РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГРУЗОВОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МАШИНЫ С КРАНО-МАНИПУЛЯТОРНОЙ УСТАНОВКОЙ
Abstract
В статье представлены результаты оценки устойчивости проектируемой транспортно-технологической машины, в задней части которой установлена КМУ установка «Hiab» 550 при подъеме груза. Цель исследования – научное обоснование конструктивных параметров машины, теоретическое определение запаса устойчивости крано-манипуляторной установки при различных режимах работы и подтверждение полученных результатов экспериментальными исследованиями. Поскольку технологические машины широко используются в сельском хозяйстве, строительстве и других отраслях производства, существует высокая вероятность возникновения в процессе их эксплуатации опрокидывания, повреждения конструктивных элементов и других аварийных ситуаций. В связи с этим была проведена комплексная оценка показателей грузоподъемности и устойчивости машины для обеспечения ее эксплуатационной безопасности. В ходе исследования были выполнены теоретические расчеты различных грузовых масс, рабочих радиусов стрелы и углов подъема с учетом конструктивных особенностей машины, массовых характеристик, расположения центра тяжести и схемы монтажа крано-манипуляторной установки на основе действующих нормативно технических требований. С целью определения взаимодействия факторов, влияющих на фонд устойчивости, был использован метод планирования многофакторного эксперимента, составлен матричный план и получены регрессионные уравнения. На основе полученных математических моделей построены трехмерные графические модели, описывающие законы изменения запаса устойчивости при рабочем радиусе стрелы, массе поднимаемого груза и углах подъема стрелы 25°, 45° и 65°. С целью оценки надежности теоретических расчетов проводились полевые экспериментальные испытания, результаты которых сравнивались с расчетными данными. Сравнительный анализ показал наличие высокого соответствия между теоретическими и экспериментальными результатами, что подтвердило правильность и эффективность применения предложенной методики расчета. По результатам исследования установлено, что в режиме работы E–F показатели устойчивости транспортно-технологической машины превышают нормативные требования и машина безопасна в эксплуатации. А в рабочем режиме E–C установлено, что запас устойчивости ниже нормативного значения, и в этом случае обоснован повышенный риск опрокидывания при эксплуатации машины и необходимость применения дополнительных конструктивных или технологических мер безопасности. Ключевые слова: проектирование, трехмерная модель, транспортно технологическая машина, крано-манипуляторная установка, коэффициент грузовой устойчивости, коэффициент на запас устойчивости, ребро опрокидывания, грузовысотная характеристика.