автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Обоснование конструкций и параметров двухножевой системы бестраншевых дреноукладчиков

ДНН1Р0ПЕГГ03ШД 'Иг^ЕНЕгН^СГРО/ЯЕЯЬШ ИНСТИТУТ

—ftfi—етг~—--——

' Г " " * st ';*'•-• î J : i i uîJJ .' Ha npasix рукоттас;*

КРАВЕЦ Лодьс-ла Еорисовка

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПАРА1ЕГР0В ДЗУХНОНЕБОй СИСТЕМЫ ЕЕСТРЛ !г11Е!КЫХ ДРЕНОУШДЧИКОВ •

05.05.04 - Дорсгекые л стрсктсльгаэ уакни ^

диссертации на соискание учено;! степени кандид^а 'техкгтэсетх наук

ЛВТОРЕЭЕРАЗ

Дг-:спрсг:етроз2к-- 1993

Рабом, выполнена на кафедре "Строительные и мелиоративные матаны" Украинского института инженеров водного хозяйства..

Научный руководитель - кандидат технических наук, дсцент

B.Ф. Ткачук

Официальные опоненты:- заслуженный деятель науки и техники Украины, доктор технических наук, профессор

- В.К. î^/дкез

- кандидат технических наук, доцент

C.B. Шаров 4

Ведущая организация - Государственный проектно-технологический институт "Укооргзодстрс.Ч"'

/ JJ -Зацита 'диссертации назначена 2Ê Д.

ь * ' часов кг. заседгинм специализированного совета К 068. 32 . 03 а Днепропетровском -инженерно-строительном институте'по адресу: 320600, Днепропетровск, ул. -Черюгагасгого, 24-А'. ДИСИ, ауд. 202.

С диссертацией -ио—-:о ознакомится в библиотеке института. Автореферат разослан.

о ознакомится в оиолиотеке института.

Огзыэ прэдстазлйстся п двух кгза:«пяярах: с- подписью, заверенной печатью. ' Телеф^.для справок;- 47-35-22

Ученый секретарь, 1 ^

Л

спсцифнтарозанного совета К 068, 22. ШЗ—__ с --1 кандидат техничесмгх; наук, доцент ¿^'Н.П. Кэлесют

ОЩАЯ ШАШШСША РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Успешное репзнпе задач по продовольственному збеспечению страны невозможно без широкого применения эффектквяого лелиоративного способа улучшения зегаль. В этой области строятеяьства закрытых дренажных систем получил распространение перспективный бес-гоанпейный способ на основе использования современных дреноукладочянх лашин с пассивно-ножевыми рабочими органами. Применение этого спосо-5а позволяет: повысить в 3...5 раз производительность труда по сравнению с траншейным и узкотравшгйнш способами; сократить объём земляных работ; укладывать цгенах в неоднородных и обрушающихся грунтах, с гревесно-каменистыми включениями z высоким уровнем стояния грунтовых воц; сохранить плодородный слой почвы и не проводить рекультйваииовкые работы; повысить уровень механкзапии труда; упрости-ь конструкции и зовыспт.ъ надёжность рабочих органов маоин.

Несмотря на указанные преимущества,в отечественной практике бестраншейный способ строительства^закрытого дренажа ещё не получил широкого распространения. Одной из основных причин, сдеркявающих преимущественное его использование» есть несовершенство пассивных рабочих органов бестравшеных дренсукладчиков, требу вдпх большого тягового усилия (в зоне осутевш да 400 кН, a в зоне орошения, до 1000 кН). Использование дополнительных тягачей-ведёт к удорожанию строительства, к большим непроизводительным ■энергозатратам.

Исследования созетскшс и зару?5еавых учёных - Баладинского В,Л., Баловнева В.И., Ветрова В.Д., ХУдвина Р., -Динглингера Б., Декиана Т., Зеленина А.Н., Полтавпева U.C.. йтьеЙ,Руднева В.К., Споока Г., Тимо-шенка В.К., Турецкого РЛ», Тродоза В.И., Умары Л.А.,'Шатова C.B. и др. - по глубокому резатш грунтов направлены .на снижение сопротивления перемещению ножей заданой форма з конкретных грунтовых условиях. Данные исследования в оснсвнш эетлЕфдампгаяьные, носят частный характер и не позволяют в кажцпи конкретном случае определять форму и параметры ножей.

Поэтому, актуальным-является поиыг вовых прогресивннх решений путём усовершенствования шзссзеенх рабочие ортавов бестранпейных

дреноукладчиков. _ '__' ,

ЦЕЛЬ РЛБСТЫ - снижешэ сспропэсшш лвремгазнет бестрешпеЗяых зеноукладчиков и довышенЕе г-азеатза тахнозоттазского пропесса укладки сериального дренажа^

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Достижение поставленных иг ней возможно путем решения следующих задач: проанализировать тенденции развития конструкций землеройных рабочих органов бестранпейных дреноуклад-чиков, разработать их классификацию п провести анализ <£ормк рабочих органов на основе физической сущности процесса глубокого реза- -иия грунтов; разработать рациональную конструкцию землеройного рабочего органа применительно к бестраншейному дреноукладчику МЦ-12; аналитически обосновать конструкцию п параметры дву.-."ножевой систе-ш; провести экспериментальную проверку основных теоретических положений и производственную аппробапию эксперементального образца; разработать инженерную методику конструирования цвухногевых грунто-раграбатызающлх систем. ■

ОБШКГК ИССЛЕДОВАНИЙ - бестраншейный дреноукладчих МД-12 с традиционным и предлагаемым двухнсгввыы рабочим оборудованием, а так г£ грунты, определяющие наиболее вероятные условия эксплуатации дреноукладчихов.

Экспериментальные исследования проводились на тензометричес-ком. стенде конструкции-КИСИ, на грунтовом канале УИИВХ, в карьера Любомирсксго силикатного завода Ровенской области и на вспытатель-ноы полигоне ТОО "ВШИзешаш" пос. Соснсто ЛенинградскоЗ области. Производственные испытания были проведены на объектах. ШК - 165 . треста "КиеЕВОЕСтрой".

МгЛЩЖА ИССЛЕДОВАНИЙ. Исследования указанных объектов базировались на современных методах математического анализа - аппроксимации, яинпаризошт и наиыеншас квадратов для определения математических моделей критических глубин резания; метод вариационного исчисления для определения оптимальной форш .поперечного профиля ножа. Экспериментальные исследования выполнялись,как в лабораторных,так и в производственных условиях с помощью электронно-измерительной аппаратуры на известных к специально сконструированных' установках. Эти . исследования включаяя следуюане научные методы: метод динаыометриро-. вания, тензометрированкя, метод подобия н абстрагирования, нонстру-

- ирозяняя, кетод избранных точек и экспресс-ыетод (с помощью прибора

• разработанзого в У1КЗХ а.с.СССР И051180кл. Э02 5/Ю, 1982г.. по зволя-

- илето в реальных грунтах аеизругенноЗ структуры определять законы -распределззхя давления и коэф^шнепгов внзышго трения грунтов на рабочих гранях нота).; Повторность опытов определяли ва основании те-орта вероятностей к матеыатэтеской с.татисткки вз уравнения доверительных гршгш. Ди обработки эксдереыевтадьшх цйнах пршавяк" тазде

методы математической статистики.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы определяется сфорвд ашровзвшз.'ж бовзниями, предъявляемыми при конструирования паеснвнкх рабочая органов разрезавшего типа, пртжеяп.кх для глубокого рззавпк грувгоз. На основе которых была предложена двухногевая система рабочего органа бестраншейного дре ноу кладчика, подтвержденная авторзкш евя= цетельствон на кзобритение Л 1399408, кл.Е02 5/10, 1586г.с Езоре-тически и экспериментально обоснована эффективности прдаэпоажя её ■на бестраншейных дреноукладчиках типа ВД-12.

3 результате теоретических исследований определены крятн-ческая глубина ре за игл грунтов двухвонеЕыки рабочк.га органаш а основные параметры нокеЯ - рациональные углы резания ж углы заострения редущях граней, взаимное расположение пожёй. Это позволяло умениить сопротивление резании па с с ив тля. рабочаш органами нб 31,4..„42,1$ на глубинах 1,2 - 1,8 м и устранить запресовку грунта в стенки дренажной щели.

• ИЗАЛИЗАЦШ РАБОТЫ И ЕЁ ПРАКТИЧЕСКАЯ ШННОСГЬ определяется разработанной методикой инженерного расчёта двухнохевых грунтораз-рабатывающих систем, элементы которой используются Мозырским.за1<->-дом мелиоративных машин (г.Мозырь,БелорусЕя)£ институтом "ЕЕИИзем-мап" (г.Санкт-Петербург), Харьковским аэтомобияьно-дороязш! институтом и Украинским институтом инженеров.водного хозяйства - в зче-бном процессе при подготовке инженеров-механиков з реломенду'е.тся для использования другим учебным, проектно-конструкторским я научно-исследовательским организациям. Рабочие чертеки допоенктепьного ножа использованы трестом "Кпевводстрой" .'для вере оборудования дре-нЪукладчиков ВД-4/5, ВД-12, переданы Литовскому инженерному центру "Нелиорапия" (г.Вильнюс) и рёкомендуются другие организациям, занимающимся эксплуатацией такого типа дреноукладчиков»

■ ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЯСЙЕНИЙ,ВЫВОДОВ II РЕКСМЕЙДАЦИЙ . обоснована проверкой соответствия.разработанных математических: моделей результатами экспериментальных исследований» Экспериментальные 5 яабораторно-полевые и производственные испытания.подтвер- • дили достоверность выводов автора. Рэсхогдения мгяцу теоретическими и экспериментальными данная не превыыайг 10... 12% при вероятности 0,55. •

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты диссертации доложены и одобрены на научно-технических конференциях: "Повышение эффективности использования мелиоративных земель"(г.То- . вно, 1984г.), "Повышение эффективности зенлероЗно-транспортных, ма--;^

шин" (г.харькоз, 1984 г.) ."Автоматизация s механазашя земляных работ а сгроатеяьстав" (г.киев, 1986 г.), Толь мелиораши в программе п::н--хенеЕфшащая - еомп(г.. Ленинград, 1986 г.), "цовызение эффективности ксяользовшшг водных pscypcoa в сельском хозяйстве" (г.Ново-черкасс?., 1989 г.), на заседании техшгтеокого совета траста "киеввсдстроЁ" (г. Киев, 1987 г.). на заседания кафедры "Строительные и мелиоративные маанш" УШЕК (1993 г»), на заседания технического совета мсзнръского завода мелиоративных мааия {г.мознрь, 1987 г., 1993 г.) и на заседании .цровхяно-технологачвеяого института "укроргводстрои" (г.киеи, 1993.г.)

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам исследований опубликовано 9 печатных работ и получено 6 авторских свидетельств на изобретения.

СТРУКТУРА И ОБЪЁМ РАБОТЫ. Диссертант состоит из введения, пята разделов, выводов н рекомендаций, списка литературы, приложе-■япЗ к еодериж? в иелом 253 страницы, в том числе 116 страниц'маши-вошсвого -текста, 15 таблиц, 75 рисунков, список литературы из 141 каклгнования и приложения на 53 страницах.

НА аЩПУ ВЫНОСЯТСЯ:

rJIoHCEeHEH требований, предъявляемые к конструировании пас-. севвыг .разрезаациг aozsS для.глубокого резаний грунтов; ' ,* ' - Конструкция дреноукладочного оборудования с дополните ль-' нш";:огоы* .-.'•.

. f- Матемзтпческпэ модели, описызавдпе пршесе взаимодействия с грунтом двухножевой грунторазрабатывавкай системы с Еосяецова-телькым расположением "слод-в след" ножей; определения критической глубины резаши в верхнем к ярусах, определения углоз реза-

ига и заострения двухнсгевого рабочего органа и удельного сопротивления- резании основного нояа; -

- Методика опредеяенх^я тягового усилия цвухножевого грунтс-разрабатнзэющсго органа;

• ■ - Экспресс-.;,:етод определена ьормэльного дазяеник и коэффициентов вгэшнего трекпя грунта на реагаих гранях яожа; ■

~ Результаты сравнительных яабсраторно-полевых и производственные пспвтаниЯ традиционного и дэдзя соевого рабочего оборудования дровоуЕяацчтаз Ц1М2; ■

' 1!э'г1эдш;а инговегаого расчёта даухногевой >рув?оразрасатк-

вагое5 гсио?еш «Зестраьпе&гых дреноукгадчиксз. ■

'*;.,; . , ; COMÍSASE, РАВОТЬ! .

здцосд v д, авраш • paaneW paccawpe'ai: геяздяпяз а

' - ' - ! - V * ? - . , * ■ .. Í

перспективы развития землеройных рабочих органов бестраншейных дре-ноуклацчиков. Выявлено, что наиболее перспективными из них являются пассивные разрезаюаио но-п, дальнейшее совершенствование котооых необходимо вести на основа более полного изучения рабочих процессов глубокого резания грунтов. Проведен анализ существующих зависимостей для определения критической глубины резания грунтов и анализ фор.".; и параметров пзссшшо-всзебег рабочих органов, их соответствие физической сушюсти процесса глубокого резания грунтов. Разработана классификационная блок-сг-.-.а разрезавших пояей по форме реяущей грани к требования,предъявляемые при дроекткрсвании пассивных разрезающих ножей с целью уменьшения: сопротивлении на рабочих органах. Б результате проведенных цсслецованЕЗ был предложен ноя адаптированной формы и проведены его лаборзторно-попвые испытания на бестраншейном дреноуклацчике ЭД-12. В результате испытаний, проведённых на научно-исследовательском полигоне НПО "ВНИИзешапг(Ленинградская область)^ установлено снижение сопротивлений на 11,6..«23,6J». на глубинах 0,5...0s6m по сравнении с традиционным ножом дреноукладчика ЧД-12. • - .

С целью сохранения: преимуществ и устранения недостатков ножей опытной и трад.шпонной. конструкции был предложен ' двухноневой рабочий орган. В этом случае конструкция нога дреноукладчика МД-12, позволящая выдерживать уклон от лыки при плавающем положении пщросистемы нагэски, оставлена без изменений, а впереди его, на тлеете дискового дернореза, установлен дополнительны»! ног с автоноы- -ной гидросистемой управления,, (рис.1). •

Предварительные лабораторно-полевые ивпитания двухнокевой системы землеройного рабочего органа дреноукладчика МД-12 показали работоспособнссть конструкции зг снижение тягового усилия на 13-2852 на глубинах от 1,2м....1,йг -по сравнении с нояом традиционной конструкции. •

Для обоснованого проектирования подобных систем были дрове— дены аналитические и экспериментальные исследования. - -

ВТОРАЯ ГЛАВА посвящена теоретическому иескецоззнип процесса -резания грунтов бестраншейным древоукладчиком с дополнительнкм ножом. Дополнительный ноя осуществляет разработку грунта в верхнем1 ярусе, а вслед идущий основной поз. - в. низшем ярусе.

Первоочередным при проектировании пассивных разрезающих,ножей есть наличие математические моделей критической глубины ре з ек ния. Изучение, работ Балознеза В.И.," Ветрова Ю.А., Динглингера Е.»

Зэлонина А.Н., Руднева В.К., Турецкого Р.Л., Уродова В.И., й.:а-ры Л.Л. и др., посвященных этому вопросу, показало,, что предложенные ш.эт зависимости косят в основном эмпирический характер, получены на основе статики сыпучей среды или теории пластичности без учёта пространственного взаимодействия ножа с грунтом для одно-ножевых рабочих органов и требуют в каждом конкретном случае проведения дополнительных экспертентальных исследований для определения эгширпческих кэдйипиэнтез. Целью наших аналитических исследований являлось получение обобщающее математических моделей критической глубины резания в верхнем и нижнем ярусах, свободных от указанных недостатков.

.Рис. I. Схс?.:а бестрансейного дрс ноу кладчика оборудованого цо-зояеттечыщм ¿.-ежом: I - тягач; 2 - тяговая рака; 3 - звтокемная на-■ Бсска; 4,5,7,11 - гк^репплнндры управления; 6 - пополнительный нс.т.; с,-' терсжсло; 9 - шарнир крепления; 10 - основной нож; 12 - тоубо^-.укладчик; 13 - опорная лька; М - тяга.-'

Такпа модуля прзучеик на основе расчётрс!?'схемы мс.2. х.пя

Еорх.ного яруса - »то зависимости (I) !и (2) дгл «трогоа плоского

....... '

д., .. \ ¿/п (сСр+Ч'+^ъ) с А Су<?* ?_ ^ер) созЧ3 саз Уа ¿г'/.тсс7 ¿'//г р £ (2)

(с^с^сс^ + ^С/;

Г"с, % 7кр ~ И1НК.альное и максимальное нормальное давление, действующей на нск на дневной поверхности ;; на критической глубине; Кпео~ от"сяенне глубины зоны гарантированного скола грунта к критической глубине резания ( К^ = 0,9)...0,95 ); {Р3 % - углы внешнего и внутреннего трения грунта; С - коэффициент сцепления грунта.

Получены они путем решения системы уравнений равновесия всех сил, действу если на элемент скола (рис.2) з мемент предшествующий сколу, при проектирована! их на нормальную тангенциальную оси плоскости скола. При этом сделаны следующие допущения: I) грунт - изотопная среда с у ппу го-пластическими свойствами; 2) олемент скола струнки высотой Лс1 принят з виде трёхугольной приз;.!: с двумя стаь матричными кош:чесх;:мл секторам: по бокам (рис.2,в); 3) критическая глубина резания цля первого :: последующих сколов - постоянна; 4) в боковых расширениях прорези грунт разрушается преимущественно за счёт деформаций отрыва; 5) закон распределения нормальных давлений у на лобовую плоскость нога в -зоне скола грунта принят линейным по глубине; 6) влиянием скорости резания к'силой тякести грунта на _ сопротивление его сколу пренебрегаем.

Данные по определения критической глубины резания грунта в виляем ярусе в литературе отсутствуют. Каши исследования показали, что такое резание имеет свои особенности: сколы происходят значительно чаще, в основном за счёт деформации сдвига, без бсковх развалов. С учётом 01 их особенностей зависимости (I) и (2) примут

Для нона с плоско эеяущей гранью Гп ( л с

, \.Чо+ г соз¥созз/исхр ¿г/г У £

Оптимальные значена критической глубины резавзд я соответ-:твупдие ил углы скола для углов резания ножа от 20° до 60 , оцреде-юны на ЭЦИ ЕС-1022. _ , ■ - ■

С увеличением угла заострения ъ уменьшенке-тутла реззжя яо-

______Рис. 2, Схема-взаимодействия нога с

б/ в поперэуной плоскости; в/;ерзого ялементгГскола грунта.

нз относительная глуоина скола возрастает, достигая максимального, элечсякя для нсса с плоской ревущей грань», а с увеличением влажности и коэффициента сзепленг-л грунта - уменьшается. Графические зевк— ■сзэюсти относительной глубины скола грунтов от угла резания плоского кожсз-герхква к ..вджаам, ярусах арсведэкн на пис. 3. Оза показываю,

-тт.

к

7.0 60 5.0 4 О

¡)С2 .

££Л. 50

Осг I

й

Щ 2-0

«I

<

1

\

кх

\

>> к

. 1 А — 1

' - А N ! о) 3

ЗГ 1-0' 50° ¿ргрсд

Рис. 3. Зависимость относительной глубины скола грунтов от ут> резания плоского ножа: а) в верхнем ярусе", б) з нижнем ярусе, туголлзстичная'глпка, 2 - полутвёрд^Ч суглинок, 3 - твердея супесь.

при .уменьшении угла резания от 60° до 20® относительная глубина •*!Я увеллчевается: для верхнего яруса от Г,73 до 2;ЭЗ. При неют-зя-пзр*г*страх ножа ( с^=30°) относптояьйая голубика скола для широкого ::азена грунтов изменяется з пределах: для верхнего яруса от 4,0 до 5, а для нижнего яруса от 2,2 до 2,47. \

Следовательно геометрические параметры ножей оказывают более ;ственное влияние на относительною глубину скола, чем фпзпко-ме-тческпе свойства грунтов. Критическая глубина резанет для последу-:о ножа в 1,5...1,9 раза меньше, чем для пионерного при прочих :нх условиях.

Для удоостза пользования математические модели критической 5:пш резания (I), (2), (3), (4) аппрокепгязрованн методом яипеор:?- ■ и. В сбЕем виде примут зид выражения (5). Коэффициента аппрохсп-

мации определены по метод/ наименьших квадратов. Отабка с

проксимации относительной глубины скола но более 6.6%-7£.

1. Г _ о. 1,2 Гг)

6с,,г ЩЩу^' ^

• Среди параметров .разреэаюс?:х грунт нояей одним из наиболее вал ных является их угол резания.' Для его определения составлена расчетн схема С рис.4 ).

й:с. 4. Схема действия сил на двухножевую грунтораэрабатыва{щу1 систецу бестраншейного 'дрокоу;:ладчика.

Критерием -оптимизации являлось сопротивление 'Переыецеотэ работ» го органа. В результате решения'системы-уравнений-равновесия сил, сп{ актированных на 'Горизонтальную -н вертикальную оси, получили выралеьш /б/ длз: определения • сугйарного еогтротпвленпя "перемснГенито

., Я, я CP,

I Keep/ Клер, j

где ijcp- среднее 'нормальное -давлеш!е, действующее на лобовую плоскость скалывающего элемента; K<xpt ~ tg , f?-farr~ соответственно коофицианты внешнего трения "грунта о сталь и сопротивление перемещению опс дреноукладчика; '/ - отноаение скрины скалывающего элемента

дополнительного и основного -ножей; - коэффициент удельного сопротивления резании основного >ноха.

- Исследуя функцию /б/'на экстремум по угловому коэффициенту получим -выражение /7/ для определения -оптимального угла резания пионерного 'ножа.

г-г? т.

сС,, --/' (7)

'ш

Анализ его свидетельствует о тси, *тео оптимальный угол резания лызаюцего элемента пионерного ноха зависит от физико-мехакических йста гсунта к удельного сопро-гквления резакию основного иола - , про« определено путем деления суммарного сопротивлений перемещение оэного нежа на площадь поперечного сечения ш,ялн /О/,

„ -- ко^фотиент', завозящий от физкко-кехажпесхих свойств гру"та еометртетеских параметров ножа, /' =- 0,02„„.0504 КПа/.

Угол резания последующего йота определен из условия скола грунта толкую глубячу закладян дренаж /9/.

Ор . О?. /У/тгспг , /-д-)

С увеличением угла резаная основного-'Коха. до 30°...40° оп?н;.*агь-угол резания дополнительного неяа для шроного диапазона грунттыу зеий составляет1 30°...60°.

Шаркна кожей для заданной, глубины нарекаемой щели определяемся 'ио 5пеь-ия, которое не должно превышать для твердой супоск - 3,3

'.0.0; для полутвердого суглинка - 6.8___7.2; для полу те ер,пой глины

...6.4.

Методом 'вариационного исчисления установлено, что оптимальным речным профилем стсйяк нежа является прямой клин» формы оогг,'~/х ¡ей которого.че зависят_от^а;1р)!а_^аопределегая_нормальных дазлСьий тпло грая::, а зависят лпль от коэффициента внешнего трекня грум-Экстремалькый угол заострения клдпа яахсдпгся для ¡кргкег? дкагга-грунтоь в пределах 45°...55е'-

Максимальное сопротивление перемещению дреноукладчкка с допслкй-ннм нохеи, возникающее в момент вкедвения в сабой одновременно

нохеЯ, можно определить по зависимости /б/,зк?л фкзккп-мехачичес-сзойства грунта и' выбрав параметры нона.

ТРЕТЬЯ И ЧЕТВЕРТАЯ. ГЛАВН диссертационной работа включают ггог-у, методу.уу и результаты экспериментальных исследований. Цель» зкг-ментальчых исследований кзлялгеь: изучение физической сущности про— а глубокого резания грунтов дчухнохевыми рабочим* органам бестрчч-¿х дренпууладчжгоэ; получение дополнительных егигяых дан.ч~ для ача-ксу.'лх расчетсз; проверка достоаеркести агздитичееккх зит-лдез у, деление эффективности двухнехевой системы для разработки гоултез,

Эксперименталъныа исследования включали лабораторно-стендовые исследования яабораторно-полевые и производственные испытания.

Лабораторно-стендовые исследования подтвердили правильность вь бора формы первого и последующих элементов скола в верхнем и никнем ярусах и-расчетной схемы-для аналитического определения критической глубины резания. Кроме того, экспериментально подтверждено уменьшен!« относительной глубины скола грунта при увеличении угла резания. К пр! меру, • изменение . .угла резания ножа -в верхнем ярусе от 30° до 60° ведет к уменшению относительной глубины скола: в спондиловой глине от 7.0 до 5.06; для полутвердого суглинка от 4.5 до 2.5; в нижнем ярусе пом изменении угла резания от 20° до 60° относительная глубина скола вариирует для полутвердого сугленка / Суд.= 6...9/ от 2.5 до 1.0; дл/ твердого сугленка / С^ - 10. ..12/ от 3 до 1.6; а сопротивление перемещению нояа возрастает прямопропорционально глубине.

С помощью прибора конструкции УИШХ определены законы распредс ■V ления нормального -давления /^ / и коэффициенты внешнего трения груш / на рабочих гранях разрезающего ножа. Они могут быть приняты: ду супеси 0.33...0.43 / О «0.256...0.548 Ша/ , для суглинка f = = 0.25...0.35 / О « 0.3?...0,835 Ша/5 для глины /* = 0.19...0.28 / £ = 0.342...01766 Юа/.

С помощью съемных клкнозых штампов,выполненных о углами 2р-=20°., „60°, зкпериыбнтально установлено» что оптимальный угол заостре! грунторазрезающях ножей практически на 'Зависит от давления грунта и ; широкого диапазона грунтоэ -равен 45°...55°.

В результата -сравнительных испытаний установлено /рис.5/, что сопротивле|ше резанию дрекоухладаика с двухнохевыы работам оборудова! ем при увеличении.глубины резания от 1.2 до 1.8 и возрасло ка грунте И категории с 131,6 до 301.9 кН, а дрёноукладчика с традиционным рабе там оборудованием с 244.4 до 300.5 кН при заглублении нояа е 1.2 до 1.4 м. Снижение сопротивления -резанию составило -31.4...42.1%. Пря этом снизились динамические нагрузки на опытный образец и -повысилось качество технологического процесса.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ на основе проведенных исследований разработана методика ю^женерного 'расчета -определения основных параметров-двухноже вой систему бестраншейного дренрукладчила. -Исходными даными для расчс та являйте^ естественная влажность - СО и тип грунта, глубина -Итг. и диаметр закладываемого дренажа - Методика определения основных параметров'преведена-в таблице.

/

У ОЛ 0,5 0,'чйг-

рко. 5- Зависимость тягового усилия на кркг.е л Ееличшш буксования дреноукладчлка от глубннк нарезаемой дела:

х-х-х - основного нота; 7-С-\г - кривая буксования; . о-о-о - дополнительного но^л; у-*-* - осяозяого с дополнитэльаым ноясм; ---- предполагаемая зависимость.

Таблица

Методика спрсдолетая основных параметров двухнсяевой системы бестраншейного доеноукладчика

№ : п/п : - —^Наименование параметров-------- :Обозначения :. Е&н. : ¡измерен. : Формулы для определения • параметров

I 2 : 3 : 4 : 5

I.. По естественной влажности грунта опред. •"число пластичности, предел текучести, предел раскатывания, показатель консистенции. .

2. По показателю консистенции и типу грунта выбирают:

коэффициент сцепления

угол внутреннего трения

угол внешнего трения

удельную силу тнжести

коэффициент внешнего трения грунта

коэффициент сопротивления перемещению опор дреноукладчика

3. Минимальное, максимальное

и среднее нормальное 'Давление грунта на ноя

4. Коэффициенты аппроксимации для верхнего • яруса

для нижнего яруса

5. Ширина ножей

си шп

сит СОр '

вк

с

/ ею. %

Я?-

О, р Л>

% % %

Ша град, град. ЫН/м01

Ша Ша

а)п со-в

л.

* шп

табличные дашше

I

ы

СП

при опоре на лылу

а - Ъ+Ъ*9

тер ^

табличные данные

£ - cfg.jp. '¿Р

I' :_2 _: 3 ;

— "■ 1 * ■' ..... "" 1 ■ - -----—*~•■

толщин» Соковых стенок нсяа f

зазор между, стенками и трубой ^

6. Угол розания основного ножа СС^г

Удельное сопротивление резанию *=> основным чюхои

8. Угол резыгая пионерного 'поха 'Xpj

9. Критичзсная глубина резания .для z пионерного ноад

для посяодуицего ножа

10, Угол скола грунта послодувздм -иоясм

11, Коэффициенты интерполяции q.^

12, < Смещение -похай по горизонтали •

13, Угол заострения сгойки ножей 2ft

14» йаксшадьноэ сопротивление перемещению ^гпаж

Продолжение таблицы

ы конструктивный параметр

м ?

град, см. формулу /9/

Ша см. формулу /8/ град. см. формулу /7/

м см, форцулу /5/

м

град. ^г " ая>г

табличная данный и I й (сц > % ) град. ;

3.

кН * ¿а*., - -

' • -18-ощие вшода

1. На основе проведенный теоретических я экспериментальны* исследований автором научно сформированы методические основы выбор и определения основных конструктивных и технологических параметров двухножевого рабочего органа бестраншейного дреноукладчика. Создано двухножевое дреноугладочноэ оборудование, позволяющее посредством опережающей разработки грунта на критическую глубицу, устранить зал г совку его в стеики дренажной щели и снизить сопротивление перемещена бестраншейных дроноукладчиков»

2. Разработаны 'математические модели описывающие с достатс точностью процесс взаимодействия с грунтом двухножевой грунторазраба вающей системы с последовательным расположением "след в след" ножей. Для широкого диапазона талых грунтов ее рациональные параметры измен ются в пределах:

■ - максимальная глубина резания равна (6...10) ширины ножей;

- угол резания 'переднего -(пионерного) ножа - 25...50 град.;

- угол резания последующего (основного) ножа - 20...30 град.;

- критическая глубина резания пионерного ножа равна (2.5...6.8) ширины ножа;

' - кригичеакая глубина 'резани последующего -ножа - (2.3. ..3.2) & рины ноже;

- смещение'ножей ,по-горизонтали-равно (2.4...3.8) их разноски п вертикали;

- угфг заострения'стойки ножей - 45...55 град.

,3. выполненные экспериментальные исследования показали, т. разработка грунта во втором ярусе имеет свои особенности: грунт раз] иается в основном за счет деформации сдвига, без боковые развалов, стружкообрвзоваЕие происходит с' большей частотой, чем в верхнем ярус Кроме тогсу, позволили подтвердить достоверность аналитических модел< и эффективность двухножевой грунторазрабатывавдей системы.

Сопоставление теоретичеекгт исследований с эксперимент« льными показывает удовлетворительную их сходимость, расхождение при этом не превышает

|5. разработанная методика инженерного расчета двухножевогс рабочего органа геотраншейного дреноукладчика позволяет осуществить выбор и определение основных параметров на этапе проектирования новс рабочего органа.

6. Годовой экономический аффект от внедрения бестранаейно: дреноукладчика МД-Т2 с двузяоЕевыы рабочим оборудованием в тресте "КиевводсгроЯ" составил ЦВ52 руб. в ценах 1987 года.

ССНОКШЕ ПС'ОЖЕЯИ ДЙЗСЕГТАВИИ '/.ЗШЕШ 3 ЩШ РАБОТАХ :

I. Л-с. I05II76 (ССС?> Землеройный рабочий орган /С.3.Кривой,, . л.ПятковскгЛ;, л-5-Кравои - Спубл. в Б-И- 1933 . $ 402- A.c. ITC286S (СССР) рабочий орган землерсскоЯ уаззнк /ромг-жскпй А-л., Кразен С-В-, Кравец Л-Б- - опубл. в Б.Ii- ■ 1934 , А; 253. ткачук д.ф., краззс Л-Б- К вопросу определения критичс-ско'' ¡убхяк резёягя грунтов. - В кн.: Т'-з. докл. рсепубд. конферркаип. ■витание эффективности землерсйно-тралспортних малин. - Харькон. -22 октября /ХД151, 1984, с.<0-49. ■

'4. ткачу:', в.ф., кравеп Л-Б- Оптамальная конструкция земл<?г-с-г'-го рабочего органа разрезалдего тала.- В кн.: ?ез.дскл.?есп.няуч.->:н. конференции, повышение объективности аспо.тьзсг^ая: мелпсратнв-х земель. Ч-Е-- ровно, 27-28 ноября. УИНЕХ, 1984, с.90.

5- a.c. II9S878 (СССР) РабочгП орган землеройной мапакк х™ резакгя пела /тзачух в.$., кразец c.ß., роыансЕсзй! А-Л- » иейетд 1., пеарапкай a.b. , Кравши Л.Б., Мануйлов eu'. и др. - Опуб. s

Т. , 1985, 47.

6- кравец л-Б- ¿даянао угла заострения нога на крЕтаческуу глу--у резания грунта. - роль иеллорашз в nporparase "здегоаслгакапая-". Сб. научл. тр. Се^-ШИТО! - Л-,-1986, с. 87-92- •

7. Ткачук й.ф. , Кравед с.а-, Кразец Л-Б-, рсаглсвокай. д. д. "Лесс-метод определеная г.спгаатаы:: давлений и коотсралаентоз трепал птоз ка но."з бсстра!ше2яого дрзкоукладчака. •• Гадрекслаорапая а ротзхначоскоз строатзлгстао. ?с'сц.;;г^зд.кауч.-70хн.сб. - льаог.: а скола, I98G,. км. 14, с.91-94- - '

8: Ткачу:: в-Ф- - Крааеа Л-Б., Ееч&асв А-А., '?сг;ан5£ска2 А. Я* «ее оборудсзанав бестранетйнсго дрсшсгухяахтсааа »Щ-32 аля ргйоти этелнх грунтах. - пяформаааокЕкл .-¿стсх с яередоас:д проазвсдот-ic-техначеском опыте.- ровно, 1987, кгд.З.

9. Таачта э.ф., Кравэц с.В., кразец, л*Б- Дналаталоснай истод !долс-rrs- кратачесасй глубани резаная груата нопсм. - горни©, ртьо-

дорознае а иедгэратавнвэ нааянн. - хаэз: ткапжа. Т937, ни. с. 22-28. • _

10. A.c. 1350271 (СССР) рабо-чай оргаз земааройпой масли /тка-В-О., Кравец С.В., ромаковсааЗ д.л.. Не^зйк A.A.-, храз-эц л.5>, ая E.I!., КсйралквЗ A.B., Лесков В-Г., Сгешазгк А-- Спуйд. в

. 1987, .V 41.

II. ткачук в.ф., кравец Л-Б-, кравец с.£. Определение оптимальной форда поперечного лрофиля пога бестраншейного дреноукладч ч:а. -- Горн. , строит,, дорожи, и мелиоративные кашпны. - киев: ?£хя к&, IS83. вып. /Д, о. 123-128. • ' '

.12. A.c. 1399408 (СССР.) Рабочее оборудование бестраныаГнюго дреноу&аадчпха /кравец с.ß., Ткачук В-Ф-, нечидюк д.д. , романовский д.л., кразец л.Б-, ЩеЕния S.U., цскршз:кй Д.В., Сарудэ Л-Я- . Хассо д.Б- , HsLiizp и.В. - Опубл., в Б.И. ■ 1988, Я 2013- A.c. 1408030 (СССР) ТензонетрстескнЯ но^х /В'.Ф.Ткачук, .С-В-Кравед, А-д.романовский, Л-Е-Кравец -'опубл. в Б.И-, 1988, ^ 2S.

14- Кравец С-В-, Ткачук ü-ф., кравец л.Б- и др. дополнительна a os бестраншейного дреноукдндчика ВД-12 для работы на тяг.елых грунтах. - Строптельныэ. и дороянио маппиы. 1989, & II, с.10-11-15. Тка4JK ß-Ф., КРазеп Л-Б. 0 критической глубине резания при разработке грунтов многоярусными органами дреноухладчика.- в кн.: тез.докд. цоесоюзн. шучн.-гехн.коЕф. • "п^шшенге э-рфектив-нсстз использования водных ресурсов ь сельском хсз*2ствз". Новочеркасск, 25-29 сентябр» 1989 г., ч. I, с.75-75-

П1£гт::санг до spy ¡су 39,0}. 93 ЭэрчатбОХб^ 0 I/I6 Обспг -¿Q лр.арк Закавлення Тирад jfog_прии!рн.

Р1вне.Л13Г,~Соборна,Й