Система автоматической стабилизации пневмоколесной платформы для транспортировки крупногабаритных грузов

Система автоматической стабилизации пневмоколесной платформы для транспортировки крупногабаритных грузов

Содержание

1. Введение 2

2.1. Постановка задачи 9

2.2. Требования к процессу стабилизации ПКП в горизонтальном положении 9

2.3. Анализ существующих методов и средств стабилизации большегрузных

пневмоколесных платформ 13

2.4. Разработка функциональной схемы 27

2.5. Элементы системы и принципы их функционирования 30

2.6. Алгоритм функционирования системы 43

3. Экономическая часть 45

3.1. Затраты на этапе разработки 46

3.2. Затраты на этапе производства, приведенные к одному году 52

3.3. Расчет доходов и затрат на один год производства 58

4. Безопасность жизнедеятельности 63

4.1. Введение 63

4.2. Конструктивные и эксплуатационные свойства, обеспечивающие

безопасность ТС 64

4.3. Постановка задачи 68

4.4. Решение задачи 68

4.5. Вывод 72

5. Использованная литература 73

6. Приложение 76

1. Введение

Строительство и реконструкция промышленных предприятий тесно связаны с

применением нового, более производительного оборудования и технологических

установок. Повышению производительности технологических установок,

применяемых в ряде отраслей промышленности, способствует увеличение их

размеров и массы. Одновременно повышаются требования к качеству

изготовления установок и срокам их монтажа. Решением возникающей проблемы в

настоящее время является более высокая заводская готовность изделия вплоть

до полной заводской сборки. Кроме того, существует ряд изделий, которые

могут доставляться к месту монтажа только в полностью готовом виде

(трансформаторы, барокамеры высокого давления и т.д.)

Во многих случаях транспортировка крупногабаритных и тяжелых изделий

невозможна без помощи автомобильного транспорта. Для перевозки этих грузов

применяют специальные транспортные средства - пневмоколесные платформы

(ПКП).

Сегодня разработчикам уже не надо ломать голову над тем, как разделить

многотонную конструкцию, чтобы перевезти ее частями, а затем снова собрать.

Современные транспортные агрегаты способны доставить по назначению очень

тяжелые грузы целиком. При этом они не теряют своей прочности и сохраняют

точность геометрических параметров.

Все тяжеловозы и у нас в стране, и за рубежом похожи по принципу

построения - их силовая рама или платформа с большим числом колес

напоминает "многоножку". Супертяжелые автопоезда ездят по обычным

автомобильным магистралям и мостам, не разрушая их, потому что вес груза

равномерно распределяется между всеми колесами, число которых может

доходить до двухсот.

Автопоезда для перевозки грузов большой массы и длины составляются из

тягача (или нескольких тягачей) и прицепного звена. Тягачи устанавливаются

либо спереди (цугом), либо спереди и сзади. Когда тягачи располагаются с

двух сторон прицепного звена, нужна очень четкая координация действий

водителей, особенно при переходе с одного режима движения на другой,

поэтому во время работы они пользуются радио- или телефонной связью.

Транспортные агрегаты конструируются таким образом, чтобы к ним

подходили серийные тягачи для перевозки обычных грузов. Их мощности вполне

хватает для транспортировки тяжелого прицепного звена на небольшой скорости

по ровной и гладкой дороге. Но дорога бывает мокрой, заснеженной,

обледенелой, с подъемами и спусками. Чтобы тягач мог преодолеть эти

трудности, прицепные звенья делают "активными" - снабжают ведущие колеса

индивидуальным гидравлическим или электрическим мотором. Такие мотор-колеса

отбирают часть мощности либо от двигателя тягача, либо от автономной

системы энергообеспечения прицепного звена, например дизельной станции.

На тяжеловозах получили распространение мотор-колеса с индивидуальным

электромеханическим приводом. В зависимости от назначения и условий

движения они могут работать постоянно во всем диапазоне скоростей или

периодически включаться только на наиболее тяжелых участках дороги. Мотор-

колесо конструктивно объединяет тяговый электродвигатель, редуктор и колесо

с шиной и тормозным механизмом. Осью электромеханического мотор-колеса

служит корпус электродвигателя, на который на подшипниках посажено колесо с

шиной. Крутящий момент от электродвигателя передается на обод через двух-

или одноступенчатый редуктор. Такие колеса оборудуются дисковыми или

барабанными тормозами с гидравлическим либо пневматическим приводом.

Прицепное звено тяжеловоза может быть соединено с тягачом тяговой связью

(в виде прицепа) либо тягово-опорной (в виде полуприцепа). В полуприцепном

варианте автопоезд становится короче, за счет чего улучшается его

маневренность и увеличивается скорость движения. Тяжеловозы

грузоподъемностью 100 тонн развивают скорость до 60 км/ч, а самые большие -

грузоподъемностью 500 тонн и более - способны двигаться со скоростью до 30

км/ч.

Чтобы уменьшить нагрузку на опорно-сцепное устройство тягача и дорожное

полотно, под грузовую платформу устанавливают промежуточные подкатные и

бортовые тележки с двумя или четырьмя колесами. Тележки скомпонованы

несколько иначе, чем мотор-колеса - тяговый электродвигатель с редуктором

располагается снаружи колеса перпендикулярно его оси.

Большая длина автопоезда с очень тяжелым грузом создает проблему на

поворотах. Ее решает гидромеханическая система управления поворотом колес

следящего типа. С помощью этой системы прицепные звенья автоматически

поворачиваются в зависимости от угла поворота тягача, и тяжеловоз довольно

легко вписывается в габариты дороги на поворотах, маневрирует на

строительных и заводских площадках. Например, 40-метровый автопоезд без

проблем проходит поворот радиусом меньше 25 метров.

Оптимальный режим движения создает электромеханическая трансмиссия.

Благодаря ней минимизируются потери на переходных режимах и при трогании с

места, улучшаются тяговые и тормозные характеристики тяжеловоза, снижаются

затраты на его обслуживание. Кроме того, с электромеханической трансмиссией

проще управлять большим числом колес.

Чтобы многоколесный автопоезд имел постоянный контакт колес с дорожным

полотном и равномерную нагрузку на все колеса, применяют независимую

подвеску либо с упругими элементами, либо без них, но с балансирной связью

между отдельными группами колес или со всеми колесами. Для повышения

безопасности движения тормозная система прицепного звена делается

многоконтурной (минимум - двухконтурной): отдельно для передних и задних

колес всех звеньев.

Сегодня разрабатываются тяжеловозы в виде максимально унифицированных

транспортных модулей грузоподъемностью по 60-120 тонн. Из них можно

собирать большегрузные самоходные многоосные платформы практически любой

грузоподъемности. Модули жестко соединяются в продольном и поперечном

направлениях, образуя единую грузовую площадку. Такие самоходные агрегаты,

оснащенные широкопрофильными шинами, могут найти применение в

горнодобывающей, нефтяной и газовой отраслях. Они способны доставить к

месторождениям, приискам и скважинам крупногабаритное оборудование,

обогатительные фабрики, лаборатории или жилые комплексы. Тянуть туда

железнодорожные ветки или строить специальные автодороги гораздо дороже. На

подвижных платформах может быть смонтировано оборудование для

обеззараживания почвы и переработки токсичных веществ, например в

труднодоступных районах падения отработавших частей ракет.

По мнению специалистов, самоходные платформы-модули благодаря их высокой

мобильности и большой грузоподъемности будут все более востребованы.

Специфика транспортируемого груза привела к ряду новых конструктивных

решений многоопорных пневмоколесных платформ.

Для обеспечения проезжаемости транспортное средство большой массы не

должно разрушать покрытие дорог, различные сооружения на них. Для этого

нужно, чтобы нагрузка была распределена по опорной поверхности наиболее

равномерно. Это приводит к ряду особенностей в конструкции и

технологических требований. Транспортное средство должно быть многоопорным

(многоколесным) с возможно более равномерным размещением опор по несущей

поверхности. Обычно используется матричное расположение опор по дороге и,

соответственно, по платформе. Возможны и другие, но не используются.

Расстояния между опорами при этом определяются по соответствующим

стандартам.

Возможное число опор ПКП ограничено стандартами, которые заставляют

увеличивать нагрузку на опору вплоть до максимальной по несущей способности

дороги. В этом случае в качестве подвески приходится использовать

гидравлические цилиндры. Известно, что при движении в несвязанных опорах

возникает существенный разброс по нагрузкам. Стремление уменьшить разброс

нагрузок по опорам (и, следовательно, по дороге) привел к организации

балансирных гидравлических связей между гидроцилиндрами опор, делая их как

можно обширнее. Поэтому все транспортные средства имеют три или четыре (не

более) гидробалансира. Главное назначение балансирных гидравлических связей

подвесок в группах и групп по трех- или четырехточечной опорной схеме -

обеспечение равномерного распределения вертикальных нагрузок по опорам. При

трехточечной структуре подвески (три гидравлических группы) ПКП может

двигаться по наиболее неровной дороге благодаря отсутствию изгибных

деформаций. При четырехточечной опорной схеме (четыре гидравлических

группы) обеспечивается устойчивость, которой обладает обычный двухосный

автомобиль нормальной компоновки.

При движении транспортного средства все-таки возникает разброс нагрузок

по опорам даже с учетом балансирных связей. Он порождается динамическими и

статическими перегрузками, определяемыми инерционными силами и силой

тяжести. Поэтому, во-первых, снижают скорость движения при возрастании

массы груза. Таким образом, малая скорость движения есть технологическое

требование или ограничение. Во-вторых, оснащают гидросистему

подрессоривания гидроприводом и стабилизируют платформу в горизонтальном

положении. Иногда используют изменение структуры балансирных связей,

связывая это, впрочем, с устойчивостью и запасами устойчивости

транспортного средства.

Большие размеры груза требуют использования большой площади погрузочной

платформы и уменьшения опрокидывающих моментов на транспортное средство. В

связи с этим конструкция ТС приобрела вид платформы с расположенными под

ней колесными опорами. Недостаток такой конструкции - повышение уровня

несущей части - компенсируется уменьшением радиуса колес и использованием

систем стабилизации ПКП в горизонтальном положении.

При значительных габаритах ПКП возникает необходимость обеспечить

маневренность ТС, то есть вписываемость его в габариты дорог и их кривизну.

Для этого необходимо, чтобы все колеса были управляемыми, и поворот их

обеспечивался на большие углы, доходящие до 90(. Механические тяги этого

обеспечить не могут и используют электрогидравлическое рулевое управление с

рулевыми программами: карусельное движение, поперечное движение, поворот с

произвольным радиусом и т.д.

Еще один ряд особенностей транспортных средств для перевозки особо

тяжелых грузов связан с габаритами и разнообразием груза.

Разнообразие груза находится в противоречии с серийностью выпускаемых

транспортных средств. Желательно их унифицировать. Унификация конструкции

привела к многомодульному построению транспортных комплексов. Причем типаж

модулей достаточно широк - от двуосных модулей до восьмиосных. Они могут

стыковаться как бортами, так и друг за другом. Из нескольких модулей могут

собираться не только состыкованные транспортеры, но и разнесенные в

пространстве и связанные грузом, либо грузовой балкой. Иногда в типаж

включают одну опору с тем, чтобы наращивать не две ширины при стыковке

бортами, а половину. Это немаловажно при ограничении ширины проезжей части.

Состыковка модулей в большие транспортные комплексы усложнила задачу

равномерного распределения нагрузок по опорам ПКП. В настоящее время ее

решают созданием единой гидравлической системы для всего транспортного

комплекса, работающей подобно гидравлической системе одного модуля. При

этом повышается мощность силовых установок, необходимая для

функционирования системы стабилизации, и требуется одновременная работа

нескольких насосных станций. Одним из возможных способов избежать создания

дополнительной системы, обеспечивающей совместную работу нескольких

насосных станций, является использование более полно систем стабилизации

каждого модуля, входящего в транспортный комплекс.

Сложности, вызываемые длительностью и трудоемкостью такелажных работ,

привели к изменению процесса погрузки-разгрузки. Используя систему

подрессоривания как гидродомкрат, можно развести во времени такелажные и

погрузочно-разгрузочные работы, устанавливая груз на некоей несущей

платформе так, чтобы транспортное средство могло под нее заехать, поднять

платформу, убрать опоры несущей платформы и, оставив груз на транспортере,

двигаться уже с грузом.

Значительные размеры и масса транспортируемого оборудования определяют

большие нагрузки, возникающие в конструкции ПКП и передаваемые на дорожную

поверхность. Ограничения, налагаемые несущей способность дорожной

поверхности, потребовали равномерного распределения нагрузок по опорам ПКП.

Применение ряда новых конструктивных решений на таких транспортных

средствах позволило достичь в этом направлении многого. Однако

перераспределение нагрузки, возникающее в результате воздействия дорожных

возмущений, компенсировать конструктивными изменениями не удается и поэтому

в настоящее время равномерность распределения нагрузок по опорам при

действии на ПКП дорожных возмущений достигается стабилизацией ПКП в

горизонтальном положении при помощи управления гидроприводом системы

подвесок. Управление обычно осуществляет оператор.

Появление возможности управлять подвесками ПКП позволило более

эффективно использовать ПКП при проведении бескрановых погрузочно-

разгрузочных работ, повысить устойчивость ПКП по опрокидыванию, расширить

диапазон преодолеваемых дорожных неровностей, упростить создание

многомодульных транспортных комплексов. Дальнейшее повышение эффективности

использования ПКП ограничивается возможностями человека-оператора и требует

разработки системы автоматической стабилизации (САС) ПКП в горизонтальном

положении при движении по дороге и при проведении бескрановых погрузочно-

разгрузочных работ.

Таким образом, система стабилизации модуля ПКП в горизонтальном

положении является неотъемлемой частью ТС. Применение системы

автоматической стабилизации ПКП позволит повысить безопасность движения

ПКП, упростить проведение погрузочно-разгрузочных работ и расширить

возможности модульной комплектации ТС для транспортировки крупногабаритных

грузов.

Создание системы стабилизации ПКП является актуальной задачей.

2.1. Постановка задачи

Требуется разработать систему автоматической стабилизации пневмоколесной

платформы для перевозки крупногабаритных грузов. Система должна

обеспечивать горизонтальное положение платформы на заданной высоте с

достаточной точностью как в движении, так и при проведении погрузочно-

разгрузочных работ. Управление системой - микропроцессорное.

2.2. Требования

к процессу стабилизации ПКП в горизонтальном положении

С точки зрения протекания процесса управления, требования к системе

автоматической стабилизации формируются по трем основным направлениям:

- точность;

- устойчивость;

- качество переходного процесса.

Точность системы задается и определяется в установившихся режимах.

Устойчивость гарантирует затухание переходного процесса, после чего

обеспечивается желаемое качество затухающего переходного процесса.

На движущуюся платформу действует только одно возмущение - дорожная

поверхность. Она же определяет отклонение платформы от горизонтального

положения. Возврат платформы в исходное положение подвеска, даже с упругим

элементом, обеспечить не может. Поэтому устойчивость горизонтального

положения должна достигаться при синтезировании закона управления. Вид

закона управления определяется внутренними связями объекта управления и не

зависит от каких-либо других условий.

Качество переходного процесса стабилизации пневмоколесной платформы

целиком определяется уровнем дорожных возмущений и требуемой точностью

стабилизации.

Таким образом, исходным требованием к процессу стабилизации платформы в

горизонтальном положении, является точность стабилизации платформы. Поэтому

представляется интересным и важным указать зависимости между точностью

стабилизации платформы и требованиями эксплуатации транспортных средств

такого класса, а также связать точность стабилизации с параметрами самого

транспортного средства.

Среди преимуществ, которые дает управление гидробалансирными подвесками,

основными являются три:

- обеспечение устойчивости платформы по опрокидыванию;

- подъем и опускание платформы при проведении погрузочно-разгрузочных

работ;

- расширение диапазона преодолеваемых дорожных неровностей.

Очевидно, что обеспечение устойчивости платформы - единственное из

перечисленных условие, которое накладывает ограничения на уровень

стабилизации платформы.

Есть еще одно условие, которое накладывает ограничение на уровень

стабилизации платформы. На него прямо нигде не указывается, но наличие его

всегда подразумевается.

Появление гидравлических балансирных подвесок на пневмоколесных

платформах не случайно. Нагрузки на опоры столь велики, что ни одна другая

подвеска надежно работать не будет. Появление гидробалансиров связано с

необходимостью более равномерно распределять нагрузки как на дорогу, так и

на саму платформу. Минимально возможное число гидробалансиров - три.

Поэтому равномерно распределить нагрузку между ними можно лишь управляя

положением пневмоколесной платформы. Горизонтальность при этом возникает из

симметрии такого положения и невысоких скоростей движения ПКП.

Таким образом, точность стабилизации ПКП необходимо выбирать исходя из

условий устойчивости платформы по опрокидыванию и заданного уровня

перегрузок по гидравлическим опорам.

Будем понимать под точностью стабилизации допустимые углы наклона

платформы, при которых она еще не теряет некоторых своих свойств. Отнесем к

таким свойствам устойчивость пневмоколесной платформы против опрокидывания

при движении, а более высокий уровень стабилизации может быть определен в

терминах перегрузок на опоры пневмоколесной платформы, так как

горизонтальная стабилизация - это одновременно уменьшение опрокидывающих

моментов силы тяжести.

Под устойчивостью будем понимать неопрокидываемость пневмоколесной

платформы.

Следует отметить, что углы продольного и поперечного крена зависят как

друг от друга, так и от изначального положения центра тяжести системы ПКП +

груз.

На основании полученных требований на точность стабилизации платформы

были рассчитаны величины этих требований для проектируемой пневмоколесной

платформы, основные параметры которой приведены в приложении.

Табл. 2.1. Требуемая точность стабилизации пневмоколесной платформы.

|Перегрузки |g3 = 6 м |g3 = 4 м |

| |(*, град |(*, град |(*, град |(*, град |

|50% |3,1 |7,6 |4,7 |11,5 |

|40% |2,6 |6,3 |3,8 |9,4 |

|30% |1,8 |4,4 |2,7 |6,7 |

|20% |1,3 |3,0 |1,9 |4,6 |

|10% |0,9 |1,8 |1,1 |2,5 |

В данной таблице приняты следующие условные обозначения:

g3 - высота центра тяжести груза;

(* и (* - точность стабилизации соответствующих угловых колебаний.

Данные в таблице показывают, что при транспортировке крупногабаритных

грузов не рационально стабилизировать платформу с точностью, превышающей

1(.

Итак, здесь можно сделать следующие выводы:

1. Основным критерием при проектировании системы автоматической

стабилизации пневмоколесной платформы является точность стабилизации.

Точность стабилизации определяется устойчивостью платформы по

опрокидыванию, и допустимым уровнем перегрузок опор.

2. Расчет точности стабилизации проектируемой пневмоколесной платформы

позволяет для дальнейших исследований принять, что стабилизировать

пневмоколесную платформу достаточно с точностью 1(.

2.3. Анализ существующих методов и средств стабилизации

большегрузных пневмоколесных платформ

Автомобильные перевозки тяжелых и сверхтяжелых негабаритных грузов

характеризуются большой сложностью в отношении как их организации, так и

технического обеспечения особыми транспортными средствами. Преимущественное

распространение в этих перевозках получили автомобильные поезда

специализированного производства, обеспечивающие буксирование прицепов

общей массой в несколько сотен тонн. Удовлетворить возрастающие требования

к таким автопоездам, учитывая их недостатки, все труднее. Этим, видимо,

можно объяснить появление нового типа транспортных средств для перевозки

сверхтяжелых грузов - многоопорных пневмоколесных платформ (ПКП). Общий вид

ПКП представлен на рисунке 2.1.[pic]

Рис. 2.1. Общий вид ПКП

Возможное число опор ПКП ограничено стандартами, которые заставляют

увеличивать нагрузку на опору вплоть до максимальной по несущей способности

дороги. В этом случае в качестве подвески приходится использовать

гидравлические цилиндры. Известно, что при движении в несвязанных опорах

возникает существенный разброс по нагрузкам. Стремление уменьшить разброс

нагрузок по опорам (и, следовательно, по дороге) привел к организации

балансирных гидравлических связей между гидроцилиндрами опор, делая их как

можно обширнее. Поэтому все транспортные средства имеют три или четыре (не

более) гидробалансира. Главное назначение балансирных гидравлических связей

подвесок в группах и групп по трех- или четырехточечной опорной схеме -

обеспечение равномерного распределения вертикальных нагрузок по опорам. При

трехточечной структуре подвески (три гидравлических группы) ПКП может

двигаться по наиболее неровной дороге благодаря отсутствию изгибных

деформаций. При четырехточечной опорной схеме (четыре гидравлических

группы) обеспечивается устойчивость, которой обладает обычный двухосный

автомобиль нормальной компоновки.

Рассмотрим известные электронные системы стабилизации ПКП. Среди них

можно выделить две различные по назначению системы: равномерного подъема и

опускания платформы для проведения бескрановых погрузочно-разгрузочных

работ и систему стабилизации ПКП, которая обеспечивает горизонтальное

положение платформы при движении по дороге.

Наиболее широко используется электронные системы для обеспечения

погрузочно-разгрузочных работ. Основным их достоинством является отсутствие

необходимости делать поправки на утечки рабочей жидкости.

Система электронного регулирования подъема платформы фирмы Камаг

представлена на рисунке 2.2. она рассчитана на транспортные средства с

четырьмя гидробалансирами. В каждый гидробалансир включены гидроцилиндры

трех опор и специальный гидроцилиндр, который одной полостью соединен с

гидрогруппой, а другой полостью через гидравлический распределитель - с

гидронасосом. Камера каждого специального гидроцилиндра рассчитана на

полный объем гидроцилиндра опор гидробалансирной группы.

Электронная система включает в себя четыре датчика высоты платформы,

четыре гидрораспределителя, управляющее электронное устройство и

переключатель. [pic]

Рис. 2.2. Электронная система автоматического подъема и опускания ПКП фирмы

Камаг

Датчики высоты представляют по существу датчики углов

потенциометрического типа, которые устанавливаются на одну из опор в группе

на рычаг подвески. Угол складывания рычага пропорционален вертикальному

положению грузонесущей платформы и, таким образом, потенциометрические

датчики углов дают высоту платформы около соответствующей опоры.

Переключатель, установленный в кабине водителя, приводит систему в рабочее

состояние и отключает ее. Кроме указанных приборов система включает четыре

показывающих прибора, отражающих измеренное фактическое значение высоты

платформы в четырех точках, также установленных в кабине водителя. Они

служат для визуального контроля за подъемом или опусканием платформы.

Предусмотрено управление положением платформы в ручном режиме.

При установке переключателя в рабочее положение электронное устройство

снимает данные с потенциометрических датчиков углов, сравнивает их между

собой и с некоторым заданным значением и выдает сигнал управления на

гидрораспределители. Гидрораспределители подают в каждый специальный

цилиндр объем рабочий жидкости, пропорциональный входному напряжению, и

через них подают масло в гидробалансирные группы.

Недостатками рассмотренной системы управления является невозможность

выдержать горизонтальность платформы на негоризонтальной поверхности и

несовместимость ее с системой стабилизации ПКП в движении. Однако довольно

часто при использовании ПКП в заводских условиях равномерность подъема

платформы достаточна для применения такой системы.

Другой основной способ управления подвесками многоопорной ПКП

заключается в стабилизации платформы ПКП в горизонтальном положении

(горизонтирование). Для примера опишем его использование в

автоматизированной системе горизонтирования фирмы "Шаурле", где управление

осуществляется под непосредственным контролем оператора. Подобными

системами оснащены все многоопорные ПКП.

Функциональная схема гидравлической системы подрессоривания и

управляющих ею аппаратов приведена на рисунке 2.3. Система горизонтирования

приводится в действие насосным агрегатом, который состоит из двигателя

внутреннего сгорания, гидронасоса высокого давления, масляного фильтра,

предохранительного клапана и манометра, и через блок трехпозиционных

гидрораспределителей связана с гидроцилиндрами опор.

На пульте управления в блоке гидрораспределителей установлены четыре

рукоятки управления подъемом и опусканием идеальной точки ("гидравлической

точки"), отражающей центр силового воздействия группы. [pic]

Рис. 2.3. Система горизонтирования фирмы Шаурле

1 - масляный бак; 2 - блок гидрораспределителей с механическим управлением;

3 - масляный фильтр; 4 - насос; 5 - манометр; 6 - ДВС; 7 - управление

поворотом ПКП.

Каждая рукоятка управляется одним из четырех возможных гидравлических

контуров и в зависимости от положения рукоятки может осуществлять подъем

или опускание гидравлической точки. Клапаны гидрораспределителей работают

бесступенчато, то есть расход масла через них пропорционален углу поворота

рукоятки управления и не зависит от давления и вязкости жидкости. Действуя

одновременно всеми четырьмя рукоятками (при трехточечном опирании - тремя),

можно обеспечить подъем платформы без существенного перекоса. Если одна из

гидравлических точек выдвигается быстрее других, то можно соответственно

уменьшить угол поворота нужной рукоятки и корректировать таким образом

работу любой гидравлической точки. Опускание и горизонтирование происходят

аналогично. При этом для нормальной работы на систему управления наложено

жесткое условие - центр тяжести груза должен находиться в геометрическом

центре платформы ПКП.

Автоматическое горизонтирующее устройство использует фирма "Трабоза"

(рис. 2.4.). Применение его позволяет исключить нарушение горизонтальности

платформы при движении по дороге с поперечным уклоном.

Устройство включает в себя гидравлический уравнительный цилиндр двойного

действия, корпус которого связан с гайкой ходового винта, причем привод

последнего осуществляется гидромотором, системой клапанов, а также датчиком

положения платформы. При нарушении горизонтального положения платформы в

поперечном направлении срабатывает датчик положения, при этом начинается

вращение гидромотора и ходового винта в направлении, при котором

перемещение корпуса гидроуравнительного цилиндра обеспечивает подачу

дополнительного количества рабочей жидкости в тот бортовой контур, в

сторону которого произошло опускание платформы. При этом одновременно

забирается равное количество рабочей жидкости из противоположного бортового

контура. Это продолжается до тех пор, пока платформа вновь не займет

горизонтальное положение.

Применение автоматического горизонтирующего устройства позволяет:

- наиболее быстро произвести подъем одного борта ПКП при

одновременном_опускании_другого;

- снизить величину мощности, необходимой для горизонтирования;

- сохранить неизменной первоначально установленную высоту и

горизонтальность платформы при различных условиях эксплуатации.

[pic]

Рис. 2.4. Автоматическое горизонтирующее устройство фирмы Трабоса

1 - насос; 2 - датчик положения; 3 - гидрораспределитель; 4 -

гидродвигатель; 5 - ходовой винт; 6 - гидравлический уравнительный цилиндр.

При продольном уклоне, при перераспределении нагрузок, вызываемом силами

инерции и центробежными силами необходимо вводить поправки на максимальную

величину перевозимого груза.

Еще одной отличительной особенностью ПКП фирмы "Трабоза" является

наличие специальной электронной контролирующей системы подвесок, одна из

функций которой - расчет веса транспортируемого груза и положения проекции

центра тяжести на плоскость несущей платформы. Эта информация затем

выводится на дисплей в кабине водителя.

Приведенные системы управления подвесками многоопорных ПКП не

обеспечивают полностью равномерного распределения нагрузок по

гидравлическим группам в автоматическом режиме. Поэтому они требуют

дополнительного внимания со стороны водителя - оператора и ограничены его

возможностями. Чем сложнее груз, больше его масса, тем труднее оператору

стабилизировать платформу в горизонтальном положении, особенно при движении

по дороге. Важным недостатком приведенных систем управления является

сложность их интегрирования на одном транспортном средстве, сформированном

из нескольких модулей ПКП.

Применение микропроцессорных систем для управления подвесками позволяет

обеспечить стабилизацию платформы большегрузного автотранспортного средства

с высокой точностью (до 0,1(). Однако подробных сведений о таких зарубежных

системах нет, хотя потребность в них увеличивается, особенно в связи с

созданием многомодульных автотранспортных средств.

Среди известных систем стабилизации подрессоренных масс других

транспортных средств выделим две: систему управления подвесками многоосного

транспортного средства, как наиболее близкую по конструкции транспортного

средства, и устройство для поддержания горизонтального положения кузова

автомобиля, как наиболее близкую по характеру решаемых задач.

Система управления активными подвесками многоосного автотранспортного

средства (рис. 2.5.) включает в себя датчики 1 и 3 продольного ( и

поперечного ( крена маятникового типа, датчик 2 изменения (G статического

веса подрессоренного корпуса автотранспортного средства тензометрического

типа, датчик 4 скорости V движения автотранспортного средства

тахеометрического типа, измеряющий скорость по числу оборотов вращающихся

деталей двигателя или силовой передачи, датчик 5 угла ( поворота рулевого

колеса потенциометрического типа. [pic]

Рис. 2.5. Электронная система управления активными подвесками многоосного

автомобиля

Выходы датчиков 1-5 через низкочастотные фильтры 6 соединены с входами

блока 7 аналого-цифровых преобразователей.

Для получения сигналов, пропорциональных продольным ускорениям [pic]

транспортного средства и угловой скорости [pic] вращения рулевого колеса,

система снабжена дифференцирующими звеньями 8 и 9, входы которых через

низкочастотные фильтры соединены с выходами датчиков скорости ТС и угла

поворота рулевого колеса, а выходы - с блоком 7 АЦП. Каждый из АЦП в блоке

7 совместно с низкочастотными фильтрами 6 и датчиками 1-5, а также

дифференцирующими звеньями 8 и 9, образуют каналы измерения перечисленных

величин.

В блоке 7 непрерывные сигналы датчиков 1-5 и сигналы, поступающие с

выхода дифференцирующих звеньев 8 и 9, преобразуются в дискретный цифровой

код, что повышает точность системы и ее быстродействие.

Выходы АЦП соединены соответственно с блоками 10 и 11 определения

продольной и поперечной устойчивости. Эти блоки предназначены для

вычисления составляющих усилий, действующих на подрессоренный корпус АТС в

функции изменения измеряемых параметров по определенным зависимостям,

заложенным в их память, и для последующего суммирования величин указанных

составляющих усилий. Кроме того, эти блоки предназначены для формирования

управляющих сигналов в системе управления при превышении измеряемыми

параметрами заданных допустимых значений. Для этого оно снабжены

соответствующими логическими устройствами или встроенными в память

таблицами ситуаций. Так достигается продольная и поперечная устойчивость

АТС.

При движении АТС по неровной дороге в случаях, когда измеряемые

датчиками 1-5 параметры не превышают заданных допустимых значений,

записанных в память блоков 10 и 11, последние выдают управляющие сигналы,

пропорциональные рассчитанным поверхностным силам. Эти управляющие сигналы

поступают в блоки 14-22, где сравниваются с сигналами реальных

поверхностных сил, поступающими из датчиков 28. Поэтому на выходе из блоков

сравнения сил формируются управляющие сигналы Uiл и Uiп, пропорциональные

лишь динамической нагрузке, зависящей только от микропрофиля дороги, и

поступающие затем в силовой привод активных подвесок. Этим обеспечивается

плавность хода АТС.

По функциональному составу описанная система управления способна

выполнить практически любую задачу управления подрессоренной массы, так как

обеспечивает получение всей информации о положении кузова. Однако

заложенный в нее алгоритм не позволяет стабилизировать кузов в

горизонтальном положении. Кроме того, вполне вероятно, что система

управления подвесками многоосного автомобиля будет избыточна при

Страницы: 1, 2, 3