Произведен анализ точности возможного производства земельных работ, производимых одноковшовыми экскаваторами. Оценка точности производства работ рабочим механизмом проведена на математической модели рабочего механизма ввиду возможностей уточнения модели другими параметрами, влияющими на точность, для дальнейших исследований. Построена кинематическая модель рабочего механизма для отечественного гусеничного экскаватора Четра ЭГП-230, создана ее математическая модель для проведения настоящих исследований кинематической точности рабочего механизма с возможностью проведения дальнейших расчетов точности с учетом динамических характеристик. Для оценки точности влияния каждого из гидроцилиндров рабочего механизма на точность положения режущей кромки ковша построены рабочая область и зона обслуживания. Построена область возможных положений режущей кромки ковша с учетом погрешностей изготовления звеньев. При исследовании точности кинематической цепи рабочего механизма классическим методом «максимума-минимума» область возможных положений составляет 20,6 мм по вертикальной координате. Однако при других сочетаниях погрешностей выполнения звеньев область возможных положений составляет 133,5 мм по вертикальной координате, что в несколько раз превышает регламентируемое СНиП значение 50 мм. Исследовано влияние погрешностей перемещения штоков гидроцилиндров на положение режущей кромки ковша в зоне облуживания. При разработке траншеи глубиной до 2,5 м погрешность положения режущей кромки ковша рабочего механизма экскаватора с учетом погрешностей перемещения штоков гидроцилиндров может составлять от 10 до 20 мм, а при разработке более глубокой траншеи погрешность положения режущей кромки составляет не более 10 мм. Произведены оценки геометрической погрешности перемещения рабочего механизма и погрешности перемещения рабочего механизма с учетом погрешности перемещения штоков. По результатам моделирования выявлено, что соответствие всех звеньев техническим требованиям не гарантирует соблюдения требуемой точности перемещения выходного звена кинематической цепи, а значит, недобор грунта в основании траншеи может превысить требуемое значение 0,05 м либо возможна увеличенная выемка грунта, что приведет к невозможности прокладки мелиоративных систем.
The authors have made an analysis of the accuracy of earthworks carried out by single-bucket excavators. The accuracy of works carried out by the working mechanism is estimated basing on the mathematical model of the working mechanism with account of possible influence of other parameters in terms of further research. The paper provides the design of a kinematic model of the working mechanism for the domestic caterpillar excavator Chetra EGP-230, outlines its mathematical model intended to estimate the kinematic accuracy of the working mechanism providing for further accuracy calculations with account of dynamic characteristics. To assess the influence accuracy of each hydraulic cylinder of the working mechanism on the position accuracy of the bucket cutting edge, a working area and a service area have been constructed. The range of possible positions of the bucket cutting edge has been calculated with account of errors in the manufacturing of links. When investigating the kinematic chain accuracy of the working mechanism using the classical "maximum-minimum" method, the range of possible positions accounts for 20.6 mm along the vertical coordinate. However, with other combinations of errors in the manufacturing of links, the range of possible positions accounts for 133.5 mm along the vertical coordinate, which is several times higher than the regulated SNiP (Construction Rules and Regulations) value of 50 mm. The authors have studied the influence of errors in the travelling of hydraulic cylinder rods on the position of the bucket cutting edge in the service area. In making a trench up to 2.5 m deep, the position error of the bucket cutting edge of the excavator’s working mechanism, with account of the errors in the travelling of hydraulic cylinder rods, can vary from 10 to 20 mm, and for a deeper trench, the position error of the cutting edge is less than 10 mm. The authors have estimated the geometrical error in the working mechanism displacement and the error in the working mechanism displacement with account of the error in the travelling of rods. Basing on the simulation results, it has been found that the compliance of all links with technical requirements does not guarantee the compliance with the required accuracy of the displacement of the output link of a kinematic chain, which means that insufficient soil amount at the trench base may exceed the required value of 0.05 m, or there is a possibility of increased soil excavation, which could make the development of reclamation systems impossible.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.