Actual directions of scientific researches of the XXI century: theory and practiceActual directions of scientific researches of the XXI century: theory and practiceАктуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика2308-88773936210.34220/2308-8877-2020-8-1-123-128СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА И ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯMODERN FORESTRY TECHNOLOGIES AND FOREST EXPLOITATIONСОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА И ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯRESULTS OF EXPERIMENTAL RESEARCHES OF WORKING PROCESSES OF BLOCKLESS LOGGING CAPTURE WITH ENERGY-SAVING HYDRAULIC DRIVEРЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ БЕСЧОКЕРНОГО ТРЕЛЕВОЧНОГО ЗАХВАТА С ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМ ГИДРОПРИВОДОМПопиковПетр ИвановичPopikovPetr Ivanovichpopikovpetr@yandex.ru
доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
КанищевДенис АлександровичKanishchevDenis Aleksandrovichdyonce@mail.ruСутолкинА. В.SutolkinA. V.Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. МорозоваVoronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. MorozovВоронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. МорозоваРоссияВоронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. МорозоваRussian Federation81123128https://zh-szf.ru/en/nauka/article/39362/view
Во время движения трактора в агрегате с бесчокерным захватом по неровностям рельефа на вырубках возникают колебания, которые вызывают скачки рабочей жидкости в гидросистеме. Это приводит к потере жидкости через зазоры и уплотнения подвижных элементов насоса и гидроцилиндров. Для лабораторных исследований этих явлений была изготовлена лабораторная установка с внедрением в гидросхему пневмогидравлического аккумулятора серии А5579-0. Проведены лабораторные испытания, которые показали, что пневмогидравлический аккумулятор позволяет, за счет накопленной в процессе работы энергии, снизить всплески давления рабочей жидкости в гидросистеме.При этом снижаются динамические нагрузки на металлоконструкцию захвата, привод гидронасоса и трансмиссию трактора, а также повышается объемный КПД. Послеобработки осциллограмм рабочих режимов захвата с энергосберегающим гидроприводом при помощи программы STATISTICA были установлены повторности отдельных величин нагрузок и построены гистограммы распределения давления без использования пневмогидроаккумулятора и с его использованием. Было выявлено, что система рекуперации энергии снижает всплески давления рабочей жидкости при переходных процессах в 1.4-1.7 раза и позволяет запасать мощность в пределах 1,7 ... 2,1 кВт.
During the movement of the tractor in the unit with the lockless grabs on the roughness of the terrain on the cuttings there are fluctuations that cause jumps of the working fluid in the hydraulic system. This leads to loss of fluid through the gaps and seals of the moving elements of the pump and hydraulic cylinders. For laboratory studies of these phenomena, a laboratory installation was made with the introduction of a pneumatic-hydraulic accumulator of the A5579-0 series into the hydraulic circuit. Laboratory tests were carried out, which showed that the pneumohydraulic battery allows, due to the energy accumulated during operation, to reduce the pressure spikes of the working fluid in the hydraulic system. This reduces the dynamic load on the metal structure of the grip, the hydraulic pump drive and the tractor transmission, as well as increases the volumetric efficiency. After processing waveforms of operating modes to capture with energy saving hydraulic drive using the program STATISTICA was established replications of individual load magnitudes and histograms of pressure without the use of a hydropneumatic accumulator and to its use. It was found that the energy recovery system reduces the pressure spikes of the working fluid during transients by 1.4-1.7 times and allows you to store power within 1.7 ... 2.1 kW.
ВВЕДЕНИЕПри проведении рубок ухода за лесом и расчистке горельников в процессе трелёвки лесоматериалов бесчокерными захватами в агрегате с сельскохозяйственными колесными тракторами при движении по неровностям рельефа и наезде на пни возникают механические колебания захвата, вызывающие резкие скачки жидкости в гидросистеме, которые повышают утечки и перетечки рабочей жидкости через зазоры и уплотнения подвижных элементов насоса и гидроцилиндров навесной системы трактора и захвата. В результате этого в процессе трелевки снижается объемный КПД гидросистемы, происходит самопроизвольное опускание трелюемой пачки и выскальзывание отдельных сортиментов из захвата. Трактористу приходится периодически включать рукоятки гидрораспределителя из нейтрального положения на подъем гидроцилиндра навесной системы с трелюемой пачкой и на ее поджатие челюстями захвата, а также возвращаться для подбора потерянных лесоматериалов, что снижает производительность агрегата [1, 2, 4]. Известно так же, что работа подъема груза примерно равна работе его опускания (торможения), в процессе которого механическая энергия превращается в тепловую энергию рабочей жидкости при перетечке через дроссели и предохранительные клапаны [3, 8].
Morales D O, Westerberg S, La Hera P X, Mettin U, Freidovich L and Shiriaev A S 2014 Increasing the level of automation in the forestry logging process with crane trajectory planning and control (Journal of Field Robotics 31 (3)) P 343-363 DOI: 10.1002/rob.21496Morales D O, Westerberg S, La Hera P X, Mettin U, Freidovich L and Shiriaev A S 2014 Increasing the level of automation in the forestry logging process with crane trajectory planning and control (Journal of Field Robotics 31 (3)) P 343-363 DOI: 10.1002/rob.21496Palpacelli M C, Palmieri G, Callegri M 2012 Redundantly Actuated 2-Degrees-Of-Freedom Mini Pointing De¬vice (Journal of Mechanisms and Robotics.Vol 4.no.3)Palpacelli M C, Palmieri G, Callegri M 2012 Redundantly Actuated 2-Degrees-Of-Freedom Mini Pointing De¬vice (Journal of Mechanisms and Robotics.Vol 4.no.3)Zelikov, V.A. Substantiation Based on Simulation Modeling of Hitch for Tillage Tools Parameters [электронный ресурс]/V.A. Zelikov, V.I. Posmetiev, M.A. Latysheva//World Applied Sciences Journal. - 2004. Vol.30 №4. - P. 486-498Zelikov, V.A. Substantiation Based on Simulation Modeling of Hitch for Tillage Tools Parameters [elektronnyy resurs]/V.A. Zelikov, V.I. Posmetiev, M.A. Latysheva//World Applied Sciences Journal. - 2004. Vol.30 №4. - P. 486-498Бартенев, И.М. Конструкции и параметры машин для расчистки лесных площадей [Текст]: монография / И. М. Бартенев, М. В. Драпалюк, П. И. Попиков, Л. Д. Бухтояров. - М.: Наука: [Флинта], 2007. - 208 сBartenev, I.M. Konstrukcii i parametry mashin dlya raschistki lesnyh ploschadey [Tekst]: monografiya / I. M. Bartenev, M. V. Drapalyuk, P. I. Popikov, L. D. Buhtoyarov. - M.: Nauka: [Flinta], 2007. - 208 sГрановский, В. А. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях [Текст]: учеб.пособие / В. А. Грановский, Т. Н. Сирая. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 288 сGranovskiy, V. A. Metody obrabotki eksperimental'nyh dannyh pri izmereniyah [Tekst]: ucheb.posobie / V. A. Granovskiy, T. N. Siraya. - L.: Energoatomizdat. Leningr. otd-nie, 1990. - 288 sДегтярев, Ю. И. Методы оптимизации [Текст]: учеб.пособие для вузов / Ю. И. Дегтярев. - М.: Сов. радио, 1980. - 272 с.Degtyarev, Yu. I. Metody optimizacii [Tekst]: ucheb.posobie dlya vuzov / Yu. I. Degtyarev. - M.: Sov. radio, 1980. - 272 s.Кузьмичев, Д. А. Автоматизация экспериментальных исследований [Текст] : учеб.пособие / Д. А. Кузьмичев, И. А. Радкевич. - М. : Наука. 1983. - 392 с.Kuz'michev, D. A. Avtomatizaciya eksperimental'nyh issledovaniy [Tekst] : ucheb.posobie / D. A. Kuz'michev, I. A. Radkevich. - M. : Nauka. 1983. - 392 s.Щербаков В.Ф. Энергосберегающие гидроприводы строительных и дорожных машин [Текст] / В.Ф. Щербаков // Строительные и дорожные машины журнал. - 2011. - №.11. - С. 43-44.Scherbakov V.F. Energosberegayuschie gidroprivody stroitel'nyh i dorozhnyh mashin [Tekst] / V.F. Scherbakov // Stroitel'nye i dorozhnye mashiny zhurnal. - 2011. - №.11. - S. 43-44.