автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Формирование режущих рабочих органов землеройных машин на базе статистической теории процесса их взаимодействия с грунтом



московский государственный строительный университет

На правах рукописи

Андриуцэ Мирчя ДУМИТРУ

ФОРМИРОВАНИЕ РЕЖУЩИХ РАБОЧИХ

ОРГАНОВ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН НА БАЗЕ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ПРОЦЕССА ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ГРУНТОМ

05.05.04 — Дорожные и строительные машины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва — 1996 г.

Работа выполнена в Техническом Университете Молдовы.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Недорезов И. А., доктор технических наук, профессор Хмара Л. А.,

доктор технических наук Демин А. А.

Ведущая организация АО ВНИИстройдормаш.

Защита состоится « » УЧ^Р!**.^ 1996 г. в « У.^. » часов на заседании диссертационного Совета Д-053.11.09 в Московском Государственном Строительном Университете по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, дом 26 в

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « . » . . Аг. . 1996 г.

Л

Ученый секретарь диссертационного Совета

П. Е. Тотолин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Анализ работ, связанных с проектированием з производственной эксплуатацией землеройных малин показал, что на эовремекяоы этапе-дальнейшее совершенствование рабочего процесса лапшн традиционного вида в значительной мере сдерживается недостатками существующих расчетных методов и в первую очередь их с права д-гавоотью в узких пределах или в строго оговоренных условиях.

Так, предложенные' зависимости для выполнения тяговых расчетов М и для определения производительности землеройных машин не в досрочной мере учитывают конструктивно-технологические, кинематичес-®0 и эксплуатационные факторы, определяющие процессы резания и ко-:ания грунтов, что снетает яффэктивность решения задач проектирова-ш мапшн и рабочих ррганов, а такгз выбора машин и обоснования про-звоцствекных параметров сменных рабочих органов; известннезависи-ооти для раочета усилий резания и копания грунтов не учитывают вли-ния на процасо всего многообразия факторов и их комбинаций, что держивает р9пэ>~0 на единой научной основе задач связвяных с оптн-альным проектированием различных аемлеройных мапшн и рабочих орга-эв; по вопросу количественного влияния на усилия резания и копания чтенных предложенными зависимостями факторов на сегодняшний день. 5Т единого мнения, что говорит о необходимости дальнзйпих исследо-ший процессов резания и копания грунтов.

Научная проблема настоящей диссертации состоит в разработке . ¡учных основ создания универсального метода выбора, расчета и про-стярования режущих рабочих органов, обеспечивающих существенное тншение эффективности землеройных машин- -

Целью работы является разработка теоретических положений обоб-!ННого метода расчета усилий резания и копания, а также конструк-вных параметров режущих рабочих органов землеройных машин, обес-чивающих-повышение их эффективности.

При этом решались следующие задачи: анализ п обобщенно иссле дований в области решения задач, связанных с проектированием я.пр изводственной вксллутатацией землеройных машин (БМ); разработка ч оретической базы создания универсального метода выбора, расчета I проектирования режущих рабочих органов 3?Л; проведение комплексны: экспериментальных исследований, направлении* на разработку обобщенной статистичоской модели процесса резания грунтов; исследование статистических закономерностей, оценка их достоверности и бы вление возможности их использования для решения задач, составлял щих проблему настоящей работы; разработка метода решения задач, связанных с выбором машин, обоснованием параметров рабочих орган и определением производительности машин с учетом конструктивных особенностей режущвх органов и усилий, затрачиваемых на резание грунта; разработка цолерых функции, алгоритма п программы,расче' на ЭВМ оптимальных конструктивных параметров рекудих рабочзх ор нов; определение технико-экономического еффекта о? внедрения в родное хозяйство ЗМ с оптимальными конструктивными параметраш жущих рабочих органов.

Научная новизна работы состоит в тон, что: разработаны над о ''ови, позволившие решить проблещу формирования, расчета п прг екгированкя ревущиа рабочих органов на базе статистической тео] учитывающей конструктивные и эксплуатационные факторы рабочих цессов землеройных машин (введено понятие обобщенного рекущег органа землеройной машины в виде композиции элементов, констру ция которого определяется комплексом параметров, характеризуй режущие органы подавляющего большинства землеройных машин трг ционного принципа действия; предлояена математическая формул! ка конструкции обобщенного режущего органа, на базе анализа рой получены математические формулировки частных кострукций

вущшс органов различных видов землеройных маглин; обоснован вибор факторов-аргументов для статистического моделирования процесса резания грунтов обобщенным рэяущшл рабочим органон; обоснован выбор предпочтительного вида статистической модели процесса резания грунтов) ; разработана статистическая модель процесса резания грунтов обобщенны.'.? рзпутщш рабочим органом в виде многофакторного уравнения регрессии для расчета усилий резания в зависимости от конструктивно- т ехн о л о гт о с тап: я эксплуатационных факторов; уточнены в части составляющой, затрачиваемой на резание грунта, математически) модели процессов копания грунтов землеройно-транспортными машинами; предложен метод репегшя тгиенеряых задач, касающихся выбора калин- п'параметров сменных рабочих органов, обеспечивают максиыальнуэ производительность пе'.иорайних малин в конкретных грунтовых условиях; разработан катод расчета производительности землеройных шептн с учетом мдютостп двигателя конструктивно-технологических, кинематических факторов и физико-мзхакических свойств грунтов; разработан комплекс палевых функций п алгоритм оптимизации конструктивных параметров режущих рабочих органов землеройных ммшп; разработаны научные и методические основы обещания экспериментальных данных предыдущие исследований процессов резания я копания грунта при различных конструктивных и эксплуатационных условиях их реализппяп.

Практическая ценность' работы состоят в том, что создан оперативный метод расчета внешних нагрузок на рабочие органы ЗМ; разработаны целевые функции, алгоритм п прогрева расчета на ЭВМ оптимальных конструктивных параметров рзяупрпс органов и определены их численные значения-для основных видов землеройных машин в пределах параметрических рядов; уточнены методики определения производительности землеройных'машин с учетом конструктивных особен-

костей режущих органов, их износа и трудности разработки грунтов; разработаны номограммы для оперативной оценки производитель! ности машин с учетом конкретных грунтовых условий} разработаны методики расчета основных производственных параметров сменных рабочих органов землеройных маши; разработала методики решения практических задач, касающихся сбосновагшя выбора мадам дня работы в конкретных грунтовых условиях. Достоверность нрвдзоквшак методик подтверждена примерами решения конкретных задай.

Реализация работы. Для ПО "Ижорский завод" пг.яоянзна работа по оптимизации конструктивных параметров рагзоцих рабочих органов нового поколения экскаваторов: базовые образцу ЭКГ-10; ЭКГ-15; Э1СГ-20 и соответственно по дав модификации (ЗКР-5у, ЭКГ-8уо); (ЭКГ-8у, Э1СГ-12 ус); (ЭКГ-IOy, ЭКГ-Кус). В настоящее время подготовлен к серийному производству ЭКГ-ЮМ,конструзгаквные параао-тры ковша которого рассчитаны автором. Б приложении в диссертац;1 прилагается акт о внедрении в производство экскавгаора ЭКГ-ЮМ с существенный экономическим эффектом.!* Техническом Университете Молдовы с 1975 г.используется в учебном процессе при выполнении лабораторных работ разработанный и изготовленный* еззороц, стенд, для исследования процесса реоани.1 грунте.На иагашо-исш!та!1!елъно& станции министерства транспорте и дорог Республики Молдова с 19£ года при испытаниях используется разработанный' свторо» стенд на базе самоходного- двухмоторного скрепера с тяговым- усилием 40Ü id Часть катерник® автора использовша в учебниках к учебных пособиях i Френкман U.E. ,Ильгисонис В.К."Зеш<5ройныэ машины"'»Ленин-град>1970; Доыбровский Н.Г."Многоковшовые экскаваторы" ,1972; Домброзский Н.Г. .Картвелишвили Ю.Л.,Гальперин М.И."Строительные и дорожные малины и оборудование", М., 19'ЛЬ; Баловкез В.И.

"Модэлпрошнпо процессов взаиыодейогвия оо оредой рабочих органов дорожно-отроитвльтлс шешГ, а такао в монографии Андриуцэ М,Д., Холмогоров Д.ГГ., Уроу В.И. "Соверквнствование земляных работ в неф-тагазопррмиолоЕОЫ отроительотве", Кишинев, 1990. Результат иоолв-дованкй автора иопользуютол в учебном процессе в Днепропетровском шгаонорно-отроительном институте при подготовке инженоров-мохани-ков по специальности 15,04 "[Тодъомно-транспортшт, строительные и дорожные машины и оборудование".

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обоуткдалиоь на научных конференциях Т.У.М. в 1969-1994, в ЗапСиб-ЗШ'ШЭП п ИШШГОРГНГАЗСТРОЯ города Сургута соответственно в 16Э8 г. я 1989 г.,в КБ-1 ПО "Икорокий завод" (г. Санкг-Петор-бург), в 1988 и 1991 г., в ШПГГят'.Ш!! ПО "Урвлиаш" в 1990 г. (г.- Екатеринбург), на кафедре строительных моппга КИСИ в 1991 г., на 1У и У нашкшаль-инх оямпозиумах в Бухароотоком'строительном инотитуте в 1991 и в 1994 г. Работа в полом докладывалась п одобрена на кафодро строительных машин МИСИ в 1991 году и на кафедре строительных машин п Механизмов Технического Университета Молдови в 1995 г.

Публикацйп.По теме диооортащш опубликовано 38 научных работ в книгах и куриалах в том чиоло одна монография и одно авторокоо свидетельство на изобрзто1тв.

Объем работы. Дпооортация соотоит из введения, вооьми глав, обптях выводов, опиока литературы и приложений. Работа в целом имо-ъч 342 страниц, в том число 2(1 отршгац машинописного текота, 49 рисунков, V/ таблиц и 6 приложений на /С страницах.

На защиту выносятоя: разработанные научныо ооновы, позволившие решить проблему формирования, раочота и проектирования режущих органов землеройных машин на бвзв отатпотичеокой теории, учитывающей конструктивные я эксплуатационные факторы рабочих 'процессов

машин; введенов автором понятие об обобиевиом реауиш органе в вйде композиции элементов, конструкция которого определяется комплексом параметров, общих для режущих органов яодааляющагс большинства землеройных машин трашшионного принцип» действия; предложенная автотором математическая формулировка конструкции обобщенного реяушего органа землеройной машины, на базе анализа которой получены математические формулировки частных конструкгай режущих органов различиях кисов землеройних машин; предложенный метод обоснования выбора факторов-агрументов, достаточных для статистического моделирования процесса резания грунтов обобщенным режущим органом; обоснование выбора предпочтительного вида статистической модели лроцеооа резания грунтов в виде многофакторного уравнеюш регрессии степенного ,лда; разработанная обобщенная модель процесса резания грунтов в виде многофакторного уравнения регрессии для расчета усилий резания э зависимости от. .чонсгрунгивно-технолоптчепкях и эксплуатационный факторов; уточненные в части составляющей, затрачиваемой на резание грунта, математические модели процесса копания грунта земле-по "но- транс лор гными машинами; предложенный метод решения инкенер-задач, касаюшихоя выбора машин и параметров оменных рабочих органов", обеспечивающих наивысшую производительность машин в конкретных грунтовых условиях; разработанный метод расчета производительности машин с учетом конструктивно-технологических, экоплуате-нтонных, кинематических факторов и физико-механических свойств грунтов; разработанный комплекс целевых функций и алгоритм оптимизация конструктивных параметров режущих рабочих органов ооновных видов землеройных машин; результаты сопоставления раочетннх усилий' рпзпния' и копания грунтов с опубликованными опытными данными предо-' душх исол«довшпеаей!ъ полазавшие удовлетворительное их схождение т'- позволившие обобщить огромный" мпосив разрозненных и до наотояще-

го времени трудно сопоставимых сгтатшо: данных предяеотленников.

Зкспориментяльнна исследования проводились а лаборатории кр-фолры Строительных машин и механизм» Кишиневского политехнического института им. С.Лязо, начиная с 1971 г., а также и полегах условиях на объектах молиоративного строительства и в карьерах на территория Республики Молдова: ТЯ7Т-Т087 - моделирование процесса рэзпнпл на тзн5С?.^зтр;птескон лпбсратопном стенде; 1972 - тензомаг-рирозанне пропесоп копания грунта экскаватором 3-Я52А с ковшами вмеогишстэ 0,Т5; 0,35; 0,65 и-Т м3 п карьепе села Спратены йш-чоштстого р-на; Т974 - тензоматрлровшшв процесса копания грунта экскаватором Э-10ПТ1Д с ковяом номинальной вместимости, а также тонзоые триропп;шэ процесса розшггот грунтов обобщенным реяугам органом о использованием пршгопного стенда о тягбным усилием тор кН в карьере сала Этулкя Вуякензгатского р-на; 1370 - тензометрлрова-гпгэ пропасла резания-грунтов обобпшшл,? рояугаим органом в карьере Кишиневского гштпичного зяиопа; ТР84 - тонзодатрировашге процесса резания грунтов о использованием елглохокного стенда о тяговнм ус1 лиам 4ГО кН на территории Молдавской моглтао-яспытательноГС станции строптольпых и дорожных маини. Б работа использованы тише результаты тбнзомегрпровакия процзеоа копания гратов, наполненных автором на ТургаГСогатх бокситовых разработках Казахской ППр в 1967 г. (ЭКГ-4,6), па Мытищинском полпгоне "ГНИ им. '?. КуМигаела в 19В8 г (экскаватор Д-05Т пропзводотва ЧСР), на Кукульбе?ском угольном разрезе Хпрянорокого угольного масторокдзния Читинской области ■рс^Р в Т%9 г.

iO

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. Соврсмсшюе состояние! и направления согаршоистзовшвш рабочего процесса землеройных машин Б гласе рассмотрены состояние н осношыо прогрзеиыио направления соЕзрпенстЕОваннл зеылоройша ыаяш. Большой склад п разработку основ теории расчета и оптимального проектирования землеройных машин и снегом машин глесли Артемьев К.Д., Балок toi D.H., Баладшский В.Л., Ветров D.H., Волков Д.II., Голъпории М. И., ГарбузоЕ З.Е., Горячкин В.П., Домброгскнй Н,Г., Далин Л.Д., Зегзиин Л.П., Куэш! Э.Н., Малиновский Е.Ю., Кудрявцев Е.М., Не-доразов И.Л., Ннчкз В.В., Псторс Е.П., Рытев A.B., Рсбров Л.С. Руднев В.К., Тарабов В.Н., Хмара Л.А., Холодов А.М., Федоров Д. И., Ульянои H.A.', Демик A.A., Никулин П.И., Кабалтв P.A. На основа анализа научных публиксций и современных тенденций в развитии землеройной техники показано, что одними из наибодео порспоктипшх являются ИССЛСДОЕГ.ШШ, иалравлешшэ на повышенно еффоктивности зоулоройак машин традиционного принципа действия которыми в обозримом будущем будут выполняться основные объемы земляных работ.

Опргдолсны осношыо пути повышения эффективности работы зс лоройних машин традиционного принципа действия » снихенио энергоемкости рабочого процесса за счзт оптимального проектирования

/

реющих органов и соЕоршонстсогьнио нот о до и обоснования выбора машин и рабочих органов для обеспечения их максимальной произво дитольности при paöovo в конкретных грунтовых условиях.

Выполнен анализ зависимостей для расчета усилий резания

и

■руктоа, врздлосеюшх Н.Г. Доибровсиш, А.Н. Заленштм, О.А. ;зтроЕ1Л1,- К.А. Лргсшьзсш, Д.И. ФвдороЕШ, В.И. Балогиовнм-, В.К. '¿71Д51П1М, А.С. Ребро ыел, ЛсЛ, ХиароИ к являющихся сегодня осно-ой рля расчэтэ. I! прооктирог.ии1л рзяущих органов земларойнш: ыа-Ш1 традиционного пр'лицнпа дейстЕия. Результаты анализа показали, то дальнейшее поситника оффзитниюсти аемлэройных машин на база ■ущкетвующихрасчетных методеа затруднено по ряду причин, важ* еГшпи но когорт: я йл.тотся :

) нзгзстш;о знеисшлости для распета усилий резаннл но а полной зрз учитнгаат глинний на процесс конструктивно-технологических акторов и этим обьектишо ограничивается нх применение для рз-епия оптимизационных задач;

) по шпросаи колич^ссЕвяной оценки влияния факторов на процесс ззшшя мнения исслсдогателей существенно отличаются.

Проаиалнзнрогяни числешдоэ значения и соотношения главных онстдектишк пирометров рзкущих органов. осшшшх ендов земло-зШщх Ц'дзш! -- зкезс^аторинх коанай с зубьями, однозубннх и ию» зз^бнцх рдишталзй, бульдоэороЕ, астограйдаров, скропороз - » р-дделаг сущвстьувцнх парэштриодешк рядов. Анализ показал зна-ц'солышл рз.зброо числйшшк значений и соотношений конструктивах ппранзтрой, особенно по рачущнм органам с зубьями.

Обзор работ, сглзашшх с проектированием земляных работ и ронзподстззлшой експлуатациоЛ зсылорэШшх машш, показал, что: шшнмостн для расчета производительности машин, на базо которое согодня ведется прооктнрошшз земляных работ, а токгз форели для тягошх расчетов ззшшройно-трапепортних машин, на базо Ух'орнх обосиоЕипаотся выбор мшшш и рабочих органов для наибо-оффоктишой нх работы в коикротшлс грунтошх условиях, прак-таоски но содоргаат информации о конструктивных особенностях и

п

износе режущих органов, а также о трудности разработки грунтов. Без учета отих особенностей решаются и вопроси обоснования необходимой вместимости сменных ковшей экскаваторов.

Результаты выполненного анализа покизяди, что основной причиной, сдерживающей решение задач, связанных с оптимальней проектированием рабочих органов и еффэктивкой производственной эксплуатацией землеройных шшии я млате л отсутствие фундаментальной теории процесса резания грунтов, позволявшей дать количественную оцзнку влияния на процесс tcero многообразна ковструк-тисно-технологических факторов и их комбинаций.

Между тем анализ результатеа исслодосшшП А.Н, Зеленина, JQ.A. Ветрова, А.Д. Долина, A.Ü. Критика, И.А. Недорззова, Ю.И. Белякова, В.Л. Еаладанского, В.К. Руднава, Л.А. Хмары, А.К, Рей' ша, И.К. Растегаэва, М.И. Равинского, В.Д. Телуакина, И.С. Сегаля, Г.Н. Сннеокова, Л.К. Соколова, А.Й. Уткина, Г.А. Шлойдо, С.М. Каплана, ВНИИстройдормаша и др. показал, чтощг сегодняшний день опубликовано огромное количество опытных дгяяах о влиянии на процессы резания и копания грунтов традициоижвш шезт-нами всего многообразия факторов при весьма широких нредвзах к рьирования численных значений последних.

Поэтому одним из актуальных направлений поиска путей пою. шения эффективности землэройннх машин явдяется обобщение иызв-щейся экспериментальной информации на строго научной основе i том числе с использованием статистических матодов.

Сложность решения задачи обобщения этой информации закло чается в ео разрозненности и несопоставимости опытных данных, отражающих, как правило, конкретные условия проведения автор: экспериментов по видам машин, рабочим и режущим органам, по í нологическим факторам и грунтовым условиям. Кроме того, необ;

рг,т учесть* -гсо (огеецийсл огромный массив мафоркации расположи как угодно п факторной пространства. Статкотическоо моделирование б такой ситуации иалсеффоктисно.

Psesíjko otoíí задачи сзамотио на основе систеьмого подхода к изучения процесса рззаккя грунтов, как сложной систомы, с ис-польгэгапдал стратегии оптимального планирования гаогофакторнкх эксплр'лкяцтоа я г^рэгкткостно-статистичзсяих методов обработки опытной 1'жрглгщРг .

На о си. ce о гяшл?иного . м-дчза сформулиро сан а проблема, ро-кмкая a иасго».гп диссертации, одрздолан перечень задач несло-доьанпП и разработай алгоритм сё рашкш от формулирования про-

бллш до достиг!;!« ц'зли.

Глага .11. Статг.сткчоское г.«5з.гйроп5Ния npoipcca г-зсм-гадвРстим рзгсус^пс органов земле* püñSít исаии с грунто.»

Од:::ш из веткл: кглраЕЛ^'шП поиска nyvsñ /:.с'льн^!'л1его со-соря5кстгэияА1 рабочего процесса зечлзройюзе мяипчн явдяатся создзлив Hf.jnu;oß бази для обобясиня гро:;одаого опыта прздддуцкх 5:ссл?доез.тэлз!1 прзц<зсеоз рггашн кстг.чгл грунтов по. оснобэ статистически?: игтодос.

статкстичееккх истодов в данной области науки ?д послодюю год»« праггсикотлопь енроко-для рзгеннл рядп вгягшх эсулч К.С. ГезгйкоП, Д.И. ih.-rvut^i, Ю.Л. Ватрэглм» Д.А, ВяЫсо-îîcîj, Б.Л. Бондарогичем, И.Л. Нодорозои-и, И.II. КорогУн, В.К,

Л.Л. ХиароЙ л др. и является перепоетнпа'и направление», позмятацпм научно обобщить результата исслздованнй прэд-игстг,иишков, а з необходим*« случзлх - уточнить и дополнить.

В гласэ рассиатрикмотсд теорзтиччекио положения; составля-

ющие основу систс^чсго подхода к исследованию процосса резания, вероятно-статистическими методами и состоящие г, следующем-:

- Евдвинута гипотеза о том, что рабочий процесс землеройной машины емостс с управляющим оператором составляют сложную систему стохастического типа. Разработала системная модель рабочего процесса землеройной машины. Входныо переменные факторы объединены в пять групп?

конструктивные параметры рабочего органа, характеризующие производственные возможности малины; факторы, определяющие конструкцию и состояние рглущего органа по износу и затуплению; показатели, характеризующие свойства грунтов; показатели, характеризующие принятую технологию резания грунта; факторы, осуцост- . вляющие обратную связь. Многочисленность влшшил факторов (30 основных факторов) и ад комбинаций позволяют ввдвинуть гипотезу о сломости процесса; у

- выдвинуто, понятие об обобщенном розущем органе в эддэ композицииэлементов, конструкция которого определяется коыплок-сом параметров, являющихся общими для реяущих органов основных видов землеройных машин таких, км: рыхлители однозубные н многозубные, ножовые кабелоукладчики, окскаваторные ковши с зубьями, ножи бульдозеров, автогрейдоров, скреперов и др.

Обобщенным называется режущий орган, состоящий из зубьев шириной "в" в количестве ¡? , установленных на дерскатсло с расстоянием между зубья:-,и "а". Математической формулировкой конструкции обобщенного ролущаго органа служит зависимость для определения его ширины захвата "В"

В + ( у 5

где о<п ~ угол устаноьпи режущего органа в плане, град.

При e/ff о 90° зависимость С /) шражает ширину захвата по крайним зубьяы для ыногозубиого рыхлителя и режущей части экскава-торюго коеаа с зубьями;

Если число зубьов равно единице, то ото сплошной ноя бульдозера, Трейдера, скрзпора;

iiitpima захвата попом кабелэукладсч^си машины, который представ-йяет-зя я зидз двух колей установленных друг к другу под углом

fcfr.präia ßr,2Sitn^n.

TaiKiM ооразон, в конструктивном отношении обобщенный режу-yal орган характеризуется четырьмя основными параметрами ( о , Z, Q. , о/я] н оде шестью дополнительными - углы резания о/ , эаос-трзнил i затуплзння е^г , задний угол резания & , длина площадки игкоса Ыл и радиус затупления режущей кромки /?j 5 •* гцдвииуто предположение о том, что:

а) процесс рззанил грунта обобщенным режущим органом должен характеризоваться общими закономерностей, присущими процессам речения грунтов землороПнши машинами, работающими по принципу прямого и косого рзэания с отделением стружки, а также разрезания грунтов;

б) тщательное изучение закономерностей процесса резания грунтов обобщенным рэжущим органом с использованием стратегии математической теории оптимального планирования многофакторных экспериментов и вероятностно-статистических методов обработки опытной информации позволит создать строго научную базу для обобщения имеющейся информации и разработки на этой основе надежного метода решения практических задач, связанных с оптимальным проектированием и эффектиигш использованием землеройной техники;

- обоснован выбор факторов-аргументов, подлежащих включению

в план для статистического моделирования процесса резания грунтов. На базе рассмотрения в анализа пределов варьирования и тейпов измерения численных значений конструктивно-технологических факторов и показателей физико-технических свойств грунтов построена иерархическая схема переменных факторов, псззолиЕвая определить общий вид статистической недели процесса резание грунтов как

P = f(Èho(ZQfi3LnAnsC0ctn) (2)

где fis t Со- соответственно число сторон блокирования стружи в сцепление грунта (показания ударника ДорНИИ, прадед прочности на сжатие и др.).

Параметр» этой фугаецки неизвестны» но экспериментальным путем можно получить достаточную информацию о соответствии в каждый момент времени силы Р значонням факторов, составляющих правую часть выражения (<?>, в на основе этой информации аппроксимировать уравнение состояния ( 2 ) другой функцией, некоторые параметры которой подбирается *са, wo6h во всем поде поведения системы ее отклонение от выражения ) было минимальным, в результате чего реализуется принцип соответствия или адекватности модели. Для решения задача определения параметров полученной модели необходима постановка экспериментов по реэаншэ грунта обобщенны» режущим органом и натурнши машинами при варьировании паг-раметроэ реющих органов и технологических факторов в возможно больших диапазонах.

С учэтои сложности и трудоемкости экспериментальных работ их необходимые объемы минимизированы на базе современной теории оптимального, планирования многофакторных: экспериментов.

Глава III. Методика проведения экспериментальных исрлвдовапий

Цель® экспериментальных исследований являетоя получение достоверной опытной информации о влиянии на процесс резания выбранного комплекса факторов-аргументов для определения параметров функции, общий вид которцй определен в предыдущей главе.

Общая программа окопериментальных работ включает разработку и изготовление отондов для тонзометрирования процесоа резания грунтов в лабораторных и полевых условиях; разработку методики постановки лабораторных и полевые.экспериментов; проведение лабораторных и полевых экспериментальных исследований процесса резания обобщенным реяущим органом; проведение многофакторных экспериментов по копаний грунтов экскаваторами-лопатами; обработка опытной информации, анализ и оценка полученных результатов и разработка ^ па их основе рекомендаций по решению задач, связанных о оптимальным проектированием режущих органов и эффективной производственной эксплуатацией землеройной техники.

Разработан лабораторный тензоыетричоский стенд о тяговым усилием 5 кН окороотп резаная 0,025 м/о. Длина одного реза составляет 0,35 м. Держатель реяущх органов подвешен на тягах и пальцах к измерительной рамко. Поворотный механизм гговволяет изменять угол резания в пределах от 15° до 90° через каждые 15°.

Для регистрации усилий резания используетоя комплект типовой тен-зоматркчвокой аппаратуры, ооотоящай из блока питания, уоилителя и осциллографе. Лабораторный отенд разработан для выполнения начального этапа работ для решения таких принципиальных вопросов, как определение статистических характеристик процесса резания, предварительная оценка значимости влияния на процесо конотрук-

//

тишо-технологичсских факторов и обоснование выбора вида математической модели процесса розания грунтов.

Программа полевых экспериментов предусматривала тонэоыет-ртрование процесса резания грунтов обобщенной моделью ревущего органа при численных значениях конструктивно-технологических факторов, изменяющихся в возможно большом диапазоне. Для выполнения этих работ потребовались разработка и изготовление; полового стенда с соответствующими техническими характеристиками. Основная масса полевых экспериментов проведены с использованной прицепного тензометричаского стенда, конструкция которого рас-читана на резание грунтов при значениях касательной составляющей усилия розания до 150 кН.

Разработал и изготовлен такао самоходный тешоыэтрический стенд на базо двухмоторного скрепоро ДЗ-15 с котом вмостимос-тью 15 м"* н с тяговым усилием до 400 rit. При проводошш экспериментов максимальное значений касательного усилия розалия доходило до 250 кН. Использование самоходного стенда позволило рас-> ширить диапазон варьирования паршлотроп грунтовой стружки и получить информацию» о влиянии факторов на усилии розшшя npir jîx значениях» выходящих далеко за продолы, установленные основным планом эксперимента»

В качестве натурной модели обобщенного режущего органа ис-» пользовались восемнадцать одинаковых зубьов с углом заострения 25°, радиусом гатуплошш 0,001 и, шлршоП <10 юа, толстой 150 • ш и общей длиной 600 од. Зубья изготовлены на фрезергом станке из первоначальной заготовки с размерами 40x150x600 мм, Мсиоори-» руя кол.>;5ст£оц зубьоз, 1« шириной и расстановкой на держателе тензостенда получаются рглущио органы в виде плоских ножей (при расстоянии между зубьями, равном нулю), зубьев экскаваторов, од-

il

Коз?&шх и иггагозубкых рыхлителей. Самый узкий зуб ныээт ширину 40 toi, а самый широкий - 720 мм. Кроме указанных восемнад-цатя зубьэз, о цэльа выявления влияния факторов на процесс рэ-эснмл в контрольных точках, нспользовалиов стандаришэ бульдо-зоркнэ неst шириной 0,6 ы; 1,2 ы; 1;8 м; 2,4 и.

На разных отапах исследований опыты ставились по планам Бокса-Бецкина и Хартли. Основная опытная информация получана путем постановки огсггоэ во пятифакторному Д-оптимальному плану Т!'.па Хартли-б, разсетair»tty на 27 опытов.

Пргдели варьирования факторов принимались с учзтом тяговых способностей стэндов а следувг^яг основных пределах: ширина резания (захсата) В> » 0,04.. Д,6Е-м; ткрина одного зуба ê » 8 £ £ 4 eu; расстояний кагду зубьями CL a 10 i 8 сы; число зубьоп Я n4t2 шт. | угол рззешл Ы я-45 £ 15°| глубина резания h « 16 - 10 см. Крокэ планотгх ставились контрольные опыты при^ углах рзг«ик<: 75° а 90°; шартэ рзаания до 2,4 м; расстоянии между зубьями 0,24 tu

Б соотезтстгш о цэлями .и задачами работы программой предусмотрено танзометрироЕгаиэ процесса копания широкого спектра грунтов ЭЕСаагжгорамк-лопатЕмн. Прпгом необходима информация по копанию грунтов рабочими органами, параметры релущей части ко-торцх варьировали бы на разных урэгнях и з возмогло болос широких пределах. Для екпоясглия отого условия потргбогглось проведение цолзпк прокзводствошак пешггеишй большого количества натурой машин а различных грунтовых условиях страны. Испытания проводились на вкс::аваторэд ЗКГ-4,6- э 1937 и 1969 г.г. соответственно на Тургайскях бокситовых разработках н на Харанорском угольном моотороздонки Читинской области; Д-051 производства ЧСР r;, viHCK0M полигона КИСИ им. В.А. КуйбьиаЕа; Э-652А

с ковшами вместимостью 0,15 и13; 0,35 ма; 0,65 ьР и I ы3 на Са-ратекском карьере района Хшчошть Р. Молдова в 1972 году. Ир« испытаниях Э-652А варьировался также угол копания с пределах 45...68°.

Касательная составляющая сопротивления грунта копанию определялась по методике кафодры строительных машин ШСП пм. В.В. Куйбшева. Таким образом, о разультате испытаний экскаватора получена информация о процзссо копания при варьировании ширшш захвата, ширины и расстановки зубьов и их количества, радиуса затупления режущих органов, угла копашш и степени блокирования стружки.

Обработка осциллограш рззашш и копания груш-ов про годилась по максимальным пмкоккл значгнияы сил ргойния и копания, Бозникаюсрш в шиснты, прод^гстыупщио сколу грунтовой струшаи

Для' расчета параметров урашший рзгрэссии разработана программа их расчета на ЭВМ.

Глава 1У. Результаты эксшрингнтслышх исследований

Розультатн лаборатоппДА исслзпдвг'.кяй-, Лабораторию иссло-доЕсашя проводились с цзлыо отработки нотодикн, сцэнки точности описания данного процзсса ст«ж1стич0ски1ш шдалями при выбранной систома незаБИсиыых поропошшх, а тагао для отсеивания незначимых пзремешшх и прэдтр;;голы:аго ранжирования факторов по стспсни их хушлшш на силу рэзгшия.

Для реягакя указанных задач поставлена сорт окопариызп-тов пс> плану Хар?л:;-5 на 27 опытов. Изучалось влияние на силу резания пяти факторов: ширина кожа п § п (0,03 ^ 0,01) и, глубина резания а Ь " (0,0X5 * 0,005) и, угол роэания п оС п (60 ^ * 15) град, угоя заостренст "у? " (25 * 5) град, количество блокированных сторон среза "Д" (2-1). Для изучения влияния

2i

t?

шстого фактера - радиуса затупления рзауцэЯ кромки ножа л? -укапанный плел повторялся трижды при радиусах затупления « о 0,001; 0,003 и 0,005 и. В качество грунта использовался парафин, Скорость рззания постоянна и составляла 0,025 м/с.

В результата обработки опытной информации на ЭВМ по раз-ргботаизП программа получена статистическая модель в видо сла-дув^его уравнения регрессии для определения силы Р сопротивлси шщ грунта резгтаю:

р = (J.i gc.totf^oslßoxn?3'/??-2'. ( 5 )

В отом уравнении фактор ß оказался, незначимым при проверке по £ - критерия. Проварка по критерии, Фишера показала, что урашшшо ( 5 ) без учета угла заострения рзяуцего органа j3 адекватно опипып&ет процесс резения при численных значениях шо-нзственнсго коэффициента корреляции ß , множественного коэффн-t)ttcHTa детерминации ß и стандартной ошибке Л , рагных соот- > Езтственио 0,955; 0,933 и 0,185, Анализ показал, что числешшз значения коэффициентов коррэляции иежду независимыми пераменны-ии равны нули, Отсутствие коррэляц:ш мзяду незаьисишши пзро-ызнкши является одним из важнейших условий, которое должно выполняться при моделировании сложных процессов. Численное значение коэффициента дэтеряшации говорит о тон, что при набранной система нозагишшых переменных процзсс резания описывается с вгсьма шеокой точности и полнотой, Установлено, что при иали-'ши положительного заднего угла рззакил, угол заострения ножа не оказывает значимого влияния па процэсс резания и поэтому в дальнейшем отот фактор но учитывался.

Обосцоврциа шбрщ гида статистической модели.

Изгоотно, что один и тот же технологический процесс может быть описан множеством видов.статистических моделей. Критерием

оценки при выборе предпочтительного вида модели должна бить • точность срагнения расчетных данных с эшшричоскиыи шм «уза связи между "выходом" системы и ее "асодол".

В настоящей работо изучается связь дааду случайной перзыен-кой (сил» роэания Р ), опрэдолс:ш& численного звглехшй которзй неизбежно сшземо-с некоторыми случайными ошиО'квш, и неслучайными переменными, к которым отозсвтся яоаструктишо-гехнологи-чзскиэ факторы, опрэделлщиа процесс рззшадя; Учитнсал данное обстоятельство, & такко то, что сила Р зависит не только от принятой & работо скот&ш церемонных (все факторы несоэкоано участь), шбор сада стй^кстйчвской цодолл обоеноштотся на базе оценки сории каийодео изезстнж кодсдзй по результатам рзг-рзсиоггюго анализа. Это тем бэлзо оправдаю, что при болышщ объемах шбориси рзгрэссиожый снолиз оффектиБсн и в тех случаях, когда зашейная порайонная не является нормально распределенной, а ошибки намерения независимыми.

До» практического решения задачи собора вида статистическое ыодзлм поставлена отдельная серия опытов по рооани» грунта по шину Харгшх-6. Опыты стаашшсь' & глине со сцоялениси Со « 0»21 И1а. Исслсдогадсоь вдняниэ на силу резашя ширины & () и глу Сма резания Н ), угла рэзеакя об колнчостса эубьоп

5Г и расстояния нзяду зубышпЯ (Яг), В рэзультвто об-

работки едка к тог яг? опшлаа ддагых получаны модели слодздачях гидов:

1. Стопожаз лГ,_

ПзЛЯНОЬИЛггКСЯ

У » 2,38 - 4,02Хг - 0,0336^ - 0,54 Хн -

- 109& - 123 ОС? - 86,10С1 - 0,000199- 0,0521

- 803^ + 2533^ * 1,09.?,+ 10,5л^ t 823+ + 0,425^3, + Ю,2Д?,^ + 532^ + 0,01763^ + 1+ + 162^ .

3. Обратный полинои о отсевоц иеаначтаах факторов

у « 1/(0,312 - 0,9122> - 1,41^, - 0,988Ду + 2,43** + + 3,35^г + 7,55-Г,^ - 0,000258^).

4, ГппгрЗовлестяп функция

•г/ а 53 б °'5эз О »817 332. 0.00^37 -.V..". Лу " Х3 ' " ^ "

•5. Линейная иодель

уш -21,6 + 63,4^+ 83,9Х,+ 0,22^ + 256^ -е- 74,2^

6. Логарифмическая модель

$ = 18,3 + 6,41 + 10,1^ + 9,06 СпХ& + 9,08#г^ + + Х.бб&Х;- "

7. Доказательная функция « ■ . ' 4 - ,

г/о 1,52 • б1,б~' И4Лг' 1,16^- зз Д*" .

9. Экспоненциальная модель у« охр (-0,321 + 7,4&г, + 10,5 Яд + 0,01273% + О^Ц + + 6,18X5. - 13,1^ - 19,6^ -О,0164^ 9. Иррациональная иод ель У* -57,6 + 42,1 УЩ + 60,3^ + Я87У^+ 9,94^ + 27,4^ Резульгслз расчета та елейных гнглкий критериев оценки точности описания процесса резания по всэм вариантан сподоич в таблицу. Пря табличном знпдешш /•'-критерия, равной 2,71 и при 5 % уровне значимости сое подели значима. Для выбора предпочтительного вида модели нага выполнен сравнительный анализ полученных моделей по общепринятой в математической статистике методикеЛа

2 V

« О f

•■s S X в. tu «

<а i

S

5

ч й)

i « «i и » оло

»'S-

<51

H ч>

, «о ! е> сч

за

с! к

Я &

О

а

.Ï

СО

RS-

сзао. CÜ2

N Ol 1(1 M О Ol

» » mi «о р» er» __

о» m " " " » л л •

об 00' о» со л м p» p»

p- о о»

Б 5

lO in

o> »-« о о о»

со

я

ю est

» C\J ► ff}

ю

(П

а

8ÍS § g S 8'8¿ i »•»•»••«»•»•к

ооооооооо

QMCJlOCJCviP-lQ CO PJ О ■ и • » » tu *

« N S S 9 SI 81 н íS

(Ji . О»

Ol О "

ю **

з а ^ з

C\l Pi 3J счГ Ю M Я м N Ю ГО N

СМ о ю -о . р- ■ со. о»

ошюсо анализа числэшшх зиачзшШ показателей статистической оцэикн прэдоочтитолыюй следует считать модель под номером I, ■г.е. стапйпгуп модель. На атом основании принято решение мсполь-зогать а дальнеКпем только стспсииыэ модели.

Сбобгагниая у.опахъ провеса. ¡рззания грунтов разработана в результата обработки опытаой информации по резанию пяти наименований груитоо ебо&^егсшм ргзущкм органом и ¿сопению грунтов семи кшшгноЕштП в1сскаяатор.1!Д5-;;опата1Ш с вместимостью ковшей 0Д5; 0,35; 0,5; 0,63 а 4,6 í?. Яояучсма восьмифакторная модель вида

Р= ес%"^i^l/0*0?*" А^Пт^Со** (

Урасгслиэ { Ч ) едекгятно описывает пргцосс рзгания при расчетном замекии крнтзркя йггаора,' рагиом 15422, множественном коэффициенте дэторзздзцин 0,90 и стандартном отклонении 0,117.

В кодс'лч { 4 ) износ рздущего инструмента учитнзается радиусом затупления Ñ¡ . Однако известно, что ролущие органы замлз- ' ройнах и2шин практически за несколько сиен истираются и у них образуется пхоцздка износа*

С к;д!>!з оарздоссзшх влияния площадей износа на силу сопротивления грунта резанию постаакзна отдельная серия экспериментов. Опыты ставились в грунт«: со ецзплением 0,05; 0,124 и 0,21 Ша ноявш ширило!) 0,8 и при угле рззаш'Л 55°, толщине струкки 0,1 и и при постсяшшх значениях остальнюс факторов в следующей порядке; сначала ?ензоизтр:ропалея процгос резгния новым острым нош»« ( « 0,001 и), затем прободалось рэзание том ля ножом, под-резенннм о тыльной стороны, т.о. о исскусткнно образованной площадкой износа. В результате обработки опытной информации методов наимэнышсс квадратов получена дэшггифакторная статистическая модель процесса рээьния вида

Р= е v (5- )

Яырякение ( £") d пальнайшм будом называть ойобпоннбй статистической модэлыэ прогооса рвзанкя грунтов.

С целью выявления влияния на процесс угла установки ренугсз-r<S органа в плане и установления количаотвенкых соотношений сия лобового рэзонют, косого разанггг и ргзразавш грунтов поставлен опекдальинР вкспоршэит. В опктах использовались рещтщо инструменты в вида V - образных гааай с угласт установки в плена SO0, 60, 45,-30 я 15°. Гезуцяа оргагщ таким обрезом шш разные утлы захвата, по одинаковую длину ровугеэй кромки, контактирующая о грунтом. В результате обработки разул'ьтатов данного эксперимента установлено, то яораход от л обо по го рвзангл (ск SO) к косому резанкэ (25° ¿С. o/n ¿с SO0) сопровождается спиленном оялн сопротивления розашш но 30...35 Дальнейшее умэпьЕонпо угла захвата «/я привода к возрастанию усилив рззтгая, что объясняется пэмонанаем технологии- резания грунта, а именно, пероходои/от мзне энергоемкого процесса косого ревпнпя с отделанном отроют к разрезанию, который сопровождается уплотнением грунта и усиленным трением ого о боковые поверхности разрешающего инструмента.

I

Отношение оилн разония при разных углах захвата к опло ло-. бопого резания при Ып » SO0 оценивается ковффпцпентом .

Использование коеффицпонта Хи*/» , покпзыващпго снийвнпо силы резания при 90° по оравпе!пт о лобовым разанпем позволяет

дополнить статистическую модель процесоа резания и представить ее в виде ■

Р « • ( ✓ >

Таким образом на основе поэтапного моделирования процесса рзганяя грунтов обобщенным рзаущим органом, копания грунта' на-■jyjsaäj» ыашнаш и обработки рээультатов специальных серий опытов, разработана десятифакториая обобщенная статистическая модель процесса рэзшил грунтов ренущкми органами землеройных мааин, ра-ботшцят по принципу лобового резания с отделением струнки, косого росеняя » разрззаиия.

I'j^m У.Срзипгголкий анализ и оценка статистических casonossepiocrefl процесса рэзшжя

Дея c^si ^оетоЕэрюста ¡шфорюцет о процесса резания, со-дсрзсгрЕся а статледаисЕгИ шдели гыполнен срагнитоль-

иый' гахазаэ устеяозяагзяс и пзгзстпш pausa закономзркостей.

Ваиянко mrarsa рэссяйя па прсгрес рвзшшп характеризуется гадзжьэ aas а пелтезрдаэтеа сшжсзгя дашшми А.Н. Зола-'/

на по рзггшпо супгса ( £ =» 9) я норзлого грунта (С = 62). 11а га ецубяжетвано дэеять опшкг: аагпксжггзЯ ) для

тага п етрзххгх грунтов гядд/3» По Ю.А. Barpos?

диийя заппспность ккзит лвсййфЗ характер "для етряш среза не :г:плпэ исготорэЗ Essrrasi". Д.Д. .Дзягпка устаноглскэ, что угзла-чгдаэ гшзпы ерзза от СО :ei pja 3*0 ш ссярэетэдасугся ¡кзаьсяпгзм удельного свпротаасенхя рэззпэ з 2,5 раза (по модели в 2,22 раса).

Ветшаю тажут< стружси на усилив рэз&ния оценивается как ff'Sf, Такой характер зависимости P-fi(h) подтверждается опытными данными А.Н. Зеленина для глины (С » 9) из мерзлой супеси ( С « 62); дшшымн J0.А. Ветрова по рэзвнив грунта скреперами с шзстимостью коша 15; 10 и 6 ма; данными А.И. Уткина, В. А. Еаладннского по рыхлению прочных грунтов; Ю.И. Белякова по

копанию различных грунтов экскавадс^ром-лопатой; И.К» Растогьева. по рыхления мерзлых, грунтов на Таймцре; Г.А. Шлойдо по рькленкэ} К.А. НедорезоБй по резанка грунта V - образным отвале« (Л ") I А.П. Критика по резанию грунтов автогройдароы До дан-

ным А.Д. .Далица увеличение глубины резания от 4 до 12 см приводит к уменьшению удельного сопротивления резани» в 1,55 раз (по модели - в 1,6 раз).

Зависимость силы ¡резания от угла резания ло модели иасаг , вид c/D,Sb. Такой характер додтвзрздм опытными данными Д. Н. 3s-лонина по рэзанив плотной супеси ( С и 9), мерзлой супеси (С ю ® 143) и результатами его специального опыта с изменением угла резания в прадедах от 30° до 135° (минус 45°); данными Г.Н. кеокова -c/w; К.С. Сегаля -с/аГЗ ; C.Ii. Наглая -U0,!ü\ U.U. Эвентова - ; Д.И. Федорова - с/&гГ\ В.Д. Телушкина и Ь5.Н. Ровинского -bloio\ И.Д. Недорезова-

и9**.

Влияние числа зубьев моделью оценивается как Этот

вопрос до настоящего времени был недостаточно изучен. С учетом подтвержденного результатами предыдущих исследований характера зависимости силы от ширины резания ( ¿6>,г) следует считать объективной и закономерность И^1*. Более того, анализ обобщенной зависимости позволил автору сделать вывод о том, что логично ох&п растеризовать совместное влияние на процесс резания ширины зубьев и их количества в виде (ßi .

Зависимость усилий резания от расстояния мелду зубьями оцв-нивается как « и полностью подтверждается результатами исследований А.Н. Зеленина и S.A. Ветрова, А.Ы. Холодова.

Влияние радауса затупления и площадки износа на процесс ра. ре,22 , АЛ

зания (Аз и Lm. ) подтверждается многочисленными опытными данными Ю.А. Ветрова, А.И. Уткина, В.Л, Валадинского. и других

2'9 „.

исследователей.

Изменение усилий' рзяания в зависимости о? количества бло-;:нровалкых граней кояа по закономерности иг не противоречит . опытным данным А.Н. Зеленина, Д.И. Федорова по этому вопросу.

' Прямо пропорциональный характер влияния на процесс рзза-ния показателя сцепления грунта установлен результатами специ-альиък/.мсследований автора, опытными данными Ю.Л. Ветрова, D.H. Белякова, В.Л. Баладинского, И.А. Недорезова, Л.Л. Хмары, H.A. Шемет. Поэтому весьма близкий к прямой пропорциональной

/ /»t&'s

зависимости характер влияния сцешгешш на силу резания к Со ) мояно считать приемлемым.

Таким образом, результаты выполненного анализа позволяют сделать вывод об объективности закономерностей, полученных расчетов по статистической подели процесса рэзгшия и о возыо.таости использования последней для решения задач, связанных с рабочим процессом землеройной техники.

Глава У1. Сушение расчетных усилий резания и копания грунтов о опубликованными опытными данными С цзльв обоснования возможности применения обобщенной статистической модели для решения ответственных практических задач выполнен сравнительный анализ расчетных сил рэзакия с независимо устшшшмшшми и практически достоверными фактами, к которым иoz-110 отности надекныо экспериментальные данные, опубликованные сотрудниками ведущих центров страны в данной области науки.

Рассчитаны силы резания талых грунтов плоскими кодами применительно к опытам А.Н. Зеленина, O.A. Вотроза, В.Л. Баладинского, Д.И. Федорова, И.А. Недорезова, выполюшом при ширине захвата от 2 мм до'ЗКО'Мй*« толщине стружки от 10 мм до 200 мм,

угле резания от 30° до 135°, при сцеплении грунта от 0,06 Ща до 3,46 Ша, остршш козами и с плооадкой износа длиной до 40 ш. Среднее отклонение расчетных от опытных значений сил резания по 53 опытам составляет 13,6 %.

Резание и шхлэние сточных к мерзлых; грунтов.

рассмотрены опыты Телушшна В.Д. и Рощнс1:о.го tl.il. по рззи-киэ изрзлого грунта, Л.К. Соколова, по рззашю мерзлого грунта с вклачонием гравия, Д.И. Уткина, Ю.А. Ветрова, Б.Л. Бакадгахского, И.К. Растегаова по рихлеяия соответственно фосфоритного конгломерата, мергеля, серной руды н вачиокэрзлого грунта одно, двух и трехзубкыш рыхлителями, а тшсзз опыт ШИШтроЦдорип-а по рыхлению грунта уменьшенной ^содольа рыхлителя. Ирн отоа факторы варьировали в пределах: ширина резания - от 30 км до 1150 од; глубина резания - от 10 ыи до 700 ш; угол резания - от 30° до 60°; показания ударника ДорНИИ - от 46 до 600; нояп острие и с площадкой износа до 50 од, Срзднзе отклонений расчетных значений сил резания от опытных по 31 опыту составляет 7,78 55.

Копание грунтов экскаваторами-лопатами.

Пройден сравнительный анализ расчетных и опытных значений сил резания применительно к опубликованный данным Ю.И. Белякова по копания суглинка, песчаника на глинистой цементе, крепкого угля, алевролита, аргиллита и песчаника на кзвзстковом цементе экскаватором ЭКР-4,6," а также с дсннш А.К. Рейша по копешш расчетного грунта {С « 19) для экскаваторов с вместиуостьэ ковша от 0,4 до 2,40 При это« ширина резания изменялась в продолах от 0,88 м до 1|б5 м; ширина одного зуба - от 80 до 150 ш; расстояние между ^зубьями - от 175 иы до 300 мм; чивло зубьев - 4 и 5 шт.; угод копания - от 45® до 63°. Среднее отклонение рас-] четных и опытных значений сил капания по 35 опытам составляет 7,5$.

3i

Конечно грунта бульяозестюя отвалом.

F&cCMOTpsmi опытные даннш В.А. Ватрова, A.A. Ярэтэда,' Л.А. Хглра, В.К. Рудиога по копания грунтов бульдозерами с данной отвага от 2 м до 3,18 м при струшшя тодгулой от 0,06 де 0,15 м; утло рэзЕИпя 45° а 55^; грузгге С а от 5 до 13 ;гдаров плотномера ДорНИИ, По десяти опытам срздноо отклонение расчетных от экспериментальных данных составляет 10,69 %.

Копзжзо грунта скреперами. Проанализированы результаты,

1У.А. Вотровш и H.A. НодорэзоЕын по копелга грунтов с вкветияоетьи ко глей 5 м®; 8,6 м?; 10 tP п 15 ц^ а гсутая со ецзяведага от 0,075 {Л1а до 0,465 Ша; при пшршз рззгсает от 1,4 и до1 3,12 af толщине струзни от 0,08 до 0,13 м и trpi утлго* рэзпая ст За до <0°. Срвднэо отклонение по Г/ опытам составила? Ю^ЗЭ1 5$.

05г.2з юдегаство опытных дашшх, рассмотренных при сравни- , тэльном анализа, равно 189. При этом факторы варьировать в сле-дувщих прэдэлах: прочность грунта по ударшку ДорННИ - 4...600. (по ецзплениэ - 0,052...9,30 Ша), ширина резания - (0,002...3,12) и, глубина рззашш - (0,01.'..0,7) м, угол резания - (25...135)°, число оубьоа - I...5, расстояние тхру зубьями до 0,44 и, угол установка пона з плане - от 15 до 90°, длина площадки износа до 0,050 м, радиус затупления роауцоЯ кромки (0,01;-..0,035) м. Срэд-!30взг?г?22505 отклонение ртсчотных о? отгпшх значений усилий рз-сання н ::опа»ия грунтов - 10,98 Розультаты сравнительного анализа указпваэт на несомненную "озкокность использования разработанной обобщенной статистической модели в качества осносы для обобщения опытной информации предыдущих исследоватолей и создания на этой базе надежного метода решения задач, связанных с проектированием рабочих органов землеройных малин и их производственной эксплуатацией.

Глопп УП. Разработка метода рвавши шгаенернш: задач на основе статистической модели процесса . резания грунтов

В настоящее время ряд инженерных закач, сачзанннх с проек-

тировлгаем земляных 'работ и производственной эксплуатацией зем-лоройннх мапин, решается при неполном учета конструктивных особенностей ревущих органов, технологических факторов и физико- ' мехяшгоесктс свойств грунтов, Это квпяется п первутэ очередь задач, овязанних с расчетом производительности зпшероШшх мгпш, р. тцкко с выбором мгшян и рабочих органов лля рлботи и коиирзт-них грунтовых условиях* Предлагается усовершенствовать оущзсу-вувдпе методы решения вышеуказанных задач по базе статистической модалп процоссо резания грунтов.

Л. Производительность землеройных машин определяется по, общеизвестным зависимостям, усовершенствованным в части определения факторов, связанных с процессом реэпкия гранта, а именно:

- для экскаваторов-лопат традиционного принципа действия время, потребное но оперегяю копания грунта, определяется как

= а К* у* еиА 7- с^^-п^0^ ( у )

) 5 I * ' '

Л7 3

где: О, К*, М» - вместимость ковше, коз№тдаанг ексклшпиа и окоропть подъема коша; /V", - мощность двигателя механизма подъема, его общи?

к.п.п. и ширина ковша по кряйтм аубыгм;

- для рыхлителей средняя глубина рыхления прл расчете производительности определяется как

где: 7си, - соответственно тяговое усилие тягача по сцепле-

нию, вес рыхлителя, коэффициент сопротивления

I

3 3.

порвмортйнига машни и уклон путл рухлшпш;

- для бульдозеров длина пути набора грунта определяется как

tP = ^ eVa^'flW /ojfa- Qi(p.t)]3. )

глч CJV - вес Мульда за па; ^ - сПъам грунта призмы перрд отвалом в плотном толе;

- для скреперов длина пути наполнения тговяа оглэделяется клк

fa = f,mi<„e<ua«<'n?lej'4/?*nrl2?f ф,-)]г.( '<п

где Q и Qx - смесимость itoiraa ti вес скрепорз.

Ч лтссерттгки прлввпмш котсрвтииз прпгляря pesmmw задач, связанных с определением производительности экскаваторов-лопат, рнхлитяло'}, бульдозеров п скреперов. Результаты рэпеиия указанных задач хорош согласуются с оггублтшпвшппг.е спытпкмл датпют пкекяваторных заводов, в по зймлероГпю-транспортшпд мантам - с опубликованными дякныш для соогватстзугашпс условий ПЛ. Бзтрова, DiJI. Балашкзкого, А.И. Утаила, A.M. Холодова,'В.В. Ничка, Л.В., ' Назарова.

Разработаны такяо л шгаэдени в диссертации тзгсшиерпнв ноги rear.%м зля оперативной оцзяют пропаюдитвлытости автогрвйдера п одноковшового экскаватора в зависшгостп от груитоних условл:'., 1."отшюстт1 склош?< установит, скорости рэзанпя, копструктовпих особенностей и износа ртоуцэго органа.

Г. Обоснованно вибора мяшпн п рабочих органов для работа в конкретных грунтовых условиях.

В диссэртают приведены кошгротниа примеру репвкил гтрактп-чземгх задач следующего содоршзшит:

- сбосновшшо позмокностн использования о днозубного рыхлителя данного типа для вдхления контгрптного грунта на опроявленную глубину;

- определение возможного числа зубьев шириной ТЮ о, которы-

ш меною осноотетъ рыхлитель данного типа при рязрыхленш определенного грунте па данную глубнну; •

- подбор тягача няя резпния определенного груптп трзхзубит! рыхлителе« о соответотвугадон парзнотрвш'г

- обоснование воемояностп работы бульдозера данного типа в о^репеленннх грунтах без предварительного га: рэзрнхленгя;

- сбосновпнне возможности работы снреперп данного типа в определенных грунтах о пралварительниы разрыхлением или без;

- обоснование целесообразности использования зкспгкятора цен-кого типа пп рааргботке грунтов определенно? кпгегорпи.

Результаты решения рассмотренных примеров хоропо согласуются с опублтсовпнннш опытными ппнтрши P.A. Вегровя, В.Л. Бялр.-• пинского, A.M. Ходоцовп и пр.

Гласа 7111. Проектирования рекущтс органов згшероЗиах глашпг на ос но зо сгаипзтичвского моделирования их рабочего процесса

7) глава освзпдается маток определения глпгного производственного параметра зслизгэро^но^ малины - виршга захвата - и опташл:— ного ггрооктировштя рз«!ушх органов, основанный ¡га анализе о боб-ценной статпо71гг0скоЯ модели процесса ре зашит.

Опродзлеггпэ вщтгг} захвата и потребно!) вг.тосхтагасти конаа корьаряоро экскаватора предлагается осуществить на осксвз уравнения равповзспя рукояти и гавяа о грунтом иод дойотепс.м плоской система сия:

+ 7* -I- <?р =о ( // )

' Сбггаго при рдшвпиз этой задачи линойнне -размеры 7г,% ,

рабочзэ усилие? и подъегагге канатах ,5л я вес рукояти заданы. Бзс

копаз с грунтом опрэдсляотся по известной методике и шратлотпя

через показатоль шостлмбстп кошт @ . Велнчину предлагается

/

определить по обобвенной статистической модели процесса резания," При этом •'шслоипио значения всех факторов, кроме птркнн коша и тоянппш струяшт, даг.пш), Ярпотмачтся допупешю о том, что року-коя часть коша имеет конотруктпвпно параметра, ■обсспочиваицпв усилия разати, раите сопротивления грунта рооашга сплоеннм потном, пщиптоЯ & (гщршт коша по крайним оубьям).-

Толкпшу стругаю ¡1 принимаем п опотвзгетвнп. с рэкомеш-аст- . ямл Н.Г. Ломбровского и Ю.П, Белякова в долях ог пщшы коша, а именно // = 0,1В Л .

Произведшим всех известных факторов, составлягс^сх праоу» часть статистической модели процесса резания (кроме факторов &

) обозначим как А , а численнно значения коэффициента, подгонного в результате опролелеииябкчг косвенно через вшстиуоотъ ковша 0 - кпк . Кпсптельнуто составляющую сопротивления грунта

3 6

копанию кошом экскаватора определим как Я, '/Iff *f(Q,lb B ~ 0,34^3 ,

Выражаем ширину ковш через коэффициент ширины коша ЛЬ и вместимость Q как S » K&VW

Подставляем значения факторов ь вырикение ( У ) .и получим 0,34 АК& ЙГ*> + Д< Ъ т"- GP Ъ - S„ « Обозначим Й? - Я , Тогда

Решая полученное уравнение определяем потребную вместимость и ширину коша экскаватора с учетом грунтовых условий.

При известной ширине ковша (ширина захвата) определяются рациональные конструктивные парзшэтри его рояущего органа»

Расчет оаттплышх конструктиеннх параметров реяусуа органов экскаваторных коессй производится не. основе анализа цэле-вой функции, разработанной с использованием статистической модели процесса резания грунтов. В качестве критерия оптимизации принят показатель "максимум эффективности". При атом годовой экономический эффект рассчитывается по известной методике на базе приведенных удельных затрат базовой и новой машины с учетом того фактора, что цена новой шшшны за счет,совершенствования режущего органа незначительно отличается от цены базовой машины,

, в m t* f F

где Znp.C - приведенные затраты базовой машины;

Cti и А* - соответственно стоимость машиносмены и .число смен

работы машины за год; £;н и Uo - коэффициент эффективности (0,15) и оптовая цена машины;

О/ - коэффициент, определяющий инвентарно-расчетную стоимость кшины;

Тем - число часов работы машины за смену. Выражение ( ^ * ) содержит информацию об экономических и стоимостных показателях, о годовом режиме работы, о конструктивных особенностях режущего органа, мощности подъемного двигателя и скорости хопания. При постоянных значениях факторов Св , оС ,

/3 . О , » 72м »>/&»» Иг .3 ,/М, , , ¿¡г^фГ, См » Ц» « з^о выражение можно упростить и представить в г идо зависимости критерия оптимальности от параметров,, оптималь-• хые значения роторюг прэдстоит-опроделить

Эг= ф -С/ --Сг

- сг 8ш ая«+ с¥

Параметры £ , 2 к « варьируют в пределах

¿Птах £2т** С/пй»4 От**

В хачествв ограничений приняты:

2) & % 700 кН/м.

Первое ограничение установлено с учетом результатов предыдущих' исследований (о / #<z)\ второе ограничение связывает асе три параметра оптимизации; третье ограничение связано с известным положением о том, что прочность зубьев обеспечивается при погонной нагрузке на режущую кромку но более 700 кгс/см.

С учетом принятых ограничений составлена программа для расчета на ЭЕУ параметров целевой функции, з которой приняты обозначения: С3 * есги{? 3 ; С« ч С* - нижний , и верхний пределы отно-__ тения сх/ё ; Св - величина ограничения по прочности зуба.

Оптимальные конструктивные параметры режущих органов рыхлителей определяются на основе анализа целевой функции вида

Ф _ По*__/См Пен*£НЦ,4,) < /Г >.

3S

где fr - часть тягового усилия, реализуемая на рыхление;

ß.t - ширина захвата рихлителя по данным ШИИстройдорыша. Расчеты выполняются & заданном диапазоне варьирования исковых параметров ё , Z , ¿? при аналогичных ограничениях, как и в предыдущим случае, за исключением второго ограничения, которое записывается кок¿2" - 2%ьб>- 0. По разр&боташой'программе рпреде-лзны рациональные параметры режуща органов многозубных рыхлителей параметрического ряда. Рациональные параметра режущих органов однозубных рьклителей определены расчетом.по статистической модели процесса резания с учетом условий работы, для которых они предназначены по данным ЕНШстройдормаша.

Необходимая длина отвала бульдозера определяется на основе известной зависимости для определения суммарного сопротивления копания вида

к- Wp-h Witf Woj r h ° +L»*J<b Co +

TZZTW + Kr-,К c>0^, (/¿)

где Тк - часть тягового усилия, реализуемая на копанио.

Рошонне уравнения ( М.) относительно 3 предлагается с учетом результатов исследований Ю.А. Ветрова, А.Н. Зеленина, В.К. ^дкева для среднестатистических условий: грунт со ецзг -лением Со - 0,155 Ш1а; 1600 кг/u3; А - 0,9; » 0

ftt* 3; угол копания с/ - 55°j радиус затупления нового >с наплавкой Xj - 0,005 м без площадки износа {¿«а <• 0); и ;сима-льная расчетная толщина стружки А ■ 0,1^5 ; отношениj //Iß п « 0,3 и соответственно Хгри 0,8< Подставляя числешп* значения факторов в выражение (/С ) и производя необходимы^ расчеты, получаем уравнение , "

ßi + 24,8 ß - Г - 0. ( )

В результата решения урапнзния ( /7 ) получены следущтю значения длины оТЕйла для бульдозеров параметрического рлда: 5,875 » (350 кН){ 5 м (250 кН); 3,8 м (150 кН); 3 м (100 кН) и 2,138 м (30 nil).

Оптимальная длина отвала бульдозера длл работы в возможном диапазоне грунтовых условий определяется путем исследования по-ворхиости отклика цоловой функции, разработанной на основа зависимости длл расчота производительности бульдозера ( 9 ) для средностатнстичоских значений факторов

п _ _ J66 Вл _

МП г а* Со", з.е&р , 9 + ( iS >

/Ft~—

. Расчеты выполнены для следуотрпс продолов варьирования по-рзиешшх: сцчпленйо Со ~ 0,05...0,5 Ша; длина отвала 2...7 м; тяговый класс Т a 30...500 кН. На основа анализа цоловой фун-к'ции ( // ) определены оятималышо значения длины отпала для бу-' ' льдозеров параметрического ряда в зависимости от главного пара-мотра машины - тягового усилил 7" . который представлен долей

f}.,, затрачинаомой.на выполнение операции розшнш грунта. Так, при расчетном грунто со сцеплением 0,2 Ша, рациональная длина отвала по тяготи классам составляет 3 м (100 ¡cil); 3,8 м (150 кН); 4,8 м (250 кН) и 5 м (500 rti).

Рпсчатная длина нота скрзпера при работе в сроднсстатис-тнч-зских условиях определяется на осново урягнепил для опрвде-лония об'дого сопротивления коппшш при полной реализации тлгово--го усилия тягача вида •

1,956 В3 +• 11.85 3 - В, » 0.

Оптимальная длина ножа скрепера для среднестатистических условий определяется на основе исследования целевой функции вида

чо

Г1* --1441,33.^-

181344 В3^7 - / а ¿Г, ¿Р .

На о&№1с цолзвой функции I ) определена огтшзлшыз дашш нокгй скргпзрас параметрического ряда.

Тшош образен икфориацнп о ааконоыорюстиг процгзси рззе«.-иия грунта обобщсшси ро^цшд органом при пос.тоязаюП ишршш згз;-сата позволила буяблтъ шхенизы явшшй, происходящих при взав«*' цодсйстшш зубьзв с грунтом в зависимости от их количества, Ш5;« ршш расстЕКОЕКи и предшквть на отой основа едашК котод оггсп*> иадьпого прооктнрованил рояуцих органос зегадеройкж мвшш, рабо-"таоацгс по принципу ргзыш! с отделением стружки.

Работы вдвдрашк ыэтод расчета касательной сззуатвцай сопротивления копашш когаш карьерного -экскаватора, ссиокишиа / на статистическом моди-тароЕашш процзсси рззения грунтов; методика расчета производительности и вффзктивности карьерного экскаватора с учетом конструхтишш: особенностей ражущнх органов, и категории трудности разработки грунтов; долевая функция, алгоритм решения задачи и программа расчета на ЭЕ11 оптиуальнцк параметров рзаущих органов экскаваторных кокаей - в производственно;! объодшгешш "ИиорсмШ зьбод" в 1289 г.{ мэтод опродолсшш оптимальной вместимости коша карьерного экскаватора с учэтом конструктивных особенностей розуъ;его органа и трудности разработки грунтов - в произведетиешюи объединении "йжорсшШ завод" - 19901

В 1991 г. автором выполнена- работа "Оптимизация осношш: параызтров ковшей экскаваторов производства ПО "ИхэрскиП завод" в состава которой рзазны задает определения оптимальной- вместимости ковшей, оптимальной ширины кошюй оптимальной/вместимости

и оптимальных параметров реядгщях органов когаой нового поколения окакагатороэ ПО "ИЗ"/*Зззое» образцы ЭКГ-10; ЭКГ-15; ЭКГ-20 п со-отезтстеэнно по дво модификации (ЭКГ-бу; ЭКГ-8ус); (ЭКГЧЗу; ЭКГ-Кус)} (ЭКГ-Юу; ЭКГ-Кус^.

Экономический эффект от виедроиил результатов исследований только по одной ыйиннв - ЭКГ-ЮН (при программа выпуска 135 шт. з год) состапляет более 43 млн. руб/год.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ЩЩУ

1. Впорвие расрябошш ксучнио octroEU штода формирования ре-t^uaiTc работах органов гзмлзроШшх иакдц, бааируищдося на статистическом иодходо к раос^отронсв процесса их взагалодайотаня со сродоП и позволявшие в условиях обобранного мнокества факгороп предложить и обосновать шгематотаокую ¡.юдоль процесса для различных койот- . руташП режущих рабочих органов п уолоигй вкоплуатапии.

Новизна научных положений в работо представлена:

- разработанными нпучшма основами, поолугшвщгага теороигчоской базой для создштя ушвзроашюго метода выбора, расчета п проект:;' ровагшя рзжушгх рабочих органон землеройных ыалшн;

- введением понятия об обобщенном рокущан орган о в виде кошозшгдш оленонтов, конструкция которого опродоякстся кокплокоом параметров, являющихся обоими для режущих органов оонокшх видов зомлоройшге

• ».шин ; ' ■ ■ v

- ыатематпчеокой формулировкой конотрукщп; обобщенного рокуп.ог0 рабочего органа, па базе гтюрой пивоотгоя конструкпгт чаопшх видов рабочих оргаиов машин различного назначения ц нополиоикя; *

- обооновашшм выбором- факторов-аргушитоп для построения отатпо-гпческой модели процоооа резания грунтов обобцепшщ ревущим органом; '

- обоснованным шбором вида оташтлоской модели процесса решит грунтов обобщенным рожущш органом аоылоройиой иашган.

2, Реализация теорэтичооких продпооилои предложенного метода формпровщтл рокуинх рабочих оргаиоп позволила на основе ворояг-ностно-отатоотичоской обработки па ЭШ результатов сцвгиально спланированных окопериыонгов по розашш грунтов натурными рогувсют ор- ; ганами землеройных машин в полевих уоловиях впорвыо разработать ' . научно обоснованные латематичеокпо модели процоооов розашш и ко-

папяя грунтов, учигавагаио максимальное колпчэогво конотруктпмшх н оксплуатагиотпгс факторов. Впвршо в матокатпчеокую модель для определения спловнх параметров процесса розпшгя введены такие фад-тори згшг радоуо затупления, длина пл опадая поноса и степень блоки-роваштл отрушиг я продотавлопи в натуральном вида, а на б видо опптннх коаФТлцпонтоп.

Я. Сраттитольпый анализ оташзгачеогап; закономорностоЛ и нагрузок на рсбочпо органы, расочпташшх по прэдлохшшим кодолш, о мпоготиолешп&к опубликованными атшшш даншл-ai по лобовсглу posn-

тпз талих к 1.;эрзлих грунтов, по косому разатга и разрэзанки тал их

ги-'птс;»

грунтов, по рнхлсшга прочных я морзл1Лс одьо п глогозубтя/л рхлп-толягя, по копшпта грунтов экскаваторами, окрапорамп, бульдозпра-

полностью подтвердили oiwxuiîo дшпшо предыдущих последователен. Выполненный анализ позволил:

впзртшо обобщить на одииоП паупюЛ основа сг^от.пшИ массив опуб-ллховатюЯ пролиесгвзшпкаих опытной пнфоргдшт по розанпю, рнхле-1*пп л копания тал их, норэлтс и прочпих грунтов работают органам различных конструкций;

- подтвердить адокватиооть разработанных автором моделей процессов розашш я копания грунтов и расширить оболодовагшуп зону п:с прп-r.;mrr?,;ooni в дланасоиах варьпроваштл «Тагоров, гиходящих далеко за ирздолн овторокях окспоржвнтов: по шлрзшо рооаияя - 0,002...3,18 м; ;го глубпио рэазнпя - 0,01...0,7 м; по углам резания -- 25...135°; по числу зубьев - I...6; по расстояниям ыоаду зубьякл - 0,001... 0,44 м; по углам уотановки нояой в плапо - 15...90°; по радиусам эагупленпя - 0,0005...О,035 м; по площадкам поиооа - 0...0.05 м;

по прочности грунтов - до 600 ударов плотнокора ДорШШ, по усилиям на резуянз рабочие органы - до 600 кН;

- подтвзрдить установленные настоящими исследованиями, и существен-

но отлетающиеоя от ныне нзвзотных по общепринятым формулам для расчета оил резанияп то палия, количественные оценив влияния на процеоо таких факторов, кок ширина, глубина п угол резания; количество зубьев, их оврщш и раоотояния мвяду пиыл; показатель трудности разработка грунта, а такве уточненные по оравценив р павео-. тными ранее табличными данными количественные оценки влияния радиуса затупления ре*^щой кромки, длины площадки изкооа и числа блокированных оторон отружки;

- доказать правомерность использования разработанных автором авалей в качаотво научней ооновы для создания обобщенного с?амга?Е-■ческого метода раавния задач, связанных о оптимальным проектированием и эффективной производотванной зкоилуатаикеЧ кавкн.

4. Результаты комплексного исследования обобщенной матешти-чеокой модели процосоа разания грунтов в условиях варьирования основных конструктивных факторов при постоянной ширине захвата позволили:

- определить характер иаыененкя уошой резания и випонить дпзЕ-чвекую сутцнооть взаимодействия со срадой обобщенного режуцого органа при различных значениях и соотношениях конструктивных параметров; .

- уотановить области чиолешшх значе!шй и соотношений факторов, в которых оледует веоти воиок опгиыальпнх конструктивных параметров режущих рабочих органов различных видов землеройных малин;

- разработать комплеко целевых функций, алгоритм и программу расчета на ЭВМ оптимальных конструктивных параметров ренущгх органов ооновных видов землеройных малин и определить их чиолвннне значения в пределах оутаэотвующих парамэтричеоких рядов машин.

В качеогве критериев оптимизации иопользовага такие показатели как минимальные приведенные затраты при макоимальной произво-

дительноогп в эффективности мают?.

б. Результатами »»следований установлю», что оптимальные режуще органы эвияеройных магжв долят. харатсгорггеоваться оледугщи-№ параметрами:

углы резания - ?0...35&; утлы захвата в плане - 25...30°; ширина зубьев 0,05...0»15 м; расстояния между зубьями для ковшовых зкока-ваторов л отвальных юашм равн» двум ширинам зубьев, а для мкого-зубных рыхлителей - но боле? гтрв; радиус затупления режущего органа в его площадка износ» щшяяв воддерживаться ва минимальном уровне.

Оо наценке оуоеотвуетшх землеройных машин оптимальными роду щи— мл органит сбеопечиг отгжанне сопротивления резанию на 70£, а об-шее сопротивление копанию - на 35£, что приведет к значительному, повышению производительности а эффективности машин.

6. Использование предложенных моделей процесса резания и ко- ' пания позволяли разработать научно обоснованный метод ранения инженерных задач, кеоатадахся выбора машин в обоснования производственных параметров рабочих органов, обеопечившшцих наивысшую производительность машин. Новизна метода заключается в том, что впервые о учетом максимального чгола конструктивных, эксплуатационных в тогнологачеоких факторов предложены:

- зависимости для расчета производительности землеройных машин;

- инженерные номограммы для оперативной оценки производительности;

- методики тягоенх расчетов эемлеройно-транспортных машин; методика выбора машин и рациональных параметров оменныт рабочих' органов1 для конвретных машвн в грунтовых уоловий.

Доотовернооть равработанйого метода доказана примерами решения практических задач о лзвеотнкшг из литературных источников ответами.

7. Вподронла и народноо ковяПогво разработанного метода раше-нш рассмотренного комплекса задач позволит повысить эффективность существующих и вновь проектируемых мпшн. Использование результатов наотояшей работы при решении задач оптимизации ооношнх конструктивных параметров ковшей нового поколения карьерных экскаваторов производственного объединения "Ияорокий завод" позволило повысить производительность машин на 1Ь%, что обаопочияо получение экономического вффокта в сумме 43 «ли. руб. нв годовую программ в 1К0 машин (по состояния цен на 1991 год).

8. Результаты настоящей работы могут быть использованы для ранения анолопташх вадач, связанных о расчетом, проектированием и . производственной окоплуаташшй других видов строительных машин, включая сыеситолыша, камнедробильные , сортировочные и другое, а также для почвообрабагывагоих и горнодобываюгатх машин. Научные результаты работы целесообразно попользовать в учебном процеоое при подготовке инкенеров-ыохштков по специальности 15,04 "Подьемна-транопортнне, огроигальные и дорожные малшны и оборудование".

Осггошоз содержание диссертации опубликовано в следующих работах автора

1. Андриуцэ М.Д, О связи между физико-механичеектм свойствами грунтов и сопротивлением копанип одноковшовым экскаватором. В сб. Эффективные методы контроля и исследования строительных материалов и конструкция. Кишинев, 1969 г.

2. ДомЗровскиЯ Н.Г., Андриуцэ Ы.Д. Критерии оценки раэрабаты-ваеиости грунтов однокоиловши экскаваторами. Строительные и дороянке машины,У 2, 1970.

3. Андриуцэ Й.Д. 0 классификации грунтов по их разрабатываемос-ти зеияоройныии малинами. В сб. "Строительные и дорогмко машины". Раздел "Экскаваторы и крана", ЦШИТЭстроЛшп, I? I, 1970.

41. ЦИпуровский И.Л., Андриуцэ Н.Д. 0 возможности предварительного оародвшвот сопротиваедая грунтов копанио. Известия ВУЗов "Строитбетстю я взоситэктура",. Я 2, 1970.

5. &-Д. Иргашгежтв- шпиириаияя экспериментов при ис-слорргшпш технологического процесса рззаякя мерзлое грунтов. В сб. Производство эффоктнвниг строительных материалов. Тезисы докладов роспубликшскоЯ научно-тзхничэской. конференции. Кизинэв, 1972.

6. Андриуцэ М.Д., Уреу В.Н. Прогнозирование нагрузок на рабочие органы землеройных машин при разработке нерудных материалов. В сб. Совершенствование технологии и качества строительства. Кипинев, 1973.

7. Андриуцэ М.Д. К расчету касательной составлявшей сопротивления хопанию для ковшей с зубьями прямых лопат. Материалы УК

научной конференции КПИ ни. С. Лазо. Кишинев, 1971, е. Андр1уцэ Ц.Д. О законоюрюстяк процесса разашш мэрзлых грунтов, Матэриалы IX научной конфзрзнцаи КПИ им. С. Лазо, Kicmmcr-s 1973.

9. Андриуцэ Ц.Д. Распределено усилий копания по траектории рз-зшшя. Наторкали IX научной кокфзргнцин КПИ см. С» Лазо, Кишинев, 1973.

10. Андриуцэ М.Д., Фрунзо Д.11. Оаормйровашш производительности шшши на земляных работах. Дурная "Сэльскоо хозяйстео Молдавии", }> 10, 1973.

11. Андриуцэ И.Д., Оруизэ Д.И. Путы пов&шгшш производительности экскаваторов. £(урнал "Сельское хозяйство Цзадаши", Е> 10, 1973,

12. Андриуцэ Ц.Д., Урсу Ё.'Н. Влшзшо отгости коша на удольное сопротивление грунтов колыша однокошоелл окскаватороц. Ua-териалы X конференции КПИ ш. С. Лазо. Шешное, 1974. '

13. Андрнуцэ Ц.Д., Урсу В.Н. Одноковшовые экскаватор на ызлиора-тиеных работах. Еурнал "Сельское хозяйство Молдавии", të I, 1980.

14. Андриуцэ Ц.Д., Урсу В;Н. Моделирование процесса резашш грунтов рабочими органами землорсШск машин. Журнал' "Сельское хозяйство Цолдашш" $ 9, 1901.

15. Андриуцэ Ы.Д., Урсу В.Н. Применение математического аппарата при исследовании рабочего процесса дорожно-строительных машин. Тезисы докладов ХХУ1 конференции ВУЗов Молдавии, Бзлору-сии. и Прибалтийскйх республик..Кшшнеа, 1982.

16. Андриуцэ Ц.Д., Урсу В.Н. Зависимость для опрэделвИил силы сопротивления грунтов резани» с учетом затупления режущзво органа. Бюллетень НТИ ВШИТИцзнтра, № I, 1963.

17. Андриуцэ М.Д,, Урсу В.Н, Влияние сопротивления грунта сдвигу

4s

. на онзргослсосгь рабочего процесса зешхэройно-транспортннх мсети. Ешлстсш» НГЛ ШШТИцентра, Р I, 1983.

18. Авдриуцо ИЛ.» Урсу В.Н. Зависимость энергоемкости рабочего процесса землзройшх rarztn от парсьетроя грунтовой стругзи. Бэшкяснь КШ ШМТИцсотра, № I, I9S3.

19. Агщрууца ^«Д.» Уроу B.Ii. Стеод для иод^лкуст-ния рабочего прсцоаоа осшоро&шх ussuu. Билл от ein» tffii ШШИцентра,

I? I, 1983.

£0. Агщряуцэ И.Д., Урсу B.Ii. Влиянио вропоози грунта на матст-сшосзуа модель процесса его разработки земаеройннш г=яглнй-га. Езишогеяь ШИ ШНШцентра, » I, 1983.

21. Андриуцэ H.JI., Урсу В.Н., Сацдуца В.И. Расчет производительности сзтогреЦдороэ по номогракааа. ß сб. "Строительство и шюяеатура Поддавки", Кнкиноа, 1985.

22. Сандуца В.11., Авдряуцв И.Д. Урсу В.Н. Устройство для испита-, пая грунтов на сдвиг. A.c. СССР II33495.

23. Авдриуцо MJW К вопросу об ептншзвцзга рэяущях органов зен-лоройшк машн. В об.трудов ЗмзСибЗНИИЭП, г.Новосибирск, 1988.

24. Ацдриуцз Н.Д., Урсу В.Н, Способ копания грунтов бульдозером. Тссису республиканской нзучно-яахничссяой конференции, покусанной 25-летию ШЖ ни. С. Лоз о. Кишнов, 1989.

25. Дндрцуцо Н.Д., Хоямогороз Д.П., Урсу В.Н. Созсрпснстзозажэ осыляикх работ в нефтегазопрогяюлозом строительстве. Киши. неэ, Карта иолдовеняскэ, 1990 г. - 200 с.

26. Андриуце М.Д. Обгрунтоэашя вибору виду статистичнЫ иодел/ процессу р]зания грунту. В сб. 1нтенсифпсац1я буд]'вшцтва. Kitin, 1994 г.

го

27. Авдрцуцз И.Д. ,Уроу В.Н. Инкенернсл ыоцогршиа дяя расчсгс. производиедьнооти екскавсгора. В сб."Интсноифагащш строительства", Киов, 1934.

28. Андриуце МЛ. Ранкирозаюю фактороэ со степени влияния на сопротивление грукэь копаиив. ТСУ, Бухарест, 1994.

29. Авдриуце И.Д. Зависимость исвду петогориеП rpyiaa и производит ельыосгьв ексаавагора. ТСУ, Бухара«:, 1994.

30. Дцдриуцо HJU» Урсу В.Н. Ноиограииа для опредолешш производительности опекав агора. ТУИ, Кцшмез, 199-1.

31. Ацдриуцо Ц.Д. Обоснование стсгисгнчсскгой модели процесса резания грунте. ТУМ, Кишинев, 1994.

32. A.c. II33495 (СССР). Авторы: Авдрауцо М.Д., Сшщуц© В.И., Урсу В.Н.