Ростов-на-Дону, Ростовская область, Россия
Воронеж, Воронежская область, Россия
Россия
Россия
Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова (аспирапнт)
Воронеж, Россия
УДК 630 Лесное хозяйство. Лесоводство
Многообразие вариантов конструктивного исполнения систем гидравлических приводов технологических машин вызывает необходимость анализа преимуществ и недостатков, существующих и перспективных технических решений. Установлено, что при исследовании и проектировании машин и оборудования находит широкое применение математическое моделирование рабочих режимов их функционирования, что позволяет обосновать и оптимизировать конструктивные и технологические параметры схем рекуперации энергии в гидроприводах манипуляторов, приводных колесах и тягово-сцепных устройствах лесовозных автомобилях. Цель работы заключается в снижении энергоемкости и динамической нагруженности механизма поворота колонны манипулятора автосортиментовоза на основе моделирования работы механизма поворота колонны манипулятора автосортиментовоза с учетом объемной жесткости энергосберегающего гидропривода. В качестве объекта исследования выбран механизм поворота колонны серийного лесного манипулятора Атлант С100 на базе автомобиля повышенной проходимости КамАЗ-680247. При модернизации механизма поворота колонны предложено одну пару сдвоенных гидроцилиндров отключить от насоса и подключить к гидроаккумулятору. При чем гидроаккумулятор не имеет гидравлической связи с насосом для подзарядки, а при полной зарядке от гидроцилиндров рекуперации сообщается через дополнительные обратные клапаны с разгрузочным клапаном и распределителем для перевода насоса в режим холостого хода. В дифференциальном уравнении вращательного движения колонны учтены моменты движущих сил и сил сопротивления. При моделировании рабочих процессов энергосберегающего гидропривода составлены дифференциальные уравнения расходов рабочей жидкости на входе и выходе отдельных участков расчетной гидравлической схемы. Составленная математическая модель в виде системы дифференциальных уравнений решена при помощи среды моделирования SimInTech. Получены теоретические зависимости давления рабочей жидкости в различных точках гидросистемы при использовании энергосберегающего устройства, на основании которых можно обосновать оптимальные параметры и режимы работы механизма поворота колонны манипуляторного оборудования, используемого в лесном комплексе.
манипулятор, механизм подъема, энергосберегающий гидропривод, кинематика, автосортиментовоз, расход жидкости, жесткость
1. Авдеева Е. В., Полетайкин В. Ф. Исследование нагрузок на гидроцилиндры манипулятора // Хвойные бореальной зоны. 2020; 28 (5-6): 305–309. Режим доступа: https://elibrary.ru/vknnjg.
2. Кузнецова В. Н., Романенко Р. В. Исследование энергетических характеристик электромеханической трансмиссии гусеничной машины // Вестник СибАДИ. 2021; 18 (1): 12–29. DOI: https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-1-12-29.
3. Романенко Р. В., Сергеев В. В. Моделирование криволинейного движения роботизированной военной гусеничной машины с электромеханической трансмиссией // Робототехника и техническая кибернетика. 2020; 8 (1): 34–40. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45645617&ysclid=lur32uqew8754088880.
4. Савинкин В. В. Исследование эффективности перераспределения мощности силового привода нефтедобывающего комплекса // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021; Т. 332. № 2. 229–244. Режим доступа: http://lestehjournal.ru/sites/default/files/journal_pdf/131-142.pdf.
5. Savinkin V. V., Kolisnichenko S. N., Ivanova O. V., Zhumekenova Z. Z., Sandu A. V., Vizureanu P. (2021) Investigation Of The Strength Parameters Of Drilling Pumps During The Formation Of Contact Stresses In Gears Applied Sciences (Switzerland). Т. 11. № 15. DOI: DOI:https://doi.org/10.3390/app13053153.
6. Savinkin V. V., Zhumekenova Z. Z., Kolisnichenko S. N., Ivanova O. V., Sandu A. V., Vizureanu P., Savinkin S. V. Coatings.Study Of Wear And Redistribution Dynamic Forces Of Wheel Pairs Restored By A Wear-Resistant Coating 15CR17NI12V3F 2021. Т. 11. № 12. DOI:https://doi.org/10.3390/coatings11121441.
7. Лагерев И. А. Моделирование рабочих процессов в гидроприводе кранов-манипуляторов / И. А. Лагерев, А. В. Лагерев // Инновационное развитие подъемно-транспортной техники. материалы всероссийской научно-практической конференции. 2019. с. 74-77. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=qwxevm&ysclid=lur3ln1yyx185211858.
8. Лагерев А. В. Моделирование рабочих процессов в дроссельно-регулируемом гидроприводе манипуляционных систем мобильных машин при совместном движении звеньев / А. В. Лагерев, И. А. Лагерев // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2019. № 1. С. 59-82. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37289352&ysclid=lur3nj5m7g876441504.
9. Посметьев В. И., Никонов В. О. О влиянии традиционных конструкций гидроманипуляторов на эффективность лесовозного автомобильного транспорта // Проблемы эксплуатации автомобильного транспорта и пути их решения на основе перспективных технологий и научно-технических решений: материалы Всероссийской научно-технической конференции. 2022: 24-31. DOI: http://doi.org/10.58168/PRTOW2022_24-31.
10. Posmetev, V. I. Imitating modeling results of a recuperative hydraulic subsystem of the timber truck manipulator / V. I. Posmetev, V. O. Nikonov, V. V. Posmetev // IOP Conf. Series : Earth and Environmental Science. 2019; 39: 2012038. DOI: http://doi.org/10.1088/1755-1315/392/1/012038.
11. Посметьев В. И., Никонов В. О., Мануковский А. Ю., Посметьев В. В. Компьютерное моделирование работы рекуперативного поворотного коникового устройства лесовозного тягача с прицепом-роспуском // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022 № 5. С. 85–99. DOI: https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-85-99.
12. Посметьев В. И., Зеликов В. А., Никонов В. О., Посметьев В. В., Чуйков А. С., Авдюхин А. В. Влияние режимов движения лесовозного автопоезда при вывозке лесоматериалов на эффективность рекуперации энергии в пневмогидравлическом седельно-сцепном устройстве // Лесотехнический журнал. 2022; 12 (4): 114–129. URL: https://elibrary.ru/heyhbu.
13. Ворожцов О. В. Гидропривод рекуперации энергии транспортного средства // Математическое моделирование систем и процессов : материалы Международной научно-практической конференции. Псковский государственный университет. – Псков, 2022: 57-62. URL: https://istina.msu.ru/publications/article/621413357/?ysclid=lur3sq0jtw8....
14. Jensen K. J., Ebbesen M. K., Hansen M.R. Novel Concept for Electro-Hydrostatic Actuators for Motion Control of Hydraulic Manipulators // Energies. 2021; 14 (20): 6566. DOI: https://doi.org/10.3390/en14206566.
15. Jensen K. J., Ebbesen M. K., Hansen M. R. Anti-swing control of a hydraulic loader crane with a hanging load // Mechatronics. 2021; 77: 102599. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2021.102599.
16. Вялов С. А., Рыбак А. Т., Цыбрий И. К., Пелипенко А. Ю. Трехскоростной гидромеханический привод возвратно-поступательного движения с рекуперацией энергии // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2021; 9: 397-401. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=zmqevl&ysclid=lur3um7vby107136240.
17. Pelipenko A., Rybak A., Sarkisian D., Saakian S., Zhyravlyova A. Stand for Life Tests of Plunger Hydraulic Cylinders // Lecture Notes in Networks and Systems. 2022; 246: 198–206. DOI:https://doi.org/10.1007/978-3-030-81619-3_22.
18. Попиков П. И., Конюхов А. В., Попиков С. К., Попикова А. В. Стенд для испытаний грузоподъемных механизмов лесных манипуляторов с рекуперацией энергии // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: материалы международной научнопрактической конференции, Воронеж, 06–07 июня 2022 года. Том Часть II. – Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I, 2022. – С. 105-110. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49868071.
19. Федченко В.Б. Хакимов Э.Ф. Анализ компоновки перспективного гибридного форвардера с мотор-колесами // WORLD SCIENCE: PROBLEMS AND INNOVATIONS : Матер. XLV Международной научно-практической конференции. Пенза, 2020. С. 42-46. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43847657&ysclid=lur443w3fi231074063.
20. Четверикова И. В., Зимарин С. В., Бурдыкин А. В. К вопросу совершенствования гидропривода бесчокерного трелевочного захвата // Повышение эффективности лесного комплекса : матер. седьмой Всероссийской национальной научно-практической конференции с международным участием. – Петрозаводск, 2021. – С. 197-199. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/rouesk.
21. Власов Е.Н., Сергеевичев А.В., Добрынин Ю.А., Сергеевичев В.В. Анализ работы гидравлического манипулятора лесной машины с цикловой системой управления. // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. С. 99-112. DOI: https://doi.org/10.21266/2079-4304.2022.238.99-112.
22. Глушков С., Рыбак А. Т., Попиков П. И., Усков В. И., Богданов Д. С., Конюхов А. В. Моделирование рабочих процессов энергосберегающего гидропривода механизма подъема лесного манипулятора// Лесотехнический журнал. – 2021. – Т. 11. – № 4 (44). – С. 88–99. – Библиогр.: с. 96–98 (13 назв.). – DOI:https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2021.4/8.
23. Соколов А. П. Имитационное моделирование процессов заготовки древесины // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2023. Вып. 245. С. 244–260. DOI:https://doi.org/10.21266/2079-4304.2023.245.244-260.
