Wrost wymagań co do wydajności oraz dokładności dokonywanych za pomocą koparki jednonaczyniowej prac spowodował potrzebę stosowania systemów pomagania operatora. Systemy takie wydają się szególnie przydatne przy pracach wymagających ciągłej wymiany wykorzystywanych przez maszynę narzędzi. Istniejące na rynku systemy tego typu cechują się dużą różnorodnością, ale wszystkie one nie spełniają w całości oczekiwań użytkowników. W głównej mierze jest to spowodowane ograniczoną funkcjonalnością dostępnych produktów. Obecnie niejednokrotnie operatorzy są zmuszeni do montowania na maszynie kilku systemów o różnych możliwościach eracyjnych
EN
Increasing demands concerning efficiency and precision of works done by a single bucket excavators has led to development systems assisting operators during work. Such systems seems to be particularly useful during works requiring constant changes of the work tools. There is a variety of them on the market, however not all of them fulfil all user expectations. That is mostly due to limited functionality of the products. Nowadays operators have to mount up to a few different systems on one excavator. Facing these needs, the Department of Off-Road Machine and Vehicle Engineering at Wrocław University of Science and Technology, within a EU Commission project PROSYMA, has taken part in development of a new complex system for operator assistance. A system which inter alia: precisely positions the work tool tip, identifies the actual tip-over stability of the excavator, measures the loads acting on the tool, weighs the mass of the material in the tool, monitors proper tool installation in the quick-coupler has been developed. Based on analyses and tests carried out within the scope of the project, a fully functional prototype has been developed. In the article it has been presented and compared to other systems of this class. Selected test results have been discussed.
W artykule zwrócono uwagę na wady stosowanych obecnie systemów do określania orientacji koparki względem podłoża. Wysunięto tezę, że systemy te można będzie w przyszłości zastąpić tańszymi systemami bazującymi na wizji maszynowej. Jako pośredni argument przemawiający za tym, przedstawiono liczne przykłady efektywnego zastosowania systemów wizyjnych w układach sterowania maszyn roboczych i pojazdów przemysłowych. W celu zweryfikowania postawionej tezy opracowano, a następnie zbudowano prototypowy system, bazujący na wizji maszynowej do wspomagania operatora w procesie zmieniania orientacji nadwozia koparki względem podłoża. Powstały system zamontowano na stanowisku badawczym i poddano testom. Wyniki testów zostały skrótowo omówione w poniższej publikacji.
EN
Disadvantages of modern systems for estimation of excavator body orientation with respect to the ground have been pointed out in the article. The authors claim that in the future systems of this type will be replaced with far cheaper ones based on the machine vision technology. Such thesis might be stated, since numerous vision systems have already been successfully implemented in work machines’ and industrial vehicles’ control systems. Examples of such systems have been presented. A prototype operator assistance vision system for adjustment of excavator body orientation with respect to the ground has been developed by the authors as well. The system was built and verification tests were carried out using adequate test stand. The obtained test results have been discussed in the following paper.
Artykuł poświęcony jest wskaźnikom, które mogą zostać użyte do bieżącej oceny stateczności wywrotnej gąsienicowej koparki jednonaczyniowej. Miary takie są wykorzystywane w algorytmach nowoczesnych systemów wspomagania operatora w sterowaniu mobilną maszyną roboczą. Sposób ich zdefiniowania pośrednio może wpływać na bezpieczeństwo eksploatacji koparek oraz na ich wydajność. Zaprezentowano cztery wskaźniki, które są obecnie najczęściej stosowane w rozwiązaniach technicznych. Omówiono zalety i wady każdego z nich.
EN
The following paper concerns operating parameters of a single bucket tracked excavator that might be used in on-line estimation of the rollover stability of the machine. These parameters are often utilized in development of operator assistance systems algorithms. Manner in which they are defined might have indirect influence on safety and efficiency of excavators. Nowadays, there are four parameters most commonly used in operator assistance systems development. All of them have been presented in the article. Advantages and drawbacks of each one have been discussed.
W artykule przedstawiono znaną z literatury tzw. trójnitkową metodę eksperymentalnej identyfikacji masowych momentów bezwładności obiektów technicznych. Metoda ta w swej ogólnej postaci dopuszcza prowadzenie eksperymentów z użyciem platformy pomiarowej. W takich przypadkach konieczne jest jednak precyzyjne określanie położenia środka ciężkości platformy wraz z badanym zespołem lub elementem. W tekście zaproponowano, aby robić to przy pomocy przetworników siły zamontowanych na każdym z cięgien platformy. Przedstawiono zależności matematyczne pozwalające na określenie współrzędnych środka ciężkości platformy przy założeniu, że znane są siły przenoszone przez każde z cięgien. Przedstawione teoretyczne zależności zostały wykorzystane do określenia momentów bezwładności głównych członów symulatora koparki jednonaczyniowej. W pracy zaprezentowano wybrane wyniki eksperymentów. Zwrócono uwagę na zadawalającą dokładność i powtarzalność uzyskiwanych wyników przy jednoczesnej prostocie wykorzystywanej metody i stanowiska.
EN
The following article presents a method that enables identification of moments of inertia of technical objects. The method is called three-string method and has already been described in references. According to it, moments of inertia identification process can be carried out using a measurement platform. In such a case, centre of mass of the platform coupled with technical object being under investigation has to be determined very accurately. To do so, force transducers mounted to each string supporting the measurement platform can be applied, what has been proposed within following article. Equations enabling calculation of centre of mass coordinates have been also presented. The formulas presented were utilised in order to determine moments of inertia of single-bucket excavator simulator main bodies. Some of the results have been shown within the article. It is noticeable that despite the simplicity of the method and equipment, which was used during experiments, the results obtained are repeatable and precision is sufficient. Paper discussed the impact of alcohol on the psychophysical properties of human and its metabolism. Particular attention was paid to the influence of alcohol on driving ability. Authors proposed action to be taken to reduce.
W artykule, w pierwszej jego części, zaprezentowano problemy stateczności wywrotnej przegubowych maszyn roboczych na podwoziu kołowym w ujęciu obowiązujących normatywnych przepisów. Wykazano, że aktualnie obowiązujące normy nie uwzględniają wielu istotnych czynników konstrukcyjnych i eksploatacyjnych maszyn, co skutkuje wieloma przypadkami wywrotu w eksploatacji tej klasy pojazdów – łącznie ze zdarzającą się śmiercią operatora.
EN
In the first part of the article, problems connected with tip− over stability of articulated wheeled earth−moving machines according to current standards are presented. It was shown that current standards do not take into account many important design and operational factors of the machines, which results in many cases of tipping−over of vehicles in this class – including cases of death of the operator. Facing the needs of industry, in the second part of the article, a mathematical model and simulations of tire and ground stiffness influence on articulated vehicle’s tip−over stability are presented. These factors are not taken into account directly by any of current standards.
W artykule poruszono zagadnienie możliwości utraty stateczności przez pracującą koparkę jednonaczyniową. Zwrócono uwagę na rozwój systemów monitorujących stateczność maszyn w czasie wykonywania prac ziemnych. Zauważono, że systemy tego typu do prawidłowej pracy często potrzebują informacji o położeniach środków ciężkości głównych członów koparki. Informacji takich nie można znaleźć w katalogach większości firm. Dlatego autor przedstawił w tekście opracowaną przez siebie metodę identyfikacji wspomnianych parametrów. Zaproponowana metoda jest metodą eksperymentalno-analityczną. Zakłada ona konieczność pomiaru reakcji pod podporami, na których ustawia się badaną maszynę. Reakcje są mierzone przy różnych pozycjach manipulatora koparki. Na podstawie zmierzonych reakcji oraz informacji o orientacji członów w czasie pomiarów, można korzystając z zaprezentowanych zależności, wyliczyć pożądane współrzędne położenia środków ciężkości.
EN
The article presents the problem of possible loss of stability of a working single bucket excavator. Development of systems monitoring machine stability during earth-moving was analyzed. It was noticed, that this type of systems often require information about the centers of gravity of the main links in excavator’s kinematic chain. This information cannot be found in most producers’ catalogues. Therefore the author presented a method of identification of mentioned parameters developed by him. Proposed method is an experimental-analytic method. It assumes the necessity of measurement of reaction forces under supports on which the machine is placed. Reactions are measured at different positions of excavator’s manipulator. Based on measured reactions and information about excavator links during measurement, using presented relationships, coordinates of sought centers of gravity can be calculated.
Artykuł dotyczy problematyki wygaszania wahań ładunków przewożonych suwnicami. Jest to problematyka istotna z punktu widzenia bezpieczeństwa pracujących w otoczeniu dźwignic ludzi oraz z punktu widzenia wydajności systemów logistycznych. W artykule opisano zasadę działania prostych systemów antywahaniowych pracujących bez wykorzystania sprzężenia zwrotnego. Przedstawiono główne uproszczenia, jakie na potrzeby takich systemów są przyjmowane przy modelowaniu dynamiki suwnicy. Zwrócono uwagę na to, że uproszczenia te, w pewnych szczególnych przypadkach mogą powodować znaczące obniżenie skuteczności eliminacji wahań transportowanych jednostek ładunkowych. W celu jakościowej oceny efektywności systemów przeciwdziałających oscylacjom przemieszczanych ładunków zbudowano model symulacyjny suwnicy w środowisku MSC Adams. Badania symulacyjne przeprowadzano zakładając dwustopniowe rozpędzanie dźwignicy. Przeanalizowano wpływ masowego momentu bezwładności ładunku, dokładności określenia położenia środka ciężkości ładunku oraz długości układu linowego na wychylenia z położenia równowagi transportowanego obiektu.
EN
The article relates to problems of load oscillation reduction in crane systems. These problems are important from the point of view of safety of people working nearby and logistic systems efficiency. In the article, the principle of simple anti-oscillation systems functioning without positive feedback is presented. Main simplifications used in crane’s dynamics modelling are presented. It was mentioned, that those simplifications can cause a significant reduction of oscillation elimination efficiency of load units. In order to qualitatively estimate efficiency of the systems for damping of oscillations of transported load, a simulation model was built in MSC Adams environment. Simulations were conducted assuming two steps crane acceleration. Influence of significant factors like: rope length, mass moment of inertia of transported load and precision of load’s center of gravity estimation were analyzed.
W artykule zaprezentowano przegląd nowych rozwiązań hybrydowych układów napędowych stosowanych w maszynach do robót ziemnych. Przeanalizowano ich zasadę funkcjonowania oraz podano spodziewane/katalogowe oszczędności paliwa zadeklarowane przez producentów. Przedstawiono również wyniki własnych prac badawczych jakie osiągnięto podczas badań eksperymentalnych i symulacyjnych manipulatora pojazdu roboczego. Zaproponowano i przebadano numerycznie własną koncepcję hybrydowego układu napędowego mogącego mieć zastosowanie w sterowaniu pracą np. wysięgnika ładowarki łyżkowej i odzysku energii z ruchu powrotnego wysięgnika. Otrzymane, podczas analiz wstępnych, wyniki pozwoliły na znaczne ograniczenie zużycia energii w cyklu podnoszenia i opuszczania wysięgnika pojazdu roboczego. Zostało to osiągnięte głównie poprzez wyeliminowanie rozdzielacza sterującego ruchem wysięgnika i jego zastąpieniu pompą dwustronnego działania, której prędkość regulowana i zarazem wydatek regulowany jest poprzez zmianę prędkości obrotowej silnika elektrycznego i podłączenie obu elementów do przekładni obiegowej i silnika spalinowego.
EN
In article a review of a new solutions in hybrid drive technologies used in earth moving machinery is presented. Principles of their operations are described and fuel save anticipated by producers. Author’s study results from both simulations and experimental measurements on real machine are shown. A proposal of energy-efficient driving system is shown. This system can be used for example in wheel loaders’ extension arms and other systems where recuperation of energy from gravitational movement of a mass is possible. Obtained results allow to minimize energy used during work cycle of wheel loader’s extension arm. This was done by eliminating a hydraulic valve which controls movement of extension arm. Instead of it a two way hydraulic pump is proposed. It’s velocity and motion direction is controlled and is coupled to planetary gear set, electric motor and IC engine.
W artykule opisano proces wirtualnego prototypowania innowacyjnego gąsienicowego układu podwoziowego do specjalnych zastosowań arktycznych dla firmy CUBEX z Kanady. Proces ten obejmował między innymi: budowę modeli symulacyjnych, identyfikację eksperymentalną wybranych parametrów gąsienic elastomerowych oraz wielokryterialną analizę właściwości podwozi różniących się zastosowanym w nich zawieszeniem rolek nośnych. W pracy zawarto także opis pojazdu z podwoziem zbudowanym w oparciu o wyniki badań symulacyjnych.
EN
In the paper, a process of virtual prototyping of an innovative rubber track undercarriage for arctic applications designed for Cubex (Canada) is presented. Parts of the process were: simulation model preparation, selected track parameters experimental identification and multi-criterion analysis of undercarriages with different support rollers layout. The article presents also vehicle's description with undercarriage designed as a result of simulation analysis.
W artykule opisano zbudowane modele ładowarki łyżkowej z hydraulicznym stabilizatorem drgań: matematyczny do obliczeń analitycznych oraz symulacyjny. W oparciu o zbudowane modele dokonano analizy skuteczności hydraulicznych stabilizatorów drgań w minimalizacji przyspieszeń działających na siedzisko operatora i łyżkę ładowarki. Praca zawiera również analizę wpływu dławienia w zaworze stabilizatora oraz pojemności akumulatorów stabilizatora na drgania analizowanego pojazdu.
EN
The article presents models of bucked wheeled loader with hydraulic stabilizer: simulation and mathematical for analytical calculations. Based on developed models, an analysis of hydraulic stabilizer effectiveness in minimizing accelerations acting on operator's seat and loader's bucket was made. The article also presents analysis of the influence of throttling in stabilizer's valve and stabilizer's accumulators volume on vibrations of analyzed vehicle.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy opisano badania eksperymentalne oporów przepływu oleju hydraulicznego w stabilizatorze drgań kątowych oraz badania sił tarcia w cylindrach hydraulicznych podnoszenia wysięgnika ładowarki Ł220. Wyniki badań eksperymentalnych zostały wykorzystane do estymacji parametrów stosownych modeli: przepływu i tarcia. Artykuł kończy dyskusja możliwości wykorzystania rozpatrywanych modeli w numerycznych badaniach efektywności hydraulicznych stabilizatorów drgań kątowych ładowarek.
EN
This paper describes experimental investigation of flow resistance in the hydraulic stabilizer of angular vibration and tests of friction in the arm-lift oil cylinders of Ł220 loader. Experimental results were used to estimate parameters of appropriate models of flow and friction. The article concludes with discussion about the possibility of using examined models in simulation studies on the effectiveness of hydraulic stabilizers of loader’s angular vibration.
W pracy przedstawiono zagadnienia związane z modelowaniem pasywnych hydraulicznych stabilizatorów kątowych drgań wzdłużnych kołowych czołowych ładowarek łyżkowych. W szczególności przeanalizowano wpływ na wyniki obliczeń linearyzacji modelu stabilizatora. W pracy omówiono także eksperymentalną identyfikację wybranych parametrów modelu układu stabilizacji drgań.
EN
In article there are explain some problems connected with modelling of passive hydraulic longitudinal oscillation stabilizers in front wheeled loaders. Particularly, the influence on results of linearization of stabilizer's model was analyzed. Experimental identification of selected parameters of the model was also discussed.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analityczną metodę oceny skuteczności hydraulicznych pasywnych stabilizatorów drgań wzdłużnych, montowanych w ładowarkach łyżkowych. Metoda ta polega na wyznaczaniu wartości zdefiniowanych wskaźników jakości w oparciu o liniowy model pojazdu uwzględniający sztywność i tłumienie stabilizatora drgań. Bazując na wspomnianej metodzie, przeprowadzono optymalizację parametrów sprężysto-tłumiących stabilizatora dla przykładowej ładowarki łyżkowej. Artykuł kończy się porównaniem drgań pojazdu wyposażonego w stabilizator komercyjny z drganiami pojazdu wyposażonego w stabilizator o optymalnych właściwościach sprężysto-tłumiących.
EN
The article presents a new analytical method for estimating the effectiveness of passive hydraulic stabilizers of longitudinal oscillations amplitude in wheel loaders. This method bases on the linear model of vehicle take into account stiffness and dumping properties of longitudinal oscillation amplitude stabilizer. It was used for optimization of stiffness and dumping properties of Ł220 loader stabilizer. The article also contains comparison longitudinal oscillations for loader with optimal stabilizer versus longitudinal oscillations for loader with commercial stabilizer.
When wheel loaders move with velocity higher than 10 km/h, they are subject to intense longitudinal vibrations. These vibrations are experienced particularly unpleasantly by an operator. Passive vibration stabilisers are used for controlling their intensity. They make outrigger's support more flexible so that outrigger's vibrations counteract the wheel loader's longitudinal oscillations when moving. Unfortunately, the effectiveness of passive stabilisers is insufficient and at present more effective alternative means are sought. One of the solutions for angular longitudinal vibrations includes the replacement of passive stabilisers with active stabilisers. Nevertheless, the possibility of active stabilisers’ use in minimising longitudinal vibrations requires a scientific assessment. Hence, this paper, meeting the needs, includes calculations, which allow for comparing the effectiveness of active and passive stabilisers in minimising the vibrations of a typical wheel loader. Active stabilisers, which are the subject of the study, worked based on state controller, whose synthesis was carried out on the basis of optimal control linear theory with square quality indicator. The calculations were conducted on linear models under stochastic road excitations. Stochastic excitations were defined by means of power spectral density of road's unevenness. Active stabiliser's effectiveness was analysed, both for a loader moving with an empty bucket, and for a loader transporting a 3-tonne load. In order to facilitate the analysis of the results obtained, vibrations minimising quality indicator was introduced, defined as a root of a vehicle longitudinal deflections power.
The study presents an analysis of the impact of selected structural parameters in umprung industrial vehicles on their longitudinal oscillations. It was conducted on the basis of a simplified, linear, two-dimensional model in the form of a parametric spectral transmittance. Transfer function was developed on a number of simplifying assumptions, of which the more significant ones include: the assumption of small oscillations, the assumption that wheełs are in constant contact with the ground, lack of the impact of the horizontal components of the input on the vehicle dynamics, lack of the impact of the wheel slip and the drive system on the vehicle dynamics, single-point contact of the wheels with the ground etc. The qualitative correctness of the obtained results was partly verified by means of computations using a more complex simulation model of a vehicle by means of the MSC.Adams system. The conducted analyses demonstrate that structural parameters such as the moment of inertia and the value of the tir e damping have a crucial impact on the intensity of longitudinal oscillations in unsprung industrial vehicles. The impact of the oscillation coupling coefficient and the mass is significantly smaller.
W modelach symulacyjnych różnego typu pojazdów bardzo często ustrój nośny i nadwozie traktuje się jako nieodkształcalną bryłę sztywną. Pozwala to na znaczące obniżenie czasu budowy modelu i czasu samych badań symulacyjnych. Niestety, w większości przypadków nie jest znany wpływ takich uproszczeń na uzyskiwane później wyniki obliczeń numerycznych.
EN
The results of studies point to the necessity of taking account of frame flexibility in simulation tests on a typical industrial vehicle. Not taking account of frame flexibility in virtual tests may lead to considerable mistakes in determining acceleration and loads.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano oryginalny przetwornik pomiarowy do rozdzielnego pomiaru składowych obciążeń eksploatacyjnych zawieszenia pojazdu przemysłowego. Dzięki zastosowaniu tej metody w praktyce uzyskano interesujące wyniki badań, które umożliwiły prawidłowy dobór struktury oraz parametrów zawieszenia kołowego pojazdu górniczego.
EN
The paper discusses the original test transducer for simple measuring of loads components in the suspension of an industrial vehicle. This method was applied in practice and lead to obtaining interesting results what permitted for the suspension to be correctly selected on a mining vehicle.
Od właściwości zawieszeń pojazdów gąsienicowych zależy wiele parametrów eksploatacyjnych tej klasy obiektów, zwłaszcza wtedy, gdy przemieszczają się one w terenie. Wzrastające wymagania użytkowników powodują, iż istnieje potrzeba ciągłego doskonalenia metod optymalnego kształtowania takich zawieszeń. W ostatnich latach problematyka ta rozwijana jest w Zakładzie Inżynierii Maszyn Roboczych i Pojazdów Przemysłowych Instytutu Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej. Niniejszy artykuł jest kontynuacją publikacji pt. " Problemy kształtowania zawieszeń gąsienicowych pojazdów przemysłowych" zamieszczonej w nr 3/2003 "Transportu Przemysłowego"
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.