В условиях постоянного увеличения объемов земляных работ и ужесточения требований к качеству их выполнения возникает необходимость совершенствования методов расчета и проектирования землеройной техники. В рамках данного исследования рассмотрены наиболее известные фундаментальные труды, отражены новейшие результаты их развития, дана характеристика современным подходам к расчету и проектированию рабочего оборудования. В рассмотренных методиках, прежде всего, обращают на себя внимание предельные упрощения формы стрелы, рукояти и ковша, а также практическое отсутствие динамического анализа. Все это вызвано сложностью расчета динамики многозвенной кинематической цепи с большим числом степеней подвижности. Вносимые по необходимости в расчет упрощения формы звеньев, допущения, касающиеся характера движений, точек приложения сил и т.д. приводят к значительным погрешностям. Необходимость сохранения работоспособности оборудования в случае вероятного превышения нагрузками их расчетных значений требует введения различных повышающих коэффициентов. Таким образом, одним из важнейших шагов на пути к созданию новых конструкций экскаваторов следует считать совершенствование методики определения нагрузок на звенья пространственной кинематической цепи «платформа – стрела – рукоять – ковш» в течение рабочего цикла за счет построения уточненной математической модели процесса экскавации. Это позволит повысить производительность, сделать результаты расчета потребных выходных параметров приводов более достоверными, минимизировать массогабаритные показатели рабочего оборудования и повысить надежность и экономичность экскаватора.
With the continuous increase in the volume of excavation and stricter requirements for the quality of their performance it is necessary to improve the methods of calculation and design of earth-moving equipment. In this study considered the most well-known fundamental works, reflected the results of their latest development, the characteristic of the modern approaches to the calculation and design of work equipment. In the above methods, first of all, attention is drawn to an extremely simplified form of the boom, handle and bucket, and the virtual absence of dynamic analysis. All this is due to the complexity of calculating the dynamics of a ladder kinematic chain with a large number of degrees of freedom. Insertion into account the need to simplify the form of links, assumptions regarding the nature of motion, force application points, etc. lead to significant errors. Need to preserve the efficiency of the equipment in the case of the probability of exceeding their design values of loads requires the introduction of a variety of raising factors. Thus, one of the most important steps towards the creation of new designs excavators should be considered to improve the methods for determining the load units spatial kinematic chain "platform – boom – handle – bucket" during the operating cycle by building a refined mathematical model of the process of excavation. This will improve performance, make the results of the calculation of required output parameters drive more reliable, to minimize weight and overall dimensions of the working equipment and improve the reliability and efficiency of the excavator.
1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: учеб. для втузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1988. – 640 с.
2. Домбровский Н.Г., Панкратов С.А. Землеройные машины. Ч. 1. – М.: Госстройиздат, 1961. – 651 с.
3. Маковеев А.В. Обоснование параметров карьерных экскаваторов в зависимости от условий эксплуатации: дис… канд. техн. наук. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2008. – 109 с.
4. Павлов В.П., Живейнов Н.Н., Карасев Г.Н. Проектирование одноковшовых экскаваторов с применением ЭВМ и САПР: учеб. пособие/ под ред. В.П. Павлова. – Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1988. – 184 с.
5. Петерс Е.Р. Основы теории одноковшовых экскаваторов. – М.: Машгиз, 1955.
6. Побегайло А.П., Побегайло П.А., Шипицын М.Н. Исследование системы «рабочее оборудование - гидропривод» мощного гидравлического экскаватора прямого копания в режиме предразгрузочной подготовки ковша при отработке верхней части высоких забоев: в сб. докладов VII Международной науч.-техн. конференции «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности». – Екатеринбург: УГГУ, 2009. – С. 290-299.
7. Подерни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ: учебное пособие. В 2 т. Т.1. – 4-е изд. стер. – М.: Изд-во Московского государственного горного ун-та, 2001. – 422 с.
8. 10.55505РР Экскаватор ЭКГ-1500Р. Усилия подъема и напора. Расчет.