автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Обоснование конструкции и основных параметров дискового режущего инструмента для разрушения снежно-ледяных образований

На правах рукописи

/У

4848502

ГАНЖА Владимир Александрович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

05.05.04 - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 1!ЮН 2011

Красноярск - 2011

4848502

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Желукевич Рышард Борисович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Кузнецова Виктория Николаевна

кандидат технических наук Лабутин Виктор Никитович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Нижегородский государственный

технический университет им. P.E. Алексеева», г. Нижний Новгород

Защита состоится «17» июня 2011 г. в Ц часов в зале заседания диссертационного совета Д 003.019.01 при Институте горного дела Сибирского отделения РАН: 630091, Россия, Новосибирск, Красный проспект, 54

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГД СО РАН Автореферат разослан «-¿^¿» 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

Попов H.A.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

При зимнем содержании дорог и аэродромов особенно трудоемкими являются мероприятия по предотвращению и устранению снежно-ледяных и гололедных образований, которые в настоящее время выполняются химико-механическим, тепловым и комбинированным методами, а на автодорогах и фрикционным методом. Использование механического способа разрушения прочных снежно-ледяных и гололедных образований ограничено в силу конструктивной неприспособленности рабочих органов существующих спецмашин к данному виду работ.

Расширение области применения механического способа разрушения гололедных и снежно-ледяных образований возможно путем модернизации существующих и создания новых рабочих органов к специальным машинам без увеличения их мощности, в частности за счет установки перспективного режущего инструмента в виде дисковых резцов.

Отсутствие исследований по разрушению гололедных и снежно-ледяных образований таким инструментом затрудняет проведение расчетов при проектировании новых и совершенствовании существующих конструкций рабочих органов спецмашин, при которых актуальной задачей является определение усилия резания в зависимости от геометрических параметров дискового режущего инструмента и параметров среза. Это предполагает проведение экспериментальных исследований, направленных на определение рациональных геометрических параметров дисковых резцов, разработку схем их размещения на существующих и новых рабочих органах спецмашин, обеспечивающих разрушение снежно-ледяных и гололедных образований при минимальных энергозатратах.

Целыо работы является обоснование рациональных, с позиции минимизации энергозатрат, параметров дискового режущего инструмента и конструкции сменного рабочего органа для разрушения прочных снежно-ледяных и гололедных образований, оснащенного дисковыми резцами.

Идея работы заключается в применении дискового режущего инструмента в сменных рабочих органах для разрушения снежно-ледяных и гололедных образований, а также размещении режущего инструмента на рабочем органе по схеме, обеспечивающей разрушение с минимальной энергоемкостью.

Задачи исследования:

1. Обосновать перспективность оснащения машин, предназначенных для очистки дорожных и аэродромных покрытий от снежно-ледяных и гололедных образований, рабочими органами с режущим инструментом в виде заостренных дисковых резцов.

2. Экспериментально исследовать влияние геометрических параметров дискового режущего инструмента, глубины и ширины резания, физико-механических свойств льда на усилия, возникающие на резце при разрушении льда резанием.

3. Разработать математическую модель процесса резания льда дисковым инструментом и аналитически определить усилие резания при полублокированном резании с учетом геометрических параметров инструмента, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда.

4. Разработать методику расчета параметров дискового режущего инструмента для разрушения прочных снежно-ледяных и гололедных образований и конструкцию оснащенного этим инструментом сменного рабочего органа отвального типа.

Методы исследований:

При решении поставленных задач применен комплексный подход, включающий: научный анализ и обобщение опыта создания рабочих органов спецмашин для разрушения снежно-ледяных и гололедных образований различным режущим инструментом; экспериментальные лабораторные исследования процесса резания льда полноразмерными дисковыми резцами с различными геометрическими параметрами, с применением современных технических средств измерения и обработки результатов эксперимента; математическое моделирование процесса разрушения льда дисковыми резцами.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Снижение энергоемкости процесса разрушения прочных снежно-ледяных и гололедных образований рабочими органами спецмашин, достигается установкой на них режущего инструмента в виде заостренных дисковых резцов.

2. Оснащение рабочего органа отвального типа дисковым режущим инструментом с радиусом режущей кромки Л = 0,1 м, углом заострения 5 = 30°, установленным под углом к обрабатываемой поверхности у = 3 - 5° по схеме, обеспечивающей взаимное перекрытие рабочих зон смежных резцов, обеспечивает снижение энергоемкости процесса разрушения снежно-ледяных образований прочностью асж = 1,8+2,3 МПа в 2,3 раза.

3. Математическая модель процесса резания льда, учитывающая геометрические параметры дискового инструмента, глубину и ширину резания, и физико-механические свойства льда, позволяет аналитически определить усилие резания при полублокированном резании и установить параметры инструмента, обеспечивающие минимальную энергоемкость разрушения снежно-ледяных образований.

Достоверность научных положений обеспечивается достаточным объемом проведенных исследований и подтверждается сходимостью теоре-

тических и экспериментальных данных, полученных с помощью современных методов исследований.

Научная новизна работы:

1. Экспериментально установлены закономерности изменения энергоемкости процесса разрушения прочных снежно-ледяных образований при полублокированном резании дисковым режущим инструментом, в зависимости от геометрических параметров инструмента, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда, позволяющие определить рациональные параметры инструмента, обеспечивающие минимальную энергоемкость процесса.

2. Установлено, что оснащение рабочего органа отвального типа дисковым режущим инструментом с радиусом режущей кромки Я = 0,1 м и углом заострения 3 = 30°, установленным на этом рабочем органе под углом у =3 - 5° к обрабатываемой поверхности по схеме, обеспечивающей взаимное перекрытие рабочих зон смежных резцов, позволяет снизить энергоемкость процесса разрушения снежно-ледяных образований прочностью асж = 1,8^2,3 МПа в 2,3 раза.

3. Теоретически с использованием разработанной математической модели процесса резания льда дисковым инструментом установлены закономерности изменения усилий на его режущей кромке при блокированном и полублокированном резании льда в зависимости от геометрических параметров инструмента, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда, которые позволяют рассчитать инструмент, обеспечивающий минимальную энергоемкость разрушения льда.

Личный вклад автора состоит: в разработке методики и проведении экспериментальных исследований процесса резания льда дисковым режущим инструментом с различными геометрическими параметрами; в обработке и анализе результатов эксперимента; в разработке математической модели и методики расчета усилий резания дисковым инструментом с целью обеспечения минимальной энергоемкости процесса; в разработке конструкции рабочего органа отвального типа, оснащенного дисковым режущим инструментом.

Практическая ценность работы:

1. Разработана методика расчета усилий возникающих на дисковом резце при резании льда, позволяющая на стадии проектирования, с учетом физико-механических свойств льда и параметров среза, определять рациональные геометрические параметры режущего инструмента, обеспечивающие минимальную энергоемкость процесса.

2. Результаты работы используются в ООО «Аэропорт Емельянове» (г. Красноярск) и Красноярском филиале ГП «Краевая дорожно-эксплуата-ционная организация» при модернизации машин для разрушения ледяных

покрытий, а также в учебном процессе Института нефти и газа Сибирского федерального университета, что способствует более глубокому изучению студентами механизмов взаимодействия рабочих органов спецмашин с разрушаемой средой.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы представлены на Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука: начало XXI века» (г. Красноярск, 2007), на V Всероссийской научно-технической конференции «Политранспортные системы» (г. Красноярск, 2007), на международной научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин» (г. Тюмень, 2007), на VII и VIII Всероссийских научно-технических конференциях с международным участием «Механики - XXI веку» (г. Братск, 2008, 2009), а также на заседаниях кафедры Топливообеспечения и горючесмазочных материалов Института нефти и газа Сибирского федерального университета в 2009-2010 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 2 в журнале, рекомендованном ВАК. Получены два патента на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 186 страницах и состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка из 121 наименования, приложения, содержит 73 рисунка и 30 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, сформулированы цель и идея работы, научная новизна и практическая ценность, а также научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе - «Состояние проблемы. Цель и задачи исследований» рассмотрены процессы формирования снежно-ледяных и гололедных образований на покрытиях аэродромов и автомобильных дорог, классификация природных льдов, физико-механические свойства льда и основные закономерности его разрушения механическим способом. Приведены результаты сравнительного анализа существующих методов и средств предотвращения и устранения снежно-ледяных и гололедных образований на покрытиях дорог и аэродромов. Представлены результаты оценки технического уровня конструкций рабочих органов специальных машин и анализа исследований по резанию (разрушению) различных материалов дисковыми резцами, а также известных конструкций устройств по разрушению снежно-ледяных и гололедных образований дисковым инструментом.

Основой формирующихся на покрытиях дорог и аэродромов снежно-ледяных и гололедных образований является снег. Все виды снежно-ледяных отложений, образующихся на дорожных и аэродромных покрытиях, по внешним признакам подразделяют на рыхлый снег, снежный накат, стекловидный лед. Наличие на аэродромных и дорожных покрытиях различных видов снеж-

но-ледяных и гололедных образований обусловливает снижение коэффициента сцепления до значений 0,25-0,08, что оказывает негативное влияние на уровень безопасности взлетно-посадочных операций воздушных судов, аварийности на автодорогах и травматизма участников дорожного движения.

Особенности физико-механических свойств льда позволяют отнести его к квазиизотропным твердым телам, обладающим упруго - пластическими свойствами. При разработке рабочего оборудования спецмашин для разрушения льда, значения параметров, характеризующих его механические свойства, следует определять экспериментально, в конкретных местных условиях.

При зимнем содержании дорог и аэродромов наиболее широкое применение получили химико-механический и тепловой методы предотвращения и удаления снежно-ледяных и гололедных образований. На дорогах, кроме того, успешно используется и фрикционный метод. Именно эти методы являются наиболее оперативными и эффективными, чем и объясняется их популярность. Однако данные методы имеют ряд недостатков, самыми существенными из которых являются высокая стоимость их реализации и вредное воздействие на окружающую среду. Механический способ используется в основном только при патрульной очистке покрытий от свежевыпавшего снега и снежно-ледяных образований малой прочности. В случае уплотнения снега или формирования на покрытиях прочных снежно-ледяных и гололедных образований значительной толщины качественная механическая очистка покрытий затрудняется или становится невозможной в силу конструктивной неприспособленности рабочих органов уборочных машин к такому виду работ.

Расширение области применения механического способа разрушения гололедных и снежно-ледяных образований на покрытиях дорог и аэродромов возможно путем модернизации существующих и создания новых рабочих органов к находящимся в эксплуатации специальным машинам без увеличения их мощности. Это может быть осуществлено за счет установки на рабочие органы таких машин перспективного режущего инструмента в виде дисковых резцов, возможные типы которых представлены на рис. 1.

По сравнению с таким инструментом, как зуб, преимущества дискового инструмента заключаются в том, что он дает возможность уменьшить путь трения в десятки раз, так как каждая точка режущей кромки при перекатывании диска по забою погружается в массив разрушаемого материала по циклоиде только на величину глубины резания. Точки, расположенные ближе к оси вращения диска, погружаются в разрушаемый массив по укороченным циклоидам, и их путь трения уменьшается.

Известно о широком применении такого инструмента в проходческих комбайнах при разработке горных пород, а также в рабочих органах буровых, землеройных машин и на бульдозерных рыхлительных агрегатах при разработке мерзлых и немерзлых прочных грунтов. Однако, несмотря на эффективность

Pr = 2Р5(м, cos 8 + sin 5)(1 + /,)sin^-, (8)

PB = 2PS(\x, cos 5 + sin 8)(1 + /;)cos-|L, (9)

Ps= 0, (10)

где Рг, Рв, РЕ - соответственно горизонтальная, вертикальная и боковая составляющие усилия резания, кН; 5- площадь боковой конусной поверхности дискового резца, соприкасающейся со льдом в процессе резания, м2; а, -угол отклонения точки приложения равнодействующей реакции ледяного массива от вертикальной оси в сторону поступательного движения диска.

а,=агссоз-2—, (11)

Л,

где Я\ - радиус окружности, образованной в результате пересечения конусной поверхности плоскостью, проходящей параллельно основанию конуса через центр тяжести боковой поверхности, м; гс - центр тяжести боковой поверхности усеченного конуса, м.

При блокированном резании резцом типа А в разрушении ледяного массива участвует часть боковой конусной поверхности, а трение о лед осуществляется ею и вертикальной сегментной поверхностью. В этом случае со-

ставляющие усилия резания:

P]r =PSk„M + siní)(l + /;)sin^+ Puflx\ (12)

Pw = PSkm{fi¡ eos¿> + sin ¿>)(1 + /)eos; (13)

Pw, =PSkm(cosS-ft sin5), (14)

где кш - коэффициент параметров разрушения при блокированном резании

где I - длина дуги контакта режущей кромки дискового резца со льдом, м; к - глубина резания, м; к - коэффициент неравномерности разрушения.

При определении составляющих усилия резания дисковым резцом типа А по полублокированной схеме резания расчеты велись по формулам (16 -18) без учета влияния массы срезаемого льда ввиду ее малости. В этом случае составляющие усилия резания:

(X (X

P2r = Pkai{ju{ cosS + sin¿>)(sin + cos~^~) +

(i6)

Р2Я = Ркпг(ц, сск^» +зт<У)(1 + /¡)соз-^-Р211 = РкП1 (соэ 6 - эт ,

«I

(17)

(18)

2

где коэффициент параметров разрушения при полублокированном резании

09)

где ? — шаг резания, м;

Коэффициенты параметров разрушения к,и и кП2 введены в выражения (12-14; 16-18) ввиду того, что глубина погружения в массив каждой точки дуги контакта режущей кромки дискового резца со льдом не постоянна и изменяется от положения К (на границе массива с дневной поверхностью) до положения К: на глубине резания к (рис. 10).

Полученные уравнения позволяют аналитически определить значения составляющих усилия резания при блокированном и полублокированном резании дисковыми резцами типа А с учетом их геометрических параметров, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда.

В пятой главе - «Методика расчета усилий резания льда дисковым режущим инструментом» изложен порядок выполнения действий при расчете усилий резания льда дисковым резцом типа А по блокированной и полублокированной схемам резания, приведен расчет составляющих усилия резания льда дисковым резцом типа А радиусом Я = 0,1 м., углом заострения 3 = 30° на глубину к = 0,06 м по указанным схемам резания. Дан сравнительный анализ расчетных значений составляющих усилия резания и значений полученных экспериментально.

Методика включает следующие основные позиции.

На первом этапе рассчитываются значения составляющих усилия резания дисковым резцом типа А по блокированной схеме в соответствии с выражениями (12-14). При этом определение величины Р давления на грани клина следует производить в соответствии с уравнением Шилда (3). Именно компоненты этого уравнения, такие как сцепление льда С0 , угол внутреннего трения <р2 и угол зоны радиального сдвига в, отражают влияние на значение усилия резания физико-механических свойств льда.

Вторым этапом работы является расчет значения составляющих усилия резания дисковым резцом типа А по полублокированной схеме в соответствии с выражениями (16 - 18).

По разработанной методике рассчитаны значения составляющих усилия резания льда дисковым резцом с параметрами указанными выше, на глубину И = 0,06 м во всем рассматриваемом диапазоне шага резания. Произведен расчет отклонений АР (%) расчетных значений составляющих усилия резания от экспериментальных. Построены графические зависимости расчет-

ных и полученных экспериментально значений горизонтальной и вертикальной составляющих усилия резания от шага резания ? рис. (11, 12).

Рис. 11. Зависимость горизонтальной составляющей усилия резания от шага при резании льда резцом с углом заострения 30 градусов: 1 - кривая значений полученных экспериментально; 2 - кривая расчетных значений Рв. кН

1

/; V

//

И ;

а ■

и 1

//

Рис. 12. Зависимость вертикальной составляющей усилия резания от шага при резании льда резцом с углом заострения 30 градусов: 1 - кривая значений полученных экспериментально; 2 - кривая расчетных значений

Как видно из графиков (рис. 11-12) имеет место сходимость расчетных и экспериментальных значений горизонтальной Р2г и вертикальной Р2в составляющих усилия резания. Погрешность не превышает 20 %. Следовательно, предлагаемая методика, учитывающая физико-механические свойств льда и параметры среза, позволяет на стадии проектирования, рассчитывать возникающие на резце усилия, с целью определения рациональных геометрических параметров резца, обеспечивающих резание льда с минимальной энергоемкостью.

В шестой главе - «Разработка конструкции рабочего органа оснащенного дисковым режущим инструментом» дается описание разработанного отвального рабочего органа оснащенного дисковыми резцами, приведен

расчет усилий резания прочных снежно-ледяных образований этим рабочим органом и равным с ним по длине стандартным отвалом автогрейдера.

На рис 13. представлена конструкция сменного отвального рабочего органа для удаления снежно-ледяного наката с поверхности дорог и аэродромов, оснащенного дисковыми резцами. В основе данного рабочего органа рама, выполненная в виде отвала 1, снабженного двумя вертикальными передними кронштейнами 2, с закрепленной на них пластиной 3. В нижней части пластины 3 размещены режущие диски 7. Количество дисковых резцов на рабочем органе определяется длиной отвала и шириной его захвата, и может отличаться в зависимости от конструкции базовых машин несущих рабочий орган, выполненный по предлагаемой схеме.

Расчет силы сопротивления снежно-ледяных образований резанию стандартным отвалом автогрейдера и отвальным рабочим органом, оснащенным дисковыми резцами производился с учетом следующих условий. Плотность разрушаемых снежно-ледяных образований р = 0,75 г/смJ при температуре от минус 1 до минус 3 Прочность льда на сжатие при той же температуре асж = 18,4^23,5 кг/см2 (1,8-^2,3 МПа). Длина отвала I = 3,7 м. Угол установки отвала /3 = 40 град. Радиус резца Я = 0,1 м. Угол заострения резца 5 = 30°.

7 Вид А (повернуто!

- рама; 2 - передние кронштейны; 3 - пластина; 4 - укосины; 5 - задние кронштейны; 6 -опорная плита; 7 - режущие диски; 8 - ось резца; 10 горизонтальный кронштейн; 18 -листовая пластина; 19 - болты; 20 - эластичный нож

Результаты расчетов свидетельствуют о том, что применением на рабочем органе отвального типа, схема которого предложена в данной работе, дискового режущего инструмента с радиусом режущей кромки Я = 0,1 м., углом заострения <5 = 30°, установленного на этом рабочем органе под углом к обрабатываемой поверхности у = 3 - 5°, может быть обеспечено снижение энергоемкости процесса разрушения снежно-ледяных образований прочностью асж = 1,8^2,3 МПа в 2,3 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся научно-квалификационной работой, изложены научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для предприятий обеспечивающих зимнее содержание дорог и аэродромов. На основе результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований дано обоснование параметров дискового режущего инструмента, применение которого в сменных рабочих органах спецмашин обеспечит минимизацию энергетических затрат при разрушении сиежно-ледяных и гололедных образований резанием.

Основные научные и практические результаты работы:

1. Обоснована перспективность оснащения машин, предназначенных для очистки дорожных и аэродромных покрытий от снежно-ледяных и гололедных образований, рабочими органами с режущим инструментом в виде заостренных дисковых резцов, что позволит снизить энергоемкость механического способа очистки и расширить область его применения, исключить необходимость приобретения дорогостоящей спецтехники и снизить расход химически активных антигололедных реагентов.

2. Установлены закономерности изменения усилий на режущей кромке дискового резца при блокированном и полублокированном резании льда в зависимости от геометрических параметров инструмента, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда, которые позволяют рассчитать инструмент, обеспечивающий минимальную энергоемкость разрушения льда.

3. Предложена методика расчета усилий возникающих на дисковом резце при резании льда, позволяющая на стадии проектирования, с учетом физико-механических свойств льда и параметров среза, определять рациональные геометрические параметры режущего инструмента, обеспечивающие минимальную энергоемкость процесса.

4. Разработана конструкция отвального рабочего органа, оснащенного дисковым режущим инструментом, Обоснована возможность разрушения прочных снежно-ледяных образований этим рабочим органом с минимальной энергоемкостью процесса.

5. Результаты работы внедрены в ООО «Аэропорт Емельяново» (г. Красноярск) и Красноярском филиале ГП «Краевая дорожно-эксплуатационная организация» при модернизации машин для разрушения ледяных покрытий, а также в учебном процессе Института нефти и газа Сибирского федерального университета.

ли: среднее квадратическое отклонение, коэффициент корреляции и коэффициент регрессии.

На основе статистически обработанных результатов всех испытаний, предусмотренных программой эксперимента, построены графики зависимости составляющих усилия резания от угла заострения диска и шага резания при разрушении льда дисковыми резцами. Выполнен расчет энергоемкости процесса резания ледяного массива дисковыми резцами для различных значений угла заострения и шага резания в соответствии с выражением (1). Построены графики зависимости энергоемкости процесса резания от угла заострения диска.

Е = 0.000272 ^-,кВт-ч/м\ (1)

Scr

где Рг - значение горизонтальной составляющей усилия резания, кН; Sep - площадь среза, определяемая следующим выражением:

SCF = h-t^M2, (2)

где h - глубина резания, м; t - шаг резания, м.

Важным этапом экспериментальных исследований являлся анализ характера изменения величины горизонтальной Рг составляющей усилия резания в зависимости от угла заострения дискового резца и параметров среза, так как именно значения Рг определяют величину удельной энергоемкости процесса резания льда дисковым режущим инструментом.

На рис. 7 приведена зависимость горизонтальной составляющей усилия резания от угла заострения дискового резца <5 при полублокированном резании с шагом 10, 20, 30, и 40 мм. Анализ графиков показал, что наименьшие значения Рг обеспечиваются при использовании дисковых резцов с углом заострения <5 = 30° при всех рассматриваемых значениях шага резания.

if, iti

0,9 0,8 0,7 0,В 0,5 0,4 0,3 0,2 0.1 0

0 „. 15 30 45 60 75 А ,-рш)

Рис. 7. Зависимость горизонтальной составляющей усилия резаиия от угла заострения диска: 1 - при I = 10 мм; 2 - при / = 20 мм; 3 - при г = 40 мм; 4 - при г = 30 мм

Графики зависимости горизонтальной составляющей усилия резания от шага резания при различных значениях угла <5 представлены на рис. 8.

Рис. 8. Зависимость горизонтальной составляющей усилия резания от шага резания: 1 - резец с 5 = 15°; 2 - резец с 5 = 30°; 5 - резец с 8 = 45°; 4- резец с 8 = 60°

Анализ графиков показал, что минимальные значения Рг обеспечиваются при резании дисковым резцом с углом <5 = 30° на всем диапазоне изменяющихся значений шага ? и находятся в диапазоне 0,1 - 0,47 кН. При этом нарастание и спад усилий по мере увеличения шага резания протекают плавно.

На основании результатов расчета удельных затрат энергии на резание льда дисковым резцом радиусом Я = 0,1 м, с различными углами <5 заострения режущей кромки при различном шаге резания I построены графические зависимости энергоемкости процесса резания от угла заострения диска (рис. 9).

Анализ полученных графиков показал, что наименьшая удельная энергоемкость процесса будет обеспечена при резании льда дисковым резцом с углом заострения д = 30° во всем диапазоне значений шага резания г (10, 20, 30 и 40 мм), т. е. при тех же условиях, при которых были получены минимальные значения горизонтальной составляющей усилия резания.

£. кВТч/м'

I

2

Ц^Т— 4

1 3

0 15 30 45 60 75 А .'/>«<>

Рис. 9. Зависимость энергоемкости процесса резания от угла заострения диска: 1 - при ? = 10 мм; 2 - при / = 20 мм; 3 - при Г = 30 мм; 4 - при ? = 40 мм

В четвертой главе - «Разработка математической модели процесса резания ледяного массива дисковым инструментом» дается обоснование общности некоторых закономерностей разрушения мерзлых грунтов и льда, что допускает возможность использования при моделировании процессов взаимодействия режущего инструмента со льдом, некоторых результатов известных исследований по взаимодействию различного режущего инструмента с мерзлыми грунтами при их разрушении.

Процессы взаимодействия различных режущих инструментов рабочих органов спецмашин с ледяным массивом изучены недостаточно. Наиболее широко освещены в литературе результаты экспериментальных и теоретических исследований процессов взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом в немерзлом и мерзлом состояниях.

Большой вклад в теорию резания мерзлых грунтов внесли работы В.Д. Абезгауза, В.И. Баловнева, Ю.А. Ветрова, Н.Г. Домбровского, А.Н. Зеленина, И.А. Недорезова, JI.K. Соколова, В.Д. Телушкина, Н.Я. Хархута, JI.A. Хмары, Г. А. Шлойдо и многих других. Многолетние исследования процессов взаимодействия рабочих органов ледорезных и уборочных машин со льдом и снежно-ледяными образованиями проводятся учеными Нижегородского ГТУ им. P.E. Алексеева: А.П. Куляшовым, Ю.И. Молевым, В.А.Шапкиным, В.Ф. Кулеповым и др.

По данным А. Н. Зеленина, при разработке мерзлого грунта и льда может наблюдаться общность закономерностей их разрушения, что подтверждается результатами работ по исследованию влияния влажности, гранулометрического состава и температуры мерзлых грунтов на усилие резания. Мерзлый грунт рассматривается как многокомпонентная система, прочностные свойства которой определяются главным образом связующим действием льда и находятся в прямой зависимости от температуры грунта.

Многие исследователи рассматривают режущий инструмент как клин, разрушающий поверхностный слой грунта. Машины для разрушения мерзлого грунта резанием могут быть оснащены цепными, дисковыми, фрезерными, роторными и другими рабочими органами. Однако, независимо от типа рабочего органа, в качестве режущих элементов преимущественно используются элементарные рабочие профили в виде зубков в баровых рабочих органах и зубьев в роторных и диско-фрезерных рабочих органах. При изменении формы режущего инструмента и схемы взаимодействия с разрушаемой средой проведение расчетов затруднено, а в некоторых случаях — невозможно. Сказанное относится к такому инструменту, как дисковый резец (рис. 1). Процесс взаимодействия такого инструмента с разрушаемой средой достаточно сложен и зависит от геометрических параметров инструмента, угла резания, схем взаимодействия со средой, параметров среза, физико-механических свойств разрушаемой среды и др.

Кроме того, дисковый резец характеризуется таким геометрическим параметром, как диаметр, а при блокированной схеме разрушения массива дисковым резцом отсутствует ширина резания. Каждая точка режущей кромки дискового резца за один оборот диска при прямолинейном движении погружается по циклоиде в разрушаемый массив на величину глубины резания, за счет чего сокращается путь, пройденный каждой точкой режущей кромки. По этим причинам аналитические зависимости, применяемые для расчета усилий, возникающих на зубе при его взаимодействии с разрушаемой средой, не могут использоваться при расчете усилий, возникающих на дисковом резце.

Математическая модель процесса разрушения льда резанием разработана диссертантом с учетом моделирования процессов разрушения прочных немерзлых и мерзлых грунтов на основе теории предельного состояния, выполненного К. А. Артемьевым, В. И. Баловневым, Ю. А. Ветровым и др. При решении задач предельного состояния рассматривается стадия напряженного состояния, при котором даже малое изменение объемных или поверхностных сил приводит к потере устойчивости части ледового массива.

Кинематические исследования движения точек дискового резца, по данным Р. Б. Желукевича, показывают, что в каждый определенный момент времени погружение дискового резца в разрушаемый массив можно рассматривать как внедрение множества клиньев в его тело, а в плоскости, проходящей через каждую точку погруженного сегмента дуги режущей кромки и ось вращения, - как обыкновенный клин.

В условиях плоской деформации при вдавливании клина в полубесконечный массив величину давления Р на грани клина можно получить на основе решения задачи, предложенной Р. Т. Шилдом:

зоны радиального сдвига, рад.

В зависимости от схем размещения на рабочих органах, дисковые резцы могут работать как в блокированном, так и в полублокированном режимах резания. Поэтому необходимо предусмотреть возможность расчета составляющих усилия резания для обоих режимов.

Расчетная схема сил, действующих на дисковый резец типа А в процессе блокированного резания, показана на рис. 10.

где С0 - сцепление льда, кН/м2; ср2 - угол внутреннего трения, град; 9 - угол

ванном резании: Л - радиус дискового резца; Н и <2 - соответственно горизонтальная и вертикальная составляющие реакции ледового массива в плоскости вращения резца проходящей через центр тяжести боковой поверхности усеченного конуса, кН; а - угол поворота точки контакта К режущей кромки резца с массивом льда до точки К\ на глубине резания А; 0.2 - угол между вертикалью и радиусом, пересекающим центр тяжести половины сегментной поверхности резца; Тг - сила трения, действующая со стороны сегментной поверхности

При перекатывании дискового резца типа А в процессе блокированного резания с постоянной глубиной резания /г без скольжения на боковую конусную поверхность действуют силы: N - нормальная сила, равная произведению части площади боковой конусной поверхности, соприкасающейся со льдом, на величину давления Р, и касательная сила Травная

Т = ЫИ1, (4)

где [¿1 - коэффициент внешнего трения.

Реакция массива льда на воздействие этих сил на часть конусной поверхности дискового резца описывается следующими выражениями:

Ее = Гсоз8 +А^тБ, (5)

£г=-Гзтб + ЛГсоз6, (6)

где Ес и Ет - соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие реакции массива льда, кН;

Кроме того, в опоре подшипника возникает сила трения

То = Е/и (7)

где /[ - коэффициент трения в подшипнике.

Проецируя на оси X, У, 2 все силы реакции ледяного массива, действующие на острый дисковый резец, получаем

Pr =2PS(|i,cos5 + sin5)(l + y;)sin^!-, (8)

Ря = 2PS{]xx cos 6 + sin 5)(1 + fx) cos , (9)

Л=0, (10)

где Рг, P„, Ps - соответственно горизонтальная, вертикальная и боковая составляющие усилия резания, кН; S- площадь боковой конусной поверхности дискового резца, соприкасающейся со льдом в процессе резания, м2; а, -угол отклонения точки приложения равнодействующей реакции ледяного массива от вертикальной оси в сторону поступательного движения диска.

а, = arceos--—, (11)

R\

где R\ - радиус окружности, образованной в результате пересечения конусной поверхности плоскостью, проходящей параллельно основанию конуса через центр тяжести боковой поверхности, м; zc - центр тяжести боковой поверхности усеченного конуса, м.

При блокированном резании резцом типа А в разрушении ледяного массива участвует часть боковой конусной поверхности, а трение о лед осуществляется ею и вертикальной сегментной поверхностью. В этом случае составляющие усилия резания:

Ри. = ^n,(/ulcos<5 + sm<5)(l + /1)sin^+F„,.^i; (12)

Р1Я = PSkm {fi, cos 5 + sin «5)(1 + /,) cos^; (13)

PIK = PSkm (cos S - fi¡ sin 8), (14)

где kn¡ - коэффициент параметров разрушения при блокированном резании

где L - длина дуги контакта режущей кромки дискового резца со льдом, м; h - глубина резания, м; к - коэффициент неравномерности разрушения.

При определении составляющих усилия резания дисковым резцом типа А по полублокированной схеме резания расчеты велись по формулам (16 -18) без учета влияния массы срезаемого льда ввиду ее малости. В этом случае составляющие усилия резания:

Р2Г = Ркпг{цх cosí + sin ¿>)(sin —+ /¡cos + (16)

Р1В = Ркпг (р, сск 6 + йт (У)(1 ■+ сов Л/> = ркп (С03 ^ ~ -"1 5'п >

а,

(17)

(18)

где коэффициент параметров разрушения при полублокированном резании

где ? - шаг резания, м;

Коэффициенты параметров разрушения кП1 и кщ введены в выражения (12-14; 16-18) ввиду того, что глубина погружения в массив каждой точки дуги контакта режущей кромки дискового резца со льдом не постоянна и изменяется от положения К (на границе массива с дневной поверхностью) до положения К) на глубине резания к (рис. 10).

Полученные уравнения позволяют аналитически определить значения составляющих усилия резания при блокированном и полублокированном резании дисковыми резцами типа А с учетом их геометрических параметров, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда.

В пятой главе - «Методика расчета усилий резания льда дисковым режущим инструментом» изложен порядок выполнения действий при расчете усилий резания льда дисковым резцом типа А по блокированной и полублокированной схемам резания, приведен расчет составляющих усилия резания льда дисковым резцом типа А радиусом Я = 0,1 м., углом заострения 6 = 30° на глубину к = 0,06 м по указанным схемам резания. Дан сравнительный анализ расчетных значений составляющих усилия резания и значений полученных экспериментально.

Методика включает следующие основные позиции.

На первом этапе рассчитываются значения составляющих усилия резания дисковым резцом типа А по блокированной схеме в соответствии с выражениями (12-14). При этом определение величины Р давления на грани клина следует производить в соответствии с уравнением Шилда (3). Именно компоненты этого уравнения, такие как сцепление льда Сд , угол внутреннего трения <р2 и угол зоны радиального сдвига в, отражают влияние на значение усилия резания физико-механических свойств льда.

Вторым этапом работы является расчет значения составляющих усилия резания дисковым резцом типа А по полублокированной схеме в соответствии с выражениями (16-18).

По разработанной методике рассчитаны значения составляющих усилия резания льда дисковым резцом с параметрами указанными выше, на глубину к = 0,06 м во всем рассматриваемом диапазоне шага резания. Произведен расчет отклонений АР (%) расчетных значений составляющих усилия резания от экспериментальных. Построены графические зависимости расчет-

ных и полученных экспериментально значений горизонтальной и вертикальной составляющих усилия резания от шага резания г рис. (11, 12).

Рис. 11. Зависимость горизонтальной составляющей усилия резания от шага при резании льда резцом с углом заострения 30 градусов: 1 - кривая значений полученных экспериментально; 2 - кривая расчетных значений

1

10 20 30 40 50

Рис. 12. Зависимость вертикальной составляющей усилия резания от шага при резании льда резцом с углом заострения 30 градусов: 1 - кривая значений полученных экспериментально; 2 - кривая расчетных значений

Как видно из графиков (рис. 11-12) имеет место сходимость расчетных и экспериментальных значений горизонтальной Р2г и вертикальной Р2в составляющих усилия резания. Погрешность не превышает 20 %. Следовательно, предлагаемая методика, учитывающая физико-механические свойств льда и параметры среза, позволяет на стадии проектирования, рассчитывать возникающие на резце усилия, с целью определения рациональных геометрических параметров резца, обеспечивающих резание льда с минимальной энергоемкостью.

В шестой главе — «Разработка конструкции рабочего органа оснащенного дисковым режущим инструментом» дается описание разработанного отвального рабочего органа оснащенного дисковыми резцами, приведен

расчет усилий резания прочных снежно-ледяных образований этим рабочим органом и равным с ним по длине стандартным отвалом автогрейдера.

На рис 13. представлена конструкция сменного отвального рабочего органа для удаления снежно-ледяного наката с поверхности дорог и аэродромов, оснащенного дисковыми резцами. В основе данного рабочего органа рама, выполненная в виде отвала 1, снабженного двумя вертикальными передними кронштейнами 2, с закрепленной на них пластиной 3. В нижней части пластины 3 размещены режущие диски 7. Количество дисковых резцов на рабочем органе определяется длиной отвала и шириной его захвата, и может отличаться в зависимости от конструкции базовых машин несущих рабочий орган, выполненный по предлагаемой схеме.

Расчет силы сопротивления снежно-ледяных образований резанию стандартным отвалом автогрейдера и отвальным рабочим органом, оснащенным дисковыми резцами производился с учетом следующих условий. Плотность разрушаемых снежно-ледяных образований р = 0,75 г/см3 при температуре от минус 1 до минус 3 Прочность льда на сжатие при той же температуре асж = 18,4+23,5 кг/см2 (1,8+2,3 МПа). Длина отвала Ь = 3,7 м. Угол установки отвала ¡3 = 40 град. Радиус резца Я = 0,1 м. Угол заострения резца 3 = 30'.

7 Вид А (повернуто)

Рис. 13. Схема рабочего органа отвального типа оснащенного дисковыми резцами: 1 - рама; 2 - передние кронштейны; 3 - пластина; 4 - укосины; 5 - задние кронштейны; б -опорная плита; 7 - режущие диски; 8 - ось резца; 10 горизонтальный кронштейн; 18 -листовая пластина; 19 - болты; 20 - эластичный нож

Результаты расчетов свидетельствуют о том, что применением на рабочем органе отвального типа, схема которого предложена в данной работе, дискового режущего инструмента с радиусом режущей кромки Я = 0,1 м., углом заострения 5 = 30°, установленного на этом рабочем органе под углом к обрабатываемой поверхности у = 3 - 5°, может быть обеспечено снижение энергоемкости процесса разрушения снежно-ледяных образований прочностью <тсж = 1,8+2,3 МПа в 2,3 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся научно-квалификационной работой, изложены научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для предприятий обеспечивающих зимнее содержание дорог и аэродромов. На основе результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований дано обоснование параметров дискового режущего инструмента, применение которого в сменных рабочих органах спецмашин обеспечит минимизацию энергетических затрат при разрушении снежно-ледяных и гололедных образований резанием.

Основные научные и практические результаты работы:

1. Обоснована перспективность оснащения машин, предназначенных для очистки дорожных и аэродромных покрытий от снежно-ледяных и гололедных образований, рабочими органами с режущим инструментом в виде заостренных дисковых резцов, что позволит снизить энергоемкость механического способа очистки и расширить область его применения, исключить необходимость приобретения дорогостоящей спецтехники и снизить расход химически активных антигололедных реагентов.

2. Установлены закономерности изменения усилий на режущей кромке дискового резца при блокированном и полублокированном резании льда в зависимости от геометрических параметров инструмента, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда, которые позволяют рассчитать инструмент, обеспечивающий минимальную энергоемкость разрушения льда.

3. Предложена методика расчета усилий возникающих на дисковом резце при резании льда, позволяющая на стадии проектирования, с учетом физико-механических свойств льда и параметров среза, определять рациональные геометрические параметры режущего инструмента, обеспечивающие минимальную энергоемкость процесса.

4. Разработана конструкция отвального рабочего органа, оснащенного дисковым режущим инструментом. Обоснована возможность разрушения прочных снежно-ледяных образований этим рабочим органом с минимальной энергоемкостью процесса.

5. Результаты работы внедрены в ООО «Аэропорт Емельянове» (г. Красноярск) и Красноярском филиале ГП «Краевая дорожно-эксплуатационная организация» при модернизации машин для разрушения ледяных покрытий, а также в учебном процессе Института нефти и газа Сибирского федерального университета.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Желукевич, Р. Б. Устройство для определения показателей прочности уплотненного снежного покрова / Р. Б. Желукевич, В. А. Ганжа, Ю. Н. Безбородов // Строительные и дорожные машины. - 2010. - № 1. -С. 26-27.

2. Желукевич, Р. Б. Рабочий орган для удаления снежно-ледяного наката с поверхности дорог и аэродромов / Р. Б. Желукевич, В. А. Ганжа, Ю. Н. Безбородов // Строительные и дорожные машины. - 2011. - № 1. -С. 61.

3. Пат. № 2350923 Российская Федерация, МПК G 01N 3/42. Твердомер / Р. Б. Желукевич, В. Н. Подвезенный, В. А. Ганжа; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет». - № 2007117229/28; заявл. 08.05.2007; опубл. 27.03.2009, Бюл. № 9.

4. Пат. № 2396389 Российская Федерация, МПК Е 01Н 5/12. Рабочий орган для удаления снежно-ледяного наката с поверхности дорог и аэродромов / Р. Б. Желукевич, В. А. Ганжа, Ю. Н. Безбородов; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет». - № 2009121899/11; заявл. 08.06.2009; опубл. 10.08.2010, Бюл. № 22.

5. Желукевич, Р. Б. Твердомер для определения несущей способности уплотненного снежного покрытия взлетно-посадочных полос грунтовых аэродромов / Р. Б. Желукевич, В. А. Ганжа, К. Л. Овсянников // Молодежь и наука: начало XXI века : материалы Всеросс. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Красноярск, 25 апреля 2007 г. : в 3 ч. Ч. 3. -Красноярск : Сиб. федер. ун-т; Политехи, ин-т, 2007. - С. 244-245.

6. Желукевич, Р. Б. Модернизация рабочих органов автогрейдеров тяжелого типа / Р. Б. Желукевич, В. А. Ганжа, К. Л. Овсянников // Политранспортные системы : материалы V Всеросс. НТК, Красноярск, 21-23 ноября 2007 г. : в 2 ч. Ч. 2. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т ; Политехи, ин-т, 2007. -С. 325-327.

7. Желукевич, Р. Б. Модернизация рабочих органов землеройно-фрезерных машин / Р. Б. Желукевич, В. А. Ганжа // Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин : материалы между-нар. науч.-техн. конф., Тюмень, 11-12 апреля 2007 г. : в 2 ч. Ч. 1. - Тюмень : ТНГУ, 2007. - С. 325-327.

8. Желукевич, Р. Б. Экспериментальные исследования резания мерзлых грунтов дисковым инструментом / Р. Б. Желукевич, Ю. Н. Безбородов, В. А. Ганжа // Механики - XXI веку : сб. докл. VIII Всеросс. науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Братск : ГОУ ВПО «БрГУ», 2009. - С. 44-46.

Подписано в печать 12.05.2011 Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1,2 Тираж 100 экз. Заказ № 4060

Отпечатано:

Полиграфический центр Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИСЛЕДОВАНИЯ

1.1. Формирование снежно-ледяных и гололедных образований на покрытиях аэродромов и автомобильных дорог. Виды зимней скользкости и классификация природных льдов.

1.2. Физико-механические свойства льда.

1.2.1. Классификация природных льдов.'.

1.2.2. Прочностные свойства льда.

1.2.3. Вязкость и внешнее трение льда.

1.3. Основные закономерности деформирования и разрушения льда.

1.4. Средства и методы предотвращения и устранения снежно-ледяных и гололедных образований на покрытиях дорог и аэродромов.

1.4.1. Особенности зимнего содержания аэродромов.

1.4.2. Особенности зимнего содержания автодорог.

1.4.3. Недостатки распространенных методов очистки аэродромных и дорожных покрытий от снежно-ледяных и гололедных образований.

1.5. Рабочие органы уборочных машин получивших широкое использование.

1.6. Результаты оценки известных конструкций рабочих органов специальных машин и исследований по резанию (разрушению) различных материалов дисковыми резцами.

1.7. Анализ известных в литературе конструкций устройств по разрушению снежно-ледяных и гололедных образований дисковым инструментом.

Актуальность темы

В настоящее время, в Российской Федерации реализуется Федеральная целевая программа «Модернизация транспортной системы России 20102015 гг.», в рамках которой заявлены подпрограммы «Гражданская авиация» и «Автомобильные дороги». Подпрограмма «Гражданская авиация», наряду с прочими важнейшими задачами, предусматривает возрождение и развитие региональной авиации в районах Севера, Сибири и Дальнего Востока. Необходимость этого обусловлена ежегодно возрастающими объемами перевозок грузов и пассажиров, а также, стремительным развитием предприятий нефтегазового комплекса в указанных регионах. В связи с этим, запланировано восстановление и реконструкция сети старых, и строительство новых аэродромов и вертолетных площадок, как с искусственным, так и с грунтовым, и ледовым покрытиями. Следует отметить, что при строительстве указанных наземных авиационных объектов, будет одновременно расширяться и сеть автомобильных дорог местного значения, в том числе и зимников, обеспечивающих движение автотранспорта и спецмашин при обустройстве нефтяных и газовых месторождений.

В рамках подпрограммы «Автомобильные дороги», предусматривается строительство и реконструкция мостов, путепроводов и автомобильных дорог общего пользования федерального значения, практически во всех регионах Российской Федерации [27].

В последнее десятилетие наблюдается стремительный рост городского жилищного строительства. Образуются и развиваются целые микрорайоны, что способствует расширению сети городских автомобильных дорог.

Увеличение протяженности дорог различного значения, а также расширение сети действующих аэропортов, повлечет за собой и увеличение объемов работ в рамках мероприятий по содержанию этих объектов в различные времена года, при любых погодных условиях.

Самым ответственным и сложным этапом сезонной эксплуатации дорог и аэродромов, является содержание взлетно-посадочных полос и прочих внутриаэропортовых территорий, а также покрытий автомобильных дорог в зимнее время. Нормативными документами определены достаточно высокие и жесткие требования к показателям качества различных дорожных и аэродромных покрытий, так как, именно эти показатели оказывают решающее влияние на уровень безопасности полетов воздушных судов, уровень обслуживания пассажиров, аварийность на автодорогах и травматизм участников дорожного движения. При зимнем содержании дорог и аэродромов, особенно трудоемкими являются мероприятия по предотвращению и устранению снежно-ледяных ,и гололедных образований, которые в настоящее время, на аэродромах, выполняются химико-механическим, тепловым и комбинированным методами. На автодорогах, также применяется и фрикционный метод. Данные методы оперативны и высокоэффективны, но имеют ряд существенных недостатков. Это, необходимость приобретения и содержания специальных машин для распределения жидких или гранулированных антигололедных реагентов (АГР); большой сезонный расход АГР и его высокая стоимость; вредное влияние АГР на покрытие и окружающую среду и др.

Механический способ, при уборке автодорог, применяется достаточно широко. При содержании аэродромов, его применение ограничено. Существующие уборочные машины, основными рабочими органами которых являются отвалы и ротационные щетки, успешно использующиеся при уборке снега, не способны с достаточной эффективностью и своевременно разрушать лед в силу высокой прочности льда и конструктивной неприспособленности рабочего оборудования. Между тем, механический способ разрушения гололедных и снежно-ледяных образований на покрытиях дорог и аэродромов является более экономичным и экологически чистым.

Все сказанное выше, свидетельствует о своевременности работ, направленных на совершенствование существующих и создание новых рабочих органов спецмашин, с целью повышения эффективности разрушения снежно - ледяных и гололедных образований на покрытиях дорог и аэродромов механическим способом.

Расширение области применения механического способа разрушения гололедных и снежно-ледяных образований на покрытиях дорог и аэродромов возможно, путем модернизации существующих и создания новых рабочих органов к уже имеющимся на эксплуатационных предприятиях специальным машинам: плужно-щеточным снегоочистителям (КО-713), аэродромным уборочным машинам (УаштаБ, БС-4000ПБА), автогрейдерам (ДЗ-98), и др., без увеличения их мощности. Это может быть осуществлено за счет установки перспективного режущего инструмента в виде дисковых резцов. Известно о широком применении такого инструмента в проходческих комбайнах при разработке горных пород [7], а также в рабочих органах буровых [8], землеройных машин [9, 10] и на бульдозерных рыхлителях [11, 38] при разработке мерзлых и немерзлых грунтов. Исследования по разрушению снежно-ледяных и гололедных образований таким инструментом не проводились, что затрудняет выполнение работ по проектированию новых и совершенствованию конструкций имеющихся рабочих органов спецмашин, при которых актуальной задачей является согласование усилия резания с конструктивными параметрами дискового режущего инструмента. Это предполагает проведение экспериментальных исследований, направленных на определение рациональных геометрических параметров дисковых резцов, разработку схем их размещения на существующих и новых рабочих органах спецмашин, обеспечивающих разрушение снежно-ледяных и гололедных образований при минимальных энергозатратах.

Целью диссертационной работы является обоснование рациональных, с позиции минимизации энергозатрат, параметров дискового режущего инструмента и разработка схемы сменного рабочего органа для разрушения прочных снежно-ледяных и гололедных образований, оснащенного дисковыми резцами.

Идея работы заключается в применении дискового режущего инструмента в сменных рабочих органах для разрушения снежно-ледяных и гололедных образований, а также размещении режущего инструмента на рабочем органе по схеме, обеспечивающей разрушение с минимальной энергоемкостью.

Задачи исследования:

1. Обосновать перспективность оснащения машин, предназначенных для очистки дорожных и аэродромных покрытий от снежно-ледяных и гололедных образований, рабочими органами с режущим инструментом в виде заостренных дисковых резцов.

2. Экспериментально исследовать влияние геометрических параметров дискового режущего инструмента, глубины и ширины резания, физико-механических свойств льда на усилия, возникающие на резце при разрушении льда резанием.

3. Разработать математическую модель процесса резания льда дисковым инструментом и аналитически определить усилие резания при полублокированном резании с учетом геометрических параметров инструмента, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда.

4. Разработать методику расчета параметров дискового режущего инструмента для разрушения прочных снежно-ледяных и гололедных образований и конструкцию оснащенного этим инструментом сменного рабочего органа отвального типа.

Методы исследований:

При решении поставленных задач применен комплексный подход, включающий: научный анализ и обобщение опыта создания рабочих органов спецмашин для; разрушения снежно-ледяных и гололедных образований различным режущим инструментом; экспериментальные лабораторные исследования процесса резания льда полноразмерными дисковыми резцами с различными геометрическими параметрами, с применением современных технических средств измерения и обработки результатов, эксперимента; математическое моделирование процесса разрушения льда дисковыми резцами.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Снижение энергоемкости процесса разрушения прочных снежно-ледяных и гололедных образований рабочими органами спецмашин, достигается установкой на них режущего инструмента в. виде заостренных дисковых резцов.

2. Оснащение рабочего органа отвального типа дисковым режущим инструментом с радиусом- режущей кромки^ = 0,1 м; углом заострения д = 30°, установленным под углом к обрабатываемой поверхности у = 3— 5° по схеме, обеспечивающей взаимное перекрытие рабочих зон смежных резцов, обеспечивает снижение: энергоемкости, процесса разрушения снежно-ледяных образований'прочностью асж - 1,8+2,3 МПа в 2,3 раза.

3. Математическая модель процесса резания льда, учитывающая геометрические параметры дискового инструмента, глубину и ширину резания, и физико-механические свойства льда, позволяет аналитически определить усилие резания при полублокированном резании и установить параметры инструмента, обеспечивающие минимальную энергоемкость разрушения снежно-ледяных образований.

Достоверность научных положений обеспечивается достаточным объемом проведенных исследований и подтверждается сходимостью теоретических и экспериментальных данных, полученных с "помощью современных методов исследований.

Научная новизна диссертации:

1. Экспериментально установлены закономерности изменения энергоемкости процесса разрушения прочных снежно-ледяных образований при полублокированном резании дисковым режущим инструментом, в зависимости от геометрических параметров инструмента, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда, позволяющие определить рациональные параметры инструмента, обеспечивающие минимальную энергоемкость процесса.

2. Установлено, что оснащение рабочего органа отвального типа дисковым режущим инструментом с радиусом режущей кромки Я = 0,1 м и углом заострения д = 30°, установленным на этом рабочем органе под углом у =3 - 5° к обрабатываемой поверхности по схеме, обеспечивающей взаимное перекрытие рабочих зон смежных резцов, позволяет снизить энергоемкость процесса разрушения снежно-ледяных образований прочностью асж — 1,8-^-2,3 МПа в 2,3 раза.

3. Теоретически с использованием разработанной математической модели процесса резания льда дисковым инструментом установлены закономерности изменения усилий' на его режущей кромке при блокированном и полу блокированном резании льда в зависимости от геометрических параметров инструмента, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда, которые позволяют рассчитать инструмент, обеспечивающий минимальную энергоемкость разрушения льда.

Личный вклад автора заключается в разработке методики и проведении экспериментальных исследований процесса резания льда дисковым режущим инструментом с различными геометрическими параметрами; в обработке и анализе результатов эксперимента; в разработке математической модели и методики расчета усилий резания дисковым инструментом с целью обеспечения минимальной энергоемкости процесса; в разработке конструкции рабочего органа отвального типа, оснащенного дисковым режущим инструментом.

Практическая ценность работы:

1. Разработана методика расчета усилий возникающих на дисковом резце при резании льда, позволяющая на стадии проектирования, с учетом физико-механических свойств льда и параметров среза, определять рациональные геометрические параметры режущего инструмента, обеспечивающие минимальную энергоемкость процесса.

2. Результаты работы внедрены в ООО «Аэропорт Емельяново» (г. Красноярск) и Красноярском филиале ГП «Краевая дорожно-эксплуатационная организация» при модернизации машин для разрушения ледяных покрытий, а также в учебном процессе Института нефти и газа Сибирского федерального университета.

Апробация работы:

Основные положения и результаты диссертационной работы представлены на Всероссийской НТК студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука: начало XXI века» (Красноярск, 2007г), на V Всероссийской научно-технической конференции «Политранспортные системы» (Красноярск, 2007г), на международной научно-технической конференции «Проблемы эксплуатации и обслуживания транспоргно-технологических машин» (Тюмень, 2007г), на VII и VIII Всероссийских научно-технических конференциях с международным участием «Механики -XXI веку» (Братск, 2008 и 2009гг), а также на заседаниях кафедры Топливообеспечения и горючесмазочных материалов Института нефти и газа Сибирского федерального университета в 2009-2010 гг.

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 2 в журнале, рекомендованном ВАК. Получены два патента на изобретение.

Объем и структура диссертации:

Диссертация изложена на 185 страницах и состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка из 121 наименования, приложений; содержит 73 рисунка и 30 таблиц.

5. Результаты работы внедрены в ООО «Аэропорт Емельяново» (г. Красноярск) и Красноярском филиале ГП «Краевая дорожно-эксплуатационная организация» при модернизации машин для разрушения ледяных покрытий, а также в учебном процессе Института нефти и газа Сибирского федерального университета.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся научно-квалификационной работой, изложены научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для предприятий обеспечивающих зимнее содержание дорог и аэродромов. На основе результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований дано обоснование параметров дискового режущего инструмента, применение которого в сменных рабочих органах спецмашин обеспечит минимизацию энергетических затрат при разрушении снежно - ледяных и гололедных образований резанием.

Основные научные и практические результаты работы.

1. Обоснована перспективность оснащения машин, предназначенных для очистки дорожных и аэродромных покрытий от снежно-ледяных и гололедных образований, рабочими органами с режущим инструментом в виде заостренных дисковых резцов, что позволит снизить энергоемкость механического способа очистки и расширить область его применения, исключить необходимость приобретения дорогостоящей спецтехники и снизить расход химически активных антигололедных реагентов.

2. Установлены закономерности изменения усилий на режущей кромке дискового резца при блокированном и полублокированном резании льда в зависимости от геометрических параметров инструмента, глубины и ширины резания, а также физико-механических свойств льда, которые позволяют рассчитать инструмент, обеспечивающий минимальную энергоемкость разрушения льда.

3. Предложена методика расчета усилий возникающих на дисковом резце при резании льда, позволяющая на стадии проектирования, с учетом физико-механических свойств льда и параметров среза, определять рациональные геометрические параметры режущего инструмента, обеспечивающие минимальную энергоемкость процесса.

4. Разработана конструкция отвального рабочего органа, оснащенного дисковым режущим инструментом. Обоснована возможность разрушения прочных снежно-ледяных образований этим рабочим органом с минимальной энергоемкостью процесса.

1. Гражданские аэродромы / под ред. В.Н. Иванова.- М.: Воздушный транспорт, 2005. 278 с.

2. Руководство по эксплуатации гражданских аэродромов Российской федерации (РЭГА РФ-94). М.: Воздушный транспорт, 1995. 232 с.

3. Желукевич, Р.Б. Машины и агрегаты для содержания аэродромов: учеб. пособие / Р.Б. Желукевич, В.Н. Подвезенный. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. 294 с.

4. Авиационная наземная техника: Справочник / В.Е. Канарчук, Г.Н. Гелетуха, В.В. Запорожец и др.; Под ред. В.Е. Канарчука. М.: Транспорт, 1989. 278 с.

5. Ронинсон, Э.Г. Автогрейдеры. Изд. 2-е перераб. и доп. / Э.Г. Ронинсон. М.: Высшая школа, 1982. 192 с.

6. Дорожные машины: Отраслевой каталог. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1987. 507 с.

7. Разрушение горных пород проходческими комбайнами. Разрушение тангенциальным инструментом / под ред. Л.И. Барона. М.: Наука, 1973. 172 с.

8. Желукевич, Р.Б. Совершенствование конструкции рабочих органов рыхлителей мерзлого грунта / Р.Б. Желукевич, В.И. Емелин // Строительные и дорожные машины. — 2008. № 12. - С. 43 - 46.

9. Желукевич, Р. Б. Разрушение мерзлого грунта дисковыми резцами: автореферат дис. канд. техн. наук / Р. Б. Желукевич; СибАДИ. Омск, 1983. -22 с.

10. Куляшов, А.П. Зимнее содержание дорог /А.П. Куляшов, Ю.И. Молев, В.А. Шапкин. Нижегород. гос. техн. ун-т Нижний Новгород, 2008. — 353 с.

11. Зеленин, А. Н. Машины для земляных работ / А. Н. Зеленин, В. И. Баловнев, И. П. Керов. М.: Машиностроение, 1975. - 424 с.

12. Соколов, JI.K. Исследование процесса резания мерзлого грунта с целью обоснования и выбора рациональных параметров рабочих органов траншейных экскаваторов: автореферат дис. канд. техн. наук / J1. К. Соколов; ВНИИСТРОЙДОРМАШ. М., 1976. - 22 с.

13. Школьный, А.Н. Обоснование выбора конструктивных и технологических параметров исполнительного органа бесковшовых цепных траншеекопателей: автореферат дис. канд. техн. наук / А.Н. Школьный; Томский гос. архитектурио-строит.ун т - Томск, 2006. - 22 с.

14. Эрдеди, A.A. Техническая механика. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец. техникумов / А.А Эрдеди, H.A. Эрдеди. — М.: Высшая школа, 1992. 272 с.

15. Применение полупроводниковых тензорезисторов для исследования строительных и дорожных машин / Г.А. Аржаев и др. // Строительные и дорожные машины. 1974. - №8. -С. 17 - 19.

16. Зеленин, А.Н. Лабораторный практикум по резанию грунтов: учебное пособие для студ. инж.- стр. и автомобильно дорожи. ВУЗов / А.Н. Зеленин, Г.Н. Карасев, JI.B. Красильников. -М.: Высшая школа, 1969.- 310 с.

17. Желукевич, Р.Б. Устройство для определения показателей прочности уплотнённого снежного покрова / Р.Б.Желукевич, Ю.Н. Безбородов, В.А. Ганжа // Строительные и дорожные машины. — 2010. -№ 1. -С. 26 27.

18. Пат. № 2350923 Российская федерация, МПК в 0Ш 3/42, Твердомер / Р.Б. Желукевич, В.Н. Подвезенный, В.А. Ганжа; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Сибирский Федеральный Университет. № 2007117229/28; заявл. 08.05.2007; опубл. 27.03.2009, Бюл.№ 9.

19. Трехкомпонентный динамометр/А.Н. Берон и др.// Измерительная техника. -1960. №10. - С. 33 - 35.

20. Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. Методика министерства транспорта РФ. Введ. 16.06.2003. - М.: 2003. (Отраслевой дорожный методический документ).

21. Волобуев, В. И. Государственная политика по развитию аэропортов России/ В.И. Волобуев// Аэропорт партнер. 2007. -№ 3 - 4. - С. 10.

22. Нормы годности в СССР гражданских аэродромов (НГЭА СССР). -Введ. 01.01.1995.-М.: Воздушный транспорт, 1992. — 11 с.

23. Наставление по аэродромной службе в гражданской авиации СССР (НАС ГА 86). - Введ. 26.03.1986. - М.: Воздушный транспорт, 1985. - 311с.

24. Богородский, В.В. Лед. Физические свойства. Современные методы гляциологии / В.В Богородский, В.П. Гаврило. — JL: Гидрометеоиздат, 1980. — 384 с.

25. Заморский, А.Д. Атмосферный лед / А.Д. Заморский. JL: Изд-во АН СССР, 1955.-370 с.

26. Песчанский, И.С. Льдоведение и льдотехника / И.С. Песчанский. — Л.: Морской транспорт, 1963. — 343 с.

27. Турбина, Е.А. Лед как материал при исследовании процессов бурения / Е.А. Турбина // Труды горьковского политехнического института им. A.A. Жданова. Механический факультет. Горький, 1967. - Вып. 8. — С. 13-16.

28. Кузьмин, П.П. Физические свойства снежного покрова / П.П. Кузьмин. Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1957. - 180с.

29. Современные методы разрушения льда / А.П. Куляшов и др.. — М.: Компания Спутник +, 2005. 135 с.

30. Цытович, H.A. Механика мерзлых грунтов: учеб. пособие / H.A. Цытович. М.: Высшая школа, 1973. - 448 с.

31. Барон, Л.И. Разрушение горных пород проходческими комбайнами. Разрушение шарошками / Л.И. Барон, Л.Б. Глатман, С.Л. Загорский. — М.: Наука, 1969.- 151 с.

32. Желукевич, Р.Б. Тягово-сцепные показатели разрушения мерзлых грунтов бульдозерно-рыхлительными агрегатами/ Р.Б. Желукевич, В.И. Емелин // Строительные и дорожные машины. 2010. - № 7. — С. 51 - 54.

33. Митропольский, А. К. Техника статистических вычислений / А.К. Митропольский. -М.: Физматгиз, 1961. —479 с.

34. ГОСТ Р 50597 — Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. Введ. 01.07.94. — М.: Изд-во стандартов, 1994. - 11 с.

35. Методические рекомендации по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования. Взамен ВСН 24-88. - Введ. 17.03.2004. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 103 с. — (Отраслевой дорожный методический документ).

36. ВСН 137-89 Проектирование, строительство и содержание зимних автомобильных дорог в условиях Сибири и Северо-Востока СССР. - Взамен ВСН 137-77. - Введ. 20.02.89. - М.: Минтрансстрой СССР 1991.-96 с.

37. СНиП 3.06.03 85 -Автомобильные дороги. - Введ. 01.01.86. - М.: Госстрой СССР, 1989. - 164 с.

38. Правила дорожного движения РФ. Права и обязанности сотрудников ДПС. Таблица штрафов. Правила проведения техосмотра. (По состоянию на 1 января 2005 года) Новосибирск: Сиб. Унив. Изд - во, 2005. - 64 с.

39. Зимнее содержание территориальных автомобильных дорог Пермского края/ И.А. Афанасьев и др. Пермь: Изд - во Перм. гос. техн. ун -та, 2006.

40. Афанасьев, И.А. Зимнее содержание улиц и дорог населенных мест Западного Урала/ И.А. Афанасьев, A.B. Эдельман, Л.И. Афанасьева. 2-е изд., доп. - Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун - та, 2006.

41. Желукевич, Р.Б. Машины и агрегаты для содержания аэродромов: Учеб. пособие / Р. Б. Желукевич, В. Н. Подвезенный, Ю. Н. Безбородов, Ю. Ф. Кайзер. 2-е изд., перераб. и доп. - Красноярск: ИПЦ СФУ, 2008. 294 с.

42. ГОСТ 9420-79 Авто грейдеры. Технические условия Текст. -Взамен ГОСТ 9420-69; Введ. 01.01.80. М. : Изд-во стандартов, 1979. - 13 с.

43. Реестр изобретений Российской Федерации. Федеральный институт промышленной собственности Электронный ресурс. // (http://www.fips.ru).

44. Система патентной классификации Европейского патентного ведомства Электронный ресурс. (http:// www.espacenet.com).

45. Пат. № 126511 Союз СССР, МПК Е 01Н5/12. Навесное оборудование для очистки дорожных покрытий ото льда и уплотненного снега / Упинэ. В.М. № 626079/29; заявл. 23.04.1959; опубл. 1960, Бюл. № 5.

46. Пат. № 771242 Союз СССР, МПК Е01 Н5/07. Машина для удаления снега и льда с дорожного покрытия / Сердюков Ж.Н. № 2431985/29-11; заявл. 22.12.1976; опубл. 15.10.1980, Бюл.№ 38.

47. Машины для городского хозяйства / Г.Л. Карабан и др. — М.: Машиностроение, 1988. —272 с.

48. Суриков, В.В. Механика разрушения мерзлых грунтов/ В.В. Суриков. Л.: Стройиздат, 1978. — 128 с.

49. Шилд, Р.Т. Смешанные граничные задачи механики грунтов / Р.Т. Шилд // Механика. Определяющие законы механики грунтов. М.: Мир, 1975.-Вып. 2.-С. 178-194.

50. Захаров, В.А. Исследование сопротивляемости мерзлых грунтов разрушению резанием: автореферат дис. канд. техн. наук / В.А. Захаров; Тульский политехнический институт — Тула, 1973. — 25с.

51. Добронравов, В.В. Курс теоретической механики / В.В. Добронравов, H.H. Никитин, А.Л. Дворников. — 3-е изд., перераб. — М.: Высшая школа, 1974. 528с.

52. Добронравов, В.В. Курс теоретической механики / В.В. Добронравов, H.H. Никитин, А.Л. Дворников. — 2-е изд., перераб. М.: Высшая школа, 1968. — 624с.

53. Разрушение горных пород механическими способами / под ред. Л.И. Барона. М.: Наука, 1966. - 278с.

54. Барон, Л.И. Разрушение горных пород проходческими комбайнами. / Л.И. Барон, Л.Б. Глатман, Е.К. Губенков. М.: Наука, 1968. - 216с.

55. Баловнев, В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин / В.И. Баловнев. М.: Машиностроение, 1994. —432 с.

56. Кононыхин, Б.Д. Аналитические модели режимов нагружения землеройных и землеройно-транспортных машин / Б.Д. Кононыхин // Строительные и дорожные машины. -2007. №4. — С. 35-38. - №5. — С.36 - 39.

57. Завьялов, A.M. Математическая модель процесса резания грунта / A.M. Завьялов, Т.В. Чекмарева// Строительные и дорожные машины. -1999. -№2. -С. 30 31.

58. Завьялов, A.M. Математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа рыхлителя с мерзлым грунтом / A.M. Завьялов, В.Н. Кузнецова // Строительные и дорожные машины. 2009. - № 7. - С. 39 - 41.

59. Гальперин, М. В. Усилители постоянного тока Текст. / М.В. Гальперин, Ю. П. Злобин, В. А. Павленко. М.: Энергия, 1978. - 248 с.

60. Шестопалов, К.К. Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование: учеб. пособие / К.К. Шестопалов. 2-е изд., испр. — М.: Академия, 2005. - 320 с.

61. Полосин, М.Д. Техническое обслуживание и ремонт дорожно-строительных машин: : учеб. пособие / М.Д. Полосин, Э.Г. Ронинсон. — М.: Академия, 2005. 352 с.

62. Забегалов, Г.В. Бульдозеры, скреперы, грейдеры / Г.В.Забегалов, Э.Г.Ронинсон. — 2-е изд., перераб. — М.: Высшая школа, 1991. — 334 с.

63. Лозовой, Д. А. Разрушение мерзлых грунтов / Д.А. Лозовой. -Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1978. 184 с.

64. ВСН 137-89 Проектирование, строительство и содержание зимних автомобильных дорог в условиях Сибири и Северо-Востока СССР Текст. -Взамен ВСН 137-77; Введ. 01.01.90. М. : Изд-во стандартов, 1989. - 86 с.

65. Абегауз, В.Д. Исследование процесса резания горных пород, талых и мерзлых грунтов рабочими органами фрезерного типа: автореф. дисс. д-ратехн. наук / В.Д. Абегауз; Военно-инженерная Краснознаменная академияим. В .В. Куйбышева. М., 1965. 33 с.

66. Разрушение прочных грунтов / Ю.А. Ветров и др.. Киев: Будивельник, 1972.-351 с.

67. Ровинский, М.И. Влияние ядер уплотнения на характер разрушениямерзлого грунта при послойном рыхлении / М.И. Ровинский, В.Д. Телушкин // Строительные и дорожные машины. — 1968. -№2. -С. 33 35.

68. Рыпуло В.И., Влияние угла резания на процесс разрушения грунтов / В.И. Рыпуло //Горные, строительные и дорожные машины. — Киев: Техника, 1974.-Вып. 18.-С. 21 -24.

69. Разрушение грунтов землеройными машинами / Ю.А. Ветров и др.. -М.: Машиностроение, 1971. 357 с.

70. Зайдель, А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений/А.Н. Зайдель. Л.: Наука, 1968. - 97 с.

71. Венецкий, И.Г. Основные математико-статистические формулы и понятия и формулы в экономическом анализе/ И.Г. Венецкий, В.И. Венецкая. -М.: Статистика, 1974. 280 с.

72. Дружинин, Н.К. Выборочное наблюдение и эксперимент/ Н.К. Дружинин. -М.: Статистика, 1977. 176 с.

73. Вайнштейн, И.И. Высшая математика. Теория вероятностей, и математическая статистика: учеб. пособие / И.И. Вайнштейн, И.М. Федотова, Т.А. Ширяева. Красноярск, 2007. - 164 с.

74. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. 2 - изд. перераб. -М.: Наука, 1976.-280 с.

75. Клейнен, Дж. Статистические методы в имитационном моделировании / Дж. Клейнен. Вып. 1. — М.: Статистика, 1978. - 221 с.

76. Клейнен, Дж. Статистические методы в имитационном моделировании / Дж. Клейнен. Вып. 2. — М.: Статистика, 1978. - 221 с.

77. Горлач, A.A. Цифровая обработка сигналов в измерительной технике / A.A. Горлач, М.Я. Минц, В.Н. Чинков. — Киев: Техника, 1985. -151 с.

78. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов / А.Б. Сергиенко. -Санкт-Петербург: Питер, 2003. — 604 с.

79. ДЛИЖ 411618.003 ТО. Плата Ь-154/ Техническое описание и инструкция по эксплуатации. —М.: Л-Кард, 2003. 39 с.

80. Пат. № 610534 Российская федерация, МПК в 01Л/04, Регрессионный анализ много факторных экспериментальных исследований (Еге§ге) / С.П. Ереско; заявл. 08.09.2003; опубл. 10.08.2004, Бюл.№ 28.

81. Царицин, В.В. Усилия и мощности резания пород клиновыми роликами/ В.В. Царицын, Теремецкий В. Г.// Горные, строительные и дорожные машины. - Киев: Техника, 1974. - Вып. 17. - С. 58 - 61.

82. Воскресенский, Г.Г. Исследования процесса резания уплотненного снега на автодорогах / Г.Г. Воскресенский // Строительные и дорожные машины. 2009. -№12. -С. 45 - 48.

83. Заднепровский, Р.П. Оценка возможности снижения энергоёмкости и повышения КПД при копании грунтов / Р.П. Заднепровский // Строительные и дорожные машины. 2006. - № 12. - С. 34 - 38.

84. Заднепровский, Р.П. Оценка максимального усилия и коэффициент полезного действия отвальных поверхностей Текст. / Р.П. Заднепровский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2005.-№6. -С. 33 -34.

85. Кузнецова, В.Н. Создание эффективных рабочих органов землеройных машин для разработки мерзлых и прочных грунтов / В.Н. Кузнецова, Р. А. Мартюков // Строительные и дорожные машины. 2005. -№ 4. - С. 34.

86. Тарасов, В.Н. Механика копания грунтов, основанная на теории предельных касательных напряжений / В.Н. Тарасов, М.В. Коваленко // Строительные и дорожные машины. 2003. - № 7. - С. 38 - 43.

87. Пенчук, В.А. Пассивные и активные рабочие органы землеройных машин / В.А. Пенчук, В.В. Пенчук // Строительные и дорожные машины. -2003. -№ 9. С. 36-37.

88. Шемякин, С. А. Сопротивление резанию однородных и не однородных мерзлых пород / С. А. Шемякин, Е. С. Клигунов // Строительные и дорожные машины. 2004. - № 2. - С. 37 - 42.

89. Акинин, Р. Б. Компьютерное моделирование взаимодействия рабочих органов землеройных машин с неоднородной грунтовой средой / Р.Б. Акинин // Строительные и дорожные машины. 2004. - № 6. — С. 11 - 13.

90. Горшков, А. Г. Теория упругости и пластичности / А.Г. Горшков, Э.И. Старовойтов, Д.В'. Тарлаковский. -М'.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 416 с.

91. Безухов, Н.И. Теория упругости и пластичности / Н.И. Безухов -М.: Гостехиздат, 1953. - 298 с.

92. Харр, М. Е. Основы теоретической механики грунтов / М.Е. Харр. М.: Строй-издат, - 1971. - 320 с.

93. ГОСТ 21616 91. Тензорезисторы. Общие технические условия. -Взамен ГОСТ 21616 - 76; -Введ. 01.01.92 - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 47 с.

94. Додж, Марк Эффективная работа в'Microsoft Excel 2000 / Марк Додж, Стинсон Крейг. Спб.: Питер, 2000. - 1056 с.

95. Алексеева, Т.В. Дорожные машины. Машины для земляных работ / Алексеева Т.В., Артемьев К.А. 3-е изд. - М.: Машиностроение, 1972.- 504

96. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя / В.И. Анурьев. М".: Машиностроение, 1980. - Т1. - 728 с.

97. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя / В.И. Анурьев. М.: Машиностроение, 1980. - Т2. - 559 с.

98. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя / В.И. Анурьев. М.: Машиностроение, 1980. - ТЗ. - 557 с.

99. Повышение эффективности использования дорожных машин /А.П. Крившин и др. -М.: Транспорт, 1980. -263 с.

100. Эксплуатация специальных автомобилей для содержания и ремонта городских дорог: практическое пособие / В.И. Баловнев и др. — М.: Транспорт," 1992. 263 с.

101. Автомобильные материалы: справочник / Мотовилин Г.В. и др. —

102. М.: Транспорт, 1979.-464 с.

103. Журавлев В.Н. Машиностроительные стали: справочник / В.Н. Журавлев, О.И. Николаева. -4-е изд. — М.: машиностроение, 1992. - 480 с.

104. Мол ев, Ю.И. Обеспечение дорожной безопасности автомобильного транспорта в,зимний период: автореферат дис. доктора техн. наук / Ю.И. Молев; Нижегородский гос. техн. у-т им. P.E. Алексеева — Нижний Новгород, 2007. 30 с.

105. Борьба с зимней скользкостью на автомобильных дорогах / Г.В. Бялобжеский и др. М.: Транспорт, 1975. - 175 с.

106. Шалман, Д.А. Снегоочистители / Д.А. Шалман. JI.:., Изд-во Машиностроение, Ленинградское отделение, 1967.

107. Вялов С. С. Методика испытаний мерзлых грунтов на сжатие и сдвиг с учетом ползучести / С.С Вялов и др. // Мерзлотные исследования. -М, 1961. -Вып. 2. С. 165-188.'

108. Васильев, А.П. Анализ современного зарубежного опыта зимнего содержания дорог и разработка предложений его использования в условиях России / А.П. Васильев, В.В. Ушаков. М.: Минтранс России, 2003. - 60 с.

109. Кузьмин, П.П. Физические свойства снежного покрова / П.П. Кузьмин — Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1957.