Материал: 2065

1 - с креплением на неповоротных кронштейнах; 2 - с одношарнирным креплением кронштейнов; 3 - с креплением кронштейнов на обойме; 4 - с трехшарнирным креплением кронштейнов; 5 - с четырехшарнирным креплением кронштейнов.

На Брянском заводе дорожных машин разработана принципиально новая конструкция подвески рабочего органа без поворотного круга автогрейдера. Одновременное выдвижение (втягивание) гидроцилиндров 1, 2 (рис. 1.4) позволяет изменять угол резания отвала, выдвижение одного из них и втягивание другого - изменять угол захвата отвала. Гидроцилиндры 5 и 7 служат для подъема-опускания рабочего органа, гидроцилиндр 6 - для выноса его в сторону [97].

Такое техническое решение позволило улучшить геометрические показатели автогрейдера, его компоновку, снизить трудоемкость изготовления, повысить жесткость системы отвал - машина [97].

Таким образом, каждая из конструктивных схем преследует решение конкретной задачи.

1.5. Блок-схема рабочего процесса автогрейдера

Рабочий процесс автогрейдера рассматривается как сложная динамическая система, состоящая из подсистем, участвующих в процессе формирования профиля земляного полотна в соответствии с заданием на производство.

15

Рис. 1.4. Кинематическая схема крепления рабочего органа автогрейдера:

1,2 - гидроцилиндры изменения угла резания; 3 - хребтовая балка; 4 - тяговая рама;

5,7 - гидроцилиндры подъема-опускания отвала;

6 - гидроцилиндр выноса в сторону;

8 - универсальный шарнир; 9 - отвал.

Втакой динамической системе взаимодействуют базовая машина (автогрейдер), грунт и СУ положением РО, в свою очередь состоящие из подсистем, влияющих на точность выполнения проектных геометрических параметров земляного полотна с заданной производительностью.

На рис. 1.5 представлена блок-схема динамической системы планировочного процесса. Данная блок-схема включает в себя 3 основных блока: исходные данные, моделирование рабочего процесса автогрейдера, результаты работы.

Вкачестве исходных данных системы рассматриваются основные свойства грунта, влияющие на планирующие и тягово-сцепные характеристики автогрейдера (микрорельеф, длина волны неровности, плотность, влажность грунта, коэффициент сопротивления копанию)

изадание на производство земляных работ (производительность и проектные геометрические размеры).

16

17

Результаты работы оценивались векторным критерием эффективности:

где Ky ,K - коэффициенты сглаживания в продольной и поперечной

плоскостях, m – масса автогрейдера.

Автогрейдер представлен подсистемами: рама, ходовое оборудование, навесное оборудование, СУ, гидропривод РО и сам отвал.

Грунт воздействует на базовую машину через микрорельеф на ходовое оборудование и реакцией разрабатываемого грунта на РО автогрейдера.

Подсистема ходового оборудования, воспринимая возмущающие воздействия со стороны грунта, в свою очередь, воздействует на раму базовой машины. Далее воздействие передается на РО через навесное оборудование. РО, изменяет свое положение в пространстве – заглубляется или выглубляется.

Управление РО осуществляется СУ с помощью гидропривода по двум параметрам: продольному и поперечному уклонам профиля земляного полотна, формируемыми положением отвала автогрейдера.

Подсистемы соединены между собой векторными связями, отражающими прохождение информации от блока к блоку.

Вектор требуемых геометрических параметров земляного сооружения (P1 ) задается проектной документацией.

Реальные геометрические параметры (P3 ) снимаются с обработанного грунта и являются выходными координатами сложной динамической системы.

В реальных процессах формирования земляной поверхности

P3 P1 .

Подсистема ходового оборудования воспринимает возмущающие воздействия от грунта ( P4 ,P5 ). В свою очередь подсистема ходового оборудования является источником воздействия ( P6 ) на раму автогрейдера.

Подсистема рамы приводит к перемещениям навесного оборудования ( P7 ). Подсистема навесного оборудования своими воздействиями ( P8 ) изменяет положение РО относительно машины.

18

СУ получает информацию от датчиков положения отвала (P9 ),

сравнивает ее с проектными параметрами (P1 ), по определенному алгоритму обрабатывает ее и формирует управляющие воздействия на гидропривод РО (P10 ). Подсистема гидропривода РО реализует

управляющие воздействия ( P11), перемещает элементы навесного

оборудования, компенсируя неуправляемые перемещения ( P7 ) со стороны рамы машины.

Подсистема РО, двигаясь вместе с ЗТМ, осуществляет копание грунта, реакция которого ( P12 ) влияет на положение РО в пространстве. Изменяя свое положение (вертикальную координату, угол наклона РО в поперечной плоскости, угол захвата РО, угол резания), РО в разрабатываемом грунте формирует земляную поверхность с фактическими геометрическими параметрами ( P3 ).

Процессам взаимодействия отдельных подсистем друг с другом посвящено достаточно много исследований, анализ которых позволяет сделать вывод о возможности их использования при решении поставленной в работе проблемы.

1.6. Анализ исследований по теории копания грунтов

Выбор модели процесса взаимодействия РО с разрабатываемым грунтом базируется на следующих предпосылках: обеспечение требуемой точности геометрических параметров земляного сооружения происходит на завершающих проходах ЗТМ по обрабатываемому участку, грунт при этом, как правило, разрыхлен, а толщина срезаемой стружки грунта не более 0,07 м. Сопротивление копанию зависит от физико-механических свойств грунта, толщины стружки, параметров РО [63,64,110].

Теории копания можно разделить на группы [4,9,35,36]:

теории, базирующиеся на результатах экспериментальных исследований (В.П.Горячкин, А.Н.Зеленин, Ю.А.Ветров, а также зарубежные авторы: И.Ратье, Т.Кюн, Р.Шилд и др.);

теории, основанные на положениях механики сплошной среды и теории прочности (К.А.Артемьев, В.И.Баловнев и др.).

Данные теории позволяют определить сопротивление резанию и копанию при условии, что известны параметры РО, режим работы и параметры грунта [101].

19