Проанализировано влияние износа зубьев ковшей экскаваторов на сопротивление копанию. Значительное внимание уделено ускоренным испытаниям надежности мобильных машин на стендах, эффективности и экологическим показателям скреперов, повышению надежности землеройно-транспортных машин, а также экспериментальным исследованиям процесса копания грунта миниэкскаватором.

Розроблено просторову розрахункову схему та виконано математичне моделювання процесу удару відвала автогрейдера об важкопереборну перешкоду. Для проведення експерименту й одержання даних розроблено та виготовлено комп'ютерну інформаційно-вимірювальну систему. На підставі проведених досліджень розроблено методику визначення навантажень на задній візок автогрейдера з гідромеханічною трансмісією. Запропоновано комплектацію автогрейдерів масою 15 - 16 т енергосиловими модулями фірми ZF. Результати роботи використано під час проведення модернізації автогрейдерів ДЗк-251, що будує ВАТ "Крюківський вагонобудівний завод", і автогрейдерів, що проектує В.Г.Буддормаш (Харків).

Досліджено процес наповнення грунтом ковша скрепера, оснащеного грунтонапрямним пристроєм (ГНП). Методами математичного та фізичного моделювання з використанням обчислювальної техніки вивчено вплив різних інтенсифікаторів, а також робочого та транспортного режиму на ефективність скрепера. Показано, що застосування ГНП конструкції, що пропонується, зменшує опір копанню та збільшує наповнення ковша, завдяки наявності розгалуженого процесу заповнення ковша скрепера крізь ГНП та крізь щілину між задньою плитою ГНП та днищем ковша. Аналіз процесу копання скрепером з ГНП показує, що ефективність скрепера зростає: коефіцієнт наповнення на 20 - 30%, продуктивність на 6 - 22%, питомі витрати зменшуються на 2.6%.

Дисертацію присвячено розробці методів прогнозування головних параметрів і навантаженості малогабаритних навантажувачів із регульованими вручну гідрооб'ємними трансмісіями в тяговому приводі, необхідних для проектування машин з найвищими техніко-експлуатаційними показниками й удосконаленню машин, що випускаються серійно. Моделюванням серійних процесів на ЕОМ і натурними іспитами навантажувачів установлено режими навантаження і найбільші зусилля на робочому обладнанні й у тяговому приводі. Виявлено тепловий режим роботи гідрооб'ємного тягового привода і подано рекомендації по удосконаленню його системи теплообміну. Запропоновано методику прогнозування основних параметрів малогабаритних навантажувачів.

Досліджено можливості підвищення економічності гідроагрегата механізму копання одноківшового екскаватора застосуванням насоса об'ємного керування з динамічною корекцією. Відзначено, що механізм копання екскаватора являє собою гідромеханічну систему з чотирма ступенями свободи та змінними параметрами, а система "механізм копання - гідроагрегат" з насосом об'ємного керування без корекції має неприйнятні показники якості перехідного процесу. Розроблено алгоритм керування подачею насоса із застосуванням коефіцієнтного методу теорії керування системами зі змінними параметрами. Отримано математичну модель, що має фізичну реалізацію алгоритма керування. Доведено, що коефіцієнтний метод корекції вузла керування насосом створив динамічну структуру, яка забезпечила задані показники якості перехідного процесу з утриманням енергетичних переваг об'ємного керування.

Обгрунтовано можливості підвищення ефективності бульдозерів за рахунок удосконалення робочого обладнання (відвалу бульдозера). Здійснено корегування відношення висоти відвалу до його ширини, досліджено процес формування опору затуплення. Розглянуто питання оцінки надійності та визначення раціонального складу типорозмірних рядів землерийно-транспортних машин. Аналітичні висновки підтверджено результатами експериментальних досліджень.

Розроблено методику проектування з'єднувально-керуючого модуля для модульних дорожньо-будівельних машин на основі дослідження ступеня його навантаженості. Створено адекватну математичну модель для визначення рівня навантаження з'єднально-керуючого модуля при асиметричному прикладенні зовнішнього навантаження і довільному куті складання напіврам. Запропоновано методику оптимізації корпусу шарніра з'єднувально-керуючого модуля на основі оцінки його напружено-деформованого стану з використанням методу кінцевих елементів. Для перевірки прийнятих у математичній моделі допущень і розрахункової системи проведено експериментальні дослідження з визначенням ступеня навантаження гідроприводу механізму рульового управління. Для підвищення ефективності проектування модульних дорожньо-будівельних машин створено інформаційно-пошукову систему на основі електронних каталогів сімейства колісних машин класу 30 кН.

Встановлено закономірності впливу форми ножа на процес руйнування грунту. Виявлено закономірності взаємодії з грунтом робочих органів (РО) бульдозера, оснащеного виступаючим ножем трапецієподібної форми (ВНТФ) і бічними косинками (БК), сутність яких полягає в адаптації робочого процесу до властивостей грунту, характер руйнування якого полягає в утворенні зони бічних руйнувань грунту, які відповідають трапецієподібній формі, що обумовило форму ножової системи (НЖ). Визначено раціональні співвідношення параметрів НС, які забезпечують мінімальну енергоємність процесу розробки грунту. Створено математичну модель РО, в якій враховано геометричні параметри НС, оснащеної ВНТФ і БК, яка базується на теоретичному аналізі процесу руйнування грунту. Доведено, що нова конструкція РО, оснащеного ВНТФ і БК на 14 - 18 % більш ефективна у порівнянні з традиційною, а також має більшу технологічну задтність, яка досягається за рахунок застосування ВНТФ на більш міцних грунтах.

Досліджено процес копання грунту скрепером у разі обладнання робочого органу (РО) східчастою ножовою системою (НС) та глибокою передньою заслінкою за умови заповнення ковша у дві стадії. Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень процесу заповнення ковша та розроблено методику визначення силових, енергетичних, техніко-економічних, раціональних, конструктивних і технологічних параметрів РО та процесу. Встановлено, що застосування запропонованих у комплексі конструктивних і технологічних рішень РО і процесу заповнення ковша згідно з двостадійною технологією, у порівнянні зі скрепером традиційної конструкції, призводить до зменшення опору грунту копання та можливості підвищення місткості ковша на 26-30 % у разі незмінного тягача. Проаналізовано процес заповнення ковша скрепера у дві стадії, обладнаного НС з двома ножами, які виступають, глибокою передньою заслінкою та задньою стінкою з відвальною поверхнею та встановлено, що ефективність машини у порівнянні зі скрепером традиційної конструкції зростає: продуктивність на 17-25 %, показники матеріалоємності та енергоємності процесу набору грунту знижуються на 10-14 % та 15-18 % відповідно.

Розглянуто актуальні проблеми створення й експлуатації землерийного обладнання підвищеної продуктивності. Проведено математичне та фізичне моделювання взаємодії даного обладнання з грунтом. Охарактеризовано існуючі конструкції землерийних машин динамічної дії. Розкрито можливості оптимізації навісного обладнання землерийних машин з робочими органами підвищеної продуктивності.

Получены экспериментальные зависимости нормальных напряжений от скорости движения машины, выноса отвала в сторону и угла установки отвала в плане.

Представлена динамическая модель формирования напряженно-деформированного состояния металлоконструкции основной рамы автогрейдера. Установлены закономерности изменения напряжений, действующих в основной раме автогрейдера, в зависимости от угла установки основного отвала в плане, и скорости движения машины.

Выявлено влияние неоднородности прочностных свойств грунта на усилия в гидроцилиндрах управления автогрейдерным отвалом. Определены статистические характеристики динамической плотности грунта и, как следствие этого, статистические характеристики усилий в гидроцилиндрах автогрейдера при копании грунта стружкой постоянной толщины.

Представлены циклограммы распределения мощности и схемы распределения силовых потоков в рабочем цикле бульдозеров, скреперов и автогрейдеров, оснащенных гидроаккумулирующими системами.

Розглянуто роботу скреперного потяга у штовхальному режимі зі стикуванням під час копання грунту переднім скрепером, а також проведено аналіз деформації пружного елемента зчіпного пристрою. Розроблено методику розрахунку навантажень. Описано застосування у зчіпному пристрої пружного елемента, що оберігає конструкцію скреперів від небезпечних динамічних навантажень.

Представлена методика и результаты экспериментального исследования нагрузок, действующих в механизме подвески рабочего оборудования автогрейдера ДЗк-251.

На основе анализа режимов работы электроприводов главных механизмов роторного экскаватора в технологическом цикле рассмотрены возможные типы систем управления положением рабочего органа экскаватора. С помощью структурных моделей получены графики изменения контролируемых переменных. По результатам моделирования даны рекомендации относительно применения систем управления перемещением роторного колеса в пространстве в зависимости от технологии работы механизмов поворота, подъема и хода.

Рассмотрены возможности пакета MATLAB Robotics Toolbox для моделирования движения рабочего оборудования роботизированного экскаватора. Решены прямая и обратная задачи кинематики манипулятора экскаватора, а также задача управления его кинематической моделью. Выполнен анализ эффективности использования встроенных функций Robotics Toolbox для решения указанных задач.

Исследованы кинематические параметры рабочего оборудования экскаватора с внесением в стандартную кинематическую схему дополнительного звена - квик-каплера, который представляет собой быстросоединительное устройство. Определено влияние квик-каплера на действие рабочего оборудования.

Показано можливості підвищення продуктивності та надійності напівпричіпного скрепера, що працює у складі потяга, за рахунок впровадження раціональних режимів роботи та конструкції зчіпних пристроїв. Показано, що скреперні потяги набули широкого використання у світі та СНГ як спосіб вдосконалення виконання робіт у будівельній, гірничодобувній і сільськогосподарській галузях. Розроблено розрахункову схему, математичну та комп'ютерну моделі скреперного потяга, що складається з напівпричіпних, пневмоколісних машин, а також враховує нелінійні характеристики тягових зусиль і сил опору наповнення ковша скрепера. Встановлено нові закономірності впливу параметрів робочого процесу скреперного потяга на напруженість металоконструкцій тягових рам і продуктивність машин, визначено раціональні параметри зчіпного та сідельно-важільного пристроїв. Результати наукових досліджень використано Харківським заводом будівельних, дорожніх і комунальних машин, СКТБ "Гідромодуль" і трестом "Харківспецбуд" в процесі проектування, виробництва й експлуатації будівельної техніки.