Автореферат (Повышение эффективности работы рыхлительных агрегатов при разработке мерзлых грунтов активным рабочим органом с наложением на него резонансных колебаний звуковой частоты), страница 4

При этоммощность, затрачиваемая на процесс рыхления, будет минимальной.БЭР вырабатывает сигнал, попадающий в делитель 9 (ПД), куда также поступает сигналот тактового генератора 10.Важнейшим блоком структуры на рисунке 14 является блок автоматическойоптимизации, экстремальный регулятор 8, на входе которого формируется блокомперемножения 7 значение ординат экстремальной статической характеристики.Момент наступления режима резонансных колебаний можно определить по минимумутока, который потребляется от источника электропитания.Моделирование процесса поддержания минимального значения мощности,потребляемой магнитострикционным преобразователем от источника электропитания,18производилось в соответствии с разработанной структурой экстремальной автоматическойсистемы оптимизации процесса виброрыхления (рис.

14) и автоматического устройствауправления вибровозбудителем виброрыхлителя.В процессе моделирования системы, в соответствии со структурой на рисунке 14,задавалось значение мощности рыхления, отличное от экстремального значения, после чегоактивизировалась система управления.Используя интенсивности, которые определялись по конкретным значениям, построеныамплитудно-частотные характеристик (АЧХ) нагруженного рабочего органа (рис. 15), а поизмеренным значениям мощности, потребляемой магнитостриктором от источника питания,строилась также статическая характеристика объекта управления (рис. 16).Рисунок 15 - Амплитудно-частотные характеристики нагруженных рабочих органовРисунок 16 - Графики зависимости мощности магнитостриктора от частотыВариации волнового сопротивления разрабатываемого грунта ведут к уменьшениюпередачи мощности по отношению к резонансному состоянию колебательной системы.Вызвано это падением амплитуды колебаний активного рабочего органа (рис.

15, 16).Моделирование переходного процесса в СЭР процесса виброрыхления позволилополучить его значения, по которым строился сам процесс поиска экстремума. На основеполученной математической модели с критерием качественной оценки в виде величинырассогласования между рабочим органом и параметрами волнового сопротивления процессарыхления проведен компьютерный эксперимент. В качестве вычислительного оборудованияиспользуется процессорная плата с операционной системой LUNIX Real Tame.

Даннаяоперационная система производит вычисления в режиме реального времени.19Рисунок 17 – Программа нахождения минимальной потребляемой мощностиПрограмма для поиска минимального значения потребляемой мощности, согласноэлектрическим импульсам напряжения определенной частоты, зависящей от значения тока,которое меняется при изменении усилия, приложенного на рыхлящий зуб рыхлителя,реализована на языке программирования «G».

На рисунке 17 изображена виртуальная панельуправления поиском экстремального значения мощности. Траектория движения изображающейточки приближается к предельному циклу, при котором система входит в установившийсярежим периодических колебаний, что в свою очередь дает возможность максимизироватьэффект излучаемой в грунт звуковой волны независимо от сопротивления мерзлого грунта.20Мощность излучаемой в грунт звуковой волны принимает максимальное значение приравенстве значений сопротивлений вибросистемы рабочего органа и массы грунта.Технико-экономической эффект от использования звуковых способов рыхления грунтавыражается в увеличении сменной производительности в среднем на 25 %.ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ1.Процессы разработки мерзлых грунтов на основе использования применяемых внастоящее время технических средств рыхления слишком энергоемки и недостаточнопроизводительны. Необходима разработка более эффективных технологических приемовразработки мерзлых грунтов с использованием современных методов управлениярыхлительными органами.2.Одно из перспективных направлений совершенствования процессов разработки мерзлыхгрунтов связано с их интенсификацией на базе новой технологии разработки грунта,использующей принцип высокочастотных вибраций магнитострикционных вибровозбудителей.3.Поддержание функционирования рабочего органа машины в режиме резонансныхвибраций (колебаний) в процессе его активного взаимодействия с мерзлых грунтом даетвозможность максимизировать эффект излучаемой в грунт звуковой волны независимо отсопротивления мерзлого грунта.

Мощность излучаемой в грунт звуковой волны принимаетмаксимальное значение при равенстве значений сопротивлений вибросистемы рабочего органаи массы грунта.4.При создании динамических органов рыхлителей наиболее целесообразно использоватьмагнитострикционные вибровозбудители, которые по сравнению с механическимивибраторами более надежны, имеют относительно простую конструкцию, не требовательны куходу.5.Мерзлые грунты при действии на них высокочастотных колебаний обладают всемисвойствами квазихрупкого тела, сопротивление которого является комплексным, а процессы,происходящие в системе «грунт-излучатель», описываются волновыми уравнениями в видезависимостей значений рассогласования рабочего органа от параметров грунта.6.Стабилизация параметров резонансных колебаний активного рыхлительного органа принеравенстве активных сопротивлений системы «рабочий орган – масса грунта», характеристикаупругой волны, направленной в разрабатываемую поверхность, близка к своемумаксимальному значению.7.Особенности процессов рыхления показывают, что использование резонансного режимавибровозбуждения виброрыхлителя наиболее эффективно на глубине «плавания» наконечникарыхлителя.8.Разработана экстремальная система управления процессом виброрыхления с блокомэкстремального регулятора с учетом постоянной коррекции частоты возбуждениямагнитостриктора при нагружении рабочего органа.9.Разработана методика выбора оптимальных структурных и настроечных характеристиксистемы экстремального управления процессом виброрыхления, позволяющая определитьградиент и организовать движение в точке экстремума.10.Технико-экономические преимущества разработанного метода виброрыхления сприложением звуковых колебаний к рабочему органу рыхлителя в сравнении с традиционнымимеханическими методами выражаются в уменьшении усилий резания грунта в 1,2 - 2,5 раза, чтоспособствует увеличению производительности в 1,3 раза.

Энергоемкость процессавиброрыхления уменьшается пропорционально увеличению скорости тяговой машины в 1,3раза.21Список работ, опубликованных по теме диссертации:- статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:1.Джабраилов, Х.А. Разработка автоматической системы оптимизации режимарыхления грунта виброрыхлителем / Е.В. Марсова, Х.А. Джабраилов // Вестник Московскогоавтомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). - 2018. – № 3(54). – С. 61-66.2.Джабраилов, Х.А. Самонастраивающаяся система экстремального регулированиярежима разработки тяжелых грунтов / А.В.

Илюхин, Е.В. Марсова, Х.А. Джабраилов // ВестникМосковского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).- 2018. – № 2 (53). – С. 66-72.Публикации в других изданиях:3.Dzhabrailov, Kh. Information system for obtaining parameters high-frequencyvibrations of road-construction machines / Gorodnichev M., Dzhabrailov Kh., Gematudinov R. //Conference of Open Innovations Association, FRUCT.

– 2019. – № 24. – С.619-623.4.Improving the efficiency of frozen soils excavation using high-frequency vibration /Ilyukhin A. V., Marsov V.I., Marsova E.V., Syetina T. A., Dzhabrailov Kh. A. // InternationalScientific Electric Power Conference ISEPC-2019, 23-24 мая 2019 г., г.

Санкт–Петербург. –Спб.,2019.5.Особенности процессов разработки грунтов землеройно-транспортнымимашинами / А.В. Илюхин, В.И. Марсов, Х.А. Джабраилов, М.Э. Чантиева // Вестникевразийской науки. - 2018. – Т. 10. № 2. – С. 60.6.Особенности использования магнитострикционного вибровозбудителя дляразработки тяжелых грунтов / А.В. Илюхин, Е.В. Марсова, Х.А. Джабраилов, М.Э. Чантиева //Транспортные сооружения.

- 2018. – Т. 5. № 2. – С. 3.7.Джабраилов, Х.А. Интенсификация процессов рыхления тяжелых грунтов / Х.А.Джабраилов, Р.А. Гематудинов // Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевыемашины и робототехнические комплексы: Сб. докл. Междунар. Науч.-технич. конф. МАДИ(ГТУ) – М.: 2018. – С. 164-168.8.Джабраилов, Х.А. Повышение эффективности процесса разработки трудныхгрунтов / Х.А.

Джабраилов // Роль и значение науки и техники для развития современногообщества: Сб. ст. международной научно-практической конф. МЦИИ ОМЕГА САЙНС –Волгоград: 2018. – С. 65-70.22Подписано в печать: 21.10.2019. Формат 60х84/16Печать офсетная. Усл. Печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. ЗаказМАДИ.125319, Москва, Ленинградский пр–т, 64.