В Пермском Политехе создали самонастраивающийся ковш

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:

1. ГИБДД заглянет туда, куда раньше не смотрели: какие документы в авто могут заинтересовать инспекторов
2. 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:

1. Привычка срывать сирень обернется бедой: чем опасны сломанные ветки для будущих бутонов
2. Жир на животе начнет уходить не от голода: какие продукты помогают запустить похудение и вернуть легкость
3. Стаж больше не гарантирует спокойную пенсию: какие годы вашей жизни могут внезапно исчезнуть из расчета после новых правил