Результати дослідження експлуатаційних процесів малогабаритних фронтальних навантажувачів із бортовою системою повороту

Abstract

У статті проведено огляд експлуатації фронтальних малогабаритних навантажувачів та представлено методику й результати дослідження динамічних процесів і розрахунку показників завантаження, коливань та стійкості короткобазового навантажувача з бортовою системою повороту. Моделюванням динамічних процесів доведено можливість оцінки зовнішніх навантажень на ковші за спрощеною залежністю. Запропоновано експрес-методи оцінки показників завантаженості машин, їх стійкості та теплового режиму роботи гідроприводів. Аналіз результатів натурних випробувань та розрахункових даних дозволив встановити, що найбільш важкий режим навантаження робочого органу та тягового приводу навантажувача забезпечується в нормальних процесах проникнення ковша в штабель сипучого матеріалу при постійному робочому об'ємі тягових насосів. Самозбудження автоколивань навантажувача можливе на заключній фазі його стопоріння в штабелі сипучого матеріалу, коли днище ковша нахилено вперед під кутом, а ходові колеса виводяться на повний режим буксування. Проведено аналіз стійкості навантажувача при виконанні робочого циклу. Встановлено режими навантаження та температури гідростатична трансмісія (ГСТ) тягового приводу малогабаритних навантажувачів з бортовою системою повороту. Наведені методики прогнозування основних параметрів і навантаження малогабаритних навантажувачів, пропозиції по удосконалюванню системи теплообміну гідроприводу і способам керування тяговим приводом. Запропоновано заходи стабілізації температури ГСТ, що забезпечують безперебійну роботу навантажувачів. Обґрунтовано можливість використання отриманих залежностей при побудові комп’ютерної моделі навантажувача і впровадженні інтелектуальних систем автоматичного керування процесом наповнення ковша з застосуванням методів машинного навчання. The paper reviews the operation of skid-steer loaders and presents the methodology and results of studying dynamic processes and calculating the indicators of loading, oscillations, and stability of skid-steer loaders. The modeling of dynamic processes has proved the possibility of estimating external loads on buckets using a simplified relationship. Express methods for assessing machine load indicators, their stability, and the thermal regime of hydraulic drives are proposed. The analysis of field tests and calculated data established that the most severe loading mode of the working implement and traction drive of the loader occurs during normal bucket penetration into a pile of bulk material at a constant working volume of traction pumps. Self-excitation of the loader’s oscillations is possible during the final phase of its stopping in a bulk material pile, when the bucket bottom is tilted forward at an angle and the wheels are brought to full slip mode. The stability of the loader during the working cycle was analyzed. The load and temperature regimes of the hydraulic traction drive of skid-steer loaders are determined. Methods for predicting the main parameters and load of skid-steer loaders, proposals for improving the heat exchange system of the hydraulic drive, and methods of controlling the traction drive are presented. Measures to stabilize the hydraulic drive temperature to ensure uninterrupted operation of skid-steer loaders are proposed. The possibility of using the obtained dependencies in developing a computer model of a loader and introducing intelligent systems for automatic control of the bucket filling process using machine learning methods is substantiated.