Исследование влияния динамики технических параметров на эксплуатационную производительность гидравлических одноковшовых экскаваторов

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.

1. Сидоров В.И. Управление восстановлением мощности силовых установок строительных и дорожных машин в эксплуатации // Труды МАДИ. 1975. Вып. 97. С 47–51.

2. 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.

3. Салихов Р.Ф. Совершенствование методики прогнозирования изменения эксплуатационной производительности строительных машин от наработки // Механизация строительства. 2016. № 1. С. 29–32.

4. Салихов Р.Ф. Совершенствование методики прогнозирования изменения эксплуатационной производительности строительных машин от наработки // Механизация строительства. 2017. № 4. С. 46–50.

5. 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.

6. 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).0120981313

7. Макацария 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.

8. 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.

9. Дубровский 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 10.52928/2070-1632-2021-56-5-38-43

10. Грушецкий 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. Чмиль В.П. Гидропневмопривод: монография. СПбГАСУ. СПб., 2010. 176 с.

16. Минин В.В., Мирзоян Г.С. Оптимизация параметров привода малогабаритных погрузчиков: монография. Красноярск: Изд. Красноярского университета, 1987. 160 с.

17. 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.

18. 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.

19. Оценка эффективности использования машин в строительном производстве / А.Н. Максименко [и др.] // Строительная наука и техника. 2008. № 5 (20). С. 37–43.

20. 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: 10.22337/2073-8412-2022-2-11-17

21. Чечуев В.Е. Методика расчета коэффициента сохранения эффективности строительных машин по данным эксплуатации // Строительные и дорожные машины. 2021. № 5. С. 15–20.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. 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: HZWSMV

27. Тарасов В.Н., Коваленко М.В. Механика копания грунтов ковшом гидравлического экскаватора // Строительные и дорожные машины. 2003. № 8. С.41–45.