УДК 630*377.4:531.6
УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ УСТАНОВЛЕННЯ УМОВ БЕЗПЕЧНОЇ ТА ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ МОБІЛЬНОЇ ТЕХНІКИ
Сало Я., https://orcid.org/0000-0002-1542-0599, yaroslavsalo13@gmail.com
Думич В., https://orcid.org/0000-0002-7813-5437, v.dumich@i.ua
Львівська філія УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
Мачуга О., д-р техн. наук, проф.,https://orcid.org/0000-0002-9151-8854, oleg_mach@ukr.net
Луста Ю., https://orcid.org/0000-0001-8832-8710
Шалапай В., https://orcid.org/0000-0001-7558-3755
Національний лісотехнічний університет України
Анотація
Мета дослідження. Розширення підходів до прогнозування наслідків взаємодії мобільної сільськогосподарської та лісозаготівельної техніки з робочим середовищем для зменшення експлуатаційних ризиків і підвищення ефективності.
Методи дослідження. Методологічною основою роботи є створення адекватних математичних моделей мобільних машин з асиметрично розташованим робочим органом, які працюють на території з ухилом і можуть перебувати під дією нестаціонарного навантаження. Математичні моделі охоплюють роботу гідропривода робочого органу таких машин. Методи математичного аналізу дали змогу отримати аналітичні результати досліджень. Розглянуто дві можливі втрати стійкості – перекидання та бокове сковзання під час виконання роботи з нестаціонарним навантаженням на податливій опорній поверхні. Безпечне значення кута нахилу визначається мінімальним значенням із двох отриманих кутів. У роботі застосовано методи енергетичного підходу, що дали змогу інтегрально оцінювати складні процеси, які виникають під час експлуатації ущільнень гідроцилндрів робочих органів.
Результати дослідження. Удосконалено метод встановлення умов безпечної експлуатації мобільної техніки на території з ухилом, яка охоплює ризики її перекидання та бокового сковзання. Встановлено, що ризик сковзання є більш небезпечний і суттєво залежить від ґрунтових умов. Метод окреслює ухил території безпечної експлуатації для конкретної машини. Застосування методу проілюстровано для екскаватора Volvo EC250DL, зокрема встановлено, що ризики сковзання на перезволожених ґрунтах можуть виникати на ухилах від 6,50 під час ударного навантаження робочого органу у роботі викладено результати щодо процесу зношення ущільнень гідроциліндрів за використання різних гідравлічних олив. На підставі цих результатів спрогнозовано термін заміни ущільнень для різних експлуатаційних умов для забезпечення заданої ефективності роботи гідроциліндра та відповідної енергоефективності.
Висновок. Отримані результати є важливими для практичного використання стосовно визначення меж безпечної експлуатації мобільної машини на ухилі з огляду на уникнення ризиків перекидання та сковзання. Забезпечення своєчасного технічного сервісу гідроциліндрів дасть змогу уникнути непродуктивних втрат енергоносіїв через візуально невстановлюване зношення ущільнень. Запропоновані методи досліджень потребують подальшого розвитку з метою розширення дослідно-експериментальної бази із проведенням відповідних випробувань та впровадженням езультатів у практику господарювання експлуатаційних підприємств галузі.
Ключові слова: експлуатаційні ризики, математична модель, небезпечні ухили місцевості, зношення ущільнень гідроциліндра.
IMPROVEMENT OF THE DEFINITION CONDITIONS METHODS FOR THE MOBILE MACHINERY SAFE AND ENERGY-EFFICIENT OPERATION
Salo Ya., https://orcid.org/0000-0002-1542-0599, yaroslavsalo13@gmail.com
Dumich V., https://orcid.org/0000-0002-7813-5437, v.dumich@i.ua
Lviv branch of L. Pogorilyy UkrNDIPVT
Machuga O., д-р техн. наук, проф.,https://orcid.org/0000-0002-9151-8854, oleg_mach@ukr.net
Lusta Yu., https://orcid.org/0000-0001-8832-8710
Shalapai V., https://orcid.org/0000-0001-7558-3755
National Forestry University of Ukraine
Summary
The purpose of research. The aim of the study. Expanding approaches to predicting the consequences of the interaction of mobile agricultural and logging equipment with the working environment in order to reduce operational risks and increase efficiency.
Research methods. The methodological basis of the work is the creation of adequate mathematical models of mobile machines with an asymmetrically located working body, which work on the territory with a slope and may be under the influence of a non-stationary load. Mathematical models cover the operation of the hydraulic drive of the working body of such machines. Mathematical analysis methods made it possible to obtain analytical research results. Two possible losses of stability are considered - overturning and lateral sliding during work with a non-stationary load on a flexible support surface. The safe value of the slope angle is determined by the minimum value of the two angles obtained. The work uses the methods of the energy approach, which made it possible to comprehensively assess the complex processes that occur during the operation of the working bodies hydraulic cylinder seals.
Research results. The method of establishing the conditions for the safe operation of mobile equipment on a sloped territory has been improved, covering the risks of its overturning and sideways sliding. It was established that the risk of slipping is more dangerous and depends significantly on ground conditions. The method allows you to outline the slope of the area of safe operation for the particular machine under consideration. The application of the method is illustrated for the Volvo EC250DL excavator, in particular it is established that the risks of slipping on over moistened soils can occur on slopes of 6.50 during shock loading of the working body. The paper presents the results of the wear process of hydraulic cylinder seals using different hydraulic oils. Based on these results, the seal replacement period for various operating conditions is predicted in order to ensure the specified efficiency of the hydraulic cylinder and the corresponding energy efficiency.
Conclusions. The obtained results are important for practical use in determining the limits of safe operation of a mobile machine on a slope in view of avoiding the risks of overturning and sliding. Providing timely technical service of hydraulic cylinders will make it possible to avoid unproductive losses of energy carriers due to visually undetectable wear of seals. The proposed research methods require further development in order to expand the research-experimental base with appropriate tests and implementation of the results in the management practice of the operating enterprises of the industry.
Keywords: operational risks, mathematical model, dangerous terrain slopes, hydraulic cylinder seals wear.