CC BY
9
15. Патент 2271243 РФ. Способ смешения сыпучих компонентов и устройство для его реализации / А.Н. Лукаш, А.В. Евсеев, Т.А. Овчинникова, К.В. Власов, О.В.Карпухина. Опубл. 10.03.06. Бюл. №7.
16. Патент 2707998 РФ. Способ получения смеси из сыпучих компонентов и устройство для его осуществления / А.В. Евсеев. Опубл. 03.12.19. Бюл. №34.
17. Официальный сайт компании «Buhler» [Электронный ресурс] URL: https://former.buhlergroup.com/europe/ru/9869.html (дата обращения: 18.10.2022).
18. Официальный сайт компании «Gericke» [Электронный ресурс] URL: https://www.gerickegroup.com/contact/russia (дата обращения: 18.10.2022).
19. Каталог смесительного оборудования компании «АЙРИХ» [Электронный ресурс] URL: https://www.eirich.ru/ru/tekhnologiia/smesitelnoe-oborudovanie (дата обращения: 18.10.2022).
Юраскова Ирина Андреевна, аспирант, yuraskova. ira@yyandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
CLASSIFICATION OF METHODS OF PREPARING HETEROGENEOUS MIXTURES AND EQUIPMENT
FOR THEIR IMPLEMENTATION
I.A. Yuraskova
The work involves mixtures of structures of mixing equipment and particle flows inside the mixers. The preparation of heterogeneous mixtures was analyzed. The advantage of abandoning traditional blending technologies is expected.
Key words: heterogeneous mixture, component, mixing, mixer, deterministic formation of homogeneity.
Yuraskova Irina Andreevna, postgraduate, yuraskova. ira@,yandex. ru, Russia, Tula, Tula State
University
УДК 623.437.3.093; 629.03; 629.36 DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-485-492
КОМПЛЕКСНАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ ШАССИ ДВУХЗВЕННОГО ГУСЕНИЧНОГО
ТРАНСПОРТЕРА
Р.Ю. Добрецов, Юньфэн Шэнь, А.А. Лучинович, В.А. Соколова, А.А. Ореховская, Р.Р. Загидуллин, А.А. Иванов
Рассматривается вопрос модернизации шасси двухзвенного гусеничного транспортера путем применения электромеханического привода секций. В качестве прототипа выбрано шасси транспортеров серии ДТ с механической трансмиссией, серийно выпускаемое в Российской Федерации. Предлагаемая схема гибридной силовой установки может быть определена, как вариант параллельно-последовательного гибрида. Актуальность концепции определена ожиданием появления эксплуатационных преимуществ (повышение надежности, маневренности и управляемости, проходимости, тягово-динамических свойств шасси и экономичности), которые позволят интегрировать такие машины в транспортные системы регионов со слабо развитой инфраструктурой дорожной сети и распространением труднопроходимых участков местности. Предлагаемый комплекс мер по модернизации позволяет сохранить возможность применения двухзвенных транспортеров на грунтах с низкой несущей способностью, на бездорожье, в климатических условиях Дальнего Востока, Крайнего Севера, Арктики и Антарктики. Сохраняется возможность движения машины наплаву. Модернизация может быть осуществлена в заводских условиях с использованием компонент, производимых в Российской Федерации и технологий, освоенных российской промышленностью.
Ключевые слова: устойчивость, управляемость, подвижность, сочлененные гусеничные машины, Дальний Восток, Крайний Север, Арктика и Антарктика.
Регионы Дальнего Востока и Крайнего Севера традиционно характеризуются слабым развитием инфраструктуры и системными проблемами эффективности управления наземным транспортом. Слабо развитая дорожная сеть и типичные характеристики местности (обводненные территории, болота второго и третьего типов, грунты со слабым поверхностным слоем) заставляют в весенне-летний период для доставки важных грузов использовать специальные транспортные средства сверхвысокой проходимости. При этом наибольшую эффективность в условиях бездорожья показывают плавающие двухзвенные
485
гусеничные транспортеры, в России представленные машинами серии ДТ [1]. Транспортеры используются для перевозки пассажиров и грузов, в том числе на системной основе (например, доставка труб при строительстве газо- и нефтепроводов). Однако, при высоких показателях проходимости на местности такие машины обладают существенными недостатками, препятствующими интеграции в транспортные системы: высокая себестоимость эксплуатации (в первую очередь, связанная с высоким расходом топлива) и разрушительное влияние на экологические системы (высокий уровень эмиссии вредных веществ, механическое разрушение поверхности движения и др. [2]). Поэтому актуальным является вопрос о комплексной модернизации серийных двухзвенных гусеничных транспортеров, которая позволила бы эффективно использовать их для организации систематически функционирующей транспортной сети.
При работе над проблемой использовались следующие основные литературные источники.
Классические и осовремененные монографии по теории движения гусеничных машин [3,4,5,6]. Особое внимание уделено математическому описанию процесса поворота и анализу работы гусеничного движителя.
Труды в области проектирования гусеничных машин [7,8,9,10] - анализировались подходы к проектированию двухпоточных трансмиссий и ходовой части.
Научные работы по вопросам теории и проектирования гибридных силовых установок транспортных машин [11,12,13,14] анализировались с целью выбора стратегии построения максимально надежной и простой схемы гибридной силовой установки и трансмиссии.
Кроме того, использованы современные публикации, связанные с вопросами снижения токсичности выбросов тепловых двигателей [15], исследований в области проектирования электромеханических трансмиссий транспортных и транспортно-тяговых машин [16,17,18,19,20,21,22,23,24], теории гусеничного движителя [2,25,26], частными вопросами проектирования шасси двухзвенных машин [27,28] и др.
Постановка задачи. На основе анализа конструкции машины, специфики условий ее движения, современных и традиционных литературных источников в области теории и проектирования гусеничных машин, сформулированы следующие задачи.
1. Предложить структурную схему гибридной силовой установки и трансмиссии, обеспечивающих снижение расхода топлива, улучшение управляемости и тягово-динамических свойств шасси.
2. Предложить комплекс решений, направленных на снижение ущерба, наносимого транспортным средством окружающей среде.
Результаты теоретических исследований. Представляется возможным рассмотреть использование гибридного привода для двухсекционной гусеничной машины. Предпосылкой к этому представляются опыт работы над электромеханическими («гибридными») трансмиссиями и силовыми установками (в отечественной промышленности - трактор ДЭТ-250 и транспортер «Крымск», в зарубежной - германские бронетранспортер «Пума» и прототип «LuWa»; разработки отечественной промышленности, применимые при создании электромеханических трансмиссий гусеничных машин представлены, например, в сборнике докладов, содержащих уже упомянутую работу [14]).
Первый вариант - использование электромеханической трансмиссии для привода заднего звена. Такая концепция позволит упростить конструкцию сцепного устройства и минимизировать измерения в конструкции переднего звена (представляется возможным ограничиться установкой генератора и размещением накопителя электрической энергии).
Второй вариант - применение дополнительно электромеханической (гибридной) трансмиссии для переднего звена (по аналогии с предложениями, рассмотренными в работах [14,17,18,19,20,21]). Этот вариант предусматривает дублирование механического и электромеханического привода движителя передней секции, разгрузку (и дублирование функций в случае аварии) гидравлического привода механизма поворота, возможность автономной работы передней секции (например, при необходимости эвакуации в критической ситуации). Выбор данного варианта ведет к усложнению трансмиссии переднего звена и, соответственно, росту стоимости изделия.
В обоих случаях тепловой двигатель (ТД) обеспечивает выработку энергии, обеспечивающей движение машины. Таким образом, решение можно отнести к группе «гибридов параллельно-последовательного типа», см. работы [14,16,21] (чаще рассматривается «последовательный гибрид», когда вся энергия теплового двигателя преобразуется в электрическую, а затем используется или запасается). Интерес представляет и возможность оптимизации использования этой энергии за счет разработки алгоритмов управления электромеханической трансмиссией, накопителями энергии и силовой установкой. В теоретической постановке такая проблема может быть рассмотрена и решена на современном уровне. Трудности в большей степени представляет изготовление и испытание образца.
В обоих случаях привод на ведущие колеса второй секции реализован с помощью тягового электродвигателя (ТЭД), работающем с коробкой диапазонов, бортовые фрикционы (от последних можно отказаться, предусмотрев нейтраль в коробке диапазонов) и бортовые редукторы. Задняя секция может работать в ведомом режиме, но специфика работы гусеничного движителя [25] указывает на преимущества использования именно ведущего режима.
Расположение ведущих колес (заднее или переднее) для задней секции выбирается исходя из назначения машины, так как эффективность работы движителя зависит от специфики распределения нормальных реакций на опорной поверхности [26] и характерных значений тяговых сил [6].
Наличие двух передач в коробке диапазонов, работающей с ТЭД секции, позволит снизить габариты и массу электродвигателя, но подразумевает использование системы автоматического управления электродвигателем и коробкой.
Привод ТЭД целесообразно осуществлять от бортовой сети высокого напряжения (например, на бронетранспортере «Пума» использовано бортовое напряжение 750В).
Накопитель энергии должен располагаться в секции транспортера, в которой расположен и ТЭД. Емкость накопителя определяется требованиями к продолжительности автономной работы шасси при неработающем тепловом двигателе, но режим электродвижения выступает, как резервный.
В настоящий момент представляется, что наилучшими габаритно-массовыми характеристиками при прочих равных условиях будут обладать накопители на основе суперконденсаторов [24]. В качестве базового решения может быть использован комплект свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.
Основным источником энергии для шасси является ТД (традиционно - дизель). Его максимальная мощность может быть оценена без учета аэродинамической составляющей сопротивления движению по традиционной для теории движения гусеничных машин методике, изложенной, например, в работе [3]:
Ме/ ■ V
N = N + N = к _ тт тах .
-"тд тэд "-дт
л Л Л
1хч 1тр 1му
Здесь: N - мощность теплового двигателя (дизеля); Д - доля мощности теплового двигателя, расходуемая на привод передней секции; N - суммарная мощность ТЭД секций; кД = 1,10...1,15 - поправочный коэффициент; М - полная масса транспортного средства; е - ускорение свободного падения;
- минимальное значение коэффициента сопротивления качению (сухая грунтовая дорога или асфальт, бетон); Vmax - максимальная скорость; лхч, Лтр и лму - значения КПД ходовой части, трансмиссии и моторной установки на скорости Vmax.
Мощность теплового двигателя транспортеров серии ДТ-10 и ДТ-30 составляет, соответственно, 521,9 и 574,0 кВт. Максимальная скорость движения по суше достигает 37 км/ч.
При движении машины с максимальной скоростью КПД ходовой части существенно падает. Потери в ходовой части могут ограничивать скорость движения. Если принять, согласно традиционным рекомендациям [3] значения л = 0,85.0,90 и л л = 0,85.0,90, значение лхч находится в пределах
0,20.0,30.
Для современной механической и электромеханической трансмиссий КПД на режиме максимальной скорости различаются в пределах 5.8%, поэтому предлагаемую зависимость представляется возможным использовать при оценочных расчетах.
При построении алгоритмов управления бортовой энергетической системой следует учесть, что на режиме максимальной мощности ТЭД секций будут получать энергию и от бортового накопителя.
Мощность ТЭД задней секции, как и при проектировании привода активного колесного прицепа, описанного в работе [16], выбирается из условия возможности обеспечения самопередвижения задней секции:
N = т<е/тт^тах .
ТЭД2 _
ЛхчЛэм
В этой зависимости: т - масса задней секции; лэм - КПД электромеханической трансмиссии задней секции. Поправочный коэффициент (по аналогии с предыдущей зависимостью) не вводится, поскольку современные электродвигатели допускают перегрузку.
При значении лхч= 0,20.0,30 суммарная мощность ТЭД задней секции не превышает 200 кВт.
Модернизация трансмиссии передней секции подразумевает создание двухпоточной электромеханической (гибридной) трансмиссии, в которой ТЭД или обратимая электрическая машина входит в состав параллельной ветви механизма поворота.
На рис. 1 приведена схема двухпоточной трансмиссии переднего звена. Параллельный поток мощности запитывается от ТЭД, который получает энергию от накопителя 8. Накопитель, в свою очередь, заряжается от генератора 9, который приводится в действие от теплового двигателя или коробки передач 3.
Двухпоточные механизмы в трансмиссиях транспортных гусеничных машин известны давно, вопросы их проектирования и анализа силовых и кинематических особенностей изучены и опубликованы в фундаментальных литературных источниках [3,4,5,7]. Однако, проблема использования таких трансмиссий для гибридных силовых установок (ГСУ) до последнего времени по-видимому не рассматривалась.
Такой механизм функционирует аналогично гибридному механизму распределения мощности [22]. При прямолинейном движении в механизме поворота (см. рис. 1) включен фрикцион Ся. Для перераспределения мощности по бортам в режиме поворота включается тормоз Тя. При этом нет необходи-
мости использовать этот элемент управления в режиме буксования [23], поворот во всем диапазоне радиусов происходит за счет мощности ТЭД. Для снижения габаритов ТЭД предусмотрена коробка диапазонов 11. Рассмотренный принцип построения трансмиссии актуален для быстроходных гусеничных машин массой 8-30 т.
Т?т
тт
Ъ777?Х То
и
п
ХУМ*
ЛУ7777? То
А
V////,
Рис. 1. Упрощенная кинематическая схема трансмиссии звена с тепловым двигателем: 1 - привод от ДВС; 2 - соединительный механизм (может отсутствовать); 3 - центральная коробка передач; 4 - редуктор суммирующий планетарный; 5 - управляемый дифференциал; 6 - бортовой редуктор; 7 - подвод мощности к ведущим колесам; 8 - бортовой накопитель энергии; 9 - тяговый электрогенератор; 10 - тяговый электродвигатель или обратимая электрическая машина; 11 - коробка диапазонов;То - остановочный тормоз; Ск и Тк - элементы управления дифференциала
Режимы работы трансмиссии представлены в таблице.
Режимы работы механизма распределения мощности
Номер режима Включенные элементы управления Относительный радиус поворота Комментарии
1 Тя , Ся да Устойчивое прямолинейное движение с использованием только ТД.
2 TR (да; Ргшп1 Поворот с использованием ТД и ТЭД
3 Тя 0 Поворот с нулевым радиусом с использованием ТЭД.
4 Ся да Прямолинейное движение с использованием ТЭД (управление поворотом — за счет БКП или ОТ)
5 Ся да Прямолинейное движение с использованием ТД и ТЭД (форсированный режим)
6 Ся да Прямолинейное движение с использованием только ТЭД (резервный режим)
7 Тя (да ; Ршт] Поворот с использованием только ТД (резервный режим)
Схема по рис. 1, позволяет дублировать управление поворотом при отказе ТЭД или электропитания при движении на малой скорости и управлении поворотом за счет остановочных тормозов. Схема, приведенная на рис. 1 с точки зрения кинематики, позволяет обеспечить поворот передней секции (отсоединенной от машины) с нулевым радиусом.
Потребная мощность на этом режиме:
р=0 = М ЮЯи .
В последней формуле относительный радиус поворота вводится, как отношение абсолютного радиуса R к ширине колеи В: р = Я/Б.
Момент сопротивления повороту М = цОЬ/4 - (здесь О - вес платформы, Ь - длина опорной поверхности).
Угловая скорость: ю = (У2— У\)/Б . Здесь линейные скорости забегающего и отстающего бортов обозначены, как (У2 и Ух); ^зп - КПД зубчатых передач.
488
Коэффициент сопротивления повороту описывается эмпирической зависимостью (формулой, Никитина А.О.):
Ц = M-max/(0,925+0,15p).
В последней зависимости значение цтах (максимального коэффициента сопротивления повороту) определено экспериментально для поворота вокруг остановленной гусеницы [3,4]:
Цmax _ Ц1р=0,5 .
При р < 0,5 необходимо либо экстраполировать зависимость ц(р), либо предложить более общую зависимость боковых реакций от условий движения (например, работа [5]).
Для платформы массой до 15 т, при равномерном повороте с нулевым радиусом на горизонтальной поверхности (сухой дернистый суглинок) для ю = 0,5 рад/с получено: N| р0 «50 кВт.
Выполненная детерминированная оценка потребной мощности ТЭД по границе частичного заноса для транспортной гусеничной машины (движение по грунту с цтах = 0,8) показала, что такой мощности будет достаточно для поворота при ркр > 2. При меньших радиусах поворота угловая скорость машины оказывается ограниченной сопротивлением повороту, а не угрозой начала заноса.
Поскольку поворот вокруг центра тяжести не является типичным при эксплуатации транспортной гусеничной машины, ТЭД можно выбирать на меньшую мощность, а данный режим получать путем кратковременной перегрузки, что допустимо.
Статистика показывает, что для транспортной гусеничной машины поворот занимает от 50% (на основании данных [8]) до 85% (согласно [10]) времени движения. Разница обусловлена, по-видимому, особенностями устройства и работы систем управления движением: данные [8] получены для основного танка с бортовыми коробками передач, а данные [10] - для зарубежных машин с центральной коробкой передач.
Суммарная мощность ТЭД секций в рассматриваемом примере не превышает 250 кВт. Соответственно, мощность тягового электрогенератора может быть оценена, как
NT3r _ (^ТЭД1 + NТЭД2 )/Пэ .
Здесь - КПД прямого и обратного преобразования механической энергии и потерь в линии. Мощность ТЭГ достигает 280 кВт.
Разбивку передач коробки диапазонов следует проводить с учетом специфики ездовых циклов транспортера.
Однако, на первой передаче должно обеспечиваться движение машины минимальной скоростью при минимальных устойчивых оборотах электродвигателя юТЭд ■ -Vmin или выполняться условие
обеспечения передачи тяги по сцеплению для рассматриваемой секции.
На второй передаче должна обеспечиваться максимальная скорость движения Vmax на грунтовой дороге или шоссе (при работе ТЭД на максимальных оборотах шТЭД ):
ТЭД max
UI = max {Vmrn/(ГвкЮТЭД mmUG^P ) , mgФГвк/(МТЭД maxU0^P )} ;
UII = min {Vmax/(ГвкЮТЭД maxU0^P ), mg /mm Гвк/(МТЭД maxU0^P )} .
В этих зависимостях: гвк - радиус ведущего колеса; u0 - передаточное число первой ступени коробки диапазонов; иБР - передаточное число бортового редуктора; ф - коэффициент сцепления с грунтом.
Следует учесть, что современные ТЭД допускают перегрузку (значение приводится в характеристике конкретного двигателя).
Практические следствия и перспективы. Приведенные в работах [27,28] результаты расчетов устойчивости движения транспортера серии ДТ показывают, что при разработке версии машины с электромеханической трансмиссией целесообразно сохранить геометрические параметры шасси и распределение масс серийной машины. При оценке параметров поворота шасси можно использовать зависимости, предложенные в работах [27,28].
Сцепное устройство модернизированного транспортера должно быть упрощено из-за отсутствия необходимости передачи мощности по механической ветви в трансмиссию задней секции.
Исследования по определению параметров механизма распределения мощности ведущего моста колесного трактора с шарнирно-сочлененной рамой [17] показывают, что нагрузка на привод механизма поворота машины может быть снижена за счет управления распределением мощности на ведущих колесах.
Практическое применение предлагаемых технических решений позволит повысить ключевые эксплуатационные свойства двухзвенного гусеничного транспортера, как ожидается, без существенного изменения снаряженной массы и без ограничения по географии регионов эксплуатации. Затраты на модернизацию трансмиссии могут быть отчасти скомпенсированы за счет упрощения конструкции серийного шасси.
Дальнейший интерес представляет использование предлагаемых принципов при конструировании шасси новых гусеничных и колесных машин и модернизации существующих образцов наземных машин различного назначения.
Выводы. Таким образом, есть основания ожидать, что предлагаемый комплекс мероприятий модернизации приведет к улучшению следующих эксплуатационных свойств шасси.
1. Рост экономичности прогнозируется за счет снижения расхода топлива и обеспечения работы двигателя внутреннего сгорания преимущественно на режиме минимального расхода топлива.
2. Снижение эмиссии вредных веществ ожидается за счет снижения общего объема выбросов и применения современных технологий очистки отработавших газов.
3. Улучшение управляемости машины, ее тягово-динамических свойств ожидается, как следствие использования двухпоточной электромеханической трансмиссии.
4. Разрушающее воздействие на деформируемые грунты будет снижено благодаря выравниваю эпюры нормальных нагрузок на опорной поверхности движителя.
Перечисленные улучшения эксплуатационных свойств позволят сделать систематическую эксплуатацию транспортера более эффективной и позволит вписать его в логистические схемы транспортной сети регионов со слабой дорожной инфраструктурой.
Данное научное исследование было проведено в рамках грантовой программы поддержки лучших проектов иностранных аспирантур «BIG PhD» в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого.
Список литературы
1. Двухзвенные транспортёры ДТ-10 и ДТ-10П: техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: «Военное издательство», 1988. 160 с.
2. Добрецов Р.Ю. Пути уменьшения экологической опасности взаимодействия гусеничных движителей с грунтами // «Экология и промышленность России». 2009. №5. С. 24-27.
3. Забавников Н.А. Основы теории транспортных гусеничных машин. М.: Машиностроение, 1975. 448 с.
4. Wong J.Y. Theory of ground vehicles. 3rd ed., 2001, 528 р.
5. Шеломов В.Б. Теория движения многоцелевых гусеничных и колесных машин. Тяговый расчет криволинейного движения: учебное пособие для вузов по специальности «Автомобиле- и тракторостроение». Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. 90 с.
6. Платонов В.Ф. Динамика и надежность гусеничного движителя. М.: Машиностроение, 1973.
231 с.
7. Расчет и конструирование гусеничных машин: учебник для вузов / Н.А. Носов и др.; Под ред. Н.А. Носова. Ленинград: Машиностроение, 1972. 559 с.
8. Конструирование и расчет элементов трансмиссий транспортных машин: Учеб. пособие / А.В. Бойков и др. СПб.: Санкт-Петербург. Гос. Техн. Ун-т, 1992. 104 с.
9. Веселов Н.Б. Вездеходные транспортно-технологические машины. Конструкция, конструирование и расчет. Монография. Нижний Нвгород: РИ «Бегемот», 2010. 320 с.
10. Estevas-Guilmain J., Garcia-Eizaga I., SAPA SG-850. A 32-speed transmission for a tracked vehicle, доклад на симпозиуме «Конструирование систем и технологии наземных транспортных средств специального назначения» (GVSETS) Национальной ассоциации оборонной промышленности (NDIA), США, 2014.
11. Гибридный автомобиль: основы проектирования, конструирования и расчета / Н.М. Филькин, В.А. Умняшкин, Р.С. Музафаров. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2014. 240 с.
12. Usov O.A. et. al. 2014 The main options for the hybrid-type electromechanical transmission scheme and the methodology for determining the its parameters units for military tracked vehicles // Proc. of theActual problems of protection and security. Saint Petersburg, Russia. April 1-4, 2014. Vol. 3. P. 111-122.
13. Electromechanical transmission with a hybrid power plant for a military tracked vehicle / Usov O.A. et. al., Usov O.A., Gusev M.N., Loiko A.V.St. Petersburg State Polytechnical University Journal. DOI: 10.5862/JEST/18, St. Petersburg, Publishing House of Polytechnic University. 2015. Vol. 2 (219). P. 167-174.
14. Выбор схемного варианта построения трансмиссий военных машин с гибридной силовой установкой / Р.Ю. Добрецов и др. // Сборник статей научно-практической конференции «Разработка и использование электрических трансмиссий для образцов вооружения и военной техники (ОАО «ВНИИТрансмаш»), 20 октября 2016 г.». Санкт-Петербург, Издание ОАО «ВНИИТрансмаш», 2016. С. 87-100.
15. Melbert A.A., Shaposhnikov Yu.A., Mashensky A.V., Voinash S.A. Effects of 8Ч12/12 catalytic converter prestarting on harmful emissions at negative ambient temperatures // J. Phys.: Conf. Ser, 2019. 1177 012011.
16. Vasiliev A. ect. On the way to driverless road-train: Digital technologies in modeling of movement, calculation and design of a road-train with hybrid propulsion unit. IV International Scientific Conference «The Convergence of Digital and Physical Worlds: Technological, Economic and Social Challenges» (CC-TESC 2018). 2018. P. 1-9. DOI: 10.1051/shsconf/20184400030.
490
17. Dobretsov R.Yu., Galyshev Yu.V., Porshnev G.P., Didikov R.A., Telyatnikov D.E., Komarov I.A. Transmission of the Perspective Wheel Tractor with Automatic Gearbox: Management of the Power Distribution Mechanism. International Review of Mechanical Engineering (IREME), 2018. Vol 12, No 9. P. 790-796. DOI: 10.15866/ireme.v12i9.15646.
18. Didikov R.A. ect 2017 Power Distribution Control in Perspective Wheeled Tractor Transmission Procedia Engineering. P. 1735-1740. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.706.
19. Didikov R.A. ect 2018 Power Distribution Control in the Transmission of the Perspective Wheeled Tractor with Automated Gearbox Advances in Intelligent Systems and Computing (Springer International Publishing AG). P. 192-200. DOI: 10.1007/978-3-319-70987-1.
20. Bukashkin A.Yu. ect. Split Transmission of Tractor with Automatic Gearbox Procedia Engineering Vol. 206 (2017). P. 1728-1734. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.705.
21. Performance improvement of Arctic tracked vehicles / Roman Dobretsov, Gennadii Porshnev and Darya Uvakina // MATEC Web Conf. Volume 245, 2018. International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering (EECE-2018). DOI: 10.1051/ matecconf/201824517001.
22. Гибридный механизм распределения мощности в трансмиссии транспортной машины: пат. 2658486 Рос. Федерация МПК 51 B60K 17/35 F16H 48/22 B62D 11/14 / Р.Ю. Добрецов, А.В. Лозин, А.Г. Семенов; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. №2017113638; заявл. 19.04.2017; опубл. 21.06.2018. Бюл. № 18.
23. Исследования и разработки ученых СПбГПУ в области оборонной техники (по материалам IX-й международной выставки вооружения, военной техники и боеприпасов) / Галышев Ю.В. [и др.] // «Научно-технические ведомости СПбГПУ», серия «Наука и образование». 2014. №1. С. 26-32.
24. Официальный сайт АО Элеконд [Электронный ресурс] URL: http://www.elecond.ru/kondensatory ionistory.php (дата обращения: 08.09.2019).
25. Добрецов Р.Ю. Особенности работы гусеничного движителя в области малых удельных сил тяги // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2009. № 6. С. 25-31.
26. Галышев Ю.В., Добрецов Р.Ю. Эффективность использования опорной поверхности гусеничного движителя при передаче нормальных нагрузок // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Сер.: Наука и образование. 2013. №3. С. 272-278.
27. Добрецов Р.Ю., Поршнев Г.П., Войнаш С.А. Устойчивость движения сочлененной гусеничной машины // Вестник машиностроения. 2019. №3. С. 53-56.
28. Чайкин А.П., Добрецов Р.Ю., Войнаш С.А. Оценка поперечной устойчивости сочлененной гусеничной машины // Наука и инновации: векторы развития Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых. Сборник научных статей. В 2-х книгах, 2018. С. 7477.
Добрецов Роман Юрьевич, д-р техн. наук, доцент, dr-idpo@yandex.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого,
Шэнь Юньфэн, аспирант, shenyunfeng@yyandex. ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого,
Лучинович Анастасия Александровна, ассистент, aa.luchinovich 1107@omgau.org, Россия, Омск, Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина,
Соколова Виктория Александровна, канд. техн. наук, доцент, sokolova_vika@jnbox.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна,
Ореховская Александра Александровна, канд. сель. наук, начальник отдела по работе с грантами и научно-образовательными центрами, orehovskaja_aa@bsaa.edu. ru, Россия, Майский, Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина,
Загидуллин Рамиль Равильевич, канд. техн. наук, доцент, r.r.zagidullin@mail.ru, Россия, Казань, Казанский федеральный университет,
Иванов Александр Алексеевич, канд. техн. наук, доцент, aivanov@tvgsha.ru, Россия, Тверь, Тверская государственная сельскохозяйственная академия
COMPLETE CHASSIS UPGRADE DOUBLE TRACK CONVEYOR
R.Yu. Dobretsov, Yunfeng Shen, A.A. Luchinovich, V.A. Sokolova, A.A. Orekhovskaya, R.R. Zagidullin, A.A. Ivanov 491
The issue of modernization of the chassis of a two-link caterpillar conveyor by using an electromechanical drive of sections is considered. The chassis of the DT series conveyors with a mechanical transmission, mass-produced in the Russian Federation, was chosen as a prototype. The proposed scheme of a hybrid power plant can be defined as a variant of a parallel-series hybrid. The relevance of the concept is determined by the expectation of the appearance of operational advantages (increased reliability, maneuverability and controllability, cross-country ability, traction and dynamic properties of the chassis and economy), which will allow integrating such machines into the transport systems of regions with a poorly developed infrastructure of the road network and the spread of difficult terrain. The proposed set of modernization measures makes it possible to preserve the possibility of using two-link conveyors on soils with low bearing capacity, off-road, in the climatic conditions of the Far East, the Far North, the Arctic and Antarctic. The possibility of moving the machine afloat is preserved. Modernization can be carried out in the factory using components produced in the Russian Federation and technologies mastered by the Russian industry.
Key words: stability, controllability, mobility, articulated tracked vehicles, Far East, Far North, Arctic and Antarctic.
Dobretsov Roman Yurievich, doctor of technical sciences, docent, dr-idpo@yandex.ru, Russia, St. Petersburg, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,
Shen Yunfeng, postgraduate, shenyunfeng@yandex.ru, Russia, St. Petersburg, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,
Luchinovich Anastasia Aleksandrovna, assistant, aa.luchinovich 1107@pmgau.org, Russia, Omsk, Omsk State Agrarian University named after I.I. P.A. Stolypin,
Sokolova Victoria Aleksandrovna, candidate of technical sciences, docent, sokolova_vika@inbox.ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design,
Orekhovskaya Alexandra Aleksandrovna, candidate of agricultural sciences, head of the department, orehovskaja_aa@bsaa.edu.ru, Russia, Maisky settlement, Belgorod State Agrarian University named after V.Ya. Gorin,
Zagidullin Ramil Ravilevich, candidate of technical sciences, docent, r.r.zagidullin@mail.ru, Russia, Kazan, Kazan Federal University,
Ivanov Alexander Alekseevich, candidate of technical sciences, docent, aivanov@tvgsha.ru, Russia, Tver, Tver State Agricultural Academy
УДК 240.191(08)
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-492-499
ОЦЕНКА ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ДЕТАЛЕЙ НАСОСОВ БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
В РЕЖИМЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
В.Н. Гадалов, С.Н. Кутепов, В.Р. Петренко, А.А. Калинин
В статье представлены сведения по оценке повреждаемости деталей насосов бурового оборудования в режиме их эксплуатации. Для выявления особенностей изнашивания и повреждаемости деталей были исследованы структура, фазовый состав, микротвердость и внутренние напряжения, детали клапана (седло и тарелка) были исследованы до и после эксплуатации.
Ключевые слова: детали клапана, седло, тарелка, микрорезание металла, абразивное изнашивание, структура, фазовый состав, внутреннее напряжение, твердость.
Важнейшим требованием, предъявляемым к буровому оборудованию, используемому в нефтегазодобыче, геологоразведке и многих других горных работах, является высокая надежность всех его агрегатов и узлов. Практика показывает, что в настоящее время уровень надежности этого оборудования весьма невысок, особенно это касается так называемых грязевых насосов, подающих глинисто-песчаный раствор в разбуриваемые скважины. Детали этих насосов работают в чрезвычайно тяжелых условиях при высоких нагрузках (давлении) и в контакте с агрессивной коррозионноабразивной средой, что вызывает их быстрый выход из строя. Частые отказы буровых насосов негативно сказывается на себестоимости буровых работ, поэтому задача повышения долговечности быстроизнашивающихся деталей грязевых насосов является весьма актуальной.
