ESTIMATING THEINFLUENCE OF DYNAMICAL CHARACTERISTICS ON THE ACCURACY OF EARTHWORKS PERFORMED BY A POWER SHOVELUSED TO DEVELOP PRECISION FARMING PLOTS

According to the previously developed mathematical model that determines the accuracy parameters of land works, the authors have made an analysis of the accuracy of performed works taking into account cutting forces. The former mathematical model of the working mechanism of the Chetra EGP-230 power shovel actuatorhas been supplemented by dynamic characteristics. A working processcyclogram has been designed, and basing on it, an influence of each hydraulic cylinder of the working mechanism on the accuracy of a longitudinal profile of the developed trench bottom has beenevaluated. The authors have also estimated the value deviation of the generalized input coordinate from the time determined by the hydraulic cylinder rod displacement under the action of forces as well as from the theoretical value specified by the control action. The found discrepancy of displacements along the generalized coordinate from the hydraulic cylinder rod and the theoretical control action also affects the coordinates of the output impact on the cutting edge of the working mechanism bucket. The coordinatevalues of the input and output effects, taking account of the dynamic characteristics of the working mechanism and a possible delay in the hydraulic drive action, can significantly differ from the theoretical values, which inevitably leads to the inaccuracy of excavation works, thus being an additional source of errors in the shape of a longitudinal profile of the trench bottom. If the dynamic characteristics of the working mechanism are taken into account, the difference between the specified and actual positions is 0.0892 m. In the meanwhile, total dynamic error in the cutting edge position of the working mechanism bucket, taking account of cutting forces and a possible delay of the hydraulic drive action, is 0.1176 m. The value obtained exceeds the required value (0.05 m) in more than 2 times. Basing on the simulation results, it has been found that the compliance of all elements with technical requirements does not guarantee the compliance with the required accuracy of the output element (shovel) movement.It means that an insufficient amount ofearthat the trench bottom may exceed the required value (0.05 m), or increased excavation may be done, so further land reclamation worksmay become impossible.

одноковшовый экскаватор, математическая модель, система управления, циклограмма, сила резания, точность, точное земледелие, power shovel, mathematical model, automatic control system, cyclogram, cutting force, precision, precision agriculture

1. СП 100.13330.2011. Мелиоративные системы и сооружения. М.: Росстандарт, 2015. 146 с.

2. Щербаков В.С., Сухарев Р.Ю. Совершенствование системы управления рабочим органом цепного траншейного экскаватора: Монография Омск: СибАДИ, 2011. 152 с.

3. Мещеряков В.А. Адаптивное управление рабочими процессами землеройно-транспортных машин: Дис. … докт. техн. наук. Омск: СибАДИ, 2007. 304 с.

4. Шеховцова Д.А. Методика определения погрешности информационно-измерительных устройств для системы управления глубиной копания одноковшовым экскаватором // Вестник СибАДИ. 2014. № 3 (37). С. 34-39.

5. Баловнев В.И., Зеленин А.Н., Керов И.П. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение, 1975. 422 с.

6. Подчасов О.В., Подчасов Е.О., Терентьева А.Д. Анализ возможности применения одноковшового экскаватора при разработке участков точного земледелия // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина. 2018. № 1 (83). С. 26-33. DOI: 10.26897/1728-7936-2018-1-26-33.

7. Терентьева А.Д. Анализ точности перемещения рабочего органа одноковшового экскаватора // Теория механизмов и машин. 2016. Т. 14. № 4 (32). С. 218-228.

8. Тимофеев Г.А. Теория механизмов и машин: Учебник и практикум для СПО. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Юрайт, 2016. 429 с.

9. Павлов В.П. Методология автоматизированного проектирования рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов. Дис. ... докт. техн. наук. Красноярск, 2011. 349 с.

10. Щербаков И.С. Система автоматизации моделирования одноковшового экскаватора с гидроприводом. Дис … канд. техн. наук. Омск, СибАДИ, 2006. 179 с.

11. Подчасов Е.О., Терентьева А.Д. Анализ возможности применения одноковшового экскаватора при прокладке коммуникаций // Международная научная конференция «Фундаментальные и прикладные задачи механики». 24-27 октября 2017 г. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. С. 141-142.

12. Подчасов Е.О., Терентьева А.Д. Анализ точности работ, производимых рабочим механизмом одноковшового экскаватора // Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. № 8 (68). DOI: 10.18698/2308-6033-2017-8-1654.

13. Наземцев А.С. Пневматические и гидравлические приводы и системы. Часть 2. Гидравлические приводы и системы. Основы: Учебное пособие. М.: ФОРУМ, 2007. 304 с.

14. Щербаков В.С., Сухарев Р.Ю. Совершенствование системы управления рабочим органом цепного траншейного экскаватора: Монография. Омск: СибАДИ, 2011. 152 с.