Математическая модель динамических режимов гидроманипуляторов лесотранспортных машин с выравнивателями опорных платформ
Автор: Попиков Птр Иванович, Юдин Роман Викторович, Танчук Павел Владимирович, Конюхов Андрей Валерьевич
Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu
Статья в выпуске: 1 т.18, 2021 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматривается возможность применения автоматических креново-тангажных выравнивателей в опорно-поворотных устройствах гидроманипуляторов автолесовозов с целью повышения их производительности и уровня безопасности погрузочно-разгрузочных работ в лесном комплексе. Дан анализ существующих и перспективных конструкций выравнивателей опорно-поворотных устройств гидроманипуляторов лесозаготовительных машин. Рассмотрены результаты исследования рабочих режимов гидропривода выравнивателя опорно-поворотного устройства валочно-пакетирующей машины ЛП-19 Б, в результате которых установлено, что в пуско-тормозных режимах наблюдаются частоты колебаний давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах выравнивателя в диапазоне 69,9-994,0 с-1 для высоких частот и 2,5-2,8 с-1 для низких частот, при этом коэффициент динамичности находился в пределах 1,00-4,53. Полученные результаты исследования не могут быть в полной мере применены к выравнивателям опорно-поворотных устройств гидроманипуляторов автолесовозов, потому что выравнивающие системы валочно-пакетирующих машин контактируют с корпусом машины, а аутригеры автолесовозов опираются на грунт. Разработаны математические модели рабочих режимов гидропривода подъёма стрелы и аутригеров гидроманипулятора типа ЛВ-190 автолесовоза с подключением автоматического креново-тангажного выравнивателя, которые позволяют получить временные зависимости давления в рабочих полостях гидроцилиндров стрелы и аутригеров при их раздельном и совместном подключении; текущее угловое перемещение опорно-поворотного устройства и стрелы манипулятора. Предварительный анализ математических моделей, проведённый с помощью компьютерной программы и экспериментальных исследований динамики гидропривода на стендовом гидроманипуляторе ЛВ-210, показал, что по временным зависимостям давления в полостях гидроцилиндров стрелы и аутригера, а также углам наклона опорно-поворотного устройства и подъёма стрелы манипулятора можно дать оценку влияния гидропривода автоматического выравнивателя на динамические режимы и устойчивость гидроманипулятора автолесовоза при различных условиях эксплуатации.
Лесотранспортная машина, гидроманипулятор, стрела, устойчивость, аутригер
Короткий адрес: https://sciup.org/147227139
IDR: 147227139 | УДК: 629.114.2 | DOI: 10.15393/j2.art.2021.5623
Mathematical model of dynamic modes of hydraulic manipulators on timber carriers with slewing bearings levelers
The article discusses the possibility of using automatic pitch and roll levelers in the slewing bearings of hydraulic manipulators of timber carriers in order to increase their productivity and safety of loading and unloading operations in the forestry complex. The analysis of the existing and prospective designs of the slewing bearings levelers of the hydraulic manipulators of forestry machines is given. The study of the hydraulic drive operating modes of the slewing bearings levelers of the fellerbuncher LP-19 B revealed that in the starting and braking modes the frequencies of the pressure oscillations of the working fluid in the hydraulic cylinders of the equalizer were in the range 69.9-994.0 / s for high frequencies and in the range 2.5-2.8 1 / s for low frequencies, while the dynamic coefficient was in the range of 1.00-4.53. The obtained results cannot be fully applied to the aligners of the slewing bearings of truck hydraulic manipulators, because the leveling systems of fellerbunchers are in contact with the machine body, and the truck outriggers rest on the ground. Mathematical models of the operating modes of the hydraulic drive for lifting the boom and outriggers of a hydraulic manipulator of the LV-190 type of a timber carrier that are integrated with an automatic roll-pitch equalizer have been developed. The models allowed the authors to obtain time dependences of the pressure in the working cavities of the hydraulic cylinders of the boom and outriggers when they are separately and jointly connected; as well as the current angular displacement of the rotary support and the manipulator boom. A preliminary analysis of mathematical models carried out using a computer program and experimental studies of a hydraulic drive dynamics on a bench hydraulic manipulator LV-210 showed that the time dependences of the pressure in the cavities of the hydraulic cylinders of the boom and outrigger, as well as the angles of inclination of the supporting-slewing device and the lifting of the manipulator boom, can be used to assess the influence of the hydraulic drive of the automatic leveler on the dynamic modes and stability of the truck hydraulic manipulator under various operating conditions.The abovementioned mathematical model is necessary for carrying out the computer experiments witch finally allow to receive the dependence between the pressure in the piston cavity and the inclination angle of supporting and turning device.
Список литературы Математическая модель динамических режимов гидроманипуляторов лесотранспортных машин с выравнивателями опорных платформ
- Александров В. А., Александров А. В. Моделирование технологических процессов лесных машин: учебник. 3-е изд., перераб. СПб.: Лань, 2016. 368 с.
- Гидроманипуляторы и лесное технологическое оборудование: [монография] / [И. М. Бартенев и др.]; под ред. И. М. Бартенева. М.: Флинта; Наука, 2011. 408 с.
- Долженко С. В. Разработка методики экспериментальных исследований гидропривода механизма поворота лесного манипулятора сортиментовоза // Лесотехнический журнал. 2013. № 1. С. 127—137.
- Лозовецкий В. В. Гидро- и пневмосистемы транспортно-технологических машин: учеб. пособие. СПб.; М.: Лань, 2012. 560 с.
- Павлов А. И., Тарбеев А. А., Вдовин С. Л. Надёжность, диагностика и защита гидроприводов транспортно-технологических машин: [монография]. Йошкар-Ола: ПСТУ, 2017. 374 с.
- Попиков П. И., Малюков С. В., Юдин Р. В. Исследование динамических режимов гидроприводов лесных манипуляторов: учеб. пособие. Воронеж: ВГЛТУ, 2018. 109 с.
- Патент № 2340543 РФ, МПК В66С 5/00. Креново-тангажное отвесное устройство автоматического выравнивания опорной платформы подъёмных механизмов / А. В. Великанов, П. В. Танчук, П. И. Иванищев, В. А. Нилов; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Воронежское ВВАИУ». № 2007114657/11; заявл. 18.04.2007; опубл. 10.12.2008, Бюл. № 34. 5 с.
- Патент № 2243650 РФ, МПК A01G23/00, 23/08, //В66С 23/84. Опорно-поворотное устройство манипулятора / Ю Н. Сидыганов, П. Д. Шергов, Я. И. Шестаков; заявитель и патентообладатель Марийский государственный технический университет. № 2004103449/12; заявл. 05.02.2004; опубл. 10.01.2005, Бюл. № 1.
- Патент № 2201391 РФ, МПК B66C 23/84, A01G 23/00, A01G 23/08. Опорно-поворотное устройство манипулятора лесозаготовительной машины / Я. И. Шестаков, П. Д. Шергов, И. Н. Багаутдинов, В. А. Грязин; заявитель и патентообладатель Марийский государственный технический университет. № 20011174/13; заявл. 21.06.2001; опубл. 27.03.2003.
- Трусовцев Д. С. Оценка возможности с позиций нагруженности введения в опорно-поворотные устройства ВПМ выравнивателей платформы: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.21.01. СПб.: Санкт-Петерб. гос. лесотехн. академия им. С. М. Кирова, 2001. 19 с.
- Popikov P., DrapalyukM., Druchinin D. Reducing Amplitude of Load Swinging During Operation of Hydraulic Manipulators of Forest Transport Machines // International Conference on Industrial Engineering. Springer, Cham, 2019. P. 595—608.
- RybakA., TsibriyI. Simulation of the pump-battery power supply control system based on the unloading machine // E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 164. P. 01004.
- Kobzev K., Vyalov S., Rybak A. Learning the basics of a battery pack control system // E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 164. P. 13006.
