|
DOI: 10.14489/vkit.2024.05.pp.025-032
Притыкин Ф. Н., Кузнецов И. С.
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИПЕРПОВЕРХНОСТЕЙ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ВЛИЯНИЕ СИЛЫ КОПАНИЯ ГРУНТА КОВШОМ ЭКСКАВАТОРА НА МАКСИМАЛЬНЫЕ УСИЛИЯ В ГИДРОЦИЛИНДРАХ
(с. 25-32)
Аннотация. Рассматривается задача определения сил, действующих на штоках гидроцилиндров, при выполнении операции копания грунта ковшом экскаватора с различной глубиной и ориентацией выходного звена при его движении по горизонтальной траектории. Для решения задачи выполняется построение различных конфигураций экскаватора по вектору скоростей и запись в базу данных обобщенных координат и сил, действующих на штоках гидроцилиндров. По известной силе сопротивления копанию вычисляются силы, действующие по направлению штоков гидроцилиндров. С использованием полученных данных выполнено изображение гиперповерхности на чертеже Радищева, отражающей влияние значения силы на штоке гидроцилиндра ковша от значений обобщенных координат при заданных угле ориентации ковша и силе сопротивления. Разработан алгоритм вычисления значений сил на штоках гидроцилиндров для различных положений механизма манипулятора экскаватора с использованием заданных узловых точек гиперповерхностей на основе точечного исчисления. Определены аналитические зависимости, которые используются для проверки возможности обеспечения движения ковша с заданными условиями.
Ключевые слова: синтез движения; механизм манипулятора экскаватора; геометрическое моделирование; гиперповерхности; компьютерное моделирование движений; выходное звено.
Pritykin F. N., Kuznecov I. S.
INVESTIGATION OF HYPERSURFACES THAT DETERMINE THE DIGGING FORCE OF SOIL WITH AN EXCAVATOR BUCKET ON THE MAXIMUM LOADS IN HYDRAULIC CYLINDERS
(pp. 25-32)
Abstract. The problem of determining the forces acting on the rods of hydraulic cylinders when performing the operation of digging the soil with an excavator bucket with different depths and orientations of the output link when it moves along a horizontal trajectory is solved. For this purpose various excavator configurations are constructed according to the velocity vector and the generalized coordinates and forces acting on the hydraulic cylinder rods are recorded in the database. Based on the known digging resistance force, the forces acting in the direction of the hydraulic cylinder rods are calculated. Using the data obtained, an image of the hypersurface was made on the Radishchev drawing, reflecting the influence of the force value on the bucket hydraulic cylinder rod from the values of generalized coordinates for a given bucket orientation angle and a resistance force. An algorithm has been developed for calculating the values of forces on the rods of hydraulic cylinders for various positions of the excavator manipulator mechanism using the given nodal points of hypersurfaces based on point calculus. Analytical dependences are determined, which are used to check the possibility of ensuring the movement of the bucket with given conditions.
Keywords: Movement synthesis; Excavator arm mechanism; Geometric modeling; Hypersurfaces; Computer simulation of movements; Output link.
Ф. Н. Притыкин, И. С. Кузнецов (Омский государственный технический университет, Омск, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
F. N. Pritykin, I. S. Kuznecov (Omsk State Technical University, Omsk, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Timashev S., Bushinskaya A. Methods of Assessing Integrity of Pipeline Systems with Different Types of Defects // Diagnostics and Reliability of Pipeline Systems. 2016. V. 30. P. 9–43. DOI:10.1007/978-3-319-25307-7_2
2. Демиденко А. И., Кузнецов И. С. Анализ устройств предотвращения повреждения стенки трубопровода // Образование. Транспорт. Инновации. Строительство: сб. матер. II Национальной науч.-практ. конф. 18–19 апреля 2019 г. Омск, Россия. Омск: СибАДИ, 2019. С. 7–9.
3. Демиденко А. И., Кузнецов И. С. Совершенствование конструкции рабочего оборудования гидравлического экскаватора // Вестник СибАДИ. 2020. № 7(1). С. 12–21. DOI: 10.26518/2071-7296-2020-17-1-12-21
4. Аникин Е. А. Эффективные методы ремонта магистральных трубопроводов. М.: ИРЦ Газпром, 2001. 108 с.
5. Сидоров Е. А., Ткакищак Д. В. Анализ конструктивных схем одноковшовых строительных экскаваторов // Избранные доклады 64-й университет-ской науч.-техн. конф. студентов и молодых ученых: сб. докладов, 24 апреля 2018 г. Томск: Томский госу-дарственный архитектурно-строительный универси-тет, 2018. С. 338–343.
6. Кузнецов И. С. К вопросу автоматизации расчета магистрального нефтепровода // Фундаментальные и прикладные исследования молодых уче-ных: сб. научных трудов II Междунар. науч.-практической конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Омск, 08–09 февраля 2018 года. Омск: СибАДИ, 2018. С. 19–24.
7. Шестаков В. С., Колесников П. А. Особенности расчета усилий копания и нагрузок на элементы рабочего оборудования гидравлических экскава-торов // Известия УГГУ. 2012. № 27–28. С. 95–100.
8. Комиссаров А. П., Шестаков В. С., Набиуллин Р. Ш., Хорошавин С. А. Исследование нагруженности рабочего оборудования гидравличе-ского экскаватора «обратная лопата» // Горное оборудование и электромеханика. 2021. № 6(158). С. 15–20. DOI: 10.26730/1816-4528-2021-6-15-20
9. Whitney D. E. The Mathematics of Coordinated Control of Prosthetic Arms and Manipulators // Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. 2010. No. 94(4). P. 303–309.
10. Притыкин Ф. Н., Кузнецов И. С. Геометрическое моделирование процессов выполнения подкопочных работ экскаватором с целью предотвращения повреждения стенки трубопровода // Омский научный вестник. 2023. № 2(186). С. 28–34. DOI: 10.25206/1813-8225-2023-186-28-34
11. Притыкин Ф. Н. Моделирование гиперповерхностей, отражающих взаимосвязь кинематических параметров механизма андроидного робота // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2022. Т. 19, № 7(217). С. 21–29.
12. Радищев В. П. О применении геометрии четырех измерений к построению разновесных физико-химических диаграмм // Известия сектора физ.-хим. анализа. 1947. Т. 15. С. 129 – 134.
13. Кадыров А. С., Рамазан Г. А., Курмашева Б. К., Мусабекова М. И. Анализ расчетов сил сопротивления для различных схем разрушения грунта и разработки морфологической таблицы для землеройных машин // Международный научно-исследо¬вательский журнал. 2014. № 3–2(22). C. 52–56.
14. Балюба И. Г., Конопацкий Е. В., Бумага А. И. Точечное исчисление: учеб.-методич. пособ. Макеевка: Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, 2020. 244 с.
15. Конопацкий Е. В. Геометрическое моделирование многофакторных процессов на основе точечного исчисления: дис. … д-ра техн. наук: 05.01.00. Н. Новгород, 2020. 307 с.
1. Timashev S., Bushinskaya A. (2016). Methods of Assessing Integrity of Pipeline Systems with Different Types of Defects. Diagnostics and Reliability of Pipeline Systems, 30, 9 – 43. DOI:10.1007/978-3-319-25307-7_2
2. Demidenko A. I., Kuznetsov I. S. (2019). Analysis of devices to prevent damage to the pipeline wall. Education. Transport. Innovation. Construction: Collec-tion of materials of the II National Scientific and Practical Conference, 7 – 9. Omsk: SibADI. [in Russian language]
3. Demidenko A. I., Kuznetsov I. S. (2020). Improving the design of hydraulic excavator working equipment. Vestnik SibADI, 7(1), 12 – 21. [in Russian language] DOI: 10.26518/2071-7296-2020-17-1-12-21
4. Anikin E. A. (2001). Effective methods for repairing main pipelines. Moscow: IRTs Gazprom. [in Russian language]
5. Sidorov E. A., Tkakishchak D. V. (2018). Analysis of design diagrams of single-bucket construction excavators. Selected reports of the 64th University Scien-tific and Technical Conference of Students and Young Scientists: Collection of reports, 338 – 343. Tomsk: Tomskiy gosudarstvenniy arhitekturno-stroitel'niy uni-versitet. [in Russian language]
6. Kuznetsov I. S. (2018). On the issue of automating the calculation of the main oil pipeline. Fundamental and applied research of young scientists: collection of scientific papers of the II International Scientific and Practical Conference of Students, Postgraduate Students and Young Scientists, 19 – 24. Omsk: SibADI. [in Russian language]
7. Shestakov V. S., Kolesnikov P. A. (2012). Features of calculating digging forces and loads on elements of working equipment of hydraulic excavators. Izvestiya UGGU, 27–28, 95 – 100. [in Russian language]
8. Komissarov A. P., Shestakov V. S., Nabiullin R. Sh., Horoshavin S. A. (2021). Study of the load on the working equipment of a hydraulic backhoe excavator. Gornoe oborudovanie i elektromekhanika, 158(6), 15 – 20. [in Russian language] DOI: 10.26730/1816-4528-2021-6-15-20
9. Whitney D. E. (2010). The Mathematics of Coordinated Control of Prosthetic Arms and Manipulators. Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, 94(4), 303 – 309.
10. Pritykin F. N., Kuznetsov I. S. (2023). Geometric modeling of the processes of excavation work performed by an excavator in order to prevent damage to the pipeline wall. Omskiy nauchniy vestnik, 186(2), 28 – 34. [in Russian language] DOI: 10.25206/1813-8225-2023-186-28-34
11. Pritykin F. N. (2022). Simulation of hypersurfaces based on the database of kinematic parameters of the android robot mechanism. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, Vol. 19, 217(7), 21 – 29. [in Russian language] DOI: 10.14489/vkit.2022.07.pp.021-029
12. Radishchev V. P. (1947). On the application of the geometry of four dimensions to the construction of nonequilibrium physicochemical diagrams. Izvestiya sektora fiziko-himicheskogo analiza, 15, 129 – 134. [in Russian language]
13. Kadyrov A. S., Ramazan G. A., Kurmasheva B. K., Musabekova M. I. (2014). Analysis of calculations of resistance forces for various soil destruction schemes and development of a morphological table for earth-moving machines. Mezhdunarodniy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal, 22(3– 2), 52 – 56. [in Russian language]
14. Balyuba I. G., Konopatskiy E. V., Bumaga A. I. (2020). Point calculus: Educational and methodological textbook. Makeevka: Donbasskaya natsional'naya akademiya stroitel'stva i arhitektury. [in Russian lan-guage]
15. Konopatskiy E. V. (2020). Geometric modeling of multifactor processes based on point calculus. Nizhniy Novgorod. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2024.05.pp.025-032
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2024.05.pp.025-032
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»