sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2024-21-4-540-560UCHWDOsibadi-1853Research ArticleТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕTRANSPORT, MINING AND BUILDING MACHINERY ENGINEERINGИсследование влияния динамики технических параметров на эксплуатационную производительность гидравлических одноковшовых экскаваторовStudy of the technical parameters dynamics influence on operational performance of hydraulic single-bucket excavatorshttps://orcid.org/0000-0002-9619-7789СалиховР. Ф.SalikhovR. F.

Салихов Ринат Фокилевич – канд. техн. наук, доц., доц. кафедры «Эксплуатация нефтегазовой и строительной техники»

644050, г. Омск, пр. Мира, 5

Rinat F. Salikhov – Cand. of Sci., Associate Professor, Maintenance and Operation of Transport and Technological Machines and Complexes in Construction Department

5 Prospekt Mira, Omsk, 644050

salikhorinat@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0004-3957-237XПермяковВ. Б.PermiakovV. B.

Пермяков Владислав Борисович – д-р техн. наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации, проф. кафедры «Эксплуатация нефтегазовой и строительной техники»

644050, г. Омск, пр. Мира, 5

Vladislav B. Permyakov – Dr. of Sci., Honored Scientist of the Russian Federation, Professor of the Oil Gas and Construction Equipment Operation Department

5 Prospekt Mira, Omsk, 644050

v.b_permyakov@mail.ruСибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)РоссияSiberian State Automobile and Highway University (SibADI)Russian Federation202423082024214540560Copyright © Салихов Р.Ф., Пермяков В.Б., 20242024Салихов Р.Ф., Пермяков В.Б.Salikhov R.F., Permiakov V.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1853

Введение. Развитие автомобильно-дорожного строительства является приоритетным направлением в российской экономике. Своевременная сдача в срок объектов строительства повышает требования к планированию проведения механизированных работ. Процесс эксплуатации транспортно-технологических машин в течение продолжительного времени приводит к снижению их потенциальных возможностей, в том числе и эксплуатационной производительности. Целью предлагаемой статьи является совершенствование метода расчета производительности одноковшового гидравлического экскаватора (ЭО) с учетом наработки.Методы и материалы. Метод расчета производительности учитывает динамику рабочего давления в гидравлической системе рабочего оборудования (ГРО), частоты вращения коленчатого вала (ЧВКВ) от наработки, для описания которых использовались регрессионные зависимости. Также были получены параметры закона распределения случайной величины рабочего давления в ГРО и скорости его падения для операции «разработка и набор грунта».Результаты. Обработка результатов производственных экспериментов позволила установить зависимости изменения рабочего давления в гидравлической системе в процессе разработки и набора грунта, а также для всех технологических операций рабочего цикла, частоты вращения коленчатого вала двигателя ЭО от наработки. Исследовано влияние рабочего давления в ГРО, ЧВКВ двигателя экскаватора на подачу, гидравлическую мощность, продолжительность выполнения технологических операций. Проведен расчет эксплуатационной производительности ЭО с учётом динамики параметров, отражающих ее изменение с течением наработки.Обсуждение и заключение. Установлено, что с увеличением наработки рабочее давление в ГРО снижается в среднем на 12,7–13,0%, снижение среднего значения рабочей ЧВКВ составляет 4%. Расчетная величина падения средней часовой эксплуатационной производительности ЭО с учетом ухудшения технического состояния составляет 65% на интервале наработки от 0 до 10 000 мото-часов для модели японского ЭО ZX 330.

Introduction. The development of automobile and road construction is a priority in the Russian economy. Timely putting construction projects in commission increases the requirements for planning of execution mechanized works. The operation of transport and technological machines in construction processes for a long time leads to a decrease in their potential capabilities, including operational productivity. The purpose of the proposed article is to improve the method of calculating the performance of a single-bucket hydraulic excavator (EO), taking into account the operating time.Methods and materials. The performance calculation method takes into account the dynamics of the working pressure in the hydraulic system of the working equipment (GRO), the speed of rotation of the crankshaft (PMVC) from the operating time, regression dependencies were used to describe them. The parameters of the law of distribution of the random value of the working pressure in the hydraulic drive and the rate of its fall for the ‘development and recruitment of soil’ operation were also obtained.Results. Processing of the results of production experiments enables to establish the dependence of changes in the working pressure in the hydraulic system during development and gathering soil, as well as for all technological operations of the working cycle, the rotational frequency of the crankshaft of a single-bucket excavator engine on the operating time. The influence of the working pressure in the hydraulic drive, the rotational speed of the crankshaft of the excavator engine on the supply and hydraulic power, the duration of technological operations is studied. The calculation of the operational productivity of a single-bucket excavator is carried out taking into account the dynamics of parameters reflecting its change over operating time.Discussion and conclusions. It has been established that with an increase in operating time, the operating pressure in the hydraulic drive decreases by an average of 12.7-13.0%, and the decrease in the average operating speed of the crankshaft is 4%. The estimated value of the drop in the average hourly operating performance of the EO, taking into account the deterioration of the technical condition, is 55% in the operating time range from 0 to 10,000 operating hours for the Japanese EO ZX 330 model.

производительность экскаваторанаработкаобъемный КПДгидравлическая мощностьрабочее давление в гидросистемечастота вращения коленчатого валаexcavator performanceoperating timevolumetric efficiencyhydraulic poweroperating pressure in the hydraulic systemcrankshaft rotation frequencyReferencesСидоров В.И. Управление восстановлением мощности силовых установок строительных и дорожных машин в эксплуатации // Труды МАДИ. 1975. Вып. 97. С 47–51.Sidorov V.I. Power recovery management of power plants of construction and road machinery in operation. Trudy MADI.1975; issue 97: 47–51. (in Russ.)Казакова Ю.Д., Вахрушев С.И. Исследование износостойкости рабочих органов строительных и дорожных машин в различных условиях эксплуатации // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2016. Т. 1. С. 310–319.Kazakova Yu.D., Vakhrushev S.I. Research of wear resistance of working bodies of construction and road machinery in various operating conditions. Sovremennye tehnologii v stroitel’stve. Teorija i praktika. 2016; Vol. 1: 310–319. (in Russ.)Салихов Р.Ф. Совершенствование методики прогнозирования изменения эксплуатационной производительности строительных машин от наработки // Механизация строительства. 2016. № 1. С. 29–32.Salikhov R.F. Improving the methodology for predicting changes in the operational productivity of construction machines from operating time. Mehanizacija stroitel’stva. 2016; 1: 29–32. (in Russ.)Салихов Р.Ф. Совершенствование методики прогнозирования изменения эксплуатационной производительности строительных машин от наработки // Механизация строительства. 2017. № 4. С. 46–50.Salikhov R.F. Improving the methodology for predicting changes in the operational productivity of construction machines from operating time. Mehanizacija stroitel’stva. 2017;4: 46–50. (in Russ.)Салихов Р.Ф., Попков В.И. Методика расчета изменения производительности одноковшового гидравлического экскаватора в процессе наработки // Механизация строительства. 2018. Т. 79, № 3. С. 26–31.Salikhov R.F., Popkov V.I. Methodology for calculating the performance change of a single-bucket hydraulic excavator in the process of operation. Mehanizacija stroitel’stva. 2018; Vol. 79. No. 3: 26–31. (in Russ.)Salikhov R.F., Permyakov V.B., Filippov Y.O., Grusnev M.G. A study of dynamics of the operational performance of a single-bucket excavator, taking into account the operating time during construction of transport infrastructure of oil and gas facilities // Journal of Physics: Conference Seriesthis link is disabled. 2021. 1901(1).0120981313Salikhov R.F., Permyakov V.B., Filippov Y.O., Grusnev M.G. A study of dynamics of the operational performance of a single-bucket excavator, taking into account the operating time during construction of transport infrastructure of oil and gas facilities. Journal of Physics: Conference Seriesthis link is disabled. 2021. 1901(1).0120981313Макацария Д.Ю., Кутузов В.В., Кутузова Е.В., Зезюлина Е.В. Влияние наработки с начала эксплуатации строительных и дорожных машин на показатели эффективности их использования // Вестник Белорусско-Российского университета. 2009. № 2. С. 36–43.Maksimenko A.N., Makazarija D.Y., Kutuzov V.V., Kutuzova E.V., Zezjulina E.V. Influence of the operating time from the beginning of operation of building and road machines on parameters of efficiency of their use. Vestnik Belarusian – Russian University. 2009; 2: 36–43. (in Russ.)Определение технической и эксплуатационной производительностей дорожных машин на основе анализа объѐмов работ / С.М. Грушецкий, С.А. Евтюков, С.В. Репин, А.А. Кузнецов // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2021. № 1. С. 38–52.Grushetsky S.M., Evtyukov S.A., Repin S.V., Kuznecov A.A. Determination of technical and operating performance of road machines based on analysis of the scope of work. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo universiteta. 2021; 1: 38–52. DOI: 10.22281/2413-9920-2021-07-01-38-52Дубровский Н.А., Веретенникова Е.С., Камеко О.А. Эксплуатационная производительность машин как показатель эффективности ее применения // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия D. Экономические и юридические науки. 2021. № 5. С. 38–43. DOI 10.52928/2070-1632-2021-56-5-38-43Dubrovsky N., Veretennikova E., & Kameko O. Machine operating productivity as an indicator of the efficiency of its application. Vestnik of Polotsk State University. Part D. Economic and Legal Sciences. 2021; (5): 38–43. https://doi.org/10.52928/2070-1632-2021-56-5-38-43Грушецкий С.М., Евтюков С.А., Репин С.В., Карро Г.А. Производительность как качественный критерий оценки эффективности всех этапов системы жизненного цикла дорожных машин // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета. 2020. № 4 (63). С. 36–42.Grushetsky S.M., Yevtyukov S.A., Repin S.V., Karro G.A. Productivity as a qualitative criterion for evaluating the effectiveness of all stages of the life cycle system of road vehicles. Vestnik Moskovskogo avtomobil’no-dorozhnogo instituta (gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta). 2020; 4 (63): 36–42.Монгуш С.Ч., Чооду О.А., Евтюков С.А. Моделирование процессов влияния климатических факторов и рельефа местности на производительность наземных транспортно-технологических машин // Политехнический вестник. Серия: Инженерные исследования. 2019. № 3 (47). С. 108–111.Mongush S.Ch., Choodu O.A., Yevtyukov S.A. Modeling of the processes of the influence of climatic factors and terrain on the productivity of ground transport and technological machines. Polytechnical bulletin. Series: Engineering Studies. 2019; 3 (47): 108–111. (in Russ.)Максименко А.Н., Кутузов В.В., Сидоров А.Н. Влияние сезона и наработки с начала эксплуатации на производительность строительных и дорожных машин и себестоимость механизированных работ // Грузовик &. 2010. № 2. С. 16–21.Maksimenko A.N., Kutuzov V.V., Sidorov A.N. The influence of the season and operating time since the beginning of operation on the productivity of construction and road machinery and the cost of mechanized work. Gruzovik &. 2010; 2: 16–21. (in Russ.)Фахратов М.А., Кужин М.Ф., Ибрагимов Р.И. Влияние автоматизированных систем управления грузоподъемных механизмов на производительность строительно-монтажных работ // Перспективы науки. 2020. № 1 (124). С. 62–65.Fahratov M.A., Kuzhin M.F., Ibragimov R.I. The Influence of Automated Control Systems of Lifting Mechanisms on the Performance of Construction Works. Science prospects. 2020; 1 (124): 62–65. (in Russ.)Павлов В.П. Основы системотехники многоцелевых землеройных машин: монография. Мин-во образования и науки РФ, Федеральное агентство по образованию, Красноярский гос. тех. ун-т. Новосибирск: Изд-во СО РАН; Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. 332 с.Pavlov V.P. Fundamentals of system engineering of multipurpose earthmoving machines: monograph. Ministry of Education and Science of the Russian Federation, Federal Agency for Education, Krasnoyarsk State Technical University. un-T. Novosibirsk: Publishing House of SB RAS; Krasnoyarsk: CPI KSTU, 2006: 332. (in Russ.)Чмиль В.П. Гидропневмопривод: монография. СПбГАСУ. СПб., 2010. 176 с.Chmil V.P. Gidropneumoprivod: monograph. SPbGASU. St. Petersburg, 2010: 176. (in Russ.)Минин В.В., Мирзоян Г.С. Оптимизация параметров привода малогабаритных погрузчиков: монография. Красноярск: Изд. Красноярского университета, 1987. 160 с.Minin V.V., Mirzoyan G.S. Optimization of the drive parameters of small-sized loaders: monograph. Krasnoyarsk: Ed. Krasnoyarsk State University, 1987:160. (in Russ.)Салихов Р.Ф., Груснев М.Г. Влияние параметров силовой установки на технико-экономические показатели одноковшовых гидравлических экскаваторов // Строительные и дорожные машины. 2010. № 4. С. 47–49.Salikhov R.F., Grusnev M.G. The influence of power plant parameters on the technical and economic indicators of single-bucket hydraulic excavators. Construction and road machines. 2010; 4: 47–49. (in Russ.)Максименко А.Н., Кутузов В.В., Тимофеев Г.С., Васильев В.В. Учет и оценка эффективности использования каждой машины парка в строительстве // Вестник Белорусско-Российского университета. 2010. № 4. С. 21–28.Maksimenko A.N., Kutuzov V.V., Timofeev G.S., Vasiliev V.V.Accounting and evaluation of the efficiency of using each car of the park in construction. Vestnik Belarusian – Russian University. 2010; 4: 21–28. (in Russ.)Оценка эффективности использования машин в строительном производстве / А.Н. Максименко [и др.] // Строительная наука и техника. 2008. № 5 (20). С. 37–43.Maksimenko A.N. Evaluation of the efficiency of using machines in construction production. Stroitel’naja nauka i tehnika. 2008; 5 (20): 37–43. (in Russ.)Grabovyy P.G., Zhikharev D.F. The productivity of an industrial housing construction enterprise as the main indicator of the potential intensity growth of the producton and construction system Real Estate: Economics, Management. 2022. № 2. С. 11–17. DOI: 10.22337/2073-8412-2022-2-11-17Grabovyy P.G., Zhikharev D.F. The productivity of an industrial housing construction enterprise as the main indicator of the potential intensity growth of the producton and construction system Real Estate: Economics, Management. 2022; 2: 11–17. DOI: 10.22337/2073-8412-2022-2-11-17Чечуев В.Е. Методика расчета коэффициента сохранения эффективности строительных машин по данным эксплуатации // Строительные и дорожные машины. 2021. № 5. С. 15–20.Chechuyev V.E. Methodology for calculating the coefficient of conservation of efficiency of construction machines according to operation data. Construction and road machines. 2021; 5: 15–20. (in Russ.)Репин С.В., Зазыкин А.В., Рулис К.В., Максимов С.Е. Методика формирования парка транспортно-технологических машин с использованием лизинга и кредита // Вестник гражданских инженеров. 2017. 4(63). С. 209–218.Repin S.V., Zazikin A.V., Rulis K.V., Maksimov S.E. Methodology for the formation of a fleet of transport and technological machines using leasing and credit. Vestnik Grazhdanskikh Inzhenerov – Bulletin of Civil Engineers. 2017; 4(63): 209–218. (in Russ.)Евтюков С.А., Репин С.В., Грушецкий С.М., Карро Г.А. Формирование парка машин для строительства, реконструкции, ремонта и содержания автомобильных дорог с учетом этапов их жизненного цикла // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета. 2020. № 3 (62). С. 62–68.Yevtyukov S.A., Repin S.V., Grushetsky S.M., Karro G.A. Formation of a fleet of cars for the construction, reconstruction, repair and maintenance of highways, taking into account the stages of their life cycle. Vestnik Moskovskogo avtomobil’no-dorozhnogo instituta (gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta). 2020; 3 (62): 62–68. (in Russ.)Куляшов И.Д., Чечуев В.Е., Кравец К.О. Влияние видов эксплуатации на эффективность и надежность парка строительных машин // Фундаментальные основы механики. 2023. № 11. С. 80–89.Kulyashov I.D., Chechuyev V.E., Kravets K.O. The influence of types of operation on the efficiency and reliability of the fleet of construction machines. Fundamental’nye osnovy mehaniki. 2023; 11: 80–89. (in Russ.)Доценко А.И. Комплексный мониторинг параметров дорожных машин и асфальтобетонной смеси –основа повышения качества покрытий автомобильных дорог // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета. 2018. № 2 (53). С. 89–93.Dotsenko A.I. Complex monitoring of parameters of road vehicles and asphalt concrete mixture – the basis for improving the quality of road coverings. Vestnik Moskovskogo avtomobil’no-dorozhnogo instituta (gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta). 2018; 2 (53): 89–93. (in Russ.)Салихов Р.Ф., Бердников И.Е. Метод расчета годовой продолжительности проведения технических обслуживаний и ремонтов для отечественных и зарубежных экскаваторов с течением наработки // Вестник СибАДИ. 2024;21(1):26–37. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2024-21-1-26-37. EDN: HZWSMVSalikhov R.F., Berdnikov I.E. Method for calculating annual duration of maintenance and repairs of domestic and foreign excavators considering time in service. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2024; 21(1): 26–37. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2024-21-1-26-37. EDN: HZWSMVТарасов В.Н., Коваленко М.В. Механика копания грунтов ковшом гидравлического экскаватора // Строительные и дорожные машины. 2003. № 8. С.41–45.Tarasov V.N., Kovalenko M.V. Mechanics of digging soils with a bucket of a hydraulic excavator. Construction and road machines. 2003; 8: 41–45. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.