Оптимизация параметров гидропривода механизма подъёма манипулятора автосортиментовоза
Автор: Попиков Петр И., Черных Александр С., Четверикова Ирина В., Родионов Дмитрий Н., Меняйлов Константин А.
Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu
Статья в выпуске: 4 т.14, 2017 года.
Бесплатный доступ
В статье рассмотрены возможности конструктивного усовершенствования гидравлического привода механизма подъёма стреловой группы манипулятора, устанавливаемого на автосортиментовозы. Решена задача оптимизации положения гидроцилиндра стрелы с учётом сил инерции и коэффициента податливости гидропривода. При расчёте использована составленная программа на ЭВМ (свидетельство № 2008613437 РФ). В качестве исходных данных приняты параметры гидропривода манипулятора ЛВ-184А-06, установленного на автомобиль типа КамАЗ. Выявлено, что при выборе оптимального положения гидроцилиндра происходит снижение мгновенного пикового давления в системе с 34 до 20 МПа, а при использовании дополнительного демпфера уменьшается время затухания колебаний, влияющих на производительность гидроманипулятора. Для каждой полости демпфера по рассчитанным давлениям определены действующие на плунжер силы, скорость плунжера и его новое положение с учётом подачи и слива жидкости от гидронасоса при подъёме и опускании стрелы. Проведены компьютерные эксперименты с помощью разработанной программы на ЭВМ (свидетельство № 2009610503 РФ). Получены теоретические зависимости давления рабочей жидкости в штоковой и поршневой полостях гидроцилиндра от времени. Изучены двойные зависимости параметров, которые позволяют определить, как влияет комбинация различных действующих на гидросистему факторов на эффективность демпфирования. Проведена двухфакторная оптимизация, в результате которой можно сделать вывод о том, что оптимальное значение диаметра дросселирующих каналов демпфера 3,5-4,5 мм. Установлено, что оптимизация положений гидроцилиндров механизма подъёма манипулятора автосортиментовоза и параметров предлагаемого дополнительного демпфера позволяет снизить всплески давления рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра примерно на 47 %, в штоковой полости - на 25 % и продолжительность переходных процессов при подъёме груза - на 45 %
Гидроманипулятор, демпфер, давление, оптимизация, гидроцилиндр, транспортировка
Короткий адрес: https://sciup.org/147225638
IDR: 147225638
Optimization of hydraulic parameters of the lifting mechanism of the manipulator of the truck
The article discusses the possible improvements in the design of a fluid driven lifting gear of a backhoe boom mounted on a forward. The authors have solved the problem of optimizing the position of a hydraulic cylinder of the boom with account of the inertia force and the compliance factor of the hydraulic drive. The calculations were made using the program (certificate No. 2008613437 RF). Parameters of a hydraulic actuator of the manipulator LV-184А-06, mounted on a car of KAMAZ-type were used as the input data. We found that when the hydraulic cylinder takes the optimal position there is a decrease in instantaneous peak pressure in the system from 34 MPa to 20 MPa, and the use of additional damper decreases the decay time of the oscillations that affect the performance of a hydraulic manipulator. For each cavity of the damper according to the calculated pressure we determined forces affecting the plunger, the plunger velocity and its new position taking into account the supply and drain of fluid from the hydraulic pump during boom lifting and lowering movements. Computer experiments were conducted using the developed software (certificate No. 2009610503 RF). Theoretical time dependences of the pressure of the working fluid in the cavities of the rod and piston of the hydraulic cylinder are obtained. Dual dependence parameters are studied, thus allowing us to determine the effect of a combination of different acting on the hydraulic system factors on the damping effectiveness. The conducted two-factor optimization led to the conclusion that the optimum value of the diameter of damper throttling channels is 3.5 to 4.5 mm. It is established that optimization of the hydraulic cylinders position of the lifting mechanism of the manipulator of the car and the parameters of the proposed additional damper reduces the pressure surges of the working fluid in the piston cavity of the hydraulic cylinder by approximately 47 %, in the cavity of the rod by 25% and the duration of transients when lifting by 45%
Список литературы Оптимизация параметров гидропривода механизма подъёма манипулятора автосортиментовоза
- Мазуркин, П. М. Автоматизация технологического оборудования лесозаготовительного производства / П. М. Мазуркин // Технология лесозаготовок и транспорта леса. - Ленинград: ЛТА, 1984. - С. 92-97.
- Манипуляторы гидравлические автомобильные МГА-40, ГЛГА-65, МГА-95 // Наиболее важные отечеств. и зарубеж. достижения в обл. науки, техники и пр-ва по лесн. хоз-ву. - Москва: ВНИИЦ лесресурс, 1995. - С. 68-69.
- Хуако, З. А. Теоретическое обоснование эффективности совмещения движений трёх звеньев / З. А. Хуако // Вестник АГУ. - Майкоп, 2011. - № 3. - С. 24-29.
- Palpacelli, M. C. A Redundantly Actuated 2-Degrees-Of-Freedom Mini Pointing Device / M. C. Palpacelli, G. Palmieri, M. Callegri // Journal of Mechanismsand Robotics. - 2012. - Vol. 4. - No. 3.
- Gerasimov, Y. Y. Harvester crane key parameters: optimization in European Russian Pines / Y. Y. Cerasimov, V. S. Siounev // Journal of Forest Engineering. - 2000. - № 8. - P. 65-67.
- Anisimov, G. M. Forest machines: Textbook. Allowance / G. M. Anisimov, S. G. Zhendayev, A. V. Zhukov // Moskva: Forest industry, 1989. - 512 p.
- Kuznetsov, E. S. Technical exploitation of cars: Textbook. For higher education institutions / E. S. Kuznetsov, A. P. Boldin // Moskva: Nauka, 2001. - 535 p.
- Gerasimov, Y. Y. Harvester crane key parameters: optimization in European Russian Pines / Y. Y. Cerasimov, V. S. Siounev // Journal of Forest Engineering. - 1997. - № 8 (1). - P. 63-73.
- Долженко, С. В. Разработка методики экспериментальных исследований гидропривода механизма поворота лесного манипулятора сортиментовоза / С. В. Долженко // Лесотехнический журнал. - 2013. - № 1. - С. 127-137.
- Математическая модель демпфирования рабочего процесса гидропривода механизма поворота колонны лесного манипулятора / С. В. Долженко, П. И. Попиков, А. В. Зубков, Е. П. Рыкованова // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ. - 2012. - № 79. - С. 243-259.
- Математическое моделирование процессов в системе гидропривода лесных манипуляторов / П. И. Попиков, П. И. Титов, А. А. Сидоров, С. В. Долженко // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ. - 2011. - № 69. - С. 96-106.
- Mazurkin, P. M. Automation of technological equipment forestry production / P. M. Mazurkin // Technology of logging and wood transport. - Leningrad: LTA, 1984. - P. 92-97.
- Manipulators hydraulic car MGA-40, PGA-65, MGA-95 // The Most important domestic. and abroad. achievements in the region of science, technology and production in the forest. hoz-vu. - Moskva: VNIIZ lesresurs, 1995. - P. 68-69.
- Khuako, Z. A. Theoretical substantiation of the effectiveness of combination of movements of the three links / Z. A. Khuako // Bulletin of the ASU. - Maykop, 2011. - No. 3. - P. 24-29.
- Palpacelli, M. C. A Redundantly Actuated 2-Degrees-Of-Freedom Mini Pointing Device / M. C. Palpacelli, G. Palmieri, M. Callegri // Journal of Mechanismsand Robotics. - 2012. - Vol. 4. - No. (3).
- Gerasimov, Y. Y. Harvester crane key parameters: optimization in European Russian Pines / Y. Y. Cerasimov, V. S. Siounev // Journal of Forest Engineering. - 2000. - No. 8. - P. 65-67.
- Anisimov, M. G. 1989. Forest machines: Textbook. Allowance / G. M. Anisimov, S. G. Zhendayev, A. V. Zhukov // Moskva: Forest industry, 1989. - 512 p.
- Kuznetsov, E. S. Technical exploitation of cars: Textbook. For higher education institutions / E. S. Kuznetsov, A. P. Boldin // Moskva: Nauka, 2001. - 535 p.
- Gerasimov, Y. Y. Harvester crane key parameters: optimization in European Russian Pines / Y. Y Cerasimov, V. S. Siounev // Journal of Forest Engineering. - 1997. - No. 8 (1). - P. 63-73.
- Dolzhenko, S. V. Development of methodology of experimental studies of the hydraulic drive of the rotation mechanism of the manipulator forest timber / S. V. Dolzhenko // Journal of Forestry. - 2013. - No. 1. - P. 127-137.
- Mathematical model of the damping of the working process of the hydraulic drive mechanism of rotation of the columns of forest manipulator / S. V. Dolzhenko, I. P. Parsons, V. A. Zubkov, E. P. Rykovanova // Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban state agrarian University. - 2012. - No. 79. - P. 243-259.
- Mathematical simulation of processes in the system of hydraulic drive of forestry manipulators P. I. Parsons, P. I. Titov, A. A. Sidorov, S. V. Dolzhenko // Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban state agrarian University. - 2011. - No. 69. - P. 96-106.
