Повышение надежности работы гидроманипулятора за счет снижения динамических нагрузок

Abstract

Гидравлические манипуляторы являются универсальными подъемно- транспортными средствами с перспективными возможностями применения в строительстве, лесной промышленности, сельском хозяйстве и в других сферах деятельности человека. При работе подобных машин в их конструкциях возникают сложные колебательные процессы, которые в последствии приводят к разрушениям механизмов и конструкции манипулятора. Именно поэтому металлоконструкция и многие механизмы приводи манипуляторов проектируются со значительными коэффициентами запаса, что в дальнейшем приводит к увеличению массово-габаритных параметров данных машин. Для обеспечения повышенной надежности манипулятора предлагается использовать «умное» управление, которое будет минимизировать колебательные процессы в системах манипулятора и его металлоконструкции. Снижение колебаний приведет к повышению надежности. Сущность «умного» управления состоит в применении оптимальных законов изменения перемещения, скорости и ускорения поршня приводного гидроцилиндра. В статье рассматривается сравнение неоптимального ручного и оптимального рывкового закона управления, который получен путем минимизации функционала с подынтегральной функцией «энергии» рывков. Проведенные экспериментальные исследования показали эффективность оптимального управления, что позволяет на 18,8% увеличить ресурс металлоконструкции манипулятора.

Hydraulic manipulators are universal lifting and transport means with promising applications in construction, forestry, agriculture and other areas of human activity. When such machines work in their constructions, complex oscillatory processes arise, which subsequently lead to destruction of the mechanisms and design of the manipulator. That is why the metalwork and many mechanisms lead manipulators is designed with significant stock factors, which sub sequently leads to an increase in the mass-dimensional parameters of these machines. To provide increased reliability of the manipulator it is proposed to use "smart" control, which will minimize oscillatory processes in the manipulator systems and its metal structures. Reducing fluctuations will lead to increased reliability. The essence of "smart" control is the application of the optimal laws of change of move ment, speed and acceleration of the piston of the drive hydraulic cylinder. The article considers a comparison of the non-optimal manual and optimal jerky control law, which is obtained by minimizing the functional with the integrand of the "energy" jerking. The conducted experimental researches have shown the efficiency of the optimal control, which allows increasing the lifetime of the metalwork of the manipulator by 18.8%.