Обоснование перспективной схемы кривошипного гидромотора для гидропривода опорно-поворотного устройства манипулятора лесовозного автопоезда

Посметьев Валерий Иванович; Никонов Вадим Олегович; Посметьев Виктор Валерьевич; Зеликов Владимир Анатольевич; Попиков Петр Иванович; Колодий Петр Владимирович; Михайлов Александр Александрович

doi:10.34220/issn.2222-7962/2023.3/13

ВАК 4.3.4 УДК 630

Ещё 2 Свернуть

ОБОСНОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНОЙ СХЕМЫ КРИВОШИПНОГО ГИДРОМОТОРА ДЛЯ ГИДРОПРИВОДА ОПОРНО-ПОВОРОТНОГО УСТРОЙСТВА МАНИПУЛЯТОРА ЛЕСОВОЗНОГО АВТОПОЕЗДА Обоснование перспективной схемы кривошипного гидромотора для гидропривода опорно-поворотного устройства манипулятора лесовозного автопоезда

АА Аа

Опубликовано в Лесотехнический журнал · Том 13, Номер 3 · Страницы 180–199 · Рубрика: Технологии. Машины и оборудование

DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.3/13 · EDN: UUUNOQ

Получено: 12.04.2023 Одобрено: 12.11.2023 Опубликовано: 27.12.2023

Авторы

ПО

Посметьев Валерий Иванович

НИ

Никонов Вадим Олегович

ПО

Посметьев Виктор Валерьевич

ЗЕ

Зеликов Владимир Анатольевич

и др.

ПО

Попиков Петр Иванович

КО

Колодий Петр Владимирович

МИ

Михайлов Александр Александрович

ПО

Посметьев Валерий Иванович

Ученая степень: доктор технических наук

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова профессор · кафедра производства, эксплуатации и ремонта машин · Россия

НИ

Никонов Вадим Олегович

Ученая степень: кандидат технических наук

Ученое звание: доцент

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова доцент · кафедра производства, ремонта и эксплуатации машин · Воронеж

ПО

Посметьев Виктор Валерьевич

Ученая степень: кандидат физико-математических наук

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова доцент · кафедра механизации лесного хозяйства и проектирования машин · Воронеж

ЗЕ

Зеликов Владимир Анатольевич

Ученая степень: доктор технических наук

Ученое звание: доцент

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова завелующей кафедрой · организации перевозок и безопасности движения · Воронеж

ПО

Попиков Петр Иванович

Ученая степень: доктор технических наук

Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова профессор · кафедра механизации лесного хозяйства и проектирования машин · Воронеж

КО

Колодий Петр Владимирович

Ученая степень: кандидат сельскохозяйственных наук

Ученое звание: доцент

Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины доцент · кафедра лесохозяйственных дисциплин · Гомель

МИ

Михайлов Александр Александрович

Ростовский государственный университет путей сообщения преподаватель · Ростов-на-Дону

АННОТАЦИЯ

Задача повышения эффективности гидроманипуляторов с традиционными механизмами поворота колонны, устанавливаемых на лесовозных автопоездах, может быть решена установкой поворотных механизмов колонны с кривошипными гидромоторами от гидроцилиндров. Варианты расположения гидроцилиндров в кривошипном гидромоторе исследовались графоаналитически определением касательных и радиальных усилий, действующих на поворотную колонну гидроманипулятора. Вначале выполнялись расчеты на основе методов статики для оценки действия усилий на штоках гидроцилиндров в рабочих положениях механизма поворота колонны. После при помощи системы автоматизированного проектирования КОМПАС осуществлялось построение круговых диаграмм касательных и радиальных усилий рассматриваемых вариантов расположения гидроцилиндров в кривошипном гидромоторе. Далее в программе Microsoft Excel осуществлялось построение графиков изменения касательных усилий, действующих на поворотную колонну гидроманипулятора. Наилучшим вариантом воздействующих усилий на подшипники, в которых проворачивается колонна, обладают схемы с пятью и шестью гидроцилиндрами. Диапазоны изменения радиальных усилий для них составили соответственно от 3,32 до 22,07 кН и от 11,175 до 11,297 кН, а касательных усилий – от 257,893 до 285,274 кН и от 300,471 до 354,059 кН, что может быть использовано при проектировании новых конструкций приводов для поворота колонн гидроманипуляторов. Для практической реализации предлагаемой конструкции кривошипного гидромотора планируется на основе имитационного моделирования осуществить рациональный выбор месторасположения гидроцилиндров кривошипного гидромотора на раме лесовозного автопоезда.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

лесовозный автопоезд, кривошипный гидромотор, манипулятор, опорно-поворотное устройство, меха-низм поворота колонны, статика, гидравлический цилиндр двухстороннего действия, рекуперация энергии рабочей жидкости, управление гидроприводом

Финансирование

исследование выполнено при поддержке локального гранта ФГБОУ ВО ВГЛТУ

Текст

Текст (PDF)

Читать Скачать

1. Компьютерное моделирование рекуперативного кривошипного механизма поворота колонны манипулятора лесовозного автопоезда / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, В. В. Посметьев, В. А. Зеликов, П. В. Колодий // Лесотехнический журнал. - 2023. - Т. 13, № 2(50). - С. 158-178. - Библиогр. : с. 174-177 (21 назв.). - DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.2/9. - Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54525090

2. Анализ работы гидравлического манипулятора лесной машины с цикловой системой управления / Е. Н. Власов, А. В. Сергеевичев, Ю. А. Добрынин, В. В. Сергеевичев // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. - 2022. - № 238. - С. 99-112. - Библиогр. : с. 109-110 (10 назв.). - DOI https://doi.org/10.21266/2079-4304.2022.238.99-112. - Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48186417

3. Real-Time Anti-Saturation Flow Optimization Algorithm of the Redundant Hydraulic Manipulator / M. Cheng, L. Li, R. Ding, B. Xu // Actuators 2021, 10, 11, 19 p. - Bibliogr. : pp. 18-19 (28 titles). - DOI: https://doi.org/10.3390/act10010011

4. Tran D-T. Adaptive Backstepping Sliding Mode Control Based RBFNN for a Hydraulic Manipulator Including Actuator Dynamics / D-T. Tran, H-V-A. Truong, K. K. Ahn // Appl. Sci. 2019, 9, 1265, 25 p. - Bibliogr. : pp. 24-25 (34 titles). - DOI: https://doi.org/10.3390/app9061265

5. Tele-Operated Bilateral Control of Hydraulic Manipulator Using a Robust Controller Based on the Sensorless Estimated Reaction Force / K. D. Kallu, S. J. Abbasi, H. Khan, J. Wang, M. C. Lee // Appl. Sci. 2019, 9, 1995, 23 p. - Bibliogr. : pp. 21-23 (45 titles). - DOI: https://doi.org/10.3390/app9101995

6. Adaptive Fuzzy Backstepping Sliding Mode Control for a 3-DOF Hydraulic Manipulator with Nonlinear Disturbance Observer for Large Payload Variation / H. V. A. Truong, D. T. Tran, X. D. To, K. K. Ahn, M. Jin // Appl. Sci. 2019, 9, 3290, 29 p. - Bibliogr. : pp. 27-29 (52 titles). - DOI: https://doi.org/10.3390/app9163290

7. Truong H. V. A. Safety Operation of n-DOF Serial Hydraulic Manipulator in Constrained Motion with Consideration of Contact-Loss Fault / H. V. A. Truong, H. A. Trinh, K. K. Ahn // Appl. Sci. 2020, 10, 8107, 22 p. - Bibliogr. : pp. 19-22 (51 titles). - DOI: https://doi.org/10.3390/app10228107

8. Learning from Demonstration for Hydraulic Manipulators / M. Suomalainen, J. Koivumaki, S. Lampinen, V. Kyrki1, J. Mattila // 2018 IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Madrid, Spain, 2018, pp. 3579-3586. - Bibliogr. : pp. 3586 (34 titles). - DOI: https://doi.org/10.1109/IROS.2018.8594285

9. A Teleoperation Framework Based on Heterogeneous Matching for Hydraulic Manipulator / S. Zhou, C. Shen, S. Zhu, W. Li, Y. Nie, Z. Chen // Machines 2022, 10, 536, 15 p. - Bibliogr. : pp. 14-15 (30 titles). - DOI: https://doi.org/10.3390/machines10070536

10. Nurmi J. Global Energy-Optimal Redundancy Resolution of Hydraulic Manipulators : Experimental Results for a Forestry Manipulator / J. Nurmi, J. Mattila // Energies 2017, 10(5), 647. - Bibliogr. : pp. 30-31 (44 titles). - DOI: https://doi.org/10.3390/en10050647

11. Zhou H. A practical method for the deformation of long-stroke hydraulic manipulators in grasping-handling tasks / H. Zhou, X. Zhang, J. Liu // J Field Robotics. 2023, pp. 1-17. - Bibliogr. : pp. 16-117 (35 titles). - DOI: https://doi.org/10.1002/rob.22160

12. Adaptive Dynamic Programming-Based Cross-Scale Control of a Hydraulic-Driven Flexible Robotic Manipulator / X. Wei, J. Ye, J. Xu, Z. Tang // Appl. Sci. 2023, 13, 2890, 27 p. - Bibliogr. : pp. 25-27 (37 titles). - DOI: https://doi.org/10.3390/app13052890

13. Autonomous Control of Redundant Hydraulic Manipulator Using Reinforcement Learning with Action Feedback / R. Dhakate, C. Brommer, C. Bohm, H. Gietler, S. Weiss, J. Steinbrener // 2022 IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Kyoto, Japan, 2022, pp. 7036-7043. - Bibliogr. : pp. 7043 (20 titles). - DOI: https://doi.org/10.1109/IROS47612.2022.9981425

14. Kim M. Real-Time Simulator of a Six Degree-of-Freedom Hydraulic Manipulator for Pipe-Cutting Applications / M. Kim, S.-U. Lee, S.-S. Kim // IEEE Access, vol. 9, pp. 153371-153381, 2021, 11 p. - Bibliogr. : pp. 10-11 (32 titles). - DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3127502

15. P. Li Research on the electro-hydraulic servo system of picking manipulator / P. Li, Y. Li // AIP Advances 13, 015312 (2023), 13 p. - Bibliogr. : pp. 13 (20 titles). - DOI: https://doi.org/10.1063/5.0130344

16. Oscillating method for monitoring the technical condition of the hydraulic cylinders of manipulator machines / A. I. Pavlov, A. A. Tarbeev, A. V. Egorov, I. A. Polyanin, S. Ya. Alibekov, A. V. Lysyannikov, Yu. F. Kaizer, T. Y. Matkerimov // Journal of Physics : Conference Series 1515 042053 (2020). - 7 p. - Bibliogr. : pp. 6-7 (20 titles). - DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1515/4/042053

17. Energy efficiency improvement of heavy-load mobile hydraulic manipulator with electronically tunable operating modes / R. Ding, J. Zhang, B. Xub, M. Cheng, M. Pan // Energy Conversion and Management 188 (2019), pp. 447-461. - Bibliogr. : pp. 460-461 (31 titles). - DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.03.023

18. Перспективная конструкция полноповоротного механизма колонны гидравлического манипулятора лесовозного автомобиля / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, В. В. Посметьев, А. А. Михайлов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции Современный лесной комплекс страны : проблемы и тренды развития ; отв. редактор А. А. Платонов. - Воронеж, 2022. - С. 57-61. - Библиогр.: с. 60-61 (6 назв.). - DOI: http://doi.org/10.58168/MFCCPTD2022_57-61. - Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49911437

19. О перспективности использования гидроцилиндров в поворотном механизме колонны гидравлического манипулятора лесовозного автопоезда / В. И. Посметьев, В. О. Никонов, А. А. Михайлов, И. О. Храпов // Инновации в автомобильном транспорте : материалы Всероссийской научно-технической конференции, Воронеж, 19-20 мая 2022 года. - Воронеж : Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова, 2022. - С. 4-9. - Библиогр. : с. 9 (7 назв.). - DOI: http://doi.org/10.34220/IRT2022_4-9. - Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48696631

20. Посметьев, В. И. О влиянии традиционных конструкций гидроманипуляторов на эффективность лесовозного автомобильного транспорта / В. И. Посметьев, В. О. Никонов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации автомобильного транспорта и пути их решения на основе перспективных технологий и научно-технических решений», 2022. - С. 24-31. - Библиогр. : с. 30-31 (9 назв.). - DOI: http://doi.org/10.58168/PRTOW2022_24-31. - Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49783991

Контент доступен под лицензией Creative Commons «С указанием авторства версии 4.0 Международная»

PDF Текст JATS XML

Главный редактор

Яковенко Наталия Владимировна

n.v.yakovenko71@gmail.com +7(919)188-92-32

3826

загрузок

Контент доступен под лицензией Creative Commons «С указанием авторства версии 4.0 Международная» Creative Commons

ГОСТ

Посметьев В. И., Никонов В. О., Посметьев В. В., Зеликов В. А., Попиков П. И., Колодий П. В., Михайлов А. А. Обоснование перспективной схемы кривошипного гидромотора для гидропривода опорно-поворотного устройства манипулятора лесовозного автопоезда // Лесотехнический журнал. 2023. №. 3. С. 180-199. DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.3/13. EDN: UUUNOQ. (дата обращения: 27.09.2026).

MLA

Посметьев Валерий Иванович, Никонов В. О., Посметьев В. В., Зеликов В. А., Попиков П. И., Колодий П. В., Михайлов А. А.. "Обоснование перспективной схемы кривошипного гидромотора для гидропривода опорно-поворотного устройства манипулятора лесовозного автопоезда." Лесотехнический журнал 13.3 (2023): 180-199. DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.3/13. EDN: UUUNOQ.

APA

Посметьев В. И., Никонов В. О., Посметьев В. В., Зеликов В. А., Попиков П. И., Колодий П. В., Михайлов А. А. (2023). Обоснование перспективной схемы кривошипного гидромотора для гидропривода опорно-поворотного устройства манипулятора лесовозного автопоезда. Лесотехнический журнал, 13(3), 180-199. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.3/13 EDN: UUUNOQ.

Chicago

Посметьев Валерий Иванович, Никонов В. О., Посметьев В. В., Зеликов В. А., Попиков П. И., Колодий П. В., Михайлов А. А.. "Обоснование перспективной схемы кривошипного гидромотора для гидропривода опорно-поворотного устройства манипулятора лесовозного автопоезда." Лесотехнический журнал 13, no. 3 (2023): 180-199. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.3/13. EDN: UUUNOQ.

WIKI

{{cite journal | author = Посметьев В. И., Никонов В. О., Посметьев В. В., Зеликов В. А., Попиков П. И., Колодий П. В., Михайлов А. А. | title = Обоснование перспективной схемы кривошипного гидромотора для гидропривода опорно-поворотного устройства манипулятора лесовозного автопоезда | journal = Лесотехнический журнал | year = 2023 | volume = 13 | issue = 3 | pages = 180-199 | doi = 10.34220/issn.2222-7962/2023.3/13 }} EDN: UUUNOQ

Скопировать

Экспорт: BibTeX EndNote RefMan RusMARC

Подтверждение