The influence of hinges wear on the dynamic load of the articulated boom of a garbage truck`s manipulator

Abstract

Стаття присвячена встановленню залежності максимальних ударних динамічних напружень в найбільшнавантаженому перерізі стріли маніпулятора сміттєвоза від зносу шарніра маніпулятора та рівня його навантаженості. За допомогою використання планування експерименту першого порядку з ефектами взаємодії першого порядку методом Бокса-Уілсона визначено адекватну закономірність максимальних ударних динамічних напружень в найбільш навантаженому перерізі стріли маніпулятора сміттєвоза від зносу шарніра маніпулятора та рівня його навантаженості. Встановлено, що за критерієм Стьюдента серед досліджених факторів впливу найбільше на максимальні ударні динамічні напруження в найбільш навантаженому перерізі стріли маніпулятора впливає знос шарніра маніпулятора, а найменше –рівень його навантаженості. Показано поверхню відгуку цільової функції –максимальних ударних динамічних напружень в найбільш навантаженому перерізі стріли маніпулятора та їхні двомірні перерізи в площинах параметрів впливу, які дозволяють наглядно проілюструвати вказану залежність данної цільової функції від окремих параметрів впливу. Встановлено, що знос шарніра на 1000 мкм призводить до зростання максимальних ударних динамічних напружень в найбільш навантаженому перерізі стріли маніпулятора сміттєвоза в 2,6...4 рази в залежності від рівня його навантаженості. Показано доцільність проведення подальших досліджень впливу антифрикційних матеріалів на знос вузлів тертя механізму завантаження твердих побутових відходів у сміттєвоз.

The article is dedicated to establishing the relationship betweenthe maximum impact dynamic stresses in the most loaded section of the garbage truck manipulator boom and the wear of the manipulator's hinge and its load level. By utilizing a first-order experimental design with first-order interaction effects using the Box-Wilson method, an adequate dependenceof maximum impact dynamic stresses in the most loaded section of the manipulator boom onthe wear of the manipulator’s hinge and its load level was determined. It has beenfound that, according to the Student’s criterion, among the investigated influencing factors, hinge wear has the most significant impact on the maximum impact dynamic stresses in the most loaded section of the manipulator boom, while its load level has the least impact.The response surface of theobjectivefunction is shown –the maximum impact dynamic stresses in the most loaded section of the manipulator boom and their two-dimensional sections in the planes of the impact parameters, which allowsto visually illustrate the specified dependence ofthis objectivefunction on individual impact parameters. It was established that the wear of the hinge by 1000 μm leads to an increase in the maximum impact dynamic stresses in the most loaded cross-section of the boom of the garbage truck manipulator by 2.6...4 times, depending on the level of its load. The expediency of conducting further studies of the effect of antifriction materials on the wear of the friction pairsof the mechanism for loading municipal solid waste into the garbage truck is shown.