Введение
1. Состояние вопроса. цель и задачи исследования 19
1.1. Общий обзор работ по динамике рабочих процессов транспортно-технологических машин и фронтальных погрузчиков 19
1.2. Анализ работ по динамике рабочего оборудования фронтальных погрузчиков в элементах технологического цикла 23
1.3. Обзор работ, посвященных исследованию динамики гидроприводов и рекуперации потенциальной энергии рабочего оборудования фронтальных погрузчиков 26
1.4. Выводы по обзору 29
2. Исследование тенденций развития пневмоколесных одноковшовых фронтальных погрузчиков 31
2.1. Характеристика фронтального погрузчика как сложной механической системы 31
2.2. Перспективы развития фронтальных погрузчиков 34
2.3. Коэффициент полезного действия рабочего оборудования фронтальных погрузчиков 39
2.4. Тенденции развития систем управления рабочим оборудованием фронтальных погрузчиков 43
2.5. Общая характеристика параметров размерного ряда пневмоколесных фронтальных погрузчиков с энергосберегающим приводом
2.5.1. Классификация параметров погрузчика 45
2.5.2. Габаритные геометрические и технологические параметры пневмоколесных погрузчиков. Таблицы параметров 47
2.6. Основные параметры фронтальных погрузчиков, закономерности их изменения
2.7. Корреляционные функции габаритных геометрических параметров фронтальных погрузчиков размерного ряда 65
2.8. Выводы 67
3. Методика имитационного моделирования движений погрузочного оборудования фронтального погрузчика . 68
3.1. Декомпозиция рабочего оборудования на отдельные тела 68
3.2. Прямое и обратное преобразование координат 70
3.3. Метод кинематических треугольников при проектировании рабочего оборудования фронтальных погрузчиков 72
3.4. Вращательное движение стрелы 76
3.5. Плоское движение рычага 78
3.6. Движение тяги и ковша 79
3.7. Выводы 82
4. Теория и основные характеристики звеньев машинной системы: двигатель - силовые агрегаты пневмоколесный движитель - шарнирно сочлененная рама 83
4.1. Характеристики двигателя как источника механической энергии фронтального погрузчика 83
4.1.1. Общие сведения о характеристиках двигателей внутреннего сгорания 83
4.1.2. Дифференциальные уравнения дизельного двигателя фронтального погрузчика, частотные характеристики 85
4.1.3. Аналитическая аппроксимация внешних скоростных характеристик двигателей внутреннего сгорания 92
4.1.4. Общие сведения о быстро и длительно протекающих динамических процессах в дизельных двигателях 98
4.1.5. Математическая модель дизельного двигателя, основанная на использовании полиномов Лагранжа 104
4.1.6. Основные параметры двигателей размерного ряда
фронтальных погрузчиков 108
4.2. Силовые агрегаты трансмиссии ПО
4.2.1. Теория расчета выходных параметров гидродинамических передач фронтальных погрузчиков ПО
4.2.2. Основные параметры гидрообъемной трансмиссии фронтальных погрузчиков 119
4.3. Основные положения теории пневматического колеса 122
4.3.1. Общие сведения о теории пневматического колеса 122
4.3.2. Физическая сущность явления грузоподъемности пневматического колеса 123
4.3.3. Расчет параметров пневматических шин для фронтальных погрузчиков 128
4.3.4. Основные закономерности изменения параметров пневматической шины фронтального погрузчика
4.4. Кинематика поворота шарнирно сочлененной рамы 134
4.5. Выводы 140
5. Теория гидравлического рабочего оборудования, гидромеханизмы. динамика и силовые характристики рабочего оборудования 142
5.1. Общие геометрические параметры гидромеханизмов стрелы и ковша в предельных положениях 142
5.2. Аналитическая связь параметров рабочего оборудования 148
5.3. Технологические функции гидроцилиндра стрелы фронтального погрузчика 150
5.4. Основные положения к исследованию динамики длительно протекающих динамических процессов рабочего оборудования 153
5.5. Дифференциальные уравнения движения поршневого исполнительного гидромеханизма фронтального погрузчика 158
5.6. Методика приведения масс рабочего оборудования и массы груза в ковше к поршню гидроцилиндра стрелы фронтального погрузчика 165
5.7. Скорость движения поршня гидроцилиндра стрелы 171
5.8. Методика аналитического решения дифференциального уравнения разгона и торможения рабочего оборудования погрузчика при ступенчатом управлении распределителем 173
5.9. Аналитическое исследование динамики рабочего оборудования при линейном законе управления распределителем 185
5.10. Исследование переходных процессов гидравлического рабочего оборудования супертяжелого погрузчика ПК-75 189
5.11. Математическая модель силовых расчетов механизмов рабочего оборудования 191
5.12. Математическая модель силовых расчетов энергосберегающего рабочего оборудования 199
5.13. Аналитическое исследование кинематических характеристик гидромеханизма подъема стрелы 203
5.14. Математическая модель кинематических и силовых расчетов гидромеханизма поворота ковша 216
5.15. Определение максимальной мощности уравновешивающего цилиндра для размерного ряда фронтальных погрузчиков 221
5.16. Выбор рациональных параметров системы уравновешивания сил тяжести рабочего оборудования погрузчика 222
5.17. Выводы 225
6. Геометрические параметры ковша и рабочего оборудования фронтального погрузчика 227
6.1. Выбор типа ковша 227
6.2. Недостатки официальной методики расчета номинального объема ковша фронтальных погрузчиков 228
6.3. Методика проектирования ковша фронтального погрузчика 231
6.4. Основные параметры ковша размерного ряда фронтальных погрузчиков 234
6.5. Привязка сечения ковша к системе координат 238
6.6. Перспективы развития теории ковша фронтальных погрузчиков..241
6.7. Методика позиционирования и выбора параметров рабочего оборудования традиционных погрузчиков и с энергосберегающим приводом 242
6.8. Методика расчета давлений в гидроцилиндрах стрелы и оценка эффективности снижения давлений энергосберегающим приводом... 254
6.9. Выводы 260
7. Технологическая механика взаимодействия ковша с рабочей средой 261
7.1. Определение сопротивления на затупленной кромке ножа 261
7.2. Этапы взаимодействия ковша погрузчика со штабелем 265
7.3. Расчет секторной площади при заполнении ковша материалом или грунтом 267
7.4. Определение объема пространства под передней стенкой ковша при внедрении в штабель 270
7.5. Аналитический метод расчета сил взаимодействия ковша погрузчика со штабелем 274
7.6. Оценка характеристик прочности грунтов для размерного ряда фронтальных погрузчиков 279
7.7. Исследование физической сущности трения скольжения мелкокусковых сыпучих материалов 290
7.7.1. Трение скольжения пары твердых тел 290
7.7.2. Физическая сущность трения скольжения сыпучего мелкокускового материла по стальной поверхности 293
7.7.3. Прибор для исследования сил трения скольжения мелкокусковых сыпучих материалов
7.7.4. Результаты экспериментальных исследований сил трения скольжения сыпучих материалов 300
7.8. Аналитическое исследование процесса взаимодействия ковша погрузчика со штабелем сыпучего материала 305
7.9. Процесс раздельного зачерпывания ковшом погрузчика сыпучего материала в штабеле 308
7.10. Расчет момента сопротивления при повороте ковша в штабеле .311
7.11. Способ черпания поворотом стрелы фронтальным погрузчиком с энергосберегающим приводом 316
7.12. Рыхление материалов в штабеле зубьями ковша погрузчика 319
7.13. Взаимодействие ковша супертяжелого погрузчика с грунтовым штабелем 322
7.14. Поворот ковша супертяжелого погрузчика в грунтовом штабеле 331
7.15. Выводы 335
8. Динамика транспортных операций погрузчика 337
8.1. Методика аналитического исследования динамических давлений в гидроцилиндрах стрелы при движении погрузчика по неровностям опорной поверхности 337
8.2. Устройство защиты гидропривода фронтального погрузчика при движении по неровностям опорной поверхности 345
8.3. Выводы 348
9. Теория производительности одноковшовых фронтальных погрузчиков 350
9.1. Критерии эффективности фронтальных погрузчиков 350
9.2. Математическая модель технологического процесса фронтального погрузчика и результаты исследования 354
9.3. Результаты аналитических исследований технической производительности фронтальных погрузчиков, адекватные экспериментальным данным 360
9.4. Закономерности изменения основных параметров
размерного ряда одноковшовых фронтальных погрузчиков 363
9.5. Определение характеристик прочности материала путем внедрения передней стенки ковша в штабель 368
9.6. Математическая модель технологического процесса и результаты расчета выходных параметров одноковшовых фронтальных погрузчиков с энергосберегающим приводом 373
9.7. Удельные показатели оценки эффективности одноковшовых фронтальных погрузчиков 379
9.8. Оценка эффективности погрузчиков при помощи энергетического потенциала производительности 384
9.9. Выводы 385
10. Методика определения потребности и стоимости дизельного топлива при выполнении технологических процессов погрузчиков 387
10.1. Методика аналитического расчета частичных скоростных характеристик крутящего момента и часового расхода топлива двигателей внутреннего сгорания 387
10.2. Циклограмма рабочего процесса фронтального погрузчика с энергосберегающим приводом 393
10.3. Экспериментальные исследования, выполненные по научному направлению «Энергосберегающие системы фронтальных погрузчиков» 398
10.4. Методика определения эксплуатационной производительности и расхода топлива погрузчика 403
10.5. Методика определения потребности и стоимости израсходованного дизельного топлива при выполнении погрузочно транспортных работ в карьере 412
10.6. Выводы 418
Результаты работы и выводы 419
Список литературы
