Обеспечение надёжности гидравлических систем строительно-дорожных машин

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Современные строительные и сельскохозяйственные машины имеют в своём составе гидравлическую систему, которая обеспечивает управление рабочим оборудованием. Надёжность и высокий ресурс работоспособности гидросистемы определяет и надёжность всей машины в целом. Значительное количество причин выхода из строя гидросистем является загрязнение рабочей жидкости продуктами износа внутренних поверхностей гидромашин, внешние загрязнители, изменение свойств рабочей жидкости. Используемые в настоящее время фильтры не всегда могут произвести очистку рабочей жидкости вовремя эксплуатации машины. Степень очистки рабочей жидкости зависит не только от тонкости фильтрации, а также и от особенностей циркуляции рабочей жидкости. В настоящее время уделяется не достаточное внимание вопросам проектирования гидросистем, в частности, взаимному расположению отдельных элементов гидросистем.

Цель работы — повышение надежности гидропривода строительных и сельскохозяйственных машин за счет оценки и предотвращения возможности формирования не полной циркуляции рабочей жидкости.

Методы. Объектом исследования выступает гидросистема, в которой установлен гидроцилиндр. Для оценки циркуляции рабочей жидкости по гидролиниям гидросистемы при работе гидроцилиндра использовали гидроцилиндр с диаметром поршня 100 мм, рукава высокого давления с внутренним диаметром 8 мм и длиной от 0,7 м до 8 м. В гидросистему для очистки рабочей жидкости был предусмотрен фильтр, который был установлен на сливной магистрали. Оценка была произведена расчетным методом.

Результаты. Установлено, что на качество очистки рабочей жидкости гидросистем при использовании в них гидроцилиндров влияет соотношение объемов в поршневой и штоковой полости к объёмам в гидролиниях, которые подходят к данным полостям от распределителя. Для проверки возможности полной очистки рабочей жидкости использовался коэффициент удаленности. Предложено несколько технических решений позволяющих исключить формирования зон, в которых не происходит полная циркуляция рабочей жидкости

Заключение. Надёжность гидросистем строительных и сельскохозяйственных машин можно повысить за счет улучшения циркуляции рабочей жидкости. Для этого необходимо при проектировании гидравлических систем заранее учитывать особенности циркуляции рабочей жидкости от гидродвигателей до распределителей.

Об авторах

Константин Георгиевич Пугин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет; Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д.Н. Прянишникова

Email: 123zzz@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-1768-8177
SPIN-код: 7972-1668

д-р техн. наук, доцент

Россия, Пермь; Пермь

Ильнур Эльмарович Шаякбаров

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilnur199459@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-8829-2901
SPIN-код: 6547-2428

старший преподаватель

Россия, Пермь

Список литературы

  1. Pugin KG, Shajakbarov IJe. Improving the reliability of hydraulic systems of construction and road machines operated in the winter period in the Arctic zone of the Russian Federation. Bulletin of the Saint Petersburg State University of Technology and Design. Series 1: Natural and technical sciences. 2022;(1):154–162. (In Russ.) doi: 10.46418/2079-8199_2022_1_23
  2. Maslov NA. Analysis of failures of plastic hydraulic machines of railway equipment caused by contamination of solid particles, dehydration, oil humidity and use of non-solid oils. Bulletin of the Siberian State Transport University. 2017;(3):55–64. (In Russ.) EDN: ZSMGZD
  3. Kotomchin AN, Kornejchuk NI. The influence of operating conditions of road construction machines and specialized vehicles on the service life of their components and assemblies. Technical service of machines. 2019:(2):135–142. (In Russ.) EDN: QWSLRJ
  4. P’janzov SV. Methodology for dynamic assessment of technical condition of volumetric hydraulic drives. News of the Saint Petersburg State Agrarian University. 2019;(2):184–191. (In Russ.) doi: 10.24411/2078-1318-2019-12184
  5. Sazonova, SA. Evaluation of the reliability of hydraulic systems based on performance indicators. Bulletin of the Voronezh Institute of High Technologies. 2016;(1):37–39. (In Russ.) EDN: WJKOMH
  6. Fedorov VK, Ivanov SP. Improving the reliability of hydraulic drives for road construction machines. Construction and road machinery. 2021;(2):12–17. (In Russ.) doi: 10.31044/1684-2561-2022-0-10-31-34
  7. Miller AP. Improving the reliability of hydraulic systems of construction and road machinery. Transport. Transport facilities. Ecology. 2020;(4):45–51. (In Russ.) doi: 10.15593/24111678/2020.04.05
  8. Ng F, Harding JA, Glass J. Improving hydraulic excavator performance through in line hydraulic oil contamination monitoring. Mechanical Systems and Signal Processing. 2017;(83):176–193. doi: 10.1016/j.ymssp.2016.06.006
  9. Cheng ChF, Rashidi A, Davenport MA, Anderson DV. Activity analysis of construction equipment using audio signals and support vector machines, Automation in construction. 2017;81:240–253. doi: 10.1016/j.autcon.2017.06.005
  10. Avrunin G.A., Moroz I.I. Analysis of the use of working fluids in volumetric hydraulic drives of mobile machines. Bulletin of the National Technical University “Kharkiv Polytechnic University”. 2018;38:73–80. EDN: NUUAVP
  11. Aliboev BA. Reliability of tractor hydraulic systems in the context of the cleanliness of the working fluid. Tractors and agricultural machinery. 2015;(6):26–29. (In Russ.) EDN: TXOXZZ
  12. Savić V., Knežević D., Lovrec D., et al. Determination of pressure losses in hydraulic pipeline systems by considering temperature and pressure. Strojniškivestnik – Journal of Mechanical Engineering. 2009;55(4):237–243.
  13. Reliability-based maintenance scheduling of hydraulic system of rotary drilling machines / Mohammad Javad Rahimdel, Mohammad Ataei, Reza Khalokakaei, Seyed Hadi Hoseinie. International Journal of Mining Science and Technology. 2013;23(5):771–775. doi: 10.1016/j.ijmst.2013.08.023
  14. Sliwinski P. The methodology of design of axial clearances compensation unit in hydraulic satellite displacement machine and their experimental verification. Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2019;19(4):1163–1182. doi: 10.1016/j.acme.2019.04.003
  15. Addison A, Vacca A, Cristofori D. Active Vibration Damping in Hydraulic Construction Machinery. Procedia Engineering. 2017;176:514–528. doi: 10.1016/j.proeng.2017.02.351
  16. Energy saving of cutterhead hydraulic drive system of shield tunneling machine / Hu Shi, Huayong Yang, Guofang Gong, Huaiyin Liu, Dianqing Hou. Automation in Construction. 2014;37:11–21. doi: 10.1016/j.autcon.2013.09.002
  17. Muraki M, Kinbara E, Konishi T. A laboratory simulation for stick-slip phenomena on the hydraulic cylinder of a construction machine. Tribology international. 2003;36(10):739–744. doi: 10.1016/S0301-679X(03)00054-9
  18. Min’ NCh. Improving the reliability of hydraulic systems of construction machines using remote diagnostics. Gruzovik. 2022;(11):32–34. (In Russ.) doi: 10.36652/1684-1298-2022-11-32-34
  19. Zorin VA, Min’ NCh, Nefelov IS. Improving the reliability of hydraulic systems of construction machines using technical diagnostics methods. Vestnik MADI. 2020;(3):24–30. (In Russ.) EDN: WLLLJA

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Гидравлическая схема с гидроцилиндром: Б — гидробак; Н — насос, Р — гидрораспределитель, НЛ — напорная гидролиния, Ц — гидроцилиндр, СЛ — сливная гидролиния, Ф — фильтр, КП1 и КП2 — предохранительные клапаны; V1 — объём жидкости в напорной гидролинии, V2 — объём жидкости в сливной гидролинии, V3 — объём поршневой полости гидроцилиндра; V4 — объём штоковой полости гидроцилиндра.

Скачать (69KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Гидроцилиндр при выдвижении штока.

Скачать (128KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Гидроцилиндр при втягивании штока.

Скачать (166KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Установка дополнительных фильтрующих элементов: 1 — гидроцилиндр; 2 — обратные клапана; 3 — фильтрующие элементы.

Скачать (36KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Изменение месторасположения органа управления: 1 — напорная линия; 2 — сливная линия, 3 — гидрораспределитель; 4 — гидроцилиндр.

Скачать (55KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».