автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Оптимальные параметры погрузчика к энергомодулю для малых ферм МЭС-0,6 "ФЕРМЕР"

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ

"нечшозшагрошг

На пратх рукописи.

юзловский Сергей АльЗортович

ОПТИМАЛЫШЕ ПАРАМЕТРЫ П0ГРУЗЧЖ1 К ЗШТОВДШ)

для малых фев1 ura-p.fi "окаи-?"

Специальность 05.20.01 - механизация сальскохозяйстввнлого ироиаиодогва

Автореферат

лнссертащта на соискание ученой стененк кандидата технически: а&ук

С. -ПвТ'эрбург-Пуакин 19 9 2

(

Работи выполнена в Няучло-производственном объединении "Нечврноэодагромаш" в I988-1991 гг.

На^шй руководитель

Официальные оппоненты

ВодущСл организация

- кандидат тэхническюс наук, стэршй научный сотрудник Хазанов Е.Е.

- доктор тэтнических наух, профеосор Вагав Б.И,

- кандидат тохннчеоких наук, старший научный сотрудаик Вылго A.M.

- вавод "Орелжишш" ПО "Садьхоь-погруачик"

Защита дкооэртацяи состоится м "__1992 г.

d_часоп на паоодании Споциализирошлчого оош*гл

'К 020.59.01 по присуждению ученой отопани кашивдата техиичаою дау:с в Научно-производственном о^ьвдянояии "Ио'шрноашагроиш' по адресу: I8K25, 0.-Потере! ург-Иувгкш, и.о. Тяряово, Фидьтро! оков шоосо, 3

С диссертацией ыогыо оэнакоиитьоя в Йиблиотька НПО "Личернозеглагроыеш".

Автореферат разослан " "__ 1992 г.

Учений сокрехарь Онешшмзированног» совета, ка/адцат технических наук, j

. старший пауший сотрудник * Н.Н.Черей

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность теми. Достижение устойчивого роста производств продукции животноводства - одна из основных задач нгр-^ром-иг.доп-ного комплекса.

Больши.ш потенциальными возможностями в уъмнчетт производства продукция аивотяоводства располагает галио ферш крупного рогатого скота (КРС), на которых производится до СО.« молока и говядины. Уровень комплексной )." о хани запил этих ферм состталот всего Зй2, большинство производственных продоссоп виполнялтся пг> существу вручную. Для механизации работ па таких фермах наиболее »Мюктиегш комбинированные агрогаты па базо влергомодулп МсО-О.б "Фермер", разработанного НПО "Ночернозег/лгромчт" совместно с Харьковским заводом тракторных самоходных лассп. '

В настоящее враля разработаны и изготовлены шроттируемие о впергомодулем машшш" для раздачи кормов, внесопня подстилки и уборки навоза. Однако, отсутствко погрузочно-разгрупочиоИ г/аиипн в составе комбинированного агрегата резко снижает эффективность его применения на малых фермах, т.к. около. 40$ всех затрат на фермах приходится пп погрузочио-разгрузочные л трапепортчшо операции, а при раздаче кормов около 50%' общих затрат приходится на выемку и погрузку из тралпеЛных хранилищ сената и силоса.

В связи о этш создание погрузочно-разгрузочной тшшш для агрегатирования о энергомодулем является актуальной задачей.

Пель работы - обоснование конструктивной схемы и оптимальных параметров погрузчика к эпергомодулю МЭС-0,6 "Фермер" для меха-низацип погрузочно-разгрузочных работ на малых фермах.

Объект исследования - макеты прицепного грейферного и фронтального погрузчиков в агрегате с енергомодунем. ■

Научная новизна. Процло.т.он метод оптимизации конструктивных параметров сложной динамической системы, к которой относится система "энергомодуль-логрузчше", позволяющий без применения сложных аналогических зависимостей быстро и о ¡шишальними затрата;',га достичь поставленной цели. Разработана математическая модель си-отеш "эноргомодуль- погруэчик" применительно к программному обеспечению процедуры оптимизации. Определены'оптимальные параметру прицепного грейферного погрузчика, даны практические рекомендации ло выоору разима работы и интервала хрувшвдъешоста, ойеспа-

I

чнышщго клнимальныо мшргозатраты п нагрузки в элементах конструкции погрузочного агрегата (ДА).

Пряктичоокал значимость. Совокупность сформулированных и обо-оновэиишх в работе полояоклй развивает перспективное направление создания и использования п животноводстве комплекта шшин дгя моханяюои? работ яа малых фермах. На основа выполненных исследовании разработана методика оптимизации конструктивных параметров погрузчика к анергомоцулю. Опроделопы-рациональные границы использования ПА на базе энергомодуля. С использованной полученных результатов создал прицепной грейферный погрузчик, который позволяет значительно повысить »^активность работа комбинированного агрегата, способствует облегчению л ловшшнкв прокзьодь-гольаооти труда па ыалых форклх.

Рергязлтгт.ч результатов исслолошщщ. Результаты исследований попользована в ПО "Седьхоапогрузчнк" при разраЗотке и изготовло-шш совмоехко о НПО "Ночерноземагроыаш" опытного образна прицепного гроЩсрного погрузчика. Р-гзрдбот:<а од обр она НТО ЫСХП РСФСР и рекомендована к производству (протокол Л С от 30.10.1590 г.)« По состоянию на 01.01.1992 г. л НПО "Нечо?нозема1ромапГ содействии ПО гСельхоэпогрузчлк" изготовлено и реализовано в хозяйства Нечерноземной зоны РОФСР 60 лряцошых грей^ерша погрузчиков .

Алтхбавдя тзоботн. Основные ползкаяия диссертационной работы долоаеш, обсуадани и одобрены на научно-технических конференциях в Лбнкнгрцдскои СХИ (г.Пушкин), ВГ.С1 (г.Вологда), на подсекши но комплексной кехаяизапян шгеотнободстш НТС ЫС2П РСС-СР в г.Вологда и на научно-практической конференции "Научные проблемы технического обеспечения аграрно-прокшлеаного комплекса Нечерноземной зонц РС4СР в ШО "Еспернозешхромаш" б 1990, 1991 годах.

П.тблгтацдя. По теми диссертационной работы опубликовано пять початних работ.

рСт.ш работы. Диссертация состоит из введения, глав,

выводов и ърздлегенлй» списка использованной литературы (ыаиме-ноканш;) и приложений. Работа изложена на страницах ма-

шшс'десного текста, содоргда ■ таблиц, * рисунков и црнл-пкенка.

содержание работы

Во вволокли обоснована актуальность темы, дана общая характеристика работы.

В первой главе " Соотояние вопроса и задччи иccлeдoвaщьм^,, показана важная роль малых ферм КРС в производство молока и гоелщй-ны. Дая краткий обзор способов и средств мвхани:шпга осношшх технологических процессов иа малых фертх, из которого еыголлот ¡;о~ десообразность примонвння на них комбилироганпих агрегатов на основе иобкльпых ср'эдотв со шлейфом тишл.н оборудования.

Разработанный в НПО "Нечерноземагромаш" вноргомоцуль 1ЛЗС-0,6 "Оерыер" о комплектом малогабаритных машин, наиболее полно учитывает спозмфику условий работы на малых фермах. Елочно-модулмшй принцип построения комбинированного агрегата на базе эиоргемодула, позволяот бистро переналаживать его для выполнения различных технологических операций. Однако отсутствие погруьо'тпо-ряагрузоч-вой «ашины к энергомодулп эущоотвенно сшппет вф^ективкость его нопольвошния, не позволяот механизировать широкий спектр наиболее трудоемких погрузочно-разгрузочных работ на г.плых фермах.

Дня ^основанного выбора конструктивной схемы псгрузо'шсЙ машины к онергомодул», дана классификация я проведен анализ ;ра. »личных птоз п конструктивных схем погрузчиков.

Иа основании анализа состояния вопроса л в соответзтвяк с поо-тавлеяной в рабло целью сформулированы следуозиа ооиовныо задачи исследования:

1. 03о.;ло1ать принципиальную конструктивную охему погрузочно-разгрузочной ь'лшшш к адергомодулп МЭС-0,6 "вермор".

2. Ыоработать ттекатичс скул йод ель. стотемы "аноргомодуль-1 погрузчик".

( 3. Обосновать критерий оптимизация. Предложить общую схему горнила оптлмязаши основных конотруктдвных параметров погрузчика.

4. Лровеоти експеримеяталыше исследования о падью идентификации параметров математической иод ели.

5. Осуществить оптимизацию конструктивных. параметров погрузчика по выбранному критерию. .

6. Провести опытно-производственную проверку комбинированного агрегата в составе оноргомодуля и погрузчика, Определить его гол~ гако-впономическиз показателя.

Во второй главо "Концоптуалъное проектирование - выбор типа погрузчика" на основе поисковых исследований обоснован тип и принципиальная конструктивная схема погрузочной ыасины, которая наиболее полно отвечает энергетическим и конструктивным параметрам энергомодуля, специфическим условиям проведения работ на малых фермах.

В розультате проведенного анализа различных конструктивных схем погрузчиков'выявлено, что для агрегатирования с энергомодулем могут быть применены два типа погрузчиков: прицепной грейферный и навеской фронтальный. Для обоснованного выбора той или иной схемы проведены исследования, для чего разработаны и изго-тоашш макеты прицепного грейдерного и фронтального погрузчиков. При разработке ьакотов учитывались особенности технологических процессов, для которых предназначены машины, а также параметры и характеристики энергомодуля. Высоту погрузки, вылет стрелы и глубину выемка груза, опредеяякщао кинематику погрузчика, рассчитывали с учетом транспортных средств, с которыми должен работать погрузчик, и способов хранения кормов.

Исследования, проведенные в НПО "Нечорноземагромал" и Подольской ШЗ, показала, что ПЛ с Фронтальным погрузчиком имеет ряд нодостатков, обусловленных неблагоприятным распределением нагрузок по осям, которые ковозногзю устранить без изменения конструикш он ер го модуля: недостаточна устойчивость и управляемость во вреия работы; перегрузка неродной оси при поминальной грузоподъемности (с учетом допускаемого увеличения нагрузки на шины ьедуцих колос кг 30?5) составляет в то время как задние управляемые колеса загружены только на 25:?.

Прицепной гройферный погрузчик более полно удовлетворяет параметрам энергомодуля и обладает по сравнению с фронтальным рядом преимуществ: но троб/от шгеездкп для маневра, что позволяет использовать его в узки сигосно-сенагзцис траншеях и на не юдготевлошшх площадках с относительно глягзптм груз'том; работа при нопоцьпкюм онергомодуло увеличивает срок слугбы агрегата, уменьшает, энергоемкость, иредотг-рацает погрузочную площадку, от разрушения, а та1-у.о создает хорошие условия для работы , оператора. Кроме того, он имот болео высокио по сравнению с • . фронтальным погрузчиком эксплуатационно-технологические показатели (табл.1).

4

Таблица I

Результаты аксюгуатаютэно-тохнологзческой оценки lukütje погрузчиков (погружаемый интервал - травяной силос)

Показатели

'Гаяпт.шз ппказатаал ч фронтальный прццсгшой

200 350

■500 500

430 570

15,12 7,4В

95 205

7с

4,6 16,4

1. Номинальная грузоподъемность, кг

2. ¡Лзксиплытл грузоподъемность, kv

3. Максимальное отрывное усилие, кг •

4. Время погрузи кормораздатчика, tun

5. Средняя vacca порции, кг

G. Прэдол/италыюить цикла, с

7. Прс/навпдитедьнооть в чао основного иромони, т/ч

Длинно оравнитадьных испытаний макитоя погрузчиков позволили аакличить, îto наиболее рационально вариантом для агрегатирования с ииергомоцулен и работы на »¿алых фермах ¡пишется прштыгаой rpaikl'OpHiiä похрузчик.

Ii 'ipoTbaii глава "Теоретические предпосылки к опгшиоаг.ак параметров прицопного погрузчика, агрегатируемого с мкргомо.дулт" обоснован критерий л переменные оптимизации, Bupaöoian блок ограничений, разработа:» матеиатаческая модель сиотеглд " зцсргомодуль-погруз-ira.' общая о:.а,!п. алгоритма оптимизация, которая реализовала в виде црограммн для ЗЦЕД.

Специфика работ на агаотноводчпоиис фермах ьцдшглет нд ложность ь ряд ваятеРошх проблем. Нэотчио в комбинированной агрегат«, стыковочного узла (ОУ), виголнящого фуагаии свяэуадогч) п прдаи-дядего заш яюргомздуш к рабочей мгшянн, п?.к.тхд1Г~*от высокие требования к его недеяности. Потом/ лрк разработке» рабочих макни к эяоргокодулм, ь том чкслс я похрузчша, иооб-ходимо стремиться к ум'эньисшш дойстпуиглх на этрт упал нагрузок.

Анализ конструкции макетного образца (рисЛ) позволил таде-лагь следувдаа компоненты ппкторч гонг труи-гигашх юраготрок-, ъяп ящкх на лагруазнносгь СУ: Х[ - пглиишао иогсро-дадй Ko.noi.itn го сараной; 1г) - полияшпио опорных до(/хратог; Jf»} - пояошмо осп то-Л9ЯКГГ ПОГруЗЧИКл. Парл.43«рц Хт и In спрсдояягт мрзктвр нагрузок

У-ï ii яогруоо' ло',1 лою.^ш-т агрск'.та, а Хд

Н ОСНОВНОМ

ъ

Û

кд в транспортном реалые работы.

Выгод шияитачйских-зависимостей, связывающих нглрузки и СУ о конструктивный параметрами пэдрузчЕка на стадии про-ектгровгния затруднгтогеп ввиду отсутствия данных о динамических характеристиках система "анергоадцуать-похрузчик". Сто дает оснсшниэ применить (о целы: упрощения я ускорения реаеши отгнкпзздионной задачи) проекционный мегод, заплючапщйся в аллроксииаши ттенатическоВ ыодаяи процессе урашоииямн влияния параметров оптшизащж на нагрузку в

стыковочном узле.

Оснэьнш еиловш воздействием ш СУ является язгибаххциА ю>-ыеыт, дойствупдЕй в придольао-вэргтшсг'льноС плоскостн, который зо-сит ярко вшикжнкй калоОательаи! харакгор (рис.2). Ввиду динамического зцрахтера насруаеюй СУ при ощяп;е внешнего воздействия необходимо учитывать ашдитуну д срвдлто лшпгаш/ яггибакцето «змеята (КМ).

РвоЛ. Схоиа глкета прицепного погрузчика

Рлс.2. Фрагмент сспюиограилы изгиЗазсцого момента в СУ при подъеме груза

При рассмотрения процесса пэгоузкп как опопшго непрерывного динамического процесса возникает трудности с формализацией крнто-рия и построения адекватной »атадатичискоЯ чадагс системы "опор-гомодуль-погрузчик". Зьщалвилв опра^еленпнх этапов в процесса погрузки (отрыв груза, остановка в ко.чцо подт.вш, опускание с-виса) позвсшшт преодолеть оти трудности, то« более, что с точки зрения пядегностп работы СУ наибольшую опасность представляй1 г.сплсскя напряжений, возяикаицяа в переходных точках троивоса подъема груза, Если средниэ воля нвц изгпбзхнда. моментов и их амплитуды в соотвотствуюцих точках пропесса лого/ыса обозначить через я At при 1=1,. ..,Л , то цаль исследований могло сформуляро-гать сладуыц!м образом

Ml(KIE,V)— mln ) (Т)

где К - вектор конструктивных параметров приношюго иоП'Урчнка:

Z - вектор параметров условий эксплуатации погрузчика; У -ьок- , тор параметров, таракторизутших воздействия оператора.

Так как п качестве критерия оптимизации выбраны ватачшш Mi и At , то для применения процедуры оптимизация к иатсмАТическоЛ постановке задачи необходимо полнить модель овязи этих вдличин о коиструктигацли параметрами погрузчика. Параметры моделей Afi(K) п /U(K) априорно {юиэвеотдн и поэтому их необходимо оценить по результатам пкепоркма::талышх исследований макетного образца погрузчика. Для апгроксшащга указанных фупкдлй исшзльзова на ка! I о н in о с гл я кмдратичосглл форма.

Ml-Soi* Cl:R + R^Di-R 5 (5)

-K-t- K-Ri/K, " . (4)

где ВосДЬ^- - свободные члены рогроссил; Ci,Qi. - матрицы кзр-Ь-({ишгептоп линейной Формы; .Dt,Rl •• мгтрпцн ко^.вдгептов дгадг-*'-тячесгой

При рьигиэдпл;! imfwos AiilK) л Ai (К) в чротдеосо ons-i-mr-v-inr.:, iа;-ч»м rnr.) г^"'"чггя г;ддат,н посбдсдимо осуществлять иго-горя/ рбото«тс-5с'1|'юш прос::.;:];; ■ Г( систем, для novo внраЛо-

van блок ох^е'ппшшй па переменные проектпрохания. Основным огра-наченкш, накладываемым на систо; у при проведонии оптимизации, является безопасность проведения работ, которая оценивается ковффи-шевтом ipyaoBoii устойчивости Кг • Другим ваташ ограничением на параметры погрузочного агрегата является нагрузка на опорные домкраты Рм по условию имоустановки агрегата в погрузочное положите. Кроме того, итж оптимизации параметров погрузочного агрегата необходимо учитывать нагрузки, действующие в транспортном : ре«ше работы. Необходимо чтобы нагрузка на переднюю ось внорго-модуля РЛ ь транспортном положении погрузочно1'о aipагата не цровивала допустимого еяачешш. Б тч же время не долило происходить значительной разгрузки передней оси, 'rat как ьто ухудшает управляемость и, кроме того, тргбует применения шин большей гру-80подъшнооти lia. осн прицепного погрузчика при неполном нсиольэо-вахыи грузоподъемности шип передней осп енергомэдуля. В общем виде даяяь'е ограничения ыоашо представить

Кг(Ю^[Кг]} ■ (5)

Рдп'ККСРм]; (6)

Ра ^PaÍKKLPAL (7)

^в ГКсЦР/>0,[Ра1 ~ допустимые значения коэ|х[вцпанта грузовой устойчивости, нагрузка на опорные домкраты и переднюю озь внор-го/Аодуля", Рд - вслщналыхя ьагрузга на передана ось внергоио-

дуля» .

В заракуерных точках процесса погрупки наблюдается различная реакция сяотеыы ва внезнео возмущение. При идеальном родешш задачи по шбраяно.'-у критерии необходимо иметь салюнаотраивагцу*>-ся оистему, которая изменяет овои парамотры при переходе от одного arana погрузки к другому. Однако такое реяензо практически не реализуемо. Поэтому при поиске оптимально:** решения необходимо рыгать компромиссную задачу, что предопределило необходимость даухвтапного алгоритма оптимизации. На нервем от«лэ оптимизации, который, является промеэдтэчянм, (pn>¿.3) последовательно ресюны задачи миникизоции зависимостей N'i(K) и /\LfR) при ¿ = f,...> И. Б результате ьтзго решоаия подучили иатрицу конструктивных дара« 8 .

метров К мгашмизпрущу» нагрузки в СУ па характерных зтзггах погрузки, с трокя столбцами л L количеством строк. ЗП'ОКтгв-пость решения ои.еяквалп по получинтсл мииг/ллышм гпаченчям

Ait* « Al' .

v

Елок мшгамзацшг Глзк опенхм

цолог/jx vyiîkect'.l na'jiii/otpob

Mi(R)-min К гтромта

ШДк)

и>1.....ч; Кг (К)

mmiMi

итак пропер::;!

ограничен::?

проокта

L

мни

Рпо.З. Пяок-охеча первого отляа опталязагга Для получопля общего решения на втором этапе еппелкзатезт (рис.4) использовали трансформированный критерий следугсого в/да

$ДМгМ1(К))*+(АШЩ2]~т1п (8

В результате полутон оптакльснЯ вектор конструктивных параметров К . сбоспечляаидя!' мныетиг.пыо нагрузки в моментах г.он-отрукют погрузчика.

Mi', Ai

îiîio:: :линк?*лз.ют)1 садовой фунгаип

rlr f

йгок оценки тгара-{метров проекта

рк^ьрлш

Кт;ок про вер:«

ограничений

проект!

скгТТ

Оптимальные параметры .

п дг;м I

Рм i Ра ; Кг

Рис.4. Ягок-схима алгоритма второго этзгл оптишзацля Tait как с^орглултроганиал целввея фунвпая является в об^см виде нал1Шэ;1пз.Ч, то данная задачя является задачей аалгнопногп программирования. Поэтому для применения процедура опткмиаацш

к математической постановку задачи был выбран алгоритм скользящего допуст, который реализован в пакете програ».з4, основ/ которого сооташяэт прографи ^локссимпдекс.

В четвертой главе излоюты программа и методика исследований. Для проведения исследований разработана и изготовлена лабораторная установка (рис.5), продставляоцая собой погрузочный агрегат в • составе взергоуодуля и шкета погрузчика с устанзшгошш-иа датчиками и измерительной аппаратурой. Лабораторная установка позволяла варьировать констр}тстивиымя параметрами в широких

ИсслвдоЕаьия проводили е дк! этапа. [£а парком бгапе проводи-ли лабораторные исследования, а на втором - исследования прицепного погрузчика в производственных условиях в составе конЗлци-роваичого агрегата.

Первый в га л был рар<5нг ла три взаимоевльаньыа части; голче-довакия т лабораторной установка с кфьироганиш х.опегруктиея^-кт параметрами погрузчика по уст шот кчтюй охег/.о; обработал ы;с-перпмонталшых данных, идеяиклц,тя гмнирнчоских блоке ттеш-тичоской модели и оптиштлкнн конструкции по избранному кркт ряю на ЗШ: анализ получен.¡иго роа^нля.

3 процессе к; :лвдоваия{! '[чь.гжрол'шг сле'г.>и!;ие ¡-влзчгши: крутядгтй номоят на 1Ш; «пего-гу цищоиия К);'.'; да слоило г. гидро-

кшнщрах ОПОРННХ Да'ЯСрВТОГ: И »".'И СТр{!ЛН; МС'ИГч.Т

СУ; ПО&'ОЗДтИб стпадч; Ькр'МКйЛЫП!« ЛереШ.;.<ШШ ГС (>ОДН<!.1 осп

1С

внвргомэдуля. В кавдой серии опытов производил"! запиоь процесса работы ПА при наиболее характерных вицах динамического нагружения: подъем и опускание стрелы о сотанонкой в крайнем верхнем п.огог&-иии; подъем и опускание стрелы о кис?; разное торможение стрелы при подъеме и опускании. Эксперименты проводила о опущенная (позиция I) и поднятых (позиция П) задних колесах энергоыодуля (рис.5) при трех положениях стрплы относительно продольной оси агрегата: продольно оси; повернутой на 90° в сбе стороны.

Нагрузку нз оси подвеса рабочэго органа изменяли за счет тарированных грузов от 0 до 600 кг о йнтерзалок варьирования ТОО кг, £ скорость подъема стрелы за счет чэсюты вращения двигателя.

В целях хорошей воспроизводимости опытов при различных комбинациях конструктивных параметров похрузчика бил принят урановый резки работы агрегата.

■ Обработку реализаций многофакторяого вксппгримэнта, построение штегятичесхоЯ модели и оптимизация проведали на БШ СМ 1600.

Ляя исследований в производствен!!.« условиях на базе эяергоио-дуля был скомплектован котЛнпнрованныЛ агрегат с погрузчиком, кормораздатчиком и булгдезером.

В пятэ* главе "Результаты вясперименталышх исследований и оптемизагаи параметров прилеттого грейферного погрузчика" представ— лопы результаты экспергасенпльн« исследований и оптимизации конструктивных параметров погрузчика. Проведен анализ основпис характеристик ПА.

Для идентиф|гя8цаи па^етров штаричесхях блоков, издала8 (3,4} пепдльзовалд данные реализаций кногофакторного вкспоркчента. В результате получены следующие матрицы оценок параметров моделей:

для остановки груза в кокцо подъема

-0,685] ;

19)

0£>г = .р.ууч; С, =[-2,593

ХН = 0;

\Jcl- М.499

[5.1178 г-1,859

М

I.

4.7Г5 -О,906

0,533 -23,93Т] ;

]•

для начала опускания груза

Rc¿ м 3,422;

—2,Г24 4,247 -0,089

D 2 ~ 0;

U,, = 41,7Г)0

- -50,SGO 0,551 -0,08b;

ZA2 —

r2 = 0 0 У

(ГО)

для транопэр'люго положения Г(А Boj» 0,IIS3j

Сз = '[-1,732 1,0382 5,0ll] ; (II)

D33 Oí t

В моделях Ni,'¿ томимо, конструктивно? параметров Ki,X.>,\í присутствует Х4 - ьвдичгаа поднимаемого груза. Моцоли А 1,2 построены при X¿ раиной 5 KÍI. При транспортном положении НА величина Х^ равна нулю.

Степень адекватности полученных моделей оцшшк*иш по кое^и-тотенту множественной детерминации. Степень адекватности ujvinotf (3,4) составила от 0,566 до 0,966,. что вполне достаточно Д.«>1 модо-лироваяия рабочих процессов сельскохозяйственных аграгатог.

Применение процедуры оптимизации к математической поотаномки задачи согласно хазрайотанному алгоритму осуществляли в два этапа с использованием нат знойного программирования. Результат;! обцад'с. решения иадачи оптимизации конструктивных параметров погругчиха приведены в табл.2.

Члблкпа 2

Результаты оптимизации параметров погрузчика

П о к а з а т е л и

Релккина потакателя

1. Полот.еиио поворотной колонны погрузит Xj, м 1,1.1?

2. ТТолзкеипо опорных доглкратов ХЧ. м Т ,417

3. Положение коле тешеккк лохруачика X¡-¡, п Т.2С7

4. Срадшы велячЕиа изгиба «кого моконта в СУ:

- в еонцо подъема груза Mj-, 1,507

- зз ыатлдр лпуекгниг: груза Mg, кК.м 2,1^3

Гродол.т.о::»то табл.2

Показателя

Величина ло~ ¡-.азатолл

5. Лг.глптуда г.згпбакцего :.'.о:лента и С/:

- в конце подъе:.:а груза Лт, кД.м

- в начало опускания груза Х^, кН.ы

и. Нагрузка на переднюю ось Пл в транспортном '

5.С00 3,020

поло:::онии Р. , кЛ

7. Нагрузка на ояорнио доглсрати Р.,, те.

23,31 12.70

3. Кэа&кщс-аг продольно!! устойчивости Кр 5,75

Анализ полученного решения о целью определения основ::::;: характеристик ПЛ прзнодщгн по результата:.; псслезоганпл па лабораторной установке с каГ;деш;ц:. и онгигллыгй:." параметра:.;::.

Даннно исследован:;;; показал:; (р:.с.О), ".то диапазон ::з:.:с::с::ия гзг::бг.:о^его момента дМ 2 СУ при подъеме стрел:.: растет с ;с.!оли-чеане:.: нагрузки на ос:' подвеса рабочего оргг.га. Г то :;:о гро::я из £нхч,:за зависимостей :13г;:ба.М;огэ ;.:о:.:опта в "У от угла поворота стрел л (р".:о.7) прд поднатв::: (I) ¡: опушен:;;!;: (2,3) за^н::;: колеса;: энепго:.:ог,уля видно, что положило еа:;:;;:;: колес оказвгаог значительное ^тпянне на еол::ч:ш/ :: диапазон неполон:-.: нзгпб-.г.г.сго ..»:;о:.'та в СУ, а следовательно на ::агру:::о;:::ость атс-:.сонтов коиотругх:::: ПА..

м

кН-ч

г 1

о

-1 -2

¿00 300 Н'Уй 500 £ кг

/

/

- г

1

3?.: :гс;-/.1ст1> М от О Т~ ьогсдхе пело:.о;.-о строл::; 2- :.:а::с:7.:аль:ш;; п:тет отдели

Ю 20 30 НО 50 60

Г::с.7. Г:.агнс~:ость М отс£-.т-л поцптл;:е (I) л огглцегашх (Г:,3) колесах энепгэ:.:одуля

Учитывал STD детально иоследэгллп нагружешюсть СУ при подъеме груза массой 500 кг с опуцонными (I) и поднятыми (П) задн.ши колесами энергомодуля (рис.5). При анализе двух схем нагрукония выделяли следув-ще зоны (рис.2): нулевого входного воздействия (I); отрыва груза (2); постоянного входного воздействия (3), rao UM в СУ зависит только о? кинематического полоеонил стрелы; оотяиова груза в момент удара порм'я в крышку идрощиющра стрелы (4). Результаты анализа показали (тэбл.З), что при переходе из позиции П в позицию I слиааотся диапазон и величина изменения ÍC' б СУ, а такке ум&ньиаетия колебаташюоть системы, т.е. увеличивается дем-пфируэтдая способности ПА. Логарифмический декремент колебаний окстемы изменился с 0,03 до 0,2.

Тйблит 3

Ошшонио нагрузки в СУ при переходе из позиция И в позицию I

ТТокачатели Бона Величияа

показатели сравнения показателя

1. Величина снижения ИМ, кН.м I 2,2

2.-Снижение диапазона изменения ИМ.кН.м 2 2,2

3 1,1

3. Сшикекие амплитуды lü!, кН.м 4 4,3

В процессе работы нагрузки на опоры ПА не долепи превышать допустимых аначбнпй, определяемых грузоподъемности) пин передней оси взергомэдуля и давлением в гидрошинндрах опорных -домщжтов Р, соответственно равных 2690 кг и IS ЫПа, Результаты исследований, представленные на рио.8, покаеывают, что нагрузки на опоры ПА. о оптимлзлроЕакдыми параметрами при наиболее тяжелых условиях {шружэниа не превышают допустимых значений. Кроме того из зависнмостой I и 5 ввдно, что при положении стропи перпендикулярно продольной оси IIA опорные домкрати работает ъ :грптю>^лзо, зри этом давление в наименее нагруженном глдроцалиндре iu опуока-етоя ниже 3 МПа, что свидетельствует об отсутствии потери поперечной устойчивости агрегата при максимальной грузоподъемности.

Энергетлчеокие показатели определяли с учетом совместного ана-лига характеристик гидропривод погрузчика и двигателя аноргомод ля. Исследования показали, что шкоишлышэ вестчши; крутщих'о «омета я мощнооти да привод лотрузччги но прбаывпгт допустимых зьличиа д*я двигателя зн оргомод удя, rrpif етом ко»(Фп'ленты пополь-U

зованил мощюстц я запаса крутящего момента двцттеглт. соотлвялг соответственно 81!? п 13,5!?. Ззвисжости удельисй производительности Wп п энергоемкости £ пикча подъема (рно.9) позволяет

то гоо ж wo qiW.

Рис.8. Зависимости Ра 13), Рио.9. Зависимости Wn (I)

Paí(4) и Р (1,2,5) отoL и Е (2) от ß

при поло.тяыги стрета: 2,3,4-нроцолыю и 1,5 - перпендикулярно осп arpoгата

определить оптги-.алышГ. яптормл грузоподъемности от 250 до 400 кг. При работо г. этом интерзало достигается г.аксрмальнап производительность с мя'гкэльними энергозатратами, прячем, разброс у/лзпн-iure показателей в краевых точках интервала но превыгемт 10!?.

Производственную проверку ПА проводили на арендной ?ор:.*.о <Ш "Красная Славянка" Ленинградской области с поголовьем 450 ното-лой. lía этапо производственной проверки установлена Еьео".сая гл-ковришость п производительность- агрегата, хоропая обзорность j-злов 7. ь:о,\аниз:лов. По дантгл производственных испытаний проведен р*счет экоиоотчэской а1^.сктявностл, который чэназгл, ч-го применение срапоппого погрузчика с энергомодулем Ы0С-0,6 "Фермер" по сравнению/ с серийными средствами погрузки;, доставгл и раздачи /эрмэз позволяет снизить затраты труда в 2,40, Я8питалькыв_яжояв-иил в 1,23, эксплуатационные и приведенные затраты в 1,7 и энор-гос:лсость в 2,0 раза.

ОТСГЕ ВШЩИ

1. Для выполнения осноишх технологических процессов на малых фермах КРС одам энергетическим средством необходимо разработать универсальный погрузчик и гноргомодулю МГХМ3.6 "Фермер".

2. Для агрегатирогаппя с онергомоцулем !".С-0,6 "Фермер" наиболее рациональны:,; явдяотся прнцышой гре1'Д;орны;1 погрузчик.

3. Рсаенао задачи оптимизации погрузчика сводится к определению значений конструктивных параметров, т.глшп.аз^укцнх нагрузку в СУ, как основном связущсм и приводящем узле комбинированного агрегата.

4. Минимальные нагрузки в СУ обеспечиваются при след^тацих оптимальных конструктивных параметрах прицепного погрузчика:

= 1,417; Х2 = 1,417; Х3 = 1,267 М.

5. Нагрузка на опоры погрузочного агрегата с оптимиэпрованын-ыи параметрами при наиболее тяжелых условиях нагружоиия не превышает допустимых значении.

6. Работа погрузочного агрегата с опущенными задними колесами вкергомодуля сникает величину и диапазон изменения изгибапцего момента в СУ и увеличивает д&ш&зрупдую способность агрегата.

7. Максимальная производительность при мнышальноЛ впоргоом-кости достигается при работе погрузчика в интервале грузоподъемности от 250 до 400 кг.

8. Применение прицепного погрузчика в состава комбинированного агрегата на базе энергомодуля МЭС-0,6 "£ермер" позволяет по сравнении с использованием серийных средств механизации снизить затрата труда в 2,48, капитальные затраты в 1,23, эксплуатационные и приведенные затраты г 1,7 и энергоемкость ь 2,0 раза.

Основные материалы диссертации опубликованы в сдедущих печатных работах:

1. Бршанов Ю.А., Коатовстст!! О Л. Результаты исследования прицепного грейдерного погрузчика к внергомодул» МОС-О.С "Фермер" // Интенсификация технологических процессов в кормопроизводстве

и животноводстве Нечерноземной зоны РСФСР: Сб.науч.тр.- Л.: НИПТШЭСХ НЗ, 1990.- Вин.50.- С.118-122.

2. Брюханов Ю.А., Козлогокий С.Д. Анализ рг.ботн энэргомодуля НЗП-0,Р "Фермер" для малых <|^рм и агрэгато с гре Спорным погрузчиком // Технологии и средетга механизации в кпвотиоводшгш Начер-16

яозегдией эони РОТСР: Сб.науч.тр.- Спв.: НИПТИМЭСХ ЯЗ, 1591.-Вып.59.- С .70-75.

3. КоаловокЫ! С.А., Хо.ти:ов Е.К. Обоснование роят.« работ прицепного греверного погрузчика е агрегата о оньргомодулей МЗС-0,6 "Осрмер" // Технологии к средства иах&кизацпи в животноводства НоперноЗсмной зонц РСШ1: Сб.науч.тр.- Спб.НИПТИМЭСХ НЗ,. 1591.- Вш.59.- С.75-77.

4. Брюханов Ю.Л., Козловок,тй С,А.-Основннэ результаты поола-дований погругочио-разгруэочннх и транопортних агрегатов на базе ояергоиодуля МЗС-0,6 ."Фермер" // Научны» проблемы техничоокого обеспечения атрлрно-гфошлзлешюго комплекса Нечерноземной зоны РСОСР: Материалы конференция.- Спб.: БШТШЭСХ НЗ, 1991.- С. 107.

5. Бршанов Ю.А., КозловокиД С .А. Прицепной грейферный погрузчик // Хозяин,- 1592.- Л 3.

/р

РТП ОКПТБ НШПШЭСХ НЗ РСФСР 2АК.№0 подписано к печати .04.92 г. •

объем I .печ.л. Бесплатно

ТИРДОО Т992 г»