МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ГИДРОПРИВОДА МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ЛЕСНОГО МАНИПУЛЯТОРА

В настоящее время в России принят курс на создание конкурентоспособных машин и оборудования. Это относится и к мобильным лесозаготовительным машинам манипуляторного типа. Поэтому проектирование и создание лесных манипуляторов с энергосберегающим гидроприводом является актуальной задачей. Приведен анализ исследований технологических, динамических и кинематических характеристик машин манипуляторного типа. Представлена новая гидрокинематическая схема механизма подъема стрелы с системой рекуперации энергии в пуско-тормозных режимах. Разработана математическая модель процесса подъема стрелы, описываемая системой нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. Вследствие нелинейности решить задачу в явном виде невозможно, поэтому применяется метод конечных разностей, в котором все производные заменяются соответствующими разностными аналогами. Тем самым, исходная система сводится к системе рекуррентных соотношений второго порядка. Для решения соотношений применяются методы теории операторов, функционального анализа. Искомые функции найдены в виде совокупности точек в узлах разбиения отрезка по времени. Предварительные расчеты с использованием программы  MathCad показали, что подключение энергосберегающего демпфирующего устройства в гидропривод механизма подъема стрелы позволяет снизить пиковое давление в гидролинии поршневой полости гидроцилиндра при переходных режимах в 1,5-1,6 раза. Экспериментальные исследования,  проведенные на лабораторном стендовом гидроманипуляторе,  позволили получить статистические данные анализа давления системы без аккумулятора и с аккумулятором, а также величину запасаемой энергия за один цикл, которая составила около 30%. Математическая модель представленного энергосберегающего гидропривода лесного гидроманипулятора показывает принципиальную возможность реализации принципа энергосбережения при пуско-тормозных режимах погрузочно-разгрузочных работ. Снижение динамической нагруженности и энергоемкости рабочих процессов механизма подъема стрелы лесного манипулятора путем обоснования параметров энергосберегающего демпфирующего устройства гидропривода позволяет повысить надежность манипулятора, уменьшить энергозатраты, а также время простоев в ремонте из-за выхода из строя гидр оборудования. Полученные результаты могут использоваться при проектировании рекуперативных систем другого грузоподъемного оборудования в строительстве и сельском хозяйстве.