Zwiększenie sprawności ogólnej koparek przez wykorzystanie aktywnej przeciwwagi
Wariant tytułu
Increase the total efficiency of excavators by use of an active counterweight
Autor
Gawlik, Artur
Promotor
prof. dr hab. inż. Stanisław Michałowski
Data wydania
2015
Data obrony
14.10.2015
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Słowa kluczowe
koparka, aktywna przeciwwaga, energooszczędność, odzysk energii potencjalnej
excavator, active counterweight, energy saving, potential energy recuperation
Abstrakt
W pracy podjęto temat zwiększenia sprawności ogólnej koparki poprzez zastosowanie systemu odzysku energii potencjalnej osprzętu wykorzystującego ruchomą przeciwwagę. W szczególności skupiono się na sprawdzeniu wpływu układu aktywnej przeciwwagi na energochłonność układu hydraulicznego koparki. W tym celu zaproponowano zmodyfikowaną strukturę mechaniczno-hydrauliczną maszyny z ruchomą przeciwwagą, która w niewielkim stopniu różni się od konstrukcji typowej koparki. Opracowano model matematyczny, który zarówno dla istniejących jak i nowo projektowanych maszyn pozwala określić potencjalne korzyści energetyczne wynikające z zastosowania układu z ruchomą przeciwwagą w miejsce standardowej, nieruchomej przeciwwagi koparki. Wyniki obliczeń numerycznych dla wybranych cykli roboczych przedstawiono w postaci przebiegów czasowych, a także wykresów porównawczych mocy hydraulicznej. Rezultaty te zostały zweryfikowane w trakcie badań stanowiskowych. W tym celu zbudowano stanowisko testowe umożliwiające określenie zapotrzebowania energetycznego układu hydraulicznego napędzającego standardowy osprzęt roboczy koparki i układu hydraulicznego połączonego bezpośrednio z siłownikiem mechanizmu ruchomej przeciwwagi. Testy przeprowadzono dla cykli roboczych różniących się prędkością ruchu, konfiguracją osprzętu koparki i wielkością obciążenia symulującego masę unoszonego urobku. Potwierdzono możliwość zmniejszenia energochłonności układu hydraulicznego koparki połączonego bezpośrednio z siłownikiem hydraulicznym mechanizmu ruchomej przeciwwagi.
In this paper, concept of energy saving by the use the special recuperation system for hydraulic excavator is studied. Suggested solution includes designed system of active counterweight which cooperates with working mechanism of machine. The hydraulic system of active counterweight is connected with the boom standard hydraulic system. Mathematical model for existing and newly designed machines allows determining the potential energy benefits which are the effect of using system of movable counterweight. The results of numerical calculations for the selected cycles are shown as timing charts, as well as comparative charts of hydraulic power. The possibility of energy saving by using movable counterweight was verified during tests. The key parameters of hydraulic system, such as: cylinders velocity, working pressure, oil flow and another were measured on prepared research stand. The comparison of power consumption for standard and modification system during the same work cycle allowed confirms the correctness of the suggested concept for energy saving system. Energy saving ratios for modified hydraulic circuit were calculated for different velocity of boom cylinder and payloads.
Klasyfikacja PKT
371948 Napędy i sterowanie hydrauliczne
371937 Maszyny i urządzenia do robót ziemnych, budowlanych i drogowych
371900 Przemysł maszynowy
370000 Budowa maszyn. Przemysł maszynowy i metalowy
