автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Совершенствование гидравлической системы управления отвалом бульдозера

Казахская академия транспорта и коммуникаций

•л/ * \

На правах рукописи Куанышев Ганижан Имранович

УДК 621.678.25

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОТВАЛОМ БУЛЬДОЗЕРА

05.05.04 — Дорожные и строительные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

алматы, 1998

Работа выполнена в Казахском национальном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор С. А. Джиенкулов

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор С.М. Биттибаев кандидат технических наук, доцент Ж.К. Мауленов

Ведущая организация — АО "Павлодартрактор" Защита состоится . 1998 г. в/У~°часов на

заседании диссертационного Совета Д14. 1101 Казахской академии транспорта и коммуникаций

_480012, г. Алматы,_

_ул. Шевченко, 97, ауд. 243_

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахской академии транспорта и коммуникаций. Автореферат разослан 6 - о у. 1998 г. Отзывы представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью. Телефоны для справок 39-85-27

Ученый секретарь диссертационного Совета

канд. техн. наук М- С. Кульгильдинов

Автор выражает благодарность канд. техн. наук, доценту Досумову К.Б. за оказанные консультации в процессе работы над диссертацией.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. При строительстве автомобильных, железных дорог выполняются значительные объемы (свыше 800 млн.м3 поКазахстану) земляных работ, для выполнения которых применяются землеройные и землеройно-транс-портные машины, в том числе бульдозеры. Из-за необходимости проведения этих работ качественно и за короткий промежуток времени следует, что бульдозеры должны быть высокопроизводительными, удобными для управления, оказывать как можно меньший вред окружающей среде, иметь наименьшие материально-технические затраты при изготовлении и эксплуатации.

Высокую производительность бульдозера можно достигнуть за счет совершенствования рабочего органа—отвала, а также выбором параметров, влияющих на процесс копания и перемещения грунта, к которым можно отнести обоснованный выбор скорости подъема отвала в зависимости от технических параметров бульдозера и грунтовых условий.

Для обеспечения необходимых перемещений отвала используется гидравлический привод, от степени совершенства которого во многом зависит выполнение таких требований, как удобство управления, ограничение выброса жидкости в окружающую среду при аварийных ситуациях и т.д. Критериями совершенства системы управления отвалом бульдозера могут служить функциональные показатели,— как совокупность свойств, обусловленных ее конструкцией. Функциональные показатели, в свою очередь, определяются путем исследования и анализа современного уровня развития названной системы.

Поэтому исследование функциональных показателей гидравлической системы управления отвалом бульдозера, поиск конкретных технических решений, отвечающих за выполне-

ние этих показателей и их последовательная реализация в конструкции отечественного бульдозера являются актуальной задачей.

Цель работы. Разработка и обоснование параметров функциональных показателей гидравлической системы управления отвалом бульдозера.

Основными задачами исследования являются:

— обоснование скорости подъема отвала в зависимости от технических параметров бульдозера и грунтовых условий;

— разработка и обоснование параметров устройства, ограничивающего выброс жидкости из гидросистемы в окружающую среду при аварийных ситуациях;

— разработка рычажного механизма, снижающего количество рычагов управления отвалом бульдозера и расчет его параметров;

— разработка конструкции элементов, снижающих время на техническое обслуживание и ремонт гидравлической системы управления отвалом бульдозера;

— разработка новых технических решений, обеспечивающих дальнейший рост эффективности отечественных бульдозеров Д 3-130 и ДЗ-162.

Научная новизна данной работы заключается в следующем:

— разработана классификация показателей гидравлической системы управления отвалом бульдозера и предложены технические решения по обеспечению каждого из установленных показателей, которые защищены патентами и авторскими свидетельствами;

— установлена математическая зависимость скорости подъема отвала от технических параметров бульдозера и фунтовых условий;

— разработана номограмма, позволяющая определить предпочтительные скорости рабочего хода и подъема отвала;

— предложена классификация устройств, ограничивающих выброс жидкости из гидравлической системы управления отвалом бульдозера в окружающую среду при аварийных ситуациях;

— разработаны методики расчета основных параметров гидравлической системы управления отвалом бульдозера.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

— разработанная классификация показателей гидравли-геской системы управления отвалом бульдозера позволяет щределить основные направления дальнейшего совершен-твования названных системы, исходя из их современного ровня развития;

— установленная математическая зависимость скорости юдъема отвала от технических параметров бульдозера и рунтовых условий и разработанная на ее основе номограм-1а дают возможность выбрать эту скорость при разработке ювых и модернизации ранее выпускаемых бульдозеров;

— разработанная классификация устройств, ограничива-эщих выброс жидкости из гидравлической системы управ-:ения отвалом бульдозера в окружающую среду при аварийных ситуациях позволяет определить пути совершенствова-[ия его конструкции;

— предложенные методики расчета основных парамет-юв гидравлической системы управления отвалом бульдозе-1а могут быть использованы при определении аналогичных [араметров гидравлических систем других строительно-до-южных машин;

— разработанные технические решения, защищенные а.с. Ф 1785923, патентами РФ № 1790978 и № 2011027, по совер-аенстованию гидравлической системы управления отвалом 1ульдозера воплощены в конструкции базовых тракторов Т-0П и ДТ-75Т-РС2 бульдезоров ДЗ-130 и ДЗ-162 на АО "Пав-одартрактор".

Апробация работы. Основные положения данной работы складывались и получили одобрение на пятой научно-тех-тческой конференции профессорско-преподавательского остава Алматинского автодорожного института в 1995 г., [а секции "Машиностроение" первого Республиканского ъезда по теоретической и прикладной механике 9—11 ок-ября 1996 г., а также на совместных научно-технических еминарах кафедр "ПТСДМ" КазАТК, "ПТМиГ'КазНТУ и СДМ" КазГАСА.

Реализация работы. Работа выполнялась по программе Разработка и создание трактора Т-90П" (Решение МТСХМ & 23.1.193-86) и модернизации выпускаемых тракторов АО Павлодартрактор".

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 печатных работ, в том числе 2 патента, 3 авторских свидетельства и 3 заявки с положительными решениями.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и заключения, а также приложения.

Содержание работы изложено на _страницах, и:

них_страниц машинописного текста,_рисунков

_таблиц, список литературы из_наименований V

приложение на_страницах.

На защиту выносятся:

— разработанные классификации показателей гидравлической системы управления отвалом бульдозера и устройств ограничивающих выброс жидкости в окружающую среду;

— установленная зависимость скорости подъема отвал; от технических параметров бульдозера и грунтовых условий определяемая при максимальном использовании силы тяга базовой машины по сцеплению, которая дает возможность оценить управляемость бульдозера через обоснованный выбор подачи жидкости в системе управления отвалом бульдозера, а также разработанная номограмма, характеризующая эту зависимость;

— методики расчетов минимального диаметра верхней трубки сифона, обеспечивающего разрыв струи во всасывающем трубопроводе насоса и усилия, необходимого для перемещения рычага;

—технические решения (механизм управления, гидробак. сливной фильтр), внедренные в конструкции базовых тракт-торов Т-90П и ДТ-75Т-РС2 бульдозеров Д3-130 и ДЗ-162.

_СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ_

Во введении показана актуальность проведения данных исследований и в качестве критерия степени совершенства гидравлической системы управления отвалом бульдозера предложено использовать функциональные показатели данной системы.

В первой главе на основе рассмотрения современных методов разработки грунта показаны пути интенсификации этого процесса.

В области исследования, расчета и проектирования рабочего органа бульдозера, повышающего интенсивность раз-

работки грунта, получили широкую известность работы В.И. Баловнева, A.A. Бромберга, Ю.А. Ветрова, Д. П. Волкова, А.Н. Зеленина, P.A. Кабашева, И.А. Недорезова, A.M. Холодова, А.Н. Яркина и др.

Процесс разработки грунта можно интенсифицировать путем применения дополнительных приспособлений (зубьев), устанавливаемых на отвал и дающих возможность сосредоточить усилие на локальных участках, повышая тем самым разрабатывающую способность рабочего органа. Среди таких методов нашло широкое распространение использование гвдрофицированного перекоса как средства, повышающего производительность бульдозера при разработке прочных грунтов.

Для реализации преимуществ данного метода необходимо иметь достаточно современную систему управления отвалом бульдозера.

Для оценки степени совершенства гидравлической системы управления отвалом бульдозера выбраны функциональные показатели, которые обеспечивают выполнение требований, вытекающих из современного уровня развития данной системы.

Опираясь на работы, проведенные в Челябинском филиале НАТИ, ВНИИСтройдормаше и СибАДИ, а также на анализе уровня развития бульдозеров, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами, установлены следующие функциональные показатели гидравлической системы управления отвалом бульдозера:

— обоснование скорости подъема отвала в зависимости от технических параметров бульдозера и грунтовых условий, обеспечивающей улучшение управляемости;

— оказание минимального ущерба окружающей среде при работе бульдозера путем ограничения выброса жидкости при аварийных ситуациях, например, внезапный разрыв рукава высокого давления, используемого в гидросистеме в качестве гидролинии;

— создание максимальных удобств оператору при управлении системой за счет уменьшения количества рычагов, посредством которых осуществляется управление золотниками распределителя;

— улучшение эксплуатационных показателей бульдозера за счет снижения времени на техническое обслуживание и ремонт данной системы;

— уменьшение энергоемкости процесса опускания отвала из транспортного положения в рабочее путем перепуска жидкости из штоковой полости гидроцилиндра в поршневую;

— исключение явления самозатягивания отвала при работе бульдозера на мягком грунте;

— исключение поломок гидроцилиндров подъема — опускания во время подъема перекошенного отвала при установке поршня на упор;

— снижение динамических нагрузок при установке отвала в положение перекос путем отключения одного из насосов от нагрузки.

Классификация показателей, определяющих пути совершенствования гидравлической системы управления отвалом бульдозера показана на рисунке 1.

Каждый из перечисленных функциональных показателей должен являться предметом исследования. В частности, в данной работе подвергнуты глубокому теоретическому и экспериментальному исследованию функциональные показатели, которым отвечает система управления отвалом отечественного бульдозера, то есть технические решения обеспечивающие их, внедрены в конструкцию последнего. В связи с этим исследование гидравлической системы управления отвалом бульдозера проводилось по четырем направлениям, а именно:

— обоснование скорости подъема отвала в зависимости от технических параметров бульдозера и грунтовых условий;

— ограничение выброса жидкости в окружающую среду при аварийных ситуациях;

— уменьшение количества рычагов, посредством которых осуществляется управление системой;

— снижение времени на техническое обслуживание и ремонт системы.

Классификация показателей, определяющих пути совершенствования гидравлической системы

управления отвалом бульдозера

Рисунок 1.

Таблица 1 — Классификация устройств, ограничивающих выброс жидкости в окружающую среду

Признаки классификации Устройства, ограничивающие выброс жидкости в окружающую среду

1 2 3

По виду используемой энергии Электрические Гидропневматические Комбинированные

По месту установки в гидросистеме В гидробаке В гидробаке; в гидролинии В гидробаке

По способу действия Контроль уровня жидкости в гидробаке Контроль уровня жидкости в гидробаке; контроль перепада давления в запирающем элементе Контроль уровня жидкости в гидробаке

По виду контроля аварийной ситуации Локализация аварийной ситуации а гидросистеме в целом Локализация аварийной ситуации в гидросистеме в целом; Локализация аварийной ситуации в отдельной гидролинии Локализация аварийной ситуации в гидросистеме в целом; Локализация аварийной ситуации в отдельной гидролинии

По способу воздействия на гидросистему Выведение регулируемых насосов на ноль-подачу; отключение поврежденной гидролинии от гидросистемы за счет выключения основного распределителя Сообщение всасывающего трубопровода с атмосферой Перекрытие всасывающего трубопровода специальным затвором с одновременным включением дополнительного распределителя

Потребность установления скорости подьъема отвала возникла из того, что данный параметр по ГОСТу 7410 — 79 рег-гсаментировался величиной не менее 0,25 м/с, однако, при переиздании данного стандарта этот параметр был снят, а между тем скорость подъема отвала для бульдозеров, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами, находится в пределах 3,35...0,4 м/с.

Рассмотрение состояния проблемы, касающейся ограничения выброса жидкости в окружающую среду при аварийных ситуациях, привело к необходимости создания классификации устройств, выполняющих данное требование. Классификация устройств, ограничивающих выброс жидкости в экружающую среду при аварийных ситуациях показана на таблице 1.

При помощи данной классификации можно выбрать наи-оолее целесообразный путь решения данной проблемы, исходя из стоящих перед разработчиком задач. Установлены основные требования, которым должно удовлетворять это устройство, а именно:

— устройство должно быть легко встраиваемым в имеющиеся гидросистемы, составленные на базе серийно-выпус-каемых гидроаппаратов;

— устройство должно обеспечивать возможность возобновления работы системы управления отвалом бульдозера после устранения причин аварий без доливки гидробака;

— устройство должно иметь достаточно простую конструкцию, требовать минимальных материально-технических затрат при изготовлении и эксплуатации.

По двум остальным направлениям, указанным выше, также проведены соответствующие исследования и показана их актуальность.

На основании рассмотренных материалов сформулиро-заны цели и задачи исследований.

Во второй главе определена математическая зависимость жорости подъема отвала от технических параметров бульдозера и грунтовых условий. Необходимость установления данной зависимости вытекает из того, что она влияет на управляемость бульдозера, в то же время вопрос определения скорости подъема отвала практически не изучен. Данному вопросу были посвящены работы М.Е. Гойдо, а также «следования, проводимые в СибАДИ под руководством Т. А. Алексеевой.

Для установления искомой зависимости рассматривается процесс копания плотного грунта бульдозером при полном использовании тягового усилия по сцеплению.

На основании уравнения мощностного баланса при копании плотного грунта бульдозером в момент начала подъема отвала определена скорость подъема отвала (м/с):

^AVriT-cpG6KTV п GHD+<pG6KTtgv 1н° ' (1)

где Nau — мощность двигателя базовой машины, Вт; т]г — общий к.п.д. базовой машины; Ф — коэффициент использования веса трактора с навесным оборудованием по сцеплению, соответствующий допустимому буксованию движителей; G6— вес бульдозера, равный суммарному весу базовой машины и навесного обоудования, Н; Кт— коэффициент использования тягового усилия; V — скорость рабочего хода бульдозера, м/с; G н о — вес навесного оборудования, Н; v — угол наклона результирующей сил сопротивления на отвале;

Ля о — к.п.д. навесного оборудования. Анализ полученной зависимости показывает, что при выборе скорости подъема отвала необходимо учитывать грунтовые условия, определяемые зоной эксплуатации данного бульдозера. По P.A. Кабашеву на территории Республики Казахстан преобладают глинистые и песчаные грунты. Эти грунты могут быть рыхловатыми и плотными, для которых соответственно ф изменяется в пределах от 0,4... 05 до 0,9. Так как вероятность появления глинистых грунтов наибольшая, то целесообразно обеспечивать ф=0,9.

В связи с тем, что составляющие результирующей сил сопротивления на отвале определены по тяговому усилию, соответствующему допустимому пределу буксования движителя по сцеплению, можно утверждать, что найденная по данной зависимости скорость подъема отвала является предпочтительной. При меньшей скорости подъема отвала возможно уменьшение производительности бульдозера и ухудшение его управляемости из-за запаздывания процесса подъ-

ема отвала по сравнению с интенсивностью движения бульдозера. По данной зависимости построена номограмма, показанная на рисунке 2, по которой по известным параметрам бульдозера, — мощности двигателя, весов навесного оборудования и бульдозера можно определить предпочтитель-

Номограмма для определения Уп при известных N , 0«, й

' Ш* 6* И. О

Клюх

«1

10-"м-

41-

V-

Рисунок 2

ные скорости рабочего хода бульдозера и подъема отвала.

Далее, в соответствии с поставленными задачами исследования, показано конструктивное решение устройства ограничивающего выброс жидкости в окружающую среду, встроенного в гидробак, защищенное патентом (см. рисунок 3) и предложена методика расчета его основного функционального параметра.

Отличительная особенность данного устройства — при возникновении аварийной ситуации происходит прерывание подачи насоса за счет сообщения верхней точки колена сифона с атмосферой через верхнюю трубку, связывающую сифон с гидробаком.

В качестве искомого функционального параметра устройства выступает диаметр верхней трубки сифона, обеспечи-

Гидробак

г

Рисунок 3

вающий разрыв струи во всасывающем трубопроводе насоса.

Диаметр верхней трубки сифона определяется из уравнения количества движения движущегося по верхней трубке воздуха:

где X — коэффициент потерь напора по длине;

I — длина верхней трубки;

р — плотность воздуха;

V — средняя скорость движения воздуха в трубке;

р о— давление в баке;

рокр - давление окружающей среды, куда происходит истечение воздуха (определяется по всасывающей способностей насоса);

Я — газовая постоянная;

То - установившаяся температура гидросистемы.

Для определения средней скорости движения воздуха в трубке рассматривается адиабатное изоэнтропическое расширение воздуха под действием перепада давления р — р

<1 =

^(ру)2

(2)

\2 '

Из уравнения энергии адиабатного процесса определяется действительная скорость движения воздуха в трубке, которая равна:

и=

к-1

-ЯТг

1-

VPo

к-1 к

(3)

где к — показатель адиабаты для воздуха;

р — давление среды, куда происходит истечение воздуха (Р=Рокр-)-

Учитывая, что движение воздуха в трубке турбулентное, принимаем равными между собой среднюю и действительную скорости движения воздуха в трубке, поэтому V = и.

Анализ найденной формулы для расчета диаметра верхней трубки сифона показывает, что он является минимальным. При уменьшении диаметра ниже расчетного увеличивается количество выбрасываемой из гидросистемы жидкости вследствие воздушного "голодания" из-за нехватки воздуха для прерывания подачи.

Механизм управления (вид сбоку)

Рисунок 4 15

Механизм управления (вид спереди)

Рисунок 5

Затем показано конструктивное решение механизма управления, защищенное авторским свидетельством (рисунки 4 и 5) и теоретически обоснован его функциональный параметр.

Отличительной особенностью конструктивного решения механизма управления является то, что посредством его осуществляется независимое управление двумя золотниками распределителя, управляющими, в свою очередь, гидроцилиндрами подъема — опускания и перекоса отвала из одной рукоятки, выведенной под правую руку оператора.

К основным функциональным показателям механизма управления относятся:

— обеспечение независимого управления двумя золотниками распределителя;

— усилия на рукоятке для перемещения рычага не должны превышать 60 Н;

- при перемещениях рычага рукоятка должна находиться в комфортной зоне.

Выполнение первого из указанных показателей механизма управления достигается за счет конструктивного решения путем исключения возникновения кинематического несоответствия при перемещениях рычага применением компенсатора и сферических подшипников.

Выполнение остальных показателей полностью зависит от передаточных чисел двуплечих рычагов и четырехзвенни-ка, составленного тягой и связанных с ней соответствующих плеч двуплечих рычагов. Передаточные числа двух двуплечих рычагов определяются как отношение соответствующих плеч, а четырехзвенника — методом векторных контуров, разработанным В. А. Зиновьевым. Тогда общее передаточное число определяется как произведение найденных передаточных чисел. В результате находим:

l2-l41-sin(q>2-y3)

«4-<2,-Sin(q>4-<P3), (4>

где ¿2^21 — плечи двуплечего рычага, связанного с распределителем, причем первое входит в четырехзвенник; £4;£41 - плечи двуплечего рычага, связанного с рукояткой управления, причем первое входит в четырехзвенник; Ф2;Ф3;Ф4; — соответственно углы между звеньями четырехзвенника и горизонталью, проходящей через неподвижные оси двуплечих рычагов.

Далее определяется величина усилия на рукоятке управления, необходимого для перемещения золотника распределителя:

F = (5)

1-Т]

где Fnp - усилие возвратной пружины золотника распределителя;

г) — к.п.д. данного механизма.

Анализ полученной зависимости показывает, что величина усилия, необходимого для перемещения рукоятки управления, зависит от передаточного числа механизма, которое отражает отношение ходов рукоятки и золотника рас-

пределителя, причем ход последнего известен, также известно усилие его возвратной пружины. Учитывая требуемые пределы изменения усилия на рукоятке и ее ход, задаваясь значением одного из неизвестных, находим другое.

Определены факторы, влияющие на эксплуатационные показатели системы управления отвалом бульдозера, к которым относятся:

— исключение попадания продуктов износа и загрязнений, образующихся в фильтре во время фильтрации рабочей жидкости в гидробак;

— снижение времени на техническое обслуживание и ремонт узлов, входящих в данную систему;

— ремонтопригодность узлов, входящих в данную систему.

Отмечается, что конструкция гидробака обеспечивает доступ к насосам при их ремонте без слива жидкости из гидросистемы.

Показано конструктивное решение сливного фильтра, разработанного совместно с P.A. Абдулиным и защищенного патентом (рисунок б). Отличительная особенность дан-

ного фильтра во время замены фильтроэлемента исключается попадание загрязнения и продуктов износа в гидробак в отличие от других, например, аналогичный сливной фильтр фирмы "Bosch" таковой не обладает.

Фильтр сливной

Рисунок 6

В третьей главе представлена экспериментальная апробация теоретических исследований основных функциональных показателей гидравлической системы управления отвалом бульдозера. Сначала приводятся методики проведения эксперимента по каждой из расматриваемых проблем.

Сущность методики проведения эксперимента по гидробаку заключается в том, что на работающем с данным гидробаком бульдозере создают искусственную аварийную ситуацию методом имитации разрыва рукава высокого давления путем отсоединения одного из трубопроводов гидроцилиндра и включения соответствующего золотника распределителя, при этом определяют объем вытекающей из гидросистемы жидкости до прерывания подачи насоса. Затем путем переключения сифона на место нижней заглушки добиваются возобновления подачи насоса.

Сущность методики проведения эксперимента по механизму управления отвалом бульдозера заключается в том, что на работающем бульдозере с установленным механизмом управления путем включения рукоятки в соответствующие положения определяют возможность управления золотниками распределителя, затем определяют величины усилий на рукоятке управления и ее ход, а также расстояние рукоятки от SIP (контрольная точка сидения).

Сущность методики проведения эксперимента по сливному фильтру заключается в том, что на стенде проверяют герметичность фильтра, а также работу предохранительного клапана.

Скорость подъема отвала определяют делением полной высоты на время подъема отвала, причем полная высота равна расстоянию от высоты полного заглубления отвала до его транспортного положения.

Исследования проведены на натурных образцах. В результате проведения приемочных и сертификационных испытаний получены следующие данные:

— при диаметре верхней трубки 14 мм достигается разрыв струи во всасывающем трубопроводе насоса, причем объем вылившейся жидкости составляет 7 л, и после устранения причин аварий обеспечивается возобновление работы гидросистемы;

— механизм управления обеспечивает независимое управление процессами подъема — опускания и перекоса отвала

из одной рукоятки, при этом усилия на рукоятке и ее ход не превышают стандартных, а расположение рукоятки в зонах показано на рисунках 7 и 8;

— сливной фильтр полностью выполняет свою функцию, а также обеспечивает снижение времени на замену фильт-роэлемента с 4 мин 55 сек до 3 мин 22 сек (материалоемкость фильтра снижена на 0,599 кг);

— скорость подъема отвала составляет 0,345 м/с.

Результаты теоретических исследований и данных испытаний вполне совместимы. В частности, найденная на основе теоретических расчетов скорость подъема отвала незначительно отличается от данных испытаний, при этом разница составляет 0,005 м/с при скорости подъема отвала 0,34 м/с по номограмме, следовательно, представленная номограмма и найденная зависимость скорости подъема отвала от технических параметров бульдозера и грунтовых условаий отражают наиболее достоверно имеющуюся функциональную связь между названными параметрами и подтверждают правильность исходных положений, принятых при выводе данной зависимости.

Расчетный диаметр верхней трубки не совпадает с принятым размером (по расчету диаметр равен 11,6 мм). Это объясняется тем, что трубка подвергается гибу под углом 90 ° с радиусом гиба 40 мм, следовательно, в месте гиба происходит искажение профиля трубы и поперечное сечение уменьшается, приближаясь при этом к расчетной величине. Отсюда следует, что представленная методика с принятыми допущениями вполне пригодна для решения данной задачи.

Сравнение данных по механизму управления дало основание утверждать, что использование графического метода при проектировании рычагов оправдано, и данные аналитических исследований это дополняют и подтверждают.

Конструкции гидробака и сливного фильтра показали целесообразность их применения на отечественных бульдозерах.

В четвертой главе дается расчет экономической эффективности проведенных изменений в системе управления отечественных бульдозеров. Далее предложены новые технические решения, защищенные соответствующими охранными документами, позволяющие обеспечить дальнейший рост эффективности отечественных бульдозеров. Предлагаемые

Расположение рычага управления отвалом бульдозера (вид сбоку)

Расположение рычага управления отвалом бульдозера (вид сверху)

технические решения направлены на удовлетворение функциональных показателей системы управления отвалом бульдозера, указанных ранее.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате анализа тенденции развития и разработанной классификации функциональных показателей гидравлической системы управления отвалом бульдозера выявлено, что развитие ее конструкции идет в направлении совершенствования конструкции гидравлической системы управления отвалом бульдозера, заключающимся в обоснованном выборе скорости подъема отвала в зависимости от технических параметров бульдозера и грунтовых условий, локализации последствий выброса жидкости из гидравлической системы управления отвалом бульдозера в окружающую среду при аварийных ситуациях, создании максимальных удобств оператору при управлении отвалом, улучшении эксплуатационных показателей (удобство технического обслуживания и ремонта) гидравлической системы управления отвалом бульдозера и т.д.

2. Найденная зависимость скорости подъема отвала от технических параметров бульдозера и грунтовых условий и разработанная на ее основе номограмма показала, что для бульдозера Д3-130 на базе трактора Т-90П и наиболее распространенных грунтов Казахстана предпочтительными скоростями рабочего хода бульдозера является 3 км/ч (0,833 м/ с) и подъема отвала 0,34м/с (по данным натурных испытаний бульдозера скорости соответственно равны 3,17 км/ч и 0,345 м/с). Расхождение не превышает 6%.

3.Разработанное устройство, ограничивающее выброс жидкости из гидравлической системы управления отвалом бульдозера (патент РФ № 2011027) и предложенная методика расчета параметра, обеспечивающего его работоспособность, которым является диаметр верхней трубки сифона показали, что при возникновении аварийной ситуации (внезапный разрыв рукава высокого давления) данное устройство прерывает подачу жидкости во всасывающую магистраль насоса при диаметре верхней трубки сифона не менее 11,6 мм. По данным натурных испытаний бульдозера этот диа-

метр был 14 мм и при возникновении аварийной ситуации достигалось прерывание подачи жидкости, а после устранения причин аварий обеспечивалось возобновление работы гидравлической системы управления отвалом бульдозера. Расхождение составляет без учета искажения профиля трубы из-за гиба не более 17%.

4. Реализация в конструкции гидравлической системы управления отвалом бульдозеров Д3-130 и ДЗ-162 на базе тракторов Т-90П и ДТ-75Т-РС2 функционального показателя, заключающегося в создании максимальных удобств оператору при управлении отвалом путем уменьшения количества рычагов достигнута механизмом управления, защищенного а.с. № 1785923. Теоретическими исследованиями установлена зависимость усилия на рукоятке рычага от его передаточного числа. Результаты сертификационных испытаний бульдозера показывают, что рукоятка рычага находится в комфортной зоне по ГОСТ 27258-87 и усилия, необходимые для ее перемещения не превышают 60Н.

5. Для удовлетворения функционального показателя по улучшению эксплуатационных показателей за счет уменьшения времени на техническое обслуживание и ремонт в гидравлической системе управления отвалом бульдозера применен сливной фильтр (патент РФ № 1790978), который обеспечил снижение времени на замену фильтроэлемента с 4 мин 55 сек до 3 мин 22 сек и уменьшение материалоемкости на 0,599 кг.

6. Предложенные новые технические решения, защищенные соответствующими охранными документами, направлены на выполнение остальных функциональных показателей гидравлической системы управления отвалом бульдозера дают возможность провести дальнейшее совершенствование данной системы отечественных бульдозеров Д3-130 и ДЗ-162.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Куанышев Г.И. "Повышение конкурентоспособности техники — залог успеха на рынке товаров". Материалы первого Республиканского съезда по теоретической и прикладной механике. Часть 2. Алматы. 1996. с. 314 — 315.

Джиенкулов СЛ., Куанышев Г.И. "Определение зависимости между скоростью рабочего хода бульдозера и скорос-

тью начала подъема отвала" деп. в КазгосИНТИ 25.06.97 № 7723—КА 97,5 с.

патент РФ № 1790978 В01Д35/02. Опубл. 30.01.93. Фильтр сливной. Авторы: Куанышев Г.И. и Абдулин Р.А.

патент РФ № 2011027 Р15В 1/06. Опубл. 15.04.94. Гидро-бак. Автор: Куанышев Г.И.

а.с. № 1785923 И16Н 59/00. Опубл. 17.01.93. Механизм управления. Автор: Куанышев Г.И.

а.с. № 1735614 Р15В 11/02. Опубл. 23.05.92. Гидропривод бульдозера. Автор: Куанышев Г.И.

а.с. № 1770616 Р15В 11/02. Опубл. 23.10.92. Гидропривод бульдозера. Автор: Куанышев Г.И.

заявка РФ № 5031643/29/0-11622 Р15В 15/22 от 10.03.92 (положительное решение). Гидроцилиндр. Автор: Куанышев Г.И.

заявка РК № 940724.1 от 06.07.94 Р15В 11/02. Гидропривод бульдозера (положительное решение). Автор: Куанышев Г.И.

заявка РК № 940368.1 от 29.03.94 В01Д 35/02. Фильтр сливной (положительное решение). Автор: Куанышев Г.И.

КОРЫТЫНДЫ

Куанышев Ганижан Ымранулы

Бульдозер кайырмасыныц гидравликалык баска ру ж^йесш жетвдцру

Бульдозер кайырмасыныц гидравликалык баскару куйесшщ каз1рп даму дэрежесш зерттеу жэне талдау аркы-1Ы оныц функциональдык корсетюштер1 белпленген, олар-[ы жжтеп, эркайсысын канагаттандыратын техникалык цегшмдер келтсршген.

Теориялык жэне экспериментпк зертгеулермен келей сорсеткшггер талкыланган, солардьщ ¡шшде кайырманыц сотсршу жылдамдыгынын бульдозердщ техникалык парамет->лер1 мен жер шартгарыньщ байланысын делелдеу, апатгык кагдайлар кезвде суйыктыц гидравликалык жуйесш корша-ан ортага шыгуына кедерп жасау, кайырманы баскару ушш солданылатын тетктердщ санын азайту, бульдозер кайыр-¿асыньщ гидравликалык баскару жуйесш техникалык куту кэне жондеу уакыттарын кемггу.

Бульдозер кайырмасыньщ гидравликалык баскару куйесшщ конструкциясына енпзшген керсеткпцтердщ зрындалуын камтамасыз ететш парам етрлерд! есептеу едюте-лелер) ¡стелшгсн. К,айырманын кетершу жылдамдыгынын далайлы шамасын аныктайтын номограмма келтсршген.

Кдрастырылып отырган жуйеш эр\ карай жетшд1ру ушш гепзп багьггтар ретшде колдануга болатын жана техника-1ык шецимдер усынылган.

ANNOTATION

Kyanishev Ganidj an Imranasiteh

The Improrement of Hydraulic Conlrol System of Bulldozer Dump

By means of investigation and analyser of up-to date devel opment of Hydraulic Control System of Bulldozer Dump it; functionol indicer were determined classified; and technical so lution, met the reguirements, was established.

Such indices as substantiation of dependence of rate of dump climb upon bulldozar technical parameters and soil charachter-istics, limitation of liguid drainage from hydrosystem into environment as the result of damage, decreasing of dump contro levers quantity, decreasing of maintenance and repair period oi Hydraulic Control system of Bulldozer Dump, which are me: the demands of native dump construction, were theoretically anc experimentally investigated. The methods of parameters calculation are worked aut. They provided the fulfilment of parameters, brought into the construction of Hydraulic Control Systerr of Bulldozer Dump.

The nomogram of determination of preferable rate of dump climb was carried out.

New technical solutions are proposed. They may be used a; main directions of further developing of considered system.