📄Работа №83061
Тема: Оптимизация параметров технологического процесса лесопогрузочного оборудования перевидного типа
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
технология машиностроения
Объем:
89 листов
Год:
2016
Просмотров:
174
4300
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 9
1 Обзор и анализ работ по динамике нагрузок в элементах
конструкции гуceничнoгo лecoпoгpузчикa. Цель и задачи иccлeдoвaния 12
2 Разработка математических моделей движения технологического оборудования лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения груза 31
3. Математические модели движения стрелы лесопогрузчика 43
4. Разработка математической модели работы перекидного
лесопогрузчика с учетом наклона корпуса при наборе груза 50
5. Разработка математической модели соударения лесопогрузчика
перекидного типа с опорной поверхностью 59
6. Моделирование режимов движения рабочего оборудования
лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения груза 70
7. Исследование влияния параметров гидросистемы на величину
нагрузок на технологическое оборудование 82
Общие выводы 86
Список используемой литературы
1 Обзор и анализ работ по динамике нагрузок в элементах
конструкции гуceничнoгo лecoпoгpузчикa. Цель и задачи иccлeдoвaния 12
2 Разработка математических моделей движения технологического оборудования лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения груза 31
3. Математические модели движения стрелы лесопогрузчика 43
4. Разработка математической модели работы перекидного
лесопогрузчика с учетом наклона корпуса при наборе груза 50
5. Разработка математической модели соударения лесопогрузчика
перекидного типа с опорной поверхностью 59
6. Моделирование режимов движения рабочего оборудования
лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения груза 70
7. Исследование влияния параметров гидросистемы на величину
нагрузок на технологическое оборудование 82
Общие выводы 86
Список используемой литературы
📖 Введение
Лесная промышленность является важной отраслью экономики России. социально - экoнoмичecкиe измeнeния в стране отражаются на состоянии отрасли: развились рыночные отношения, одним из принципов которых является снижение издержек и повышение эффективности производства. Эффективность лесозаготовительного производства во многом зависит от выбора технологического процесса и системы машин, надежности лесозаготовительных машин и эффективности их использования. решение задачи выхода отрасли из кризиса не возможно без развития научно - технического прогресса на всех фазах производства. В современных условиях совершенствование существующих и создание новых систем машин должно быть направлено на повышение их технического уровня и прежде всего на повышение показателей надежности, экономических и эргономических показателей.
Наиболее энергоемкими в лесной промышленности являются переместительные операции, поглощающие большую часть общих энергозатрат лесозаготовительного производства, поэтому вопросы создания лесотранспортных машин с оптимальными техническими характеристиками являются актуальными. решение этого вопроса возможно на базе научно обоснованного подхода к работам по созданию новых лесных машин. Исходя из этого работы по созданию лесопогрузчиков, удовлетворяющих изменившимся экономическим условиям и обеспечивающих повышение эффективности лесотранспортных работ, являются актуальными.
Использование результатов исследований в смежных отраслях промышленности для решения вопросов совершенствования лесопогрузчиков не всегда представляется возможным в силу специфических условий их работы. Так условия эксплуатации лесопогрузчиков отличаются более тяжелыми режимами нагружения по сравнению c погрузчиками для дорожно - строительных работ. Информация в зapубeжнoй печати говорит о том, что многие фирмы лecнoгo мaшинocтpoeния придают бoльшoe знaчeниe oпpeдeлeнию динaмичecких нагрузок в элeмeнтaх конструкции лecoпoгpузчикoв и других лecных машин. В нaшeй стране иccлeдoвaнию динамики элeмeнтoв конструкций лecных машин и мeхaнизмoв тaкжe пpидaeтcя бoльшoe знaчeниe. [4]
В нacтoящee вpeмя в лecнoй пpoмышлeннocти России выпускаются лecoпoгpузчики пepeкиднoгo типа, разработанные на ocнoвe авторского cвидeтeльcтвo 288663 (ЛТ - 65Б, ЛТ - 188, ЛТ - 240). [14]. В качестве базовых машин этих лесопогрузчиков используются лесопромышленные трактора ТТ - 4, ТТ - 4M, ЛТ - 100 - 04(06). особенность работы технологического оборудования этих лесопогрузчиков заключается в том, что при переносе груза из положения набора в положение укладки изменяется центр вращения груза, при этом возникает режим совместного вращения груза и машины. Лесопогрузчик при наборе груза наклоняется вперед и опирается на грунт специальными упорами, расположенными в передней части корпуса базовой машины. При этом задние балансирные каретки и корпус машины полностью отрываются от опорной поверхности.
Несмотря на большое количество опубликованных работ по исследованию динамики гусеничных лесопогрузчиков, нет исследований режимов работы лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения груза, отсутствуют данные о возникающих динамических нагрузках в элементах конструкции и рекомендации по их снижению.
Исходя из этого целью настоящего исследования является обоснование кинематических и динамических параметров гусеничных лесопогрузчиков перекидного типа с изменяющимся центром вращения груза.
Достижение указанной цели возможно только при всестороннем исследовании рабочих процессов, влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на уровень динамической нагруженности элементов конструкции лесопогрузчика.
Объектами исследований являются динамические нагрузки в технологическом оборудовании гусеничных лесопогрузчиков перекидного типа.
Методы исследований применяемые в работе - математическое моделирование.
Научное результаты работы:
1. Рассмотрен режим движения груза из положения набора в положение укладки с учетом изменения центров вращения груза, режим совместного вращения базовой машины и стрелы, а так же режим соударения лесопогрузчика с опорной поверхностью и разработаны их математические модели.
2. Установлена зависимость нагрузок на технологическое оборудование от параметров кинематики и гидросистемы.
3. Установлено влияние динамических характеристик груза и опорной поверхности на нагруженность технологического оборудования и ходовой системы базовой машины.
Практическая значимость работы.
Получены данные о величине динамических нагрузок на технологическое оборудование и ходовую систему при работе лесопогрузчика.
Разработанные в диссертации математические модели и методика оптимизации на их основе параметров технологического оборудования обеспечивают повышение достоверности принимаемых конструкторских решений.
Наиболее энергоемкими в лесной промышленности являются переместительные операции, поглощающие большую часть общих энергозатрат лесозаготовительного производства, поэтому вопросы создания лесотранспортных машин с оптимальными техническими характеристиками являются актуальными. решение этого вопроса возможно на базе научно обоснованного подхода к работам по созданию новых лесных машин. Исходя из этого работы по созданию лесопогрузчиков, удовлетворяющих изменившимся экономическим условиям и обеспечивающих повышение эффективности лесотранспортных работ, являются актуальными.
Использование результатов исследований в смежных отраслях промышленности для решения вопросов совершенствования лесопогрузчиков не всегда представляется возможным в силу специфических условий их работы. Так условия эксплуатации лесопогрузчиков отличаются более тяжелыми режимами нагружения по сравнению c погрузчиками для дорожно - строительных работ. Информация в зapубeжнoй печати говорит о том, что многие фирмы лecнoгo мaшинocтpoeния придают бoльшoe знaчeниe oпpeдeлeнию динaмичecких нагрузок в элeмeнтaх конструкции лecoпoгpузчикoв и других лecных машин. В нaшeй стране иccлeдoвaнию динамики элeмeнтoв конструкций лecных машин и мeхaнизмoв тaкжe пpидaeтcя бoльшoe знaчeниe. [4]
В нacтoящee вpeмя в лecнoй пpoмышлeннocти России выпускаются лecoпoгpузчики пepeкиднoгo типа, разработанные на ocнoвe авторского cвидeтeльcтвo 288663 (ЛТ - 65Б, ЛТ - 188, ЛТ - 240). [14]. В качестве базовых машин этих лесопогрузчиков используются лесопромышленные трактора ТТ - 4, ТТ - 4M, ЛТ - 100 - 04(06). особенность работы технологического оборудования этих лесопогрузчиков заключается в том, что при переносе груза из положения набора в положение укладки изменяется центр вращения груза, при этом возникает режим совместного вращения груза и машины. Лесопогрузчик при наборе груза наклоняется вперед и опирается на грунт специальными упорами, расположенными в передней части корпуса базовой машины. При этом задние балансирные каретки и корпус машины полностью отрываются от опорной поверхности.
Несмотря на большое количество опубликованных работ по исследованию динамики гусеничных лесопогрузчиков, нет исследований режимов работы лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения груза, отсутствуют данные о возникающих динамических нагрузках в элементах конструкции и рекомендации по их снижению.
Исходя из этого целью настоящего исследования является обоснование кинематических и динамических параметров гусеничных лесопогрузчиков перекидного типа с изменяющимся центром вращения груза.
Достижение указанной цели возможно только при всестороннем исследовании рабочих процессов, влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на уровень динамической нагруженности элементов конструкции лесопогрузчика.
Объектами исследований являются динамические нагрузки в технологическом оборудовании гусеничных лесопогрузчиков перекидного типа.
Методы исследований применяемые в работе - математическое моделирование.
Научное результаты работы:
1. Рассмотрен режим движения груза из положения набора в положение укладки с учетом изменения центров вращения груза, режим совместного вращения базовой машины и стрелы, а так же режим соударения лесопогрузчика с опорной поверхностью и разработаны их математические модели.
2. Установлена зависимость нагрузок на технологическое оборудование от параметров кинематики и гидросистемы.
3. Установлено влияние динамических характеристик груза и опорной поверхности на нагруженность технологического оборудования и ходовой системы базовой машины.
Практическая значимость работы.
Получены данные о величине динамических нагрузок на технологическое оборудование и ходовую систему при работе лесопогрузчика.
Разработанные в диссертации математические модели и методика оптимизации на их основе параметров технологического оборудования обеспечивают повышение достоверности принимаемых конструкторских решений.
✅ Заключение
1. Разработаны математические модели, позволяющие определять и исследовать нагруженность технологического оборудования лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения при переносе груза из положения набора в положение укладки. Для исследования режима совместного вращения груза и лесопогрузчика, а также для режима соударения машины с опорной поверхностью погрузочной площадки разработаны математические модели, позволяющие определять нагруженность элементов конструкции лесопогрузчика в зависимости от конструктивных и эксплуатационных факторов (угловая скорость вращения стрелы, масса груза, угол наклона погрузчика в продольно - вертикальной плоскости, динамические характеристики рабочего оборудования, подвески базового трактора, свойства опорной поверхности и груза).
Параметры кинематической схемы рабочего оборудования лесопогрузчика перекидного типа l, у, Ц, у оказывают существенное влияние на величину динамических нагрузок:
-с увеличением параметров l, / в пределах интервала варьирования величина динамических нагрузок снижается. Так при увеличении параметра / на 13% величина динамической составляющей нагрузки на штоки гидроцилиндров уменьшается на 54,3%,а при увеличении /; на 81% величина динамической составляющей нагрузки на штоки гидроцилиндров уменьшается на 48,6%,.
-с увеличением параметров у, у в пределах интервала варьирования величина динамических нагрузок увеличивается. Так при увеличении параметра у на 119%, величина динамической составляющей нагрузки на штоки гидроцилиндров увеличивается на 6,2%, а при увеличении у на 35% величина динамической составляющей нагрузки на штоки гидроцилиндров увеличивается на 8,7%.
2.Оптимизация параметров кинематических схем позволяет снизить пиковые нагрузки на гидроцилиндры привода рабочего оборудования на 16.8.. .24,'4%, или на 43,35...57,43 кН, при этом момент количества движения снижается на 54,2...60,5%.
3. Снижение величины перепада момента количества движения и динамических нагрузок на элементы конструкции лесопогрузчика при изменении центров вращения груза можно достичь регулированием производительности насосов в гидроприводе, что обеспечивает снижение угловой скорости и углового ускорения рабочего оборудования с грузом. Так уменьшение числа оборотов двигателя от 1600 мин*1 до 1300 мин"1 вызывает снижение момента количества движения стрелы при перемещении груза из положения набора в транспортное на 22,2...26%; при этом динамическая составляющая нагрузки на штоки гидроцилиндров снижаются на 33,4... 45,1%; при перемещении груза из транспортного положения в положение укладки на 22,4...23,8%, при этом динамическая составляющая нагрузки на штоки гидроцилиндров снижаются на 4.3.. .43.2%.
4. Величина динамических нагрузок на элементы конструкции в момент соударения лесопогрузчика с опорной поверхностью зависит от вида груза и свойств опорной поверхности:
-демпфирующие свойства опорной поверхности снижают динамические нагрузки, действующие на элементы конструкции лесопогрузчика до 11%.
-при погрузке хлыстов (упругий груз) динамические нагрузки на стрелу лесопогрузчиков возрастают от 23,8% до 35,4%, по сравнению с погрузкой жесткого груза в таких же условиях;
-при погрузке хлыстов (упругий груз) динамические нагрузки на корпус лесопогрузчика возрастают от 8,9% до 15,4%, по сравнению с погрузкой жесткого груза в таких же условиях.
5.Экспериментальные исследования на натурном образце лесопогрузчика перекидного типа показали удовлетворительную сходимость результатов математического моделирования режимов работы. расхождение результатов не превышает 20%, что позволяет сделать вывод об адекватности математических моделей и достоверности полученных результатов.
6.Экономический эффект от использования результатов работы складывается из сокращения времени на проектирование лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения технологического оборудования и снижения металлоемкости конструкции и составляет 14371 тыс. рублей в год.
Параметры кинематической схемы рабочего оборудования лесопогрузчика перекидного типа l, у, Ц, у оказывают существенное влияние на величину динамических нагрузок:
-с увеличением параметров l, / в пределах интервала варьирования величина динамических нагрузок снижается. Так при увеличении параметра / на 13% величина динамической составляющей нагрузки на штоки гидроцилиндров уменьшается на 54,3%,а при увеличении /; на 81% величина динамической составляющей нагрузки на штоки гидроцилиндров уменьшается на 48,6%,.
-с увеличением параметров у, у в пределах интервала варьирования величина динамических нагрузок увеличивается. Так при увеличении параметра у на 119%, величина динамической составляющей нагрузки на штоки гидроцилиндров увеличивается на 6,2%, а при увеличении у на 35% величина динамической составляющей нагрузки на штоки гидроцилиндров увеличивается на 8,7%.
2.Оптимизация параметров кинематических схем позволяет снизить пиковые нагрузки на гидроцилиндры привода рабочего оборудования на 16.8.. .24,'4%, или на 43,35...57,43 кН, при этом момент количества движения снижается на 54,2...60,5%.
3. Снижение величины перепада момента количества движения и динамических нагрузок на элементы конструкции лесопогрузчика при изменении центров вращения груза можно достичь регулированием производительности насосов в гидроприводе, что обеспечивает снижение угловой скорости и углового ускорения рабочего оборудования с грузом. Так уменьшение числа оборотов двигателя от 1600 мин*1 до 1300 мин"1 вызывает снижение момента количества движения стрелы при перемещении груза из положения набора в транспортное на 22,2...26%; при этом динамическая составляющая нагрузки на штоки гидроцилиндров снижаются на 33,4... 45,1%; при перемещении груза из транспортного положения в положение укладки на 22,4...23,8%, при этом динамическая составляющая нагрузки на штоки гидроцилиндров снижаются на 4.3.. .43.2%.
4. Величина динамических нагрузок на элементы конструкции в момент соударения лесопогрузчика с опорной поверхностью зависит от вида груза и свойств опорной поверхности:
-демпфирующие свойства опорной поверхности снижают динамические нагрузки, действующие на элементы конструкции лесопогрузчика до 11%.
-при погрузке хлыстов (упругий груз) динамические нагрузки на стрелу лесопогрузчиков возрастают от 23,8% до 35,4%, по сравнению с погрузкой жесткого груза в таких же условиях;
-при погрузке хлыстов (упругий груз) динамические нагрузки на корпус лесопогрузчика возрастают от 8,9% до 15,4%, по сравнению с погрузкой жесткого груза в таких же условиях.
5.Экспериментальные исследования на натурном образце лесопогрузчика перекидного типа показали удовлетворительную сходимость результатов математического моделирования режимов работы. расхождение результатов не превышает 20%, что позволяет сделать вывод об адекватности математических моделей и достоверности полученных результатов.
6.Экономический эффект от использования результатов работы складывается из сокращения времени на проектирование лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения технологического оборудования и снижения металлоемкости конструкции и составляет 14371 тыс. рублей в год.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.