Оптимизация технической производительности бульдозерного агрегата по тягово-скоростным параметрам

Введение. Промышленные тракторные агрегаты отличаются от сельскохозяйственных тракторных агрегатов большим весом рабочего оборудования, широким диапазоном грунтовых условий и цикличностью технологического цикла. Неотъемлемой частью работы бульдозерных агрегатов является буксование, не регламентируемое ГОСТ. Однако значительное буксование приводит к падению рабочей скорости и технической производительности. Поэтому подходы, выработанные для оптимизации производительности гусеничных сельскохозяйственных тракторных агрегатов (где буксование регламентируется на уровне 5%), требуют уточнения.

Цель исследования. Определить влияние удельных тягово-скоростных характеристик бульдозерного агрегата на его техническую производительность.

Материалы и методы. Техническая производительность определялась как отношение объема разработанного грунта ко времени рабочего цикла. Объем разработанного грунта был выражен через удельные тяговые параметры тракторного агрегата. Время рабочего цикла выражалось через скоростные параметры тракторного агрегата. В результате получена зависимость технической производительности от удельных тягово-скоростных параметров промышленного тракторного агрегата.

Результаты. Анализ полученной зависимости показал наличие ярко выраженного максимума, который для бульдозерного агрегата наблюдается при буксовании 18%. Определены оптимальные удельные тяговые усилия для различных грунтовых условий. Оценка скоростных показателей бульдозерного агрегата показала возможность дополнительного увеличения технической производительности за счет роста рабочей скорости.

Заключение. Получен коэффициент производительности, позволяющий сравнивать техническую производительность тракторных агрегатов различных классов. Выявлено, что для бульдозерных агрегатов с полужесткой подвеской, работающих на плотных грунтах, оптимальные удельные тяговые усилия составляют 0,75…0,89. Дальнейшее повышение технической производительности возможно за счет увеличения рабочей скорости, обязательной при сохранении (или увеличении) отношения скорости холостого хода к скорости рабочего хода.

1. Баловнев В.И., Данилов Р.Г. Бульдозеры // Строительные и дорожные машины. 2021. № 6. С. 9–18.

2. Ермошин Н.А., Борисов В.А. Моделирование условий работы дорожно-строительных машин и технологического оборудования // Известия КГАСУ. 2024. № 2(68). С. 147–158. DOI: 10.48612/NewsKSUAE/68.13.

3. Suleev B., Kurmasheva B. Theoretical foundations of the development of a bulldozer design through the use of multivariate parametric analysis. The Bulletin of KazATC. 2023. Vol. 126(3). pp. 74–81. DOI: 10.52167/1609-1817

4. Bolotokov A.L. et al. Improving the Fuel Efficiency of an Agricultural Tractor Diesel Engine. E3S Web of Conferences. 2023. Vol. 411. pp. 01045. DOI: 10.1051/e3sconf/202341101045

5. Хўжаназаров Б.Ф. Требования к рабочим органам бульдозерных оборудований // Механика и технология. 2023. №. 2 (5). С. 208–214.

6. Жулай В.А., Тюнин В.Л., Щиенко А.Н. Влияние технических характеристик бульдозера на его производительность // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2024. № 2. С. 534–537. DOI: 10.24412/2071-6168-2024-2-534-535

7. Трояновская И.П., Позин Б.М., Нарадовый Д.И. Повышение эффективности тракторного транспортного агрегата // Техника в сельском хозяйстве. 2012. № 3. С. 21–23.

8. Жаков А.О., Трояновская И.П. Учет сил со стороны рабочего орудия в управлении беспилотным тракторным агрегатом // Мехатроника, автоматика и робототехника. 2024. № 13. С. 70–72. DOI: 10.26160/2541-8637-2024-13-70-72

9. Аукенова Б.К., Раденков Р.Л., Савельев А.Г., Дудкин М.В., Кумыкова Т.М. Исследование рабочего процесса бульдозерного отвала с изменяемой геометрией // Труды университета. 2023. № 2 (91). С. 67–73. DOI: 10.52209/1609-1825_2023_2_67

10. Nikolaev V. et al. Calculation of energy expenses for moving soil by the conveyor of the unit for tunneling. E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 471. no. 05006. DOI: 10.1051/e3sconf/202447105006

11. Kozbagarov R. et al. Increasing the efficiency of the bulldozer by reducing the energy intensity of the soil cutting process. The Bulletin of KazATC. 2023. Vol. 1 (124). pp. 16–24. DOI: 0.52167/1609-1817

12. Розенфельд Н.В., Доля Ю.А. Нагрузки, действующие на бульдозер при транспортировке грунта // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2014. № 65–66. С. 231–234.

13. Мицын Г.П. [и др.]. Проблемы оптимального управления тракторным машинным агрегатом // Наука и технологии: избранные труды Российской школы «К 70-летию Г.П. Вяткина». 2005. С. 510–519.

14. Трояновская И.П. Взаимодействие гусеничного движителя с грунтом на повороте // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 12. C.19–20.

15. Ren L. et al. Effects of non-smooth characteristics on bionic bulldozer blades in resistance reduction against soil. Journal of Terramechanics. 2002. Vol. 39 (4. pp. 221–230. DOI: 10.1016/S0022-4898(03)00012-0

16. Dobretsov R.Yu. et al. The Method of Expert Assessments as Applied to the Ranking of Technical Solutions in the Design of a Tractor Gearbox // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 2094. no. 042028. DOI: 10.1088/1742-6596/2094/4/042028