Разработка динамической модели фронтального погрузчика для анализа эксплуатационных свойств и определения нагрузок, действующих на его элементы

Обоснование. Для фронтальных погрузчиков важно минимизировать энергозатраты при выполнении погрузочно-разгрузочных работ. Для обеспечения конкурентных свойств при заданном времени складывания звеньев, подъема и при достаточной мощности приводов рулевого управления и управления стрелой и ковшом. Это требование существенно влияет на автономность, универсальность и в конечном итоге на экономическую эффективность работ при погрузке – разгрузке.

Цель работы – разработка динамической модели фронтального погрузчика для определения различных эксплуатационных свойств и нагрузок в шарнирах при работе в заданных нагрузочных режимах.

Материалы и методы. Динамическая модель разработана, и выполнено моделирование ее работы в системе расчета динамики связанных тел. Математическая модель включает в себя все основные элементы фронтального погрузчика: ведущие мосты, ДВС, генератор, гидроцилиндры рулевого управления, груз, ковш, задний мост, кабину, колеса, механизм подъема и опрокидывания ковша, несущую систему, опорную поверхность, ТЭД привода ведущих колес. Моделирование элементов выполнено с помощью графических примитивов, шарниров и силовых из стандартной библиотеки приложения по расчету динамики связанных тел.

Результаты. В работе представлено описание математической модели фронтального погрузчика, выполненной в приложении по расчету связанных тел. Представлен типовой список нагрузочных режимов и показаны примеры и результаты моделирования. Показаны возможные сферы использования описанной математической модели.

Заключение. Разработанная динамическая модель фронтального погрузчика позволяет на ранних стадиях проектирования провести анализ различных конструкторских решений, таких как модель и количество электродвигателей, кинематика механизма подъема и опрокидывания ковша, кинематика рулевого управления и т. п. на затраты энергии на выполнение типичных операций. Кроме того, разработанная динамическая модель позволяет определять нагрузки в шарнирах и силовых связях, которые можно использовать при выполнении прочностных расчетов или при подборе компонентов погрузчика.