Ученые Пермского Политеха разработали самонастраивающийся ковш для экскаватора, который автоматически поддерживает нужный угол резания грунта. На изобретение уже получен патент, сообщает ПНИПУ .
При работе экскаватора важно сохранять угол резания в пределах 30–35 градусов. Если он отклоняется от этого диапазона, грунт оказывает большее сопротивление, техника расходует больше топлива, а узлы и зубья ковша быстрее изнашиваются.
Экскаваторы применяют при строительстве дорог, добыче полезных ископаемых и рытье котлованов. Ковш такой машины фактически режет грунт, поэтому положение его зубьев напрямую влияет на скорость работы, нагрузку на двигатель и срок службы оборудования.
Рекомендуем также:
- ГИБДД заглянет туда, куда раньше не смотрели: какие документы в авто могут заинтересовать инспекторов
- Пенсии начнут повышать два раза в год: почему пенсионеры почти не почувствуют прибавку
Особенно точность угла важна при разработке плотной глины, скальных пород и других прочных грунтов. Однако у большинства современных экскаваторов зубья ковша закреплены жестко и не могут автоматически подстраиваться под условия работы.
Машинист управляет стрелой, рукоятью и ковшом с помощью гидравлики. Когда все элементы движутся одновременно, угол резания постоянно меняется. Существующие решения с гидроцилиндрами позволяют поворачивать зубья, но не устраняют все проблемы.
По словам разработчиков, гидравлические системы теряют часть энергии на нагрев масла, требуют обслуживания шлангов и плохо подходят для точных микродвижений. Кроме того, датчики на стреле и рукояти не всегда показывают реальное положение ковша, поскольку под нагрузкой стрела может прогибаться, а шарниры со временем изнашиваются.
Ранее специалисты Пермского Политеха уже создали первое в России устройство для автоматической настройки угла резания с применением гидроцилиндров. Оно снижало износ техники и расход топлива, но сохраняло ограничения, связанные с гидравликой.
Новая разработка объединяет электропривод зубьев, установленный непосредственно на ковше, и радиосистему точного позиционирования. Благодаря этому экскаватор может сам поддерживать оптимальный угол резания при работе с разными типами грунта.
Студент кафедры горной электромеханики ПНИПУ Дмитрий Ковалевский пояснил, что на ковше размещается радиопередатчик, а на корпусе экскаватора — приемники. По времени прохождения сигнала блок управления рассчитывает расстояние от ковша до вращающейся платформы и определяет угол его наклона.
Такая система позволяет компьютеру видеть фактическое положение ковша даже при прогибе стрелы или износе шарниров. Одновременно датчики на ковше и зубьях передают данные о текущем угле резания.
Если показатель выходит за оптимальные 30–35 градусов, блок управления направляет команду электродвигателям на ковше. Через рычаги и тяги они поворачивают вал с зубьями и меняют угол атаки без участия машиниста.
Кандидат технических наук, доцент кафедры горной электромеханики ПНИПУ Александр Муравский отметил, что устройство помогает удерживать угол резания в нужном диапазоне даже при резких движениях стрелы и рукояти. Это снижает сопротивление грунта, уменьшает нагрузку на зубья, двигатель и гидравлическую систему, а также сокращает расход топлива и продлевает срок службы техники.
Все основные элементы разработки, включая электродвигатели, датчики и передатчик, размещаются на ковше. На платформе экскаватора находятся только приемники сигнала.
Студент кафедры горной электромеханики ПНИПУ Роман Разорвин подчеркнул, что систему можно установить на любой экскаватор без переделки существующих масляных трубок и шлангов. По его словам, отсутствие гидравлики в новом узле снижает риск протечек, перегрева масла и упрощает ремонт.
Разработка может использоваться на разных грунтах — от мягкого чернозема до скальных пород. Для строительных компаний это означает снижение простоев и экономию топлива, для горнодобывающей отрасли — повышение надежности техники, а для дорожного строительства — ускорение выполнения земляных работ.
Рекомендуем также:
- Привычка срывать сирень обернется бедой: чем опасны сломанные ветки для будущих бутонов
- Жир на животе начнет уходить не от голода: какие продукты помогают запустить похудение и вернуть легкость
- Стаж больше не гарантирует спокойную пенсию: какие годы вашей жизни могут внезапно исчезнуть из расчета после новых правил
