автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Исследование и разработка рабочего органа рыхлителя с комбинированным расположением рыхлительных зубьев

Црадзіщювська д&рзгвзз езгдаая

О Д будівництва та гргіт&ггург

.6 ІЬ-;. ( ' .

На правах рукопису

ГЯАВАПЬКИИ Казав? Црзгравяч

ТЕ 631»316.2:624.131.54:539.375

ДОСЛІДЖЕННЯ І РОЗРОБКА РОБОЧОГО ЯТІЯі РОЗПУШУВАЧА З К0ЫБ1Е0ВАНИМ РОЗТШБДЕЕШ КОШШЗАЛЬсИХ ЗУБІВ

05.05.04 - Цашянн для зеїсязах те дерохзіх робіт

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття згузовсго ступеня кандидата технзчззх вгуг

Даіпропотрсвськ 1Э95

Р

Явертацін е рукописом.

Робота виконана на кафедрі "Будівельних та дорожніх иш прнциіщ»т«»-ь»пт державної академії будівництва та архітектури.

Еіуидва керівник — ЗаслуаеннА винахідник Україна.

доктор технічних наук, профессор^ академік АБ України Хмара Хгонід Андрійович.

ПріТ»аят ГППЯРЯТЯ — дохтор технічних наух, Щ»фЄСОр, -

- академік АГ України Нічка Нілкгельм

И Д.ТД «гчягтадд ■ .

Правова установа — Бердянська^ завод в/о "Півдевдориа*".

Захист відбудеться **/•* ** ¿Н>і№и)_ізвБр. о годині і

засіданні спвірахізованої вченої рада К 03.07.03 Првцргіпрпвсмгіа державній акадр.мії будіккацтца та архітектура : адресою: 320600, и.Дніпроаетравськ, вух. Черншввсьваго, 24-і ПДАБА, ауд.202.

> 3 дасертащгю иажка ознайоттаса у бібліотеці Дрцдиіцрсвсьх дгрхзввої академії будівництва та архітектури-

Автореферат рлаісляно ¿¿¿/¿Ці___________І9дб рдщ,

. Відгуки подасться у двох примірниках із сшвсок, засвідчені овитіш.

Телефон дха довідох: 47-35-22.

кандидат технічній наук, Еріа Петрович.

Прастзйяо

Вчений секретар

евої вченої раді К 03.0

К.Т.Н., Щ»0фЄС0Р

Колісник Н.П.

з

ЗАГАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

АКТУАЛЬНІСТЬ ТРИ. Егуково-тегзічннЗ прогрес у будівництві здійснюється на основі впровадження у виробництво принципово нової техніки і матеріалів, прогресивці техшхзогії, випуску машин і агрегатів великої одиничної нотуюсті і продуктивності. '

Підвищення продуктивжюті праці у будівництві не може бути забезпечене тільки за рахунок збільшення кількості землерийних нагин» 5Р Еипускапться. У зв'язку З ВЕЛИКИМИ об'ємами землерийних робіт, у тому числі в умовах вічної метани з традиційними робо-

чими органами не можуть дати необхідні темпи підвищення продуктивності праці у будівництві. Есзрішться роботи содо реалізації науково-технічних міропрагмств, 32лрав.-52их на вдосконалення технології та створення нових високоефективних робочих органів (РО) і прискорення заміни застарілої техніки новими високопродуктивними масивами, заснованими на використанні нових мато дів дії РО на грунт.

Передбачається вдосконалення конструкцій РО так званих машин традиційного типу, цо складавть існуючий парк машин, за умови мінімальної їх переробки і забезпечення високої ефективності. Перспективним напрямком є створення принципово нових РО малин, випуск яких планується в наЗДлпій перспективі. Це потребує зміни конструкцій РО мали з метою забезпечення значної економії енергетичних, матеріальних та трудових витрат на об’єктах будівництва.

Виходячи з цього шхза зазначити, ер проблема дослідження і розробки робочого органа роззугувача з комбінованим розташуванням розпушувальних зубів (ІЗ) е актуальної).

МЕТОС РОБОТИ являється підви^ння ефективності начіпних розпушувачів шипом комбінованого розтгзування похилих і вертикальних ІЗ з обгрунтуванням їх раціональних параметрів. ....................

НАУКОВА НОВКЗНА роботи вазначгється:

1. Математичним моделям, гр описувть процес розпушування грунту парои передніх похилих і заднім вертикальним РЗ.

2. Універсальним стеддовам обладнанням для дослідження процесу розпушування грунту роззугувгчаїн з похилим і вертикальним розташуванням зубів (РПЗРЗ).

3. З'ясовано* фіггчзс-з еутто проссу взаємодії з мерзлим грунтом РШЯЗ.

4. Цетодиков формування технічних рівень розпушувальних РО з

похилим і вертикальним розташуванням РЗ. .

5. Багатофаиторзнмп регресійними моделями процесу розпушування грунту. ИШРЗ.

6. Науковою рекомендаціями щодо вибору раціональні параметрів РШЕЗ для тракторів різного тягового класу.

7. Нетодаксш визначення раціональних параметрів РПВРЗ.

ПРАКТИЧНА ЗНАЧИМ? СТЬ РОБОТИ визначається С пюре HOD методик:

визначення раціональних параметрів РПВРЗ; раціональна* параметрами PEBPS дгя тракторів різного тягового класу; одерх&зг економічним ефектом від нзровадазння в народне господарство і учбовий процес створених начіпних розпушувачів із DBFS.

реалізація РС5С?И. Методика розрахунку та технічна документ* ці я на робочий срггн розпушувача "katerpUler D-9H" з траєкторне зсунутим розташуванням зохилих та вертикального РЗ передані сіеці алізованому управлінні) будівництва Норільського гірничо-метагуі гійного комбінату дія використання при розробці нового робочої обладнання розпушувачів, Методики формування розпушувальних І РПВРЗ, визначення раціональних параметрів тризубого РЕЛЕ креслення узіверсгльззго стендового обладнання для дослідження І розпушувачів різних типів, програми розрахунку на ECU зусиль снюг розпушуванні) мерзлих грунтів різного типу передані: на ка$ея "Будівельних і меліоративних машин" Українського інститут інженерів водного господарства, в УАПКТІ "Укрстальпроект", а кафедру "Будівельних та дорожніх машин" Харківського державної автоюбільно-дорожззго технічного університету, та впроваджені учбовий продес кгфедри "Еудівельниі та дорожніх машин" ІІДАБА пі підготовці інхенерів-мзханіків за спеціальні ctd 15.С "Підйомно-транспортні. будівельні та дорожні машини і обладнання’

АПРОБАШЯ РС57Г7. Матеріали дисертаційної роботи доповідала: на.засіданнях та наукових семінарах кафедри "Будівельниі та дорої ніх-машин",(1991-1995 р.)» на науково-технічних конференціях ДІЕ (1991-1995 р.)» на міжнародній науковій ковівренції "Студент і щ: грес будівельної індустрії" в МІБІ (1990р.), на науково-практичні конференції “гргзстсрт Росії. Проблеми та шляхи їх вирішення" академії транспорту Росії (м.Суздаль, 1992р.), на І міжнародно* симпозіумі українських ізхенерів-механіків у Львові, ЛПІ (1998р.) на 55-й науксво-зргктичвій козіеренції КДТУБА (1934р.), на Вс&ро сійській міжнародній науково-технічній коаїеренції "Автожхїігьа дороги Сибіру", Сі61ДІ (1994р.), на 2-й Всеросійській козіеренці з міжнародна участю "Підвищення ефективності землерийних машин" ВДАНА (1994р.), 32 Всеросійській міжнародній науково-технічній кс ференції "Підкинення ефективності проектування, випробувань і екс луатації автомобілів, всюдиходів, будівельних та дорожніх машин"

&

H£:7 iI994p.). ...

Езтеріглн робота використовувалась пра виконанні науково-роботи на тему "Підвищення ефектанЕюсті бульдрззрно-рссау^вазжио обладнання".

Т7~ЛТ?АТГ7 - За результатами дослідіень с-публіковано Є статей, оірвезз і авторське свідоцтво СРСР на винахід^З рішень про видачу 3ET53T3 яв винахід Роспатенту, 8 рішень ексзертази винаходів Дер-хгвауто патентного відомства Україна, тг 1 патент України на винахід.

CS’ga PC50TZ. Дисертація складається із вступу» шести розділів. загальних висновків» списку література і додатків. ?о&угг у ді-гну має 222 сторінок, у тому числі 125 сторінок мггз^-пзсзЕГо тексту* 61 рисунків 13 тзблиць і і додатки.

НА ЗШ.72 SZHOCfgbCH:

- математичні моделі, що описувть щсзес розпушування грунту згров :&редніх похилих і заднім вертакгльажм 33;

- методика формування технічних ріівзь розпушувальних РО з

хши і вертикальним розташуванням РЗ; .

- універсальне стендове обхаднання жа дослідхення процесу розпутування грунту РПВРЗ, а тезех зетоднка проведення екс^ргмезтальаих досліджень в лабораторних і іюльовах умовах;

- бггатофгкторні регресійні «далі процесу розпушування грунту Р2ЕЗ;

- методика визначення раціональних параметрів РПВРЗ, а такох сдгідані наукові і практичні рекомендації ш раціональних пгразетргх РО розпушувачів дослідаувЕЗЗто тапу.

ЗМІСТ рсзозг

У есттзі зазначається актуальність досліджень, спрямованих на зс-Д2ЛЬі& вдосконалення і створення РО рзгзуїувачів, прискорення заміни застарілої техніки новими Бах-^-л^с.дуд'ив.чими машинами,_ гасззеазими на використанні нових мєтодір дії РО на грунт.

У :ессом7 розділі виконаний оглзд та азахіз РО розпушувачів, язгі кг^ржггоеусться при розробці міцних і мерзлих грунтів та дослідвзь зо руйнування грунтів і !Еріл -С розпушувачів.

Зкпг-дД внесок у розвиток теорії різгнзд та копання грунтів і м&годів ізгенсаїікгції їх розроби esczz такі вчені як: В.Д.Абез-Tzjz, І.Я.А2зенгтох, К.А.іртемьєв, 3~І.Бгх£дгзськиа. В.І.Баловнев, r.5LBec£JSB, Ю.О.Вєтров, Д.її.Волхов, М-І-Ігльдерін, В.П.Горячкін, И.Г.За*Зровсьа22, А.Б.Єрмілов, В-С-Задвагуді, В.А.Захзров, А.М.Зе-■Х&НІН. С.С.Хисленко, Є.У.Кудрянцзв, Е.ЕЛтгіз,А.Ф.Микол2ЄВ, І.А.Не-

■ . б

дорезов.В.П.Пиіафоров. П.І.Шкулін. В. В. Нічка, В.І.Шотух, Ю.П.Ц стайжо, Р.Л.Раденков, А.В.Раннкв* А.К.Рейш, М.І.Ровінсьхнй, А.В.] байлов. В.М.Смирнов, В.П.Станевськяй, В.Д.Тьолужкін, О.І.Уткі Д.І.ведоров» Ц.в.ведотов, А.В.Сролов, Н.Я.Хартута» Л.А.Хмар

А.У.Холодов, Г.А.ИяоСдо, В.П.Щеблькін та їх., а також зарубії вчені - Б.Діххігервр, Ф.Кіиаст, Г.КШ, І.Ратье. Огляд конструюй хачіших розпушувачів дозволив виявити їх велося різноманіття.

Аналіз відомих конструкцій розпушувальних РО доводять, і перспективним напрямком їх удосконалення с застосування кільх траекторно-зсунутих вертикально розтавоваиих РЗ.

В той ха час відсутні конструктивні рівення начіпних розпуж вачів а комбінованим розташуванням поталих та вертикальних РЗ, ; доводить необхідність дослідження, розробки та створення РО РПВРЗ !■<. Огляд досліджень ЯРЗР вивчення процесів взаємодії РО розпу* вачів з грунтами дозволив виявити наОбільв ефективну, без ешіри них коефіцівнтів» методику визначення зусиль опору розпуяуван • грунті щмдггїіЬтя розпушувачами. Але іюто&тт розрахунку опо грунту розпушуванню РО з похилими 1 вертикальним» РЗ не створені.

Виходячи з поставленої мета, визначені основні задачі роботи

- виконати аналіз конструкцій начіпних розпушувачів досліджень в області їх РО;

- створити математичні моделі» мо описуять процес розс кування грунту парою передніх похилих і заднім вертикальним РЗ;

- створити стендове обладнання для дослідження проце розпукування грунту РПВРЗ;

- »‘ясувати фізичну суть процесу взаємодії в мерзлим грунті РПВРЗ»

- створити багатофакторкі регрооійхі моделі процесу розс жування грунту РПВРЗ;

- визначити раціональні параметра РПВРЗ для тракторів різне тягового хласуі .

- підтвердити результати досліджень натурними випробуванні РПВРЗ; ;

- створити методику визначення раціональних параметрів РПВР!

У другому розділі виконані теоретичні дослідження робо^

процесів РПВРЗ. Аналітично визначені величини і захономірної зміни сил опору грунтів розпушуванні) РО РПВРЗ; наведена метолі фркування РО РПВРЗ; отримані математичні моделі руйнування груї РО РПВРЗ; проведений аналіз впливу різних параметрів ха зм силових і енергетичних параметрів процесу.

Розроблена методика формування РО РПВРЗ, яка заснована на попередніх дослідаеннлх д.т.н., проф. В.І.Баловнєва та д.т.н., прсф. Хмари Л.А. У загальному випадку взаємне розташування ІЗ у ш>-здовхній і поперечніа шхицинах щодо напрямку руху базової натята можна представити у вигляді матраці (рис.і).

РЗ можуть-роате-сауватися послідовними рядами, кількість яких може бути у межах (1...І). і по кілька штук у ряду-рис.і. Нумерація РЗ здійсняється послідовно з пертого до остен-ого у ряду» а щодо напрямку розпушування- зліва направо з ряду. ПрнЗнявшї такі допущення,відносне розташування зубіп у загальному випадку можна задавати за допомогою умовного позначення:

1НР1 М 1НР* ^рі \Ж*г\

1С11 1С12 1Си 2б,і 2® 12

1021 1С22 2Сгі 2С22

1ЬС1 ІЬс-; *4- ..11, 1ЬСЗ ьіг 2Ьсі 2і! ^сг

1ЬН1 1ЬН2 1ЬНІ 2*ні 2Ьнг

^С, 1?сг 2?с, 2?сг

1рП1 1РН2 ^В3 2Рні 2?32

де. 1 *®рі• ^“^ру 2*®рі’

1 .ф, і 1 "®21 * ^*^22*"*** ^*^2^* *'"^21 * 2.622»."* * ^*^С1* ^ *^С2Р * * * * ^ *^Сі’ 2«Ьс|і 2.Ь^2»аа«ї 1•

1«Ъд2***** 1 .Ьвд. 2.ЬД1. ^•Рс2*""**

2.рр^. 1.£)вд. 1.{3у2».».. 1 ’Рнз* 2*^н,’ —

відповідно, глибина розпутування, кут розпушування перси, другим, і т.д. зубами в пврсюму, другому і т.д. рядах: і: кут затуплення ааконечняка, ¡страза розпушувального стояка, ширина нгнозечниха,

кут нахилу розпушувального стояка, кут бокового нахилу наконечника першого, гоугого, і т.д. зубів у першому, другому, і т.д. рядах;

1.1,, 1.12,.... 1.1 у 2.1,, 2.12.... - відстань міх зубами в першому, другому і т.д. рядах; Ь,2. Ь23,... - відстань міх пертим і другим, другим і третім, і т.д. рядами.

При цьому РЗ в кохзому з рядів розташовуються симетрично тх> спільної поздовжньої осі симетрії, а відстань міх зубамн в нсхзому.

з рядів і міх рядами гадається у міліметрах, прачому кох&а губ має ^ свою індивідуальну характеристику.

Аналізупчя не БСУ математичні моделі одержаних поедзань відносного рокцтггувгння КЗ та їх елементів» вибираєш для заданих умов роботи і граничних умов оптимальний варіант компонування розпушувального РО. .

Ряс.І. Игтрдя взаємно™ розташування РЗ {взсхяд зверху) ізздо нгзрязеу руху базової машини: І» 2, З,..., 1 - нузера-дія рядів гЗ; І. 2, З,..., З - ауіергдія зубів у ряду;

11і, 1І2...., 11з. 211, 212.2Ц. 31і, ЗІ2,...,ЗІі

Ні, 1І2....Ні - відстань міх зубгза в персону, дру

гсчу. трет-лму. 1-му рядах; Ьіг, Ігз, Із*,..., Ьі-і.і-е і деталь міх пером та другим, друга* та третім, третім та четвертим, 1-1-м та 1-м рядами.

Оіракеза форцугв для визначення загагьаих> оззру грузту розлугувгзнв дія схемі (рис.2):

ь. ь ь?гвр _ «

?=г%зщ; созфіСоз^(ар-^-созфі

7т-,^созЗ

(с^ -с^р2)і 12Нрнь ш іс +‘Зрз~ьі )сг^г+11_

Ь? (Н-П,)г іг

і <Ь*** усх&£&

+23^н1^ ^І!3иЛ )с^2+1іг^і^-нряіг:^^і+

^ре^і)‘,3я^5?1)с^2У?с«1

Ш ~1і

* соз^Г*^^3<7гіІ(3ря'Ьі)Ь ■ + ^ж^лх-ззя*

т2 , h 2 ІПЧ5)(Ь„-Ь) . h ..

•Ctgf.,+2 (f-ltgS,) CtgJ),^-----

fc—h g

-,(t-tn ic^+l-C^-ltgS,) ctg^J-^lb,,—ctgp2-g- ctgSr

4 (г1гг&і) с^іШа1(Ь'Ьп)1н

Отргкгнг математична модель сзргведлнва дгя розрахункової сгиа ípzc.2), де відстань міх передзіма і задзім роззугуваньнимя

В р&зу^ьтаті досліджень ряду рограхунховгі схем доведеш, що нгКігьс ефективна схема РО розпушувача з комбінованим

р^гтггуЕзазлм похилих та вертхальзих ЇЗ - пара передзіх похилих та гедзіа вертязгльнза РЗ, розтаїивгзі за одаіЗ глибизі.

; 7 ттетьс-му розділі представгезі стендове обхадяання і

методка проведення лабораторних досхідхезь і польових випробувань ;РС К3?3. згведезі удови фізичного моделшгззя процесу взаємодії з роерсйхяємам середовищем РПЗРЗ, та представлені результати

Є2сз=ри&зтгльанх досліджень. . .

ifercB експ&римезтальзих досліджень е визначення закоаомір-- -зс-стеї гмізи складових сил розпутування. ПИТОМОГО опору розпушу-E233Q і енертоемзості процесу розцузувгзня грунту РО ИЕРЗ в залежності від Зого основних геометричзиі параметрів (гзриза накозечни-гг. кут бс-гжото яахилу РЗ, шздоехзл і шзеречзг відстань міх РЗ, верпссглзасто зсунення РЗ) і умов вгає«:-дії РО И3?3 з розробляєм®* середзпс&м {кут розпушування, глгбизг козгззя, міцність грунту)*

Дія иееч&ння процесів розпутування міцзих грунтів моделями РО И2£3 спрсіектовгзиг і виготовленні спеціальна! стенд за базі фре-г&рзого верстата тазу 6Б82Г (рис-3), яд2 взятеє горизонтально-

губами буде в мгхах: L г Ь, tg}»,.

Рио.2.7. Схома а) робочого органу о траєкторним зміщенням розпушувальних зубів; б) розташування розпущупальних зубів І одержані при цьому елементи зколу: І- пара передніх . похилих оубів; 2 - задній вертикальний оуб; 3 - передній двополопинковий елемент зколу}

4 - задній елемент аколу; і* - повздовжня відстань між зубами; &< - кут розпушування;-кут бокового нахилу! % і % - кути зколу; - параметри елементів аколу грунту.

Ь - ширина зуба; щ- глибина розпушування; А*- конструктивний параметр;^*' кут роовалу ,

Ерез&рз22 верстат 65Е2Г, 1, навіску з фізачнаиа мздааоа РО 2, ”рузтз2Ї ксзтеЗзера З З грунтом (ПараїІЕМ). стодг 4 з нагріваль-гняа е^взентамл 5, тарувальнаЗ прястріЗ тг вторявальлу апаратуру- Грж ЦЬС-Цу. НатрІЕЗЛЬНІ елементи 5 ис-зтсвезі В ТЧЖГХа столів

І, згвісзв з фізячзва ждвлямн РО 2 закрідгьза за хоботі 8 вер-їтгтг і- за дккаогс-х) з'єднання "ластівчаз хвіст", одаз з контеЗ-ерів 3 ззрухоїю закрізленнЗ на столі 7 варстета 1. а ізсі розта-зовгзі за столах 4 з нагрівальника глемгзтєіа 5- ...........

ґз&Я. Стенд дтя фігзчзсго юд&пвгззя рк5счах щхг^сів нгчіззаі розпушувачів

ЕгЕісзг сгягдвється з (щші хсгта 8 з монтахвган цроЕуизгза 9, встгззвяеної за дгаас^з» г'єдзгзня "ластівчин хвіст" зг нгзргвданах хобота 6 верстгтг 1 з ісхливістп фігосвгз^то заурвжзьото пересування- Дз жатгнжх провушин 9 схрзхсгта 8 гз догевюгоі) прсвугаз 10 і осів 11 нерухомо зредзгзг гкастазг 12 з виконанню в зі2 з дхтіЗзгн жздоксііи і

Л2зьречн2и кроком різьбовими отворами, призначенкча для приєднання до хггстннг: 12 за допомозі) гвинтів 13 Ю 2 у вигляді універсальних розпушувальних блоків 8бо планувального ноха 14.

В щюдесі дослідань ?0 розпушувачів здійсншалась реєстрація скхохуяхх опору розпушуванню грунтів Р: дотичної складової опору грузту розлузуванню Рк; та бокової складової оіюру розпушуванні) Рб-Зусилляі діючі на кохвя з Р3> фіксуються вимірювальною гзгретурою. у склян якої .входять: світлоцромгнзвий осцилограф 504174-2, підсндшач "Топаз - 1", випрямник електричного струму, тензодатчики і з’єднувальні елементи. ,

У четвертому розділі наведені: результате експериментальних дэслдхань процесу розпушування мерзлого грунту ?0 РПВРЗ; фізичні ок&авості процесу розпукування грунту РО РПНгЗ та багатофакторні досдідгення процесу розпукування грунту РО КЕВРЗ.

З метою виявлення взаємного впливу пераматрів РО РПВРЗ на зрсзес розпукування грунту проведені дослідення із застосуванням т&орі: зонування експерименту.

Критеріями оптимізації є середне значення опору розпушуванню тг езертоемність процесу У результаті взалізу отриманих регресіЗних залежностей для дзтхїзоТ складової опору розлузуванню Рк і питомого показника ?к/? юхза взЕїнгчзти раціональні' значення параметрів РО ИШРЗ при м&сгт&бі фізичного моделювання 1:5 у наступних мехах: ширина нггозечника Ь=і2...і5 ш; кут бокового нахалу передніх зубів £=22...22°; вертикальне і позд:-вхня відстань міх ріхучими краями передніх похилих і заднього вертикального зубів, відповідно, Ь=0; і І<=180...200 ш; загальна глибина розпушування Но=80...120 ш.

. • Ззгчення раціональних параметрів РО РПЗІЗ для бульдозера-роз-пугуьгча тягового класу 35 тс знаходяться у наступних мехах: сирина нггозечниза Ь= 60...75 хі; кут бокоюго нахилу передніх зубів Р=22...г2°; вертикальна і доздэгапя відстань міх ріхучими краями пьредзхх похилих і заднього вертикального зубів, відповідно, Ь=С; і Ь=9С0...1000 ш; загальна глибина розпушування Нр= 400...600 ш.

У гґятрму розділі представлені результати польових виаробу-яь ?С К3?3, виконане спі вставлення результатів теоретичних та еас дзрижізтг-гьзиі дослідень і наведана методика розрахунку РО РПВРЗ.

ЕЬльоеі дослідницькі Езцробуваяня РПВРЗ на базі бульдозера ДЗ-52ІЛ з розпушувачем ДП-1СС здійснгвались в тресті "Дніпробудме-хгнізгція* і "Дніпросзецеаскгвацгя".

У результаті аналізу графіків залехазстеї: експлуатацій^)!

продуктивності 1^, питояої витрати пального та матеріагоешо-

сті См від кута бокового ягхнлу зубів р видно, цо найбільша ексзцу-атаційна продуктивність і найменші питома витрата пального та мете- _ ріалоемність досягаиться при значеннях кута бокового нахилу зубів Р = 25...38° та вертикальної відстані міх ріжучими краями похшях і вертикального РЗ Ь = О...0,03 м.

Аналізуючи грзїікя залехаостей 1^, 0ПИТ , См =.1(Ь) встановхв-но, що найбільша-еяспгугтгдіЗна продуктивність і найменші питома' витрата пального та матері алоемність досягаються при р = 30° та Ь= 0...0.04 м.

Розглядавши залвхгості Г^, 0ДИТ , См від співвідношень: вертикальної відстані міх ріхучими краями похилих і вертикального зубів Ь до глибини розпутування Ер - Ь/Нр і до сумарної ширини рз - ь/ь^ мохна встановити, 150 експлуатаційна продуктивність 1^ набуває найбільшого значення при р = 30° і Ь/Нр= 0...0.1 та Ь/Ьу = 0...0.2; питома витрата па.'ьзс-го 9ДЯТ та матеріалоємність См набувають найменших значень при р=30° і ¿/Нр= 0.. .0,1 та Ь/Ь^, = о.. .0,2.

У шостому розділі наведені практичні рекомендації содо застосування розпушувача з похилим і вертикальним розташуванням розпушувальних зубів, визначені області раціонального застосування ЙІВРЗ, дана система основних показників оцінки ефективності застосування розпушувачів з ПЗЇЗ та проведена оцінка ефективності ~ і техніко-екозомічний аналіз застосування РПВРЗ, а такої запропоновані запатентовані конструктивні пропозиції РО РПВРЗ.

Основні техніко-еозозомічні показники розпушувача на базі тракторів Т-130 і 7-330, обладнаних розпушувачами різгого виконання наведені у таблиці.

У таблиці в чисельнику наведені показники для розпушувального обладнання на базі трактора Т-130, а в знаменнику - на базі трактора Т-ЗЗС.

ОСНОВНІ ЕіУКСЗІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

За результатами т&оретичниі та експериментальних досліджень і розробки робочого органа розпушувача з комбінованим розташуванням розпушуючих зубів мсхза зфорнувати такі основні наукові результат* та висновки:

1. На основі огляду та аналізу конструкцій РО начіпних розпушувачів встазовгена тенденція до створення РО розпушувачів з кількома траекторао-зсузутими вертикальними РЗ. Відсутність у науково-технічній літературі відомостей щодо конструктивних різень

Таблиця

Техні ко-економі чні показники розпушувального обладнання різного виконання .

ДО Тип розпушувального обладнання

зп Показники Традиційне з одним розпушувальним зубом 3 двома траєкторно-зсунутими РЗ, розташованими "слід у слід" 3 трьома тргєкторж>-зсунутачн похилими і вертикаль- , ними РЗ

1 Продуктзгв- 60...70 85...95 105...123 ;

НІСТЬ.ІҐ/ГОД. 160...180 225...245 2Ю...315'

2 ЕнерГСЄіеЗІСТЬ 1,671...1,950 1,232...1,376 0.S51...1,114

кЗт год./м 1,511...-1,700 1,110...1,209 0,853...0.271

3 Матеріало- ємність т гол./м3 0,151...0,312 0,140...0,278 0,061...0,271

0,401...0,803 0,370...0,707 0,161...0.183

4 Каса завіски, т 1.16 57© 1^45 57ЄО И! V|«W

5 Максимальна глибина розпушування. м ОЛ іОг п 0,75 0,9

начіпних роззу-увгчів з комбінованим розташуванням похилих та вертикальна! РЗ, а такох відомостей щодо методик розргхунзу РО розпушувачів з похилими зубами спонукала до дослідхення і роеробхи РО розпушувача з комбінованим розташуванням пари передніх ждхах і заднього вертикального РЗ.

2. Залрсзозсвгна методика формування нових технічних рішень РО роздутгувгчів, що дозволяє отримати повниЗ набір з^дзань відносного розташування елементів РО розпушувача; для оду£7бого РО повазі набір поєднань відносного розташування елементів містить близько 1 1С2 варіанте» для двозубого РО - 4 102 варіантів, для тризубого РО - 10 103 варіантів.

3. Методика формування нових технічних рісень РО И2?3 за рахунок поєднання математичного моделювання ро<5очого проззсу розпушувального РО з поділом та функціональним аналізом складових елементів РО дає можливість прискореного формування персжзтяваих високоефективних конструкцій робочого обладнання, а тазах сзрияє ефективному вибору одного з варіантів конструктивного рішення РО розпушувача, оптимального для заданих умов роботи.

4. Встановлені закономірності розпушування грузи, які

¡олягають в утворенні монолітних і двсполовинкових елементів зколу -ерзлого грунту. Ери значенні кута бокового нахилу пари передніх-^ ‘З в мехах р = 0...150 вони утворювали монолітний елемент зколу. [астка площі тзеречзого перерізу прорізі, утвореної паров

[ередаіх похила ТС, складала 90...85% від загальної шюсц

Еопоречного перерізу прорізі, утвореної тризубим РО ИВРЗ.

Іерекриття об’ємів схладэвих елемента зколу було 0 ^ Кд 4 0,4. Прх їначенні кута р в мехах р = 15°...25° утворювався двошмювинковаї элемент зколу з перекриттям об'ємів складових елементів 0,

Іастка площі іюпвречжго перерізу прорізі, утвореної парой

іередаіх поіиіих РЗ, складала 85...7055 від загальної пияЦ

юлзречного перерізу прорізі. При значенні кута р ^ 25°

ГТБоршався двоззлсензйобий елемент зколу без перекриття об’ємів Іого складових, частіа плиу поперечного перерізу відзовідда

лсладала 702 і мєзге-

5. Розпугезая мерзлого грунту ефективно відбувається на некритичній глибині зря Нр=(4...5)Ь. При цьому знижуються сигові завантаження за елвмеззи завіски РО внаслідок зглаження амплітуди коливань РО РЕВРЗ.

6. Отрамазі математичні моделі з достатньою достовірністю, до дозволяють за етезі розрахунку та проектування визначити силові та енергетичні навантаження на РО та елементи розпуяувальшго обладнання. Іігтематичзі моделі враховують геометричні, кінематичні1 та швидкісні параметри розпутування і процесу, а також фізико-мехазічзі та мідзістзі властивості грунтів.

7. Отрамазі баггтофгкторні регресійзі моделі процесу рсЕтушувазня мерзлого та міцного грунту РО РПВРЗ дозволяють з достатньою для пргзтхчзог'о використання точністю отримати раціональні параметри РО РСЗгЗ з метою здійснення розрахунку РО РПВРЗ дня задааої бгзс-всї нагини.

8. Отрамазі заугсві і практичні рекомендації, які зводяться до співвідношень: одяза ріхучих країв похилих та вертикального РЗ повинна бути у межах Ь, = С,075...0,120 м; кут бокового нахиху похилих ІЗ слід приймати у межах р= 25...38°. Меньші значення кута Р приймаються для уіее. коли розлузують грунти 7ІГ-7ІІІ категорії, а більші значення кута р - для умов, коли розпушують грунти У-ТЕ категорії; поздзвжзв Еідстазь міх парою передніх похилих і задал вертикальним РЗ слід приймати Ь > Ь, і вибирати в мехах Ь = =(0,8...0,9)Нр. м» прийому мезсі значення відстані Ь приймаються для умов, коли розлузують грунти ?~УІ категорії, а більші значення

відстані L - для узсв, emz розпупуіггь грунти VII-VIII категорії; рігницо міх глиЗизсз) розлузування гаянім вертикальним і пзрьдзімя тетгатжя рз доціхьзз щзймата в мехах Ь. = (0...0,4)Нр х> причому> меззі ззачення відстані Ь прийматься для умов.коли рогзуцуять грунта 7-?І кгтьгсрії, а більсі значення відстані Ь - для уме®» кола розпузують грунти VII-VIII категорії.

9. Еа основі результатів теоретичних та експериментальних до-слідхьнь вихані рекомендації цодо областей раціонального застосу-

- ваняя РО КБІЗ. 8-сае: розпушування мерзлих грунтів з строки*

. діапазоном фізико-м&ханічзнх властивостей як у традиційнсму рехані одним вертикальнім 53, так і при комбінованому розташуванні нохилих і вертикального ІЗ, а такох зруйнування асфальто-бетонних покрить і аналогічних їм середовиц або матеріалів.

10. Використовуша састечу »основних показників оцінки ефективності застосування будівельна/ та дорохнії машин, виконана оцінка ефективності застосування F0 КШЕЗ порівняно з традиційна« одяозубим та двозубим з розташуванням зубів по схемі "слід у слід" розпушувачами на базі тракторів Т-іЗС і Т-330, яка дозволяє зробити висновок про доцільзість застосування запропонованого К ИВ?3 тому. 59 порівняно з ?С з одаим вертикальним ЇЗ і з двома траекторао-зсунутими ІЗ, розташованими за схемоя "слід у слід": продуктивність збільшується, відповідао на 75% і на 272; енергоємність змешується - на 43% і на, 21%; матеріалоємність зменшується - на 721 і на 68%. Питомі приведені витрати РО Z3K-на базі Т-330 порівняно з однозубим розпушувачем ДП-1Х знихуптьс* на 35...38%.

11. Автором разом з науковим керівники! запатентовані конструктивні рішення перспективних 1^0 РПВРЗ, тар дозволять значне підважити продуктивність та знизити енергоємність виконана розпушувальних робіт, а такох розширити технологічні можливості иадин. обладнаних РО РПВРЗ.

12. За результатами теоретичних та експериментальнії дослідеень автором виконані креслення натурної конструкції К ИШРЗ на базі розпушувального обладнання ДП-10С бульдозе-ра-розпуяувача ДЗ-94С.

13. Еа основі результатів виконаних теоретичних і експе-. рнментальних дослідхень в лабораторних і натурних умовах і

дисертації виконана оцінка ефективності застосування розпушувача ; РО РПВРЗ. Економічний ефект від екехтуатації одного розпушувача ш базі трактора Т-330 складає 23057700 тис.крб. (за станом цін нг

1.05.95).

Рекомендації по розрахунку та вибору раціональних параметрів РО РПВРЗ передані в УАПКТІ "Укрстальпроокт" (м.Дні пропетровськ),

трест "Дніцробудмзханізація" (м.Дніпропетровськ), трест "Будмеханізеція" (м.Норільськ), Спеціалізоване управління будівництва ы. Норільська та ін. Методики розрахунку зусиль опору ; грунту рсзпушуваннв і технічниї продуктивності розпушувача з РО " РПВРЗ, а також програми розрахунку на ЕОМ запровадаені в учбовнй процес кафедри "Будівельні та дорожні машини" ІЩАБА, ХДАДТУ та ін. * при підготовці інгзззрів-механіків за спеціальністю 15.04.

До напрямків подальших досліджень потрібно віднести встанов- ; лення вшяву швидкостей розробки грунту на процес, що вивчається, -оптимізацію профілі) конструкції, автоматизації) процесів та ін. .

ПУБЖАШ ЗкНШЕШШ ШЖїЩІ -

1. Хмара Л.А., Патов С.В., Главацкий К.Ц. Исследование процес-,

са рыхления грунтов рабочшш органами навесных рыхлителей с изогну-

тыия зубьяии//’Стрсттехьные и дорожные машины” 1990, XI, с. 25-26.

2. Главацкий К.Ц., Хмара Л.А. Стенд для физического моделирования рабочих процессов навесных рымителей//"Строителыше а дорожные машины" 1993, Х6, с. 34-35.

3. Л.А.Хмара, С.В.Шатов, К.Ц.Главацкий. Исследование процесса рыхления грунтов рабочими органами навесных рыхлителей/УВ сб. "Механизация и автоматизация строительства".Киев: УЫК БОД991,с.14-21.

4. Л.А.Хыара, С.В.[Патов, И.А.Савицкий, К.Ц.Главацкий. Влияние {ормы режущей крскки наконечника ка процесс рыхление грунтов навесными рыхлителями// В сб. "Повышение эффективности в качества строительства в новых условиях хозяйствования". Киев: УШ ВО, 1992,' - . с.146-154.

. 5. Л.А.Хыара, К.Ц.Главацкий. Теоретическая модель усилия * ' рыхления грунта рыхлителем с наклонным расположением зубьев// В .

2б. "Интенсификация рабочих процессов строительного производства”» . їиев, 1993, с.263-271.

6. Л.А.Хыара, К.Ц.Главацкий. Повышение эффективности рабочих зрганов рыхлителей с траєкторно смещенным расположением наклонных

і вертикальных рыхлителышх зубьев// Материалы конференции "Пошивше эффективности землеройных малин".Россия, Воронеж,1994, с. 19-21.

7. Л.А.Хыара, К.Ц.Главацький. Результата експериментальних натурних випробувань тризубого розпушувача з похилим і вертикальним. юзміщенняи розпушувальних зубів (НШРЗ)// В зб. "Наукові дослід- і

ження доз будівництва*. Київ, 1994, с.

8. Рабочай орган рништеля/ Л.І.Ікара, С.В.Езтсз, К.Ц.Главац-ЕПЗ. В.С.ЛЗЗДОН. Заява на яяняттд JM870I36 віх 01.10.90, ПОЗИТИВ, ріж. від 03.01.92.

9. Навесаое оборудовакие рнххдтр-іи/ Л.І.Ікара, С.В.Затов,

К.Ц^ГхавацгзЗ, В.С.Лаздон, Г.Е.Гяіьдїш.- - А.С.£1755357. Цріор.

27.II.SO, реєстр.25.Об.91, ооубд. 01.06.92.

ІС. Рабочай орган рииштедя/ Л. А. Хмара,. С.ВЛатов, К.Ц.Гха-вяцгаа. Ф.В.Цвехвав, В.С.Даздон, Г.І.Гадьднні Заява на тататід J64885I42 віх 27.11.90, позитив.рін. від 30.03.92.

11. Еазсротное устрсйство навесха ритгатажя/ Л.А.Хмара, С.В.Езтсе, К.Ц.Глазацгай, В.С.Лаздон, Г.Я.Ге^ь.????.Заява на тяптті? *4901415 від 19.01.91, позатив.ріи. від I7.06.SZ.

12. йалнтель/ Л.А.Хнара, С.В.Иатав, К.Ц.Гх2вгцяій, В.С.Іаз-дан. Заява на иптаттд 14908813 від 07.02.91, позатив.ріж. ві; 03.01.92.

13- РзбочяЗ орган рнххитехя/ Л.А.Хнара, К.Ц.Гхавацкнй. Заяв« на гагаті? *4913547 від 25.02.91, позятив.ріж. ЕХД 03.01.92.

14. Риизтахь/ Л.А.Хнара, С.В.Иатав, К.Ц.Гх$вацкя2. а»я-м н; гегеятід j^G12233 від 25.11.91, позитив.ріж. від 29.06.94.

15. Рабо422 орган ршиотеля/ Л.А.Хнара, С.В.Затов, К.Ц.Гла вадпіі, В.Ж.Вгзшж. Заява на итиятід JU926635 гід 17.04.91, позитив. pis. гід 10.04.92.

16. Рмтдтехь/ Л.А.Хмара, В.Я.Балояиев. К.Ц.Гхавацкай. Заяві на винахід £058244 від 07.08.92, позатнв.ріа. віх 29.06.94.

17. Л.їзсгрг, С.Ігтов, В.Курочкг» С.іі^тгзгзїа, Е.Гх&вгзьггЗ

В.Есрзтгах. Дгягі г^ахг зідагт^ння s$s2rzgy>OTi рсйснах лрзз&сі mzzz2 дія геюязах робіт// Uarepiazz 203}sp&aai! "І міхзгродза; сюоагіум у-даїасьдпс ішенерів-мехгзігів у .Львові”. дозові^З- - Україна. Львів, 1993, С.2Є2-2ЄЗ.

18* Zxapa 2.1.., Главацюй К.Ц. Стенд дха (¡изического моделі рованая рабочгх дроаессов рнхлат&хе2 с Tpaerrcjas- оегевнвия рз бочая ортанаїд //Катероадн Еаучна-прахтгчгсхгй хса^єренцн "Іран порт Foccsa. Цробдеш а пута ях рвавияя*.Теаися дисхадов.- Россая Суздаль, 1992, с.62-63.

19. І.А.Хмара, К.Ц.Главацкий. Пошпеваг ^.»таимстя рабоча сртансз ркигетехгі с траєкторно сшщгншм рзсосдясгідеи тшгдпятш н верттошдіт раютехьннх зубьев// Сб. дагхгдет респубх. научн. техн. хоа*ерєш5а "Стрсатагьниг н дорожнае кацга я вх асоользова няе в соеременнах умоваях*. Санкт-Петербург, (ГГТ7, 1995, с.8-11

lbs tract

Glavatskee C.T. Investigation, and working out of working rgsa of ripper with combined arrangeoents nulti-shank ripper.

Present one’s thesis for a Candidate of Technical Science rgree for speciality 05.05.04 "Machines for Earth and Road Works*, ryineprovsk State Acadesy of Ccnstmctlcn ?nd Architecture.-ilepropetrovsk, 1995.

19 scientific works are defend, wlch contains theoretical, ibGratory and natural researchs of new ripper working organ with ¡mined arrangements trajectoryly-displaced Inclined and vertica-Л mlti-shank ripper. Establishly, wbat new ripper working organ 'ses effectiveness of traditional shank ripper by aeans of Ltlccal use of power ripper-dozer. This ripper working organ In jcparl>on with traditional own-shank and two-shank rippers, wlch ^placed "step to step", mi the based of tractors T-130 and T-330 ^ces index power capacity of loose frozen gromd, accordingly 43X and to 21X, saterial capacity - to 721 and to 68%, rises odoctivity to 75t and to 27X.

Аннотация

£B£x<z2 Н.П. Исследование и ргзрвботеа рабочего органа рыхлителя £г*С-инированным располох&ниьм рихлит&льзых зубьев. '

Ддссертедзл на соисхэниэ ученой стелзни кандидата технических 72 -с- специальности 05.Сб.04 "Лгсины для земляных я дорохных . 5cj7". Пргдаьнровскзя государственная академия строительства и огыл'дя. Днепропетровск, 1Э95.

З^г^гстся 19 научных работ, которые содерхат теоретические, Зоргторные ж натурные исследования нового рыхлительшго рабочего тгза с кол/инированным ргсдолохениеи тргекторно сшпзнных на-:2знх и вертикальных ршхитьсьяих зубьев. Установлено, что новый ✓очай сртез рыхлителя позволяет ПОВЫСИТЬ Эф1еКТ2ВН0СТЬ ИСПОЛЬЗО-гия традиционного одэозубого рыхлителя путем ргцаонального ис-гъзоггния сгш тятя базовой мгтгны. Ередлатаешй рабочий орган слггвля зо сравнении с традацкнньм одзозубым и двузубым с раскаянием зубьев по схеме, "след в сл&д" рыхлителями на базе трах-■св ?-130 я 7-330 снихз&т энергоемкость процесса рыхления мерз-п грунта, соответственно на 422 а на 212, материалоемкость - на Е z на 681, аошпает пр&азводд&Ллаость за 75% и на 27%.

'izxFJbEos слова: трактор, рыхлхт&ль, мерзлый и арочный грунт,, йктораое смешение зубь&в, производительность, энергоемкость, ктивзость, исследования, мо^лзфовгнзе, эксперимент.