modelling and energy comparison of system layouts for a hydraulic excavator

Abstract For decades the improvement of energy efficiency in mobile hydraulics has forced the research world to develop energy saving solutions and to redesign existing hydraulic circuits. This paper presents an overview about the state of the art of excavator valve systems based on open centre flow control (OFC) and a load sensing principle (LS). The purpose of this study is to compare different hydraulic systems on a middle size (9ton) excavator and to analyse the differences in term of energy saving and fuel consumption. Starting from a validate mathematical model of the considered hydraulic excavator whose functioning is in LS logic, many alternatives are proposed as flow on demand system, positive and negative flow control. Systems comparison has been done on typical excavator working cycles as trench digging and levelling referring to the JCMAS standard. An optimization tool, based on genetic algorithm, has been exploited for the definition of the optimal spool areas to reduce the pressure losses and by-pass flow rate maintaining identical controllability and performance

dynamic modelling of the swash plate of a hydraulic axial piston pump for condition monitoring applications

Abstract In the last years Prognostic and Health Management (PHM) has become one of the challenging topic in the engineering field. In particular, model-based approach for diagnostic relies on the development of a mathematical model of the system representing its flawless status. Once the model has been developed and carefully calibrated on experimental data referred to flawless pump condition the comparison between the model output and the real system output leads to the residual analysis, which gives a diagnosis of the component health. This paper presents the mathematical model of a hydraulic axial piston pump developed in order to replicate the dynamic behavior of the swash plate for PHM applications. The model has been developed on the basis of simplified hypotheses, a friction model between swash plate and bearings has been introduced. A detailed experimental activity was carried out to calibrate and validate the model with step tests and sweep tests. The comparison between numerical and experimental results shows a satisfying agreement and highlights the model capability to reproduce the swash plate dynamics. Future works will include tests with the pump in faulty conditions to evaluate the pump health state through the residual analysis of the swash plate position

Caracterización de los sistemas de producción caprina en el oeste pampeano (Argentina)

Tesis para obtener el grado de Doctor en Veterinaria, de la Universidad de Córdoba (España), en 2000Con el objetivo de analizar las características de la explotación caprina en el oeste de la Provincia de La Pampa, Argentina, se ha realizado una caracterización del sistema de explotación. La metodología utilizada fue la encuesta directa a productores, complementada con la consulta a fuentes secundarias y la realización de ensayos y sondeos puntuales sobre algunas variables biológicas. Los trabajos se realizaron en éjido del pueblo de Puelén, departamento del mismo nombre y en el oeste del Departamento Limay Mahuida. La encuesta contemplaba aspectos sociales, características del establecimiento, instalaciones ganaderas, producción pecuaria en general y caprina en particular (manejo, sanidad, alimentación, aspectos reproductivos, etc.). Además, y como parte de la caracterización de la base animal del sistema, se realizó la descripción de la cabra colorada, tipo regional de animal así llamado por los productores de la zona y que presenta, a primera impresión, características particulares y cierta homogeneidad que las distingue del resto de cabras de la región, con las que se contrastó en sus aspectos morfológicos y fanerópticos a fin de detectar posibles diferencias. De explotaciones con cabra colorada se obtuvieron también datos sobre aspectos reproductivos de tres años consecutivos y datos más puntuales de producción de carne (cabrito), leche y pelo. El sistema productivo predominante en el área estudiada es de ganadería mixta, principalmente de caprinos, bovinos y equinos, siendo los primeros la principal base de sustentación e ingresos en la mayoría de los productores rurales. El sistema de cría caprino es extensivo, con encierre nocturno y utilización de nodrizas con amamantamientos compensatorios para los cabritos mas débiles o provenientes de partos múltiples. El sistema de alimentación se basa en la utilización del campo natural, el cual, salvo contadas excepciones, tiene pocas posibilidades de uso agrícola. La mayor parte de la producción de cabritos, producto principal el sistema, se destina la venta y una porción minoritaria se utiliza para abastecer el autoconsumo. La mano de obra es fundamentalmente familiar, con alguno contratos temporarios informales durante la época de parición. Solamente un 14,58% de los productores son propietarios de los campos que trabajan, permaneciendo un 58,33% en condición de ocupantes, a pesar de que un buen número de ellos estaría en condiciones de legalizar su situación. En el área estudiada, la mayoría de los encuestados han recibido algún tipo de asistencia técnica proveniente de programas estatales. En general se trata de productores con fuertes limitantes de orden económico, de infraestructura rural, de comunicaciones, de comercialización, etc, a pesar de lo cual, en años de buenas condiciones climáticas, se muestran eficientes en su manera de producir. En relación a la cabra colorada, puede decirse que es un animal mediolíneo, de 64,2±2,80 cm de alzada a la cruz en hembras y 73,2±3,61 cm en machos y 44,4±6,03 kg y 71,1± 8,94 kg de peso en hembras y machos, respectivamente. Del resto de las cabras regionales se distingue morfológicamente principalmente por presentar mayores diámetros transversales y de profundidad, dándole un aspecto más redondeado a su tronco. El perfil fronto-nasal de la cabra colorada es predominantemente recto, teniendo orejas medianas a grandes y de posición horizontal o caída, con presencia predominante de cuernos tipo aegagrus y de tipo mixto arco-espiral. El manto es de tipo uniforme, con un vellón abierto de pelo fino, suave, sedoso y rizado, diferenciándose en esto del resto de las cabras de la región, que presentan gran heterogeneidad en cuanto al tipo de manto, largo y grosor del pelo. En la cabra colorada predominan las capas en la gama del rojizo y los tostados, aunque las hay de otros colores. El pelo de la cara y de las patas es más oscuro que el vellón en las capas de colores claros. y por lo general pesentan un tupé de pelo no muy largo en la cabeza. Los índices de fertilidad, fecundidad, prolificidad real y prolificidad comercial promedios registrados en 7 establecimientos durante tres años han sido de: 92,1 %; 87,8%; 189,7% y 175,2%, respectivamente, viéndose afectada particularmente la fecundidad en años de bajos registros pluviométricos. El peso medio al nacimiento de los cabritos fue de 2.737±33 g, con valores de los machos superiores en un 13,95 % respecto de las hembras. El tipo de parto incidió significativamente (p< 0,05) sobre el peso al nacimiento, registrándose valores medios superiores en los nacidos de parto simple en comparación con los de partos dobles, triples o superiores. A su vez, los nacidos de parto doble fueron mas pesados que los de parto triple o mayores. La ganancia media en el total del período evaluado (59,63 días) fue de 143,3±51,0 g/día, respondiendo la evolución del crecimiento a ecuaciones de regresión lineal, exponencial y de raíz cuadrada de Y, con coeficientes de determinación r2 de 82,5 %; 82,8 % y 84,4%, respectivamente. El rendimiento a la canal de los cabritos de cabra colorada fue 49,31±2,14%, para un peso de sacrificio de 8.556±270 g, a una edad de 45,4±4 días y con un porcentaje de músculo de 46,37%, de grasa del 10,17% y de hueso el 27,92%. La calidad sensorial de la carne tuvo una puntuación en el costillar de 5,50±1,20 para el aroma; 5,13±0,86 para jugosidad; 6,38±0,83 para terneza y 7,57± 0,65 para tejido conectivo, con valores similares para la pierna. El volumen total de producción de leche en la cabra colorada fue de 138,56±30,48 litros en un período de 150 días, siendo la producción diaria promedio de 0,92±0,203 litros en todo el período. Entre el primer y el último muestreo, el contenido de grasa butiromética varió entre 5,18±1,16% y 5,65±1,28%; el de proteína entre 3,95±0,32% y 4,39±0,50; el de lactosa entre 5,07±0,11 y 4,82±0,10; el de sólidos totales entre 14,51±1,22 % y 15,22±1,50 y el de extracto no graso entre 9,32±0,33 y 9,57±0,44%. El peso promedio del vellón sucio en cabras adultas fue de 920±167,6 g. El diámetro medio de fibra del pelo de la cabra colorada varió, en promedio, entre 24,59±2,10 μ y 30,82±3,71μ, dependiendo del lugar de la toma de muestra y de la edad de los animales, registrándose los menores diámetros en muestras de cuarto posterior y en animales jóvenes (6 a 18 meses). El largo de mecha de pelo de cabra colorada presentó una longitud promedio entre 109,35±22,71 mm y 140,98±22,12 mm, dependiendo también del lugar donde se tomó la muestra y de la edad de los animales, siendo más cortas a nivel del cuarto posterior en animales jóvenes y más largas a nivel de la paleta en adultos.The objective of the present study was to analize the characteristics of goat production systems in the West area of La Pampa Province in Argentina. The methodology used included direct surveys to producers and secondary sources of information, as well as specific tests to estimate some biological variables. The study was carried on in the area of influence of Puelén, a town located in the Department of Puelén, and in the west area of the Department of Limay Mahuída, both in La Pampa Province. The survey included social aspects as well as a description of the goat production systems, including reproductive, health and feeding aspects. In addition, description and characterization of a local goat breed called "red goat" was made, and fenotipics characters were compared to those of the common goats bred in the region. Information on reproductive aspects was gathered during three consecutive years, along with specific data on meat kids, milk and hair production. The predominant production system in the studied area was a mixed ranch including goats, cattle and horses, although goat production is by far the main one in terms of ocuppied area and as an income source for producers. The goat production systems were extensive, and included nocturnal penning and substitute rearing mothers for lactation of weak kids and those originated on multiple births. The feeding system is based on grazing of natural range forage species on fields that, with a few exceptions, have no posibilities of agricultural use. Most of the kid production, the main system product, is sold, except for the few ones used for family feeding Labor comes basically from the family members, with only some additional personnel hired during birth season. Only 14.6 % of the producers are owners of the fields they work on, and 68,3 % are merely occupants, although a good number of these would be able to legalize their land ownership situation. In the studied area, most of the peasants have received some type of technical assistance from gubernamental programs. In general, goat producers have severe finnancial, infraestructure, communication and commerce limitations. Despite this, they still could be efficientin years of good climatic conditions. The study determined that the red goat is a middle-size animal, with 64.2±2.80 cm of height at withers in females and 73.2 cm±3.61 in males, and live weight of 44,4±6.03kg and 71.1± 8,94 kg in females and males, respectively. The differences from the rest of the common regional goat types are mainly greater cross-sectional diameters and depth, which give the red goat a more rounded body aspect. Cephalic profile of the red goat is predominantely straight, with medium to large ears in a horizontal or down position, and aegagrus-type and arc-spiral type horns. The mantle is uniform, with an open face of fine, silky and curling hair. This distinguish the red goat from the mommon regional goat, which present great heterogeneity as far as mantle and hair length and thickness. The predominant (although not the only ones) mantle colours of red goats are reddish or light brown. Face and leg hair is darker than the flecce in those animals with clear mantle colour, and they usually present a short hair on top of the head. Average rate of fertility, fecundity, real prolificity and commercial prolificity registered in seven farms during three years have been 92.1 %; 87.8 %; 189,7 % and 175,2 %, respectively, The fecundity rate was particulary low in a year with rainfall lower than normal. Average kid birth weight was 2.737±33 gr, being 13.9 % higher in males compared to females. Birth type significantly affected (p< 0.05) birth, being higher in animals from simple birth than from doubles or triple birth. Within multiple births, animals from double births were heavier than those from triple or more births. Average weight gain in the evaluated period (59.6 days) was 43.3±51.0 grams/day. Growth evolution correspond to linear, exponential and squared root regression equations with coefficients of determination (r2) of 82.5 %; 82.8 % and 84.4%, respectively. Kids were slaughtered at 45.4±4 days of age, having a mean weight of 8,556±270 g and a carcass yield of 49.3±2.14 %. Carcass composition included 46.4 % muscle, 10.2 % fat and 27.9 % bone. The values of gustatory qualities at chop (costillar?) was: aroma, 5.50±1.20; juiciness, 5.13±0.86; softness, 6.38±0.83 and conective tissue 7.57±0.65, showed similar values for legs. Gustatory parameters of meat from the chop area had averages of 5.50±1.20 for smell, 5.13±0.86 for juiciness, 6.38±0.83 for tenderness, and 7.57±0.65 for conective tissue, with similar values for meat from the leg area. Average milk production of red goats was 138.56±30.48 liters in a 150-day period, being the daily mean of 0.92±0.203 l. Between the first and the last sampling fat content varied between 5.18±1.16 % and 5.65±1.28 %; protein between 3.95±0.32 % and 4.39±0.50 %; lactose between 5.07±0.11 % and 4.82±0.10 %; total solids between 14.51±1.22 % and 15.22±1.50, and non-fat solids between 9.32±0.33 and 9.57±0.44%. The average dirty flecce weight in adult goats was 920±167.59 g. On the average, hair fiber diameter was between 24.59±2.10 μ and 30.82±3.71μ depending on the sampling site and the age of animals. The smallest diameters were determined in samples from the back quarter of young animals (6 to 18 months of age). The average hair fiber length of red goats was between 109.35±22.71 mm and 140.98±22.12 mm, also depending on the sampling site and the animal age, being shortest at the back quarter of young goat, and longest at the trowel in adults.EEA AnguilFil: Bedotti, Daniel Osvaldo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Anguil; Argentin

Morphologic and phaneroptic characterization of the pampean red goat

The morphoestructure and coat characteristics of Red Goats or Wool Goats has been deteminated and compared with the remainder goats of the zone. The Red Goats were characterized as middlesized animals with 64.2 ± 2.80 cm of height at withers in females and 73.2 ± 3.61cm in males, and a live weight of 44.4 ± 6.03 kg and 71.1 ± 8.94 kg in females and males respectively. They have a strong sexual dimorphism, with a predominantly straight, head profile medium to large ear size, and Aegagrus or arch-spiral horn type. Their mantle is uniform, with an open face of fine, silky, and curli hair. Predominant mantle colours are reddish and light brown. The remainder evaluated goats have greater variability, specially in those characters important for racial diagnosis, as the front-nasal profile, horn type, ear type, pigmentation and hair characteristics.Se determinaron las características fanerópticas y medidas e índices morfológicos de cabras regionales pampeanas, particularmente del tipo que se conoce en la zona como cabra Colorada o de Lana, y se compararon con las del resto de cabras de la zona. Las cabras Coloradas son animales mediolíneos y eumétricos, de 64,2± 2,80 de alzada a la cruz en hembras y 73,2 ± 3,61cm en machos y 44,4 ± 6,03 kg y 71,1 ± 8,94 kg de peso en hembras y machos respectivamente. Son animales de fuerte dimorfismo sexual, con perfil fronto nasal predominantemente recto, orejas medianas a grandes y cuernos de tipo Aegagrus o arcoespiral. El manto es de tipo uniforme, con un vellón de pelo largo, fino, suave, sedoso y rizado, predominando las capas de color rojizo y los tostados. El resto de cabras evaluadas presentan mayor variabilidad, especialmente en aquellos caracteres de importancia en la diagnosis racial como el perfil fronto-nasal, tipo de cuernos, tipo de orejas, pigmentación y características del pelo

Energy saving solutions for a hydraulic excavator

Abstract Nowadays the improvement of energy efficiency and the reduction of pollutant emissions are the major challenges that the mobile machinery manufacturers have to face with. With rising fuel prices and increasingly stringent regulations, the development of energy saving solutions and efficient hydraulic system have become a priority for researchers and OEM's. One of the most effective approach is the machine hybridization but other solutions can be adopted. This paper proposes with the aid of mathematical tools energy saving solutions for an excavator equipped with a load sensing hydraulic system. A comprehensive energy analysis was conducted through the excavator model to highlight the energy dissipations along the system. Different solutions to reduce losses and improve fuel saving including energy recovery from boom and arm and the introduction of a second pump in the flow generation unit were identified and investigated in detail. Finally, combining the proposed solutions, a new hydraulic hybrid excavator concept was obtained with a 15% of fuel saving

Reproductive traits of the Colorada Pampeana goat

Information on seven different flocks of the Colorada goat breed in La Pampa (Argentina) was recorded during three consecutive years (1995-1997) to estimate reproductive performance. On the average, reproductive indexes were: fecundity: 87.85 percent, fertility: 92.12 percent, actual prolificity: 1.897 and commercial prolificity: 1.752. There were no signifficant differences among years for any index. On the contrary, flocks differed for fecundity and fertility percentage. Buck percentage was on the average 1.71 percent, and duration of the mating period was about 5 months. Abortus percentage was on the average 4.45 percent, being significantly higher (12.31 percent) in the dryest year. In conclusion, reproductive performance of the Colorada Pampeana goat was high, and it may be showing the adaptation of this breed to the agronomic and environmental conditions of La Pampa province.Durante tres años consecutivos (1995 a 1997) se estudiaron 7 majadas de cabra Colorada en la provincia de La Pampa (Argentina), obteniendo como promedio los siguientes índices reproductivos: fecundidad: 87,85 p.100; fertilidad: 92,12 p.100; prolificidad real: 1,897 y prolificidad comercial: 1,752. No se detectaron diferencias significativas entre años; pero sí entre establecimientos, para los índices de fecundidad y fertilidad. El porcentaje de machos reproductores utilizados para el servicio fue del 1,71 p.100, y la duración del período reproductivo fue aproximadamente de 5 meses. El porcentaje de abortos ha sido en promedio para los 3 años del 4,45 p.100, pero fue sensiblemente superior (12,31 p.100) durante el año de mayor sequía. Los altos índices reproductivos registrados confirman la buena adaptación de la cabra Colorada al medio ambiente en el que se desempeña

La producción caprina en La Pampa, ganadería agroecológica, propuestas y necesidades de investigación

Se analizan en este trabajo algunos aspectos de los sistemas de producción caprina del oeste pampeano, puntualizando experiencias tendientes a la sustentabilidad de los mismos dentro del marco de una ganadería agroecológica. Las experiencias relatadas se han desarrollado en el marco de diferentes Programas y Proyectos en los que han participado el INTA, el Ministerio de la Producción de La Pampa, la Secretaría de Agricultura Familiar, la Universidad de La Pampa y crianceros independientes, nucleados en la Asociación de Criadores de la Cabra Colorada Pampeana .Asimismo, se proponen algunas líneas de investigación, especialmente referidas a la recuperación de saberes populares, a la utilización de zooterápicos naturales y de plantas forrajeras nativas y exóticas, como también referidas al manejo del sistema de pastoreo sobre el monte natural, con el fin de disminuir la incidencia de la introducción de insumos como medicamentos y alimentos externos al sistema.Eje B1 Sistemas de producción de base agroecológica (Relatos de experiencias)Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

La producción caprina en La Pampa, ganadería agroecológica, propuestas y necesidades de investigación

Se analizan en este trabajo algunos aspectos de los sistemas de producción caprina del oeste pampeano, puntualizando experiencias tendientes a la sustentabilidad de los mismos dentro del marco de una ganadería agroecológica. Las experiencias relatadas se han desarrollado en el marco de diferentes Programas y Proyectos en los que han participado el INTA, el Ministerio de la Producción de La Pampa, la Secretaría de Agricultura Familiar, la Universidad de La Pampa y crianceros independientes, nucleados en la Asociación de Criadores de la Cabra Colorada Pampeana .Asimismo, se proponen algunas líneas de investigación, especialmente referidas a la recuperación de saberes populares, a la utilización de zooterápicos naturales y de plantas forrajeras nativas y exóticas, como también referidas al manejo del sistema de pastoreo sobre el monte natural, con el fin de disminuir la incidencia de la introducción de insumos como medicamentos y alimentos externos al sistema.Eje B1 Sistemas de producción de base agroecológica (Relatos de experiencias)Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

Sociology of caprine production systems in western Pampa

Goat ranches in the west area of La Pampa Province (Argentina) are analyzed by mean of surveys. These are long tradition family enterprises (2.5 man equivalent) with owners (average 53.3 years old) that believe in the continuity of their farms. The educational level is very low (about 80 percent are real or functional illiterates), although 46 percent of their inheritors had completed the primary school and 15 percent had completed the high school. Technical assistance is received mainly from governmental programs. Kids are the main sale product and about 18 percent of them are used for family feeding. Other source of income would be increased adding value by mean of handmade manufacture (cheese, hair, spinning, tan leather, etc.)Mediante encuesta se estudian las explotaciones caprinas del oeste pampeano (Argentina). Son empresas familiares (2,5 equivalentes hombre), de larga tradición cuyos responsables, de bastante edad (53,3 años), confían en la continuidad de las explotaciones. El nivel educativo es muy bajo (alrededor del 80 p.100 son analfabetos reales o funcionales), aunque entre los posibles herederos el 46 p.100 ha completado la escuela primaria y el 15 p.100 la secundaria. El apoyo técnico que reciben corresponde casi exclusivamente a programas estatales. El cabrito para venta es el principal producto registrándose un 18 p.100 de autoconsumo. Otras fuentes de ingreso podrían potenciarse agregándoles valor por medio de procesos artesanales de elaboración (quesos, hilado de pelo, curtidos de cueros, etc.)