Оценка погрешности расчета параметров универсальных малогабаритных погрузчиков с бортовым поворотом

Особенность зависимости установочной мощности двигателя от эксплуатационной массы машины. Характеристика обусловленности абсолютной погрешности безразмерного критерия от ошибок значений производительности и установочной силы автомобильного мотора.

Рубрика Транспорт
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 28.05.2017
Размер файла 331,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сибирский федеральный университет, г. Красноярск

УДК 621.869.44

Оценка погрешности расчета параметров универсальных малогабаритных погрузчиков с бортовым поворотом

В. В. Минин,

М. В. Носков

Первая машина, ставшая прототипом сегодняшнего универсального малогабаритного погрузчика с бортовым поворотом (УМП), была произведена в 1957 г. компанией Merloe, США (на рынке появилась под маркой Bobcat).

Универсальный малогабаритный погрузчик является удобной в эксплуатации машиной, ввиду возможности оснащения значительным количеством сменных рабочих органов, экономичности, высокой мобильности и маневренности, простоте управления в сочетании с быстрой сменой рабочих органов. Это высокоэффективное средство механизации ручного труда для малых объемов работ на различных рассредоточенных и разнообразных по технологии проведения работ объектах.

Недостатками, снижающими эффективность работы являются: короткобазовое шасси, ограничивающее грузоподъемность; высокая динамическая нагруженность машины и плохая управляемость машины на твердых скользких поверхностях; жесткое, безрессорное крепление колес к раме; закопотированное пространство энергетической установки и гидропередач, снижающее теплообмен с окружающей средой; значительные затраты энергии и ресурсов на обеспечение бортового поворота; затрудненный и небезопасный вход в кабину оператора со стороны рабочего оборудования, снижающий эффективность эксплуатации машин, ограниченный срок службы шин и др.

Ведущие фирмы-изготовители (более 30) постоянно совершенствуют конструктивные схемы и отдельные подсистемы машин, но варианта, решающего все вышеперечисленные недостатки так и не найдено. Проектирование машин данного типа требуется обеспечения точности и достоверности расчетов значений основных параметров, а также функций для оценки технического уровня, которые, в конечном счете, предопределяют направление совершенствования конструкции машины и эффективного применения в эксплуатации при изменяющихся факторах технологических процессов. Значительное (около 70 наименований) количество дополнительного сменного оборудования циклического и непрерывного действия усложняет задачу определения приемлемого варианта сочетания конструктивных параметров, обеспечивающих высокую эффективность вновь создаваемого образца.

Современный этап развития УМП - это широкое внедрение в практику использования в Сибири и на Дальнем Востоке, где климатические условия существенно отличаются от европейских стран. Без усовершенствования конструкции и определения рациональных параметров эффективность применения данных машин со сменным рабочим оборудованием имеет ограничения.

Традиционная постановка задачи проектирования для УМП [1] по теоретическим положениям и методикам, апробированным для машин среднего и тяжелого классов не всегда применима ввиду существенной нелинейной зависимости конструктивных параметров от главного параметра - эксплуатационной массы. Многообразие методик приводит к неоднозначной величине, рассчитываемого параметра (рис. 1, 2). Зависимости получены по техническим характеристикам более 100 моделей, выпускаемых фирмами США, Европейскими странами и Японии. Так, для заданного значения эксплуатационной массы грузоподъемная сила и установочная мощность двигателя имеют как минимум 30 % диапазон разброса значений.

Рис. 1. Зависимость грузоподъемной силы Z = 0,336•G - 18391 (R2 = 0,6619) от эксплуатационной массы (силы тяжести) машины

Ввиду сложности математического описания рабочих процессов, обеспечивающего необходимую точность расчетов, принята концепция выявления структуры модели на основе теории размерностей.

В обобщенной форме для УМП математическая модель взаимосвязи конструктивных и эксплуатационных параметров записывается в виде

где Z - грузоподъемность (грузоподъемная сила), H; H - показатель назначения, имеющий линейный размер, м; Q - секундная теоретическая производительность машины, Н/с; N - установочная мощность двигателя, кВт; G - эксплуатационная масса (сила тяжести) машины, кг.

В формулу (1) входят пять аргументов, размерность которых выражается посредством трех основных единиц измерения. Руководствуясь теоремами теории размерностей и проведя математические преобразования, разработаны три критерия:

.

Безразмерные критерии устанавливают закономерности характеризующие технологический процесс работы УМП и взаимосвязи конструктивных параметров УМП, имеющих различную размерность. Зависимости определяют направления повышения эффективности и служат для оценки технического уровня (степени совершенства и проработанности конструкции) машин. мощность двигатель автомобильный мотор

Данные условия с учетом стремления критериев к своим предельным значениям, имея в виду и ограничения для конкретных условий эксплуатации, записываются в виде:

рH, рZ, рG > mах при ;

Для повышения эффективности самих методов расчета и оптимизации конструктивных параметров важно определить функции эластичности.

С целью определения характера изменений критериев принято, что изменение численного значения критерия связано с изменением только одного из входящих в него параметров. Критерии представляются в следующем виде (при условии, что С = const):

1) для рH: F(N) = CN-1; F(Q) = CQ; F(H) = CH;

2) для рZ: F(G) = CG-1/3; F(Z) = CZ; F(N) = CN-1; F(Q) = CQ1/3; F(H) = CH2/3;

3) для рG: F(G) = CG-1/3; F(Z) = CZ; F(N) = CN1/3; F(Q) = CQ-1; F(H) = CH2/3.

Устанавливая связь приращений критерия с приращением параметров (условно обозначив его X), можно записать:

где X0 - изначальное значение.

Следовательно

Представим критерий в виде

.

Тогда приращение безразмерного критерия записывается в виде:

Для каждого из критериев коэффициент эластичности

В результате подстановок получим выражения для каждого из конструктивных параметров:

1) для эксплуатационной массы (силы тяжести) G:

2) для грузоподъемной силы Z:

3) для установочной мощности двигателя N:

4) для производительности Q:

5) для линейного размера H:

;

На рис. 3 представлены графики приращения и эластичности вышеперечисленных безразмерных критериев при варьировании значений равном 10, 20, 30%. При этом Д принимает значения 0,1; 0,2; 0,3, соответственно.

Формулы для расчета абсолютной погрешности безразмерных критериев получены на основе выражения [2]

,

где xi - значения конструктивного параметра; Дxi - погрешность вычисления.

Тогда

от погрешностей значений производительности и установочной мощности двигателя

Рис. Зависимость абсолютной погрешности безразмерного критерия рZ

от погрешностей значений производительности и установочной мощности двигателя

Рис. Зависимость абсолютной погрешности безразмерного критерия рG от погрешностей значений производительности и установочной мощности двигателя

Установлено, что при равных условиях (значениях погрешностей в определении производительности машины ?Q и установочной мощности двигателя ?N) критерии рH и рZ на порядок менее чувствительны критерия рG. Это объясняется структурой критерия рG, включающей параметры установочной мощности двигателя N (находится в числителе критерия) и Q - производительности машины, находящейся в знаменателе критерия.

Рассматриваемый вопрос повышения точности методик расчета параметров решен путем формирования уравнений, отражающих физический процесс работы УМП в безразмерном виде, где погрешность определяется самой единицей измерения, а погрешность уравнений следует принимать на основе результатов исследований (рис. 4, 5, 6). Предлагаемые критерии оценки технического уровня отражают актуальную проблему ресурсо- и энергосберегающих технологий при проектировании и эксплуатации УМП и определяют направления повышения эффективности путем совершенствования конструкций.

Литература

1. Минин В. В. Методика выбора оптимизируемых параметров универсальных малогабаритных погрузчиков // Известия Самарского научного центра. РАН, Том 12 (33) № 1(2). Тематический выпуск «Машиностроение». - Самара, 2010. - С. 449-452.

2. Зайдель А. Н. Погрешности измерений физических величин. - Л.: Наука, 1985. - 112 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение рабочего тягового диапазона и эксплуатационной массы трактора. Расчет основных рабочих скоростей, передаточных чисел трансмиссии. Определение номинальной эксплуатационной мощности двигателя. Построение индикаторной диаграммы двигателя.

    курсовая работа [170,5 K], добавлен 26.01.2009

  • Расчет эксплуатационной массы трактора, номинальной мощности двигателя и теоретической регуляторной характеристики двигателя. Вычисление процессов газообмена, коэффициента остаточных газов, процесса сжатия и расширения. Определение размеров двигателя.

    курсовая работа [195,8 K], добавлен 16.12.2013

  • Характеристика топлива, определение состава горючей смеси, оценка продуктов сгорания и анализ теплового расчета автомобильного двигателя FIAT PALIO. Описание кинематики и динамический расчет кривошипно-шатунного механизма. Оценка показателей двигателя.

    курсовая работа [636,2 K], добавлен 12.10.2011

  • Определение производительности бульдозера D7G "CAT" и скрепера. Выполнение их тягового расчета. Практическая оценка транспортной и эксплуатационной выработки рыхлителя. Проведение перерасчета показателей землеройной машины согласно формуле Зеленина.

    курсовая работа [99,6 K], добавлен 25.11.2010

  • Расчёт внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя. Определение кинематических параметров трансмиссии. Построение графиков пути и времени разгона АТС. Расчет тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля Ford Transit.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 28.05.2015

  • Построение скоростной характеристики двигателя. Обоснование и выбор основных узлов трансмиссии. Расчёт тяговой и динамической характеристики машины. Правильность определения мощности двигателя лесотранспортной машины. Колёсный и бортовой редукторы.

    курсовая работа [107,1 K], добавлен 28.03.2015

  • Основные параметры автомобильного двигателя. Определение давления в конце процессов впуска, сжатия, расширения и выпуска. Построение индикаторной диаграммы карбюраторного двигателя. Расчет массы поршневой группы, силы давления газов и крутящих моментов.

    курсовая работа [147,8 K], добавлен 20.01.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.