности груза увеличение веса поднимаемого груза ведет к увеличению разрежения воздуха и скорости

натекания. Однако разрежен® в рабочей камере растет прямоли-' " ^

Ь-2

пор, 10 м 6

с

4

3

2

1

О 100 200 ЗСО 400 500 Огр. Н

Рис. 6. Зависимости хода поршня в вакуум-образующем цилиндре, для установления рабочего вакуума, от веса груза. 1-5взк=0,02 м2; 2-5взк=0,04 м1; 3- Звзк=0,06 мг

- теоретическая зависимость;

---- экспериментальная зависимость.

Рв, кПа 24 16' 8

О 100 200 ЗСО 400 оОО С)гр, Н

- Рис. 7. Зависимости разрежения воздуха в рабочей камере

вакуумного 1У от веса груза. 1-2взк=0,02 мг; 2-Бвзк=0,04 мг; 3-5взк=0,06 кг

Сц, 10 ч, м/с 5

4

2

О 100 200 300 4р0 500 С)гр, Н

Рис. 8. Зависимости скорости перемещения вниз вакуум-образутсщего цилиндра по отношению поршня от -веса груза. 1-Зззк=С,02 мг; 2-Бвзк=0,04 ыг; 3-5взк=С,06 и2

1 \

V о X и

■ ■ € 1

ч 3 с

п/

1

яэйао, а в графике зависимости скорости перемещения цилиндра выделяются горизонтальные участки, которые показывают о стабилизации процесса натекаяия воздуха. С их помощью мозно судить в каких пределах колеблется вас груза, который является оптимальным для НЗК данного типоразмера.

Результаты экспериментальных исследований по определению влияния динамических нагрузок на работоспособность безнасосного диафрагаеяяо-доршяевого вакуумного 17 показали, что во время динамического удара (резкое торкоззние) в рабочей камере вакуумного 17 создается переизбыток разрешенного воздуха, а в этот момент уплотненное КЗК на обеспечивает достаточную герметизацию, в результате поршень выбирает большую часть своего рабочего хода, что существенно сокращает время безопасного удержания груза.

В пятой главе приводится методика расчета рациональных параметров вакуумного ГУ и расчет показателей технико-эконо-■ мической эффективности. Расчет заключается в- определении ос-.. новных параметров вакуумного 17 исходя из заданной грузоподъемности, количество ВЗК и времени безопасного удержания груза. Разработанная методика учитывает все основные факторы влияю-щив на рабочий продесс грузозахватного устройства.

ОБЩЕ ШЩЩ. НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1..На основе изучения особенностей конструкций безнасос-яых диафрагменно-поршневых вакуумных 17, анализа технологических процессов в промышленности, строительстве и на транспорте предложена их классификация и установлены основные направления применения.

2. При обработке масивов патентной информации по вакуум-"1 аым 17 установлена тенденция к увеличению темпов прироста технических решений для безнасосных вакуумных 17. Учитывая, что среди всех отобранных изобретений и патентов по безнасосным • 'вакуумным 17, поршневые и диафрагменно-порпневые вакуумные 17 составляли примерно 56,3?, это говорит о том, что этот тш вакуумных 17 в ближайшем будущем ожидает преимущественное развитие.

3. Установлено, что существующие, методики расчета не позволяют определить рациональные даракетры безнасосных диа-фрагыенно-поршневых вакуумных ГУ, так как они основаны на статические вагружения и цредлогают действия динамических нагрузок учитывать коэффициентами запаса.

Расчет безнасосного диафрагменно-поршневого вакуумного ГУ как сменного рабочего органа следует вести с учетом всех основных факторов (статических и динамических) влияющих на рабочий процзсс. Рассматривая безнасосное диафрагмеяно-дорш-невое вакуумное ГУ как манипуляторный рабочий орган грузоподъемной машины расчет следует производить в комплексе с базовой машиной на основе динамических моделей.

4. Важным фактором для работы безвасосвого диафрагман-но-поршнэвого вакуумного ГУ является наличке упруго-демпфирующих элементов: рабочей и вакуум-захватной камеры. Теоретически установлена обратная взаимосвязь между этими камерами и ее влияние на характер колебательных процессов в элементах вакуумного 17. Экспериментально получены значения динамических усилий в грузовой подвеске и элементах вакуумного 17. Установлено, что фактор обратной связи между'вакуумными

камерами и их наличие ведет к уменьшении динамической наг—'

ружэнности грузовой подзески на 12,8-13,2? по сравнению применения для подъема груза других типов захватов.

5„ Разработана методика определения усилии в грузовой подвеске, рабочей камере и уплотнений БЗК. На основе этой методики разработан алгоритм и программа на ПЭВМ вычисления усилий в элементах безнасосного диафрагменно-доршневого вакуумного ГУ.

6. Колебательный лроцзсс в уплотнении БЗК характеризуется асимметричностью параметров по отношению их установившегося значения. Для малых деформаций асимметричность достигает ЗС$, а для больших - 6С$. Эта асимметричность обусловлена различием коэффициентов жесткости и демпфирования рабочей камеры и ВЗК, физико-механическими свойствами резины, а также отрицательной связи между вакуумными камерами.

7. Во время динамического удара (резкое торможение) в рабочей камере безнасосяого диафрагменно-порпнёвого вакуумного ГУ создается переизбыток разреженного воздуха, а в этот ■ момент уплотнения ВЗК не обеспечивает достаточную герметизацию, в результате поршень выбирает большую часть своего рабочего хода, что существенно сокращает время безопасного удержания груза.

8. Наиболее целесообразным является применение бсзнасос-ного вакуумного ГУ с одной -ВЗК, т.к. увеличение числа ВЗК ведет к уменьшению времени удержания груза и к увеличению процентного веса вакуум-образующего цилиндра от веса груза. Цзле сообразно конструирование безнасосных диафрагменно-порш-невых вакуумных ГУ большой грузоподъемности, т.к. при меньших значениях процентный вес грузозахватного устройства от

веса поднимаемого груза будет значительным. -1 &

г i

9. Разработанные рекомендации до шбору рациональных параметров безнасосных диафрагменно-поршнезых вакуумных 17 позволяет снизить удельные приведенные затраты в среднем на 48%.

10. Годовой экономический эффект для одного безнасосного вакуумного 17, по ценам и тарифным ставкам 1991 года' составил 17859,6 руб.

Проведенные исследования и анализ полученных результатов позволяют выявить следуваие направления дальнейших исследований и рекомендации по совершенствование конструкции и методов расчета диафрагмзнно-поршневых вакуумных ГУ:

- исследование динамики диафрагменно-поршневого вакуумного ГУ, как рабочего органа гидравлического манипулятора;

- разработка и исследование автоматизированных систем управления рабочим процессом захватного устройства;

- разработка и ксследозанке конструкции диафрггменно-портневкх ваьтумных 17 с системами адаптации при захвате груза;

- разработка типоразмерного ряда диайрагменно-поршне-бых вакуумных ГУ для работы в качестве сменного рабочего органа с широкой номенклатуры подъешо-траяспортных и строительных машин.

ПУБШ&ЦЦИ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

I. Абзианидзе О.В., Заленский B.C. Тенденции развития

конструкций вакуумных грузозахватных устройств на основании

анализа научно-технической и патентной информации / МАДО.- .

М., 1989.- 40с.- Деп. В ЩЖГЭстроймаш, 13.03.89 г., & 20 -I I ,24

о

г -I

сд.89.

2. Абзианидзе О.В., Заленский B.C., Андреев А.Ф. Системный анализ рабочего процесса вакуумного грузозахватного устройства (ВГУ) //. Тр.семинара по научно-техническим достижениям на промышленном транспорте.: Сб.ст. / Обиество "Знание".-М., 199I. -с.79-81.

3. Абзианидзе О.В. Вакуумные грузозахватные устройства для механизации дорожного строительства // Шханизацпя строительства. -1992.-ЖО.- с.8-9.

4. Заленский B.C., Абзианидзе 0.3. Применение вакуумных

I

захватов в дорожном строительстве /'/■ Совершенствование машин для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог: Сб.научн.тр./ШШ.-М., 1990,-с.40-41.

5. A.C. Je 1622274 (СССР). Грузозахватное устройство / МАДИ; А.Ф.Андреев, В.С.Заленский, 0.3.Абзианидзе. - Заявл, 24.02.89 г., № 4669868/П.- Опубл.Б.И., 1991, Д 3.

6. A.C. je 1676989 (СССР). Вакуумное грузозахватябе' уст- ' " ройство./МАДИ; А.Ф.Андреев, B.C.Заленский, О.В.Абзианидзе. -Заявл.24.02.89 г., Je 465552/П.-Опубл.Б.И., 1991, & 34.

7. A.C. Js 1789488 (СССР). Стенд для испытания грузозахватных устройств / МАЛИ; А.Б.Ермилов, В.С.Заленский, О.В. Абзианидзе. - 3аявл.05.03.91 г., Je 4918824/Ы.- Опубл.Б.И., 1993, J6 3.

25 I_I