SCI Библиотека

Эффективность использования лесозаготовительных машин на крутом склоне зависит от многих факторов, в том числе от рабочей зоны манипулятора, которая может быть реализована в различных технологических режимах работы. Геометрические параметры реализуемой рабочей зоны определяются рабочей позицией машины в соответствующем технологическом режиме, то есть местом установки машины относительно дерева или группы деревьев, подлежащих заготовке. Оптимизация рабочей зоны манипулятора, образуемой при работе лесозаготовительной машины, является одним из действенных способов повышения ее производительности. В данной статье на основе ранее разработанной математической модели оптимизации конструктивных размеров звеньев четырехзвенного шарнирно-сочлененного гидравлического манипулятора, предназначенного для пространственного манипулирования харвестерной головкой при спиливании и укладки деревьев в штабель для дальнейшего транспортирования на погрузочную площадку, выполнен анализ влияния основных геометрических и силовых характеристик харвестера на оптимальные размеры рабочей зоны.

Защита от вибрации для операторов тяжелой техники важна. Воздействие вибрации вредит здоровью. Для защиты используют виброзащитные сиденья. Перспективны надежные пассивные системы с квазинулевой жесткостью. Для разработанной конструкции сиденья на основе параллелограммного механизма, пружины, троса и роликов, проведено исследование виброзащитных свойств. Разработана расчетная схема, выделены ключевые параметры, проведено их исследование на показатели виброзащиты. Статическая силовая характеристика аппроксимировалась тремя линейными сегментами с горизонтальным средним. Использовалась известная динамическая модель, описывающая вынужденные колебания массы. Перемещение основания задавалось гармонической функцией. Сравнивались виброзащитные системы с трехсегментной и с односегментной статической силовой характеристикой. Сравнение проводилось по коэффициентам передачи, по ускорениям и по перемещению подвески. Приведены в виде графиков результаты вычислительного эксперимента: амплитудно-частотные характеристики в виде коэффициентов передачи по ускорениям и перемещениям, при различных амплитудах колебаний основания, коэффициентах демпфирования и жесткости. Приведены зависимости средних значений коэффициентов передачи в исследуемом диапазоне частот. Эффективно виброгашение, когда максимальный ход подвески не выходит за пределы среднего участка статической характеристики. Наиболее эффективное виброгашение, по среднему значению коэффициента передачи по ускорениям, достигается при минимальных, а для односегментной характеристики - нулевых значениях коэффициента жесткости. Наличие крайних сегментов в характеристике существенно повышает средние значения коэффициентов передачи по ускорениям и перемещению подвески. Виброзащитные системы сидений в реальных условиях должны иметь ограничение перемещения подвески из эргономических соображений. Значения коэффициентов жесткости крайних участков статической силовой характеристики, по критерию минимизации среднего значения коэффициента передачи по ускорениям, должны минимизироваться. Для обоснования оптимальных значений коэффициентов жесткости крайних участков характеристики и коэффициентов вязкого трения целесообразно проведение дополнительных исследований при ступенчатых и стохастических воздействиях.

Рассмотрены и проанализированы известные варианты объемных гидроприводов грузоподъемных и технологических механизмов. Рассмотрены области применения насосных и аккумуляторных гидроприводов, с различными видами регулирования, и варианты их реализации в качестве приводов грузовой лебедки мостового крана. Показано, что управление работой объемного гидравлического приводов грузовой лебедки, наряду с объемным и дроссельным регулированием, может быть выполнено релейным способом. Отмечено, что цикличность работы грузоподъемных механизмов при подъеме и опускания груза, позволяет осуществить механическую и гидравлическую рекуперация энергии, в пределах рабочего цикла, что является перспективным способом существенного повышением эффективности их работы. Проведен анализ существующих конструкций гидравлических приводов технологических машин, позволяющих рекуперировать потенциальную энергию рабочих органов с грузом. Предложен в качестве альтернативы известным гидроприводам грузовой лебедки мостового крана, гидропривод с релейным управлением. Показана эффективность такого привода, по показателям коэффициента использования номинального давления и энергоемкости рабочей жидкости, в случае реализации в нем механической и гидравлический рекуперации энергии в рабочем цикле. Рассмотрена механическая и гидравлическая схемы такого привода. Предложен алгоритм математической модели его работы с рассмотрением различных фаз движения груза и проведено ее исследование. Проанализирована возможность выполнение условий безопасности работы гидропривод с релейным управлением, в части обеспечения требований к равномерности движения груза.

Проектировочный расчет крановых металлоконструкций обычно выполняют по комбинациям нагрузок, для которых коэффициенты динамичности строго определены в нормативной документации. В действительности эти коэффициенты зависят от вылета и длины подвеса груза, различны при подъеме грузов различной массы. Обзор литературных источников выявил явный пробел в исследованиях динамики портальных кранов, для которых характерно изменение характеристик их конструкции даже в течение одного цикла их работы. В данной работе для изучения влияния параметров системы портального крана на величину коэффициентов динамичности применена динамическая модель, состоящая из массы металлоконструкции крана, приведенной к точке подвеса груза и массы груза. Масса каната, упругость механизма подъема, затухание колебаний не учитываются, а характеристика двигателя считается абсолютно жесткой. Представлена методика определения параметров динамической модели таких, как жесткость конструкции, ее приведенные массы, приведены результаты расчета коэффициентов динамичности для металлоконструкции крана и канатного подвеса при различных параметрах и режимах работы. Расчеты, для портального крана грузоподъемностью 10 тонн показали, что при малых вылетах коэффициент динамичности нагрузки в канате всегда меньше, чем для металлоконструкции, при этом значение его максимально. При больших вылетах значения коэффициентов динамичности близки к принимаемым для расчетов по нормативным документам. Указанные обстоятельства должны быть учтены как в статическом расчете портальных кранов, так и в расчете их элементов на долговечность, что повысит их достоверность определения нагруженности металлоконструкции.

В статье рассматриваются ключевые технологические операции, включая погрузочно-разгрузочные работы, транспортировку, перегрузку и хранение грузов в контейнерах, а также анализируются современные подходы к управлению и оптимизации данных процессов. Основное внимание уделено вопросам автоматизации и механизации погрузочно-разгрузочных операций, использованию мультимодальных перевозок для повышения эффективности транспортных процессов, разработке стратегий оптимизации маршрутов и логистических схем, а также применению современных информационных технологий для трекинга грузов и управления складскими запасами. Подчеркивается значимость интеграции логистических операций и создания единой информационной системы для координации всех этапов контейнерных перевозок. В результате анализа предложены пути улучшения технологических процессов, направленные на снижение затрат, увеличение скорости доставки грузов и повышение общей эффективности логистических цепочек. Статья содержит рекомендации по внедрению инновационных решений и технологий, которые могут способствовать оптимизации работы предприятий, занимающихся контейнерными перевозками. Исследование основывается на анализе реальных данных, включая статистику работы портов, транспортных компаний и складских комплексов, а также на изучении передового опыта в данной области. В статье приведены примеры успешной реализации предложенных подходов на практике, что делает ее полезной для специалистов в области логистики, управления цепями поставок и транспортного дела.

В статье приводится обзор и классификация неисправностей автомобильного транспорта (класса: легковые автомобили). Исследуются причинно-следственные связи «Неисправность-дорож-но-транспортное происшествие». Выход из строя элементов рулевого управления и подвески влечет за собой потерю управления автомобилем, что приводит к дорожно-транспортным происшествиям. Определено, что на безопасность существенно влияют и не поддаются самодиагностике шарнирные соединения шаровых опор и стоек стабилизатора. Шаровая опора является опорой ступицы. Поломка шаровой опоры приводит к потере контроля траектории движения автомобиля по причине того, что колесо занимает произвольное и неконтролируемое положение в колесной арке. Износ шаровой опоры заключается в возникновении люфта в шарнире, который сейчас диагностируется органами чувств человека. Оценка технического состояния производится примитивным методом: автомобиль вывешивается и, воздействуя рычагом, мастер прилагает к шаровой опоре различные нагрузки. В статье прогнозируется возможность создания системы самодиагностики узлов с шарнирными соединениями. Совместно с этим проведен статистический анализ возникающих отказов и неисправностей у автомобилей по маркам и классам, что позволяет утверждать о постоянстве исследуемой проблемы. Проведен анализ взаимосвязи отказов и неисправностей с дорожно-транс-портными происшествиями, в котором отражены наиболее частые причины дорожно-транспортных происшествий по вине неисправностей автомобиля.

Машинное обучение и искусственный интеллект, способные сами принимать решения, стали незаменимыми инструментами для оптимизации складских операций. Использование на складах грузоподъемного оборудования на мобильной платформе на меканум колесах имеет высокую степень практической реализации, так как рассматриваемая платформа может совершать движения в любом направлении. Кинематические исследования перемещения робота-манипулятора на рассматриваемой платформе позволяют оптимизировать его движения в условиях перемещения в ограниченном пространстве, имеющем подвижные и неподвижные препятствия, которые с позиции создания математической модели управления платформой представляют собой входные параметры, определяющие условия работы платформы. Методика проведения экспериментальных исследований и их анализ позволяют оптимизировать управление и поведение платформы на практике. Алгоритм перемещения платформы разработан с учетом ее особенностей предназначен для выбора оптимального маршрута и точности навигации при условиях изменяемого пространства (подвижные и неподвижные объекты). Для верификации и оценки эффективности алгоритма локализации и планирования пути с целью улучшении системы управления мобильной платформой на меканум колесах, были проведены моделирование и симуляция представленной модели, позволяющие оценить кинематические параметры платформы для достижения лучших результатов. Проведенный кинематический анализ позволил провести качественную и количественную оценку особенностей движения поведения платформы в пространстве при различных входных данных. Моделирование и симуляция алгоритма локализации и планирования пути позволили проверить его эффективность в различных условиях работы. Проведенные исследования показали, что предлагаемый метод кинематического анализа навигационной системы складского робота на меканум колесах позволяет оптимизировать его работу в складских условиях, что позволит повысить эффективность перемещения грузов и обеспечить точную навигацию в ограниченном пространстве склада. Развитие кинематического и динамического анализа навигационной системы складского робота на меканум колесах открывает перспективы для создания интеллектуальных и автономных решений в области логистики и складского хозяйства.

Работа посвящена исследованию влияния изменений геометрических характеристик, таких как диаметр и длина, внутренней полости для подвода рабочей жидкости в передающих устройствах высокого давления для гидроструйных технологий на изменение их теплового баланса в процессе эксплуатации за счет улучшения условий охлаждения участков бурового вала с контактными поверхностями. Моделирование проводилось не на полноразмерном передающем устройстве, а на одной восьмой части для того чтобы уменьшить время как создания самой модели, так и объем вычислений, что возможно благодаря осесимметричности поставленной задачи. Показана модель, созданная в вычислительной среде «Ansys» с расчетной сеткой для расчета эквивалентных напряжений. Рассчитанные методом конечных элементов распределения напряжений для различных сочетаний геометрии предающего устройства выявили соответствующие границы рационального изменения диаметра и длины внутренней полости, позволяющие обеспечить его работоспособность конструктивного узла в сочетании с максимальным охлаждением максимально термически нагруженных участков вала. Введены безразмерные геометрические параметры (приведенный диаметр и приведенная длина внутренней полости) для обобщающего описания геометрии передающих устройствах для гидроструйных технологий. Получены графики зависимостей величин напряжений от приведенных величин.

Эффективность использования лесозаготовительных машин для производства работ на горных или холмистых территориях, характеризующихся наличием крутых склонов, зависит от многих факторов, в числе которых приоритетную роль играют количественные параметры динамического состояния как самого харвестера, так и анкерной системы для обеспечения безопасной эксплуатации указанных технологических машин. В данной статье рассматривается комплексная пространственная динамическая модель, объединяющая в общую взаимосвязанную систему все основные компоненты моделируемого явления, включая непосредственно харвестер с установленным на нем гидравлическим манипулятором, перемещаемый в пространстве сортимент, анкерную систему в составе анкерных каната и лебедки, анкерное дерево для крепления анкерного каната и грунт опорной поверхности. Динамическая математическая модель такой шестикомпонентной системы включает 35 обобщенных координат, определяющих линейные и угловые смещения центров масс перечисленных компонентов системы. Построенная с использованием метода Лагранжа II рода система из 35-ти дифференциальных уравнений решалась методом Рунге-Кутты IV порядка. Для этой цели была разработана компьютерная программа, описание которой содержится в статье. Применительно к базовому варианту моделируемой системы с количественными исходными характеристиками, ориентированными на характеристики трехосного колесного харвестера с колесной формулой 6К6, были проведены расчеты колебательных процессов для динамических параметров, определяющих нагруженность анкерной системы и безопасность эксплуатации харвестера в процессе манипулирования сортаментом.

Задача защиты операторов наземных транспортно-технологических машин от вибраций актуальна. Для системы виброзащиты сиденья оператора использована математическая модель с одной поступательной степенью свободы. Среднеквадратичные значения вертикального ускорения виброзащищаемой массы, то есть сиденья с оператором, не должны превышать предельные значения, установленные санитарными нормами. Вибрации в диапазоне частот до 40 Гц представляют наибольшую опасность. Установлены значения параметров внешних воздействий в виде гармонических колебаний пола кабины оператора, при которых соблюдаются установленные предельные значения среднеквадратичного ускорения сиденья с оператором. Для этого разработана расчётная схема и выделены параметры гармонического воздействия на основание виброзащитной системы. Получены аналитические выражения, связывающие ускорение и амплитуду абсолютных перемещений виброзащищаемой массы с ускорением и амплитудой гармонических вынуждающих колебаний основания, а также амплитудой хода подвески. Численное суммирование гармонических колебаний основания сиденья, вызывающих предельные среднеквадратичные ускорения на различных частотах до 40 Гц, заданных санитарными нормами, позволило рассмотреть комплексные колебания сиденья при полигармонических колебаниях основания. При полигармонических воздействиях с использованием выведенных аналитических выражений, для массы сиденья с оператором сто килограмм, получены зависимости ускорений виброзащищаемой массы и основания сиденья от конструктивных параметров системы, таких как коэффициент жесткости и коэффициент вязкого трения виброзащитного механизма. Установлено, что среднеквадратичное значение абсолютных ускорений виброзащищаемой массы при комплексных перемещениях основания остается приблизительно постоянным при различных значениях коэффициента жесткости и коэффициента сопротивления системы. В то же время, полигармонические колебания основания сиденья, характеризуются большим разбросом значения среднеквадратичного ускорения. Наибольшее значение среднеквадратичного ускорения основания сиденья достигается при значениях коэффициента жесткости и коэффициента сопротивления системы, близких к нулевым.