Разработка адаптивной системы виброгашения для самоходных бетононасосов большой производительности
Ключевые слова:
адаптивное виброгашение, магнитореологические демпферы, бетононасосы, интеллектуальное управление, строительные машины, гидравлические манипуляторыАннотация
Современное развитие строительной индустрии предъявляет повышенные требования к эффективности и безопасности работы самоходных бетононасосов большой производительности, что обуславливает необходимость разработки инновационных систем виброгашения. Вибрационные нагрузки, возникающие в процессе перекачивания бетонных смесей высокой плотности, существенно влияют на долговечность оборудования, точность подачи материала и комфорт оператора. В статье представлена комплексная методология проектирования адаптивной системы виброгашения, основанной на интеграции магнитореологических демпферов с интеллектуальными алгоритмами управления. Разработанная система включает многоуровневую архитектуру с адаптивными контроллерами, обеспечивающими оптимизацию демпфирующих характеристик в режиме реального времени. Экспериментальные исследования проводились на базе промышленного бетононасоса производительностью 180 м³/ч с длиной стрелы 62 метра. Результаты испытаний демонстрируют снижение амплитуды вибраций на 73% в низкочастотном диапазоне и на 68% в высокочастотном диапазоне по сравнению с базовой конфигурацией. Энергетическая эффективность системы составила 94%, при этом время отклика адаптивного контроллера не превышало 15 миллисекунд. Статистический анализ показал улучшение показателей надежности оборудования на 42% и снижение операционных вибрационных нагрузок на оператора до уровня, соответствующего международным стандартам безопасности. Теоретическая значимость исследования заключается в разработке математической модели адаптивного виброгашения для многозвенных гидравлических манипуляторов, а практическая ценность определяется возможностью промышленного внедрения предложенных решений для повышения эффективности строительных процессов.Библиографические ссылки
Aziz M.A., Mohtasim S.M., Ahammed R. State-of-the-art recent developments of large magnetorheological (MR) dampers: a review // Korea-Australia rheology journal. 2022. Vol. 34(2). pp. 105-136.
Chen L., Wang Q., Zhang H. The effect of an adaptive feedback-control system in the structural vibration control // Journal of sound and vibration. 2023. Vol. 544. Art. 117378.
Chha H., Peng Y. Adaptive semiactive control of structure with magnetorheological dampers using wavelet packet transform // Journal of vibration and control. 2024.
Cui J. A hydraulic control system integrating adaptive and PWM algorithms for hydro- mechanical continuously variable transmission // Frontiers in mechanical engineering. 2024. Vol. 10. Art. 1431009.
Kang X., Tang J., Wei J., Pang H. Parameter optimization of vibration control system for adjacent building structures based on negative stiffness inerter damper // Scientific reports. 2024. Vol. 14. Art. 8742.
Li G., Gan Y., Liu Q., Xu H., Chen D., Zhong L., Deng J., Hu G. Performance analysis of vehicle magnetorheological semi-active air suspension based on S-QFSMC control // Frontiers in materials. 2024. Vol. 11. Art. 1358319.
Li J., Zhu S. Advanced vibration isolation technique using versatile electromagnetic shunt damper with tunable behavior // Engineering structures. 2021. Vol. 242. Art. 112503.
Liu M., Pan M., Plummer A. Sensor technologies for hydraulic valve and system performance monitoring: challenges and perspectives // Advanced sensor research. 2024.
Liu S., Chen X., Wang H. Intelligent analysis of hydraulic concrete vibration time based on convolutional neural network // Advances in civil engineering. 2023. Vol. 2023. Art. 5530102.
Park Y.J., Kang B.H., Choi S.B. A new rotary magnetorheological damper for a semi-active suspension system of low-floor vehicles // Actuators. 2024. Vol. 13(4). С. 155.
Rafajłowicz W., Więckowski J., Moczko P., Rafajłowicz E. Iterative learning from suppressing vibrations in construction machinery using magnetorheological dampers // Automation in Construction. 2020. Vol. 119. Art. 103326.
Ren Y., Yang W., Sun X., Zhi J., Li J., Wang H. Vibration characteristics of concrete pump trucks with multiple postures and multiple conditions based on the secondary development of hyperworks // Processes. 2023. Vol. 11(5). Art. 1483.
Shamseldin A., Abido M.A., Alofi A. Al-driven optimization of dynamic vibration absorbers with hydraulic amplifier and mechanical inerter integration // Frontiers in mechanical engineering. 2024. Vol. 10. Art. 1464692.
Wang Q., Zhou J., Wang K., Gao J., Lin Q., Chang Y., Wang Z. Dual-function quasi-zero- stiffness dynamic vibration absorber: low-frequency vibration mitigation and energy harvesting // Applied mathematical modelling. 2023. Vol. 116. pp. 636-654.
Zhang Y., Liu J., Yang X., Lu Z., Li Y. Vibration analysis of a high-pressure multistage centrifugal pump // Scientific reports. 2022. Vol. 12. Art. 20293.
