автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Повышение эффективности работы прицепного скрепера с колесным тягачом

На правах рукописи

КОСЕНКО АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПРИЦЕПНОГО СКРЕПЕРА С КОЛЕСНЫМ ТЯГАЧОМ

05.05.04 - дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2003

Работа выполнена в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете (ВГАСУ) и Воронежском военном авиационном инженерном институте (ВВАИИ)

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

Нилов Владимир Александрович

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Недорезов Игорь Андреевич; доктор технических наук, профессор Савельев Андрей Геннадьевич.

Ведущая организация: ОАО «Воронежавтодор»

Защита состоится 4 июля 2003 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.033.01 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006, Воронеж, улица 20-летия Октября, 84.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан « £■ » ЩСКЛ 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.В. Власов

НО в9

/ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для производства земляных работ в дорожном, мелиоративном и аэродромном строительстве применяются скреперы различных конструкций. Прицепные скреперы к гусеничным и колесным тягачам имеют широкое распространение благодаря простоте конструкции и высокой эксплуатационной надежности.

Применение полноприводных колёсных тягачей в составе прицепных скреперных агрегатов (СЛ) вместо гусеничных тягачей позволяет существенно повысить их мобильность и производительность, что особенно актуально для Вооружённых Сил РФ, однако требует обязательного применения толкачей, что удорожает технологический процесс разработки грунта. При этом загрузка по мощности дизельных двигателей современных полноприводных двухосных колёсных тягачей прицепных СА в режиме копания грунта редко превышает 50...60 %, что связано с невозможностью полной реализации мощности двигателя из-за недостаточных тягово-сцепных качеств колёсных движителей тягача. Исходя из этого, снижение стоимости разработки грунта прицепным СА возможно за счёт повышения тягово-сцепных качеств его колёсного тягача с помощью тягово-сцепного догружающего устройства (ТСДУ) и отказа, в этой связи, от дополнительного толкача. Создание эффективного ТСДУ требует, в свою очередь, целенаправленного изучения процесса перераспределения вертикальных нагрузок по мостам СА при копании грунта и особенно изменения вертикальной нагрузки на передний мост прицепного скрепера, как резерва увеличения сцепного веса тягача.

Изучению процесса копания грунта скрепером посвящены многочисленные исследования. Но до настоящего времени недостаточно изучен вопрос увеличения сцепного веса двухосного колесного тягача СА при копании грунта за счёт передачи на тягач части веса прицепного скрепера с целью увеличения его тягово-сцепных качеств. Поэтому задача, направленная на обеспечение эффективного самонабора грунта прицепным СА за счёт применения ТСДУ, является важной и актуальной.

Целью работы является совершенствование конструкции СА, состоящего из полноприводного колёсного тягача и прицепного скрепера, для повышения эффективности его работы путём перераспределения вертикальной нагрузки с переднего моста прицепного скрепера на тягач за счёт применения ТСДУ.

Объект исследования: прицепной СА, состоящий из полноприводного колесного тягача и прицепного скрепера, особенностью которого является наличие ТСДУ новой конструкции.

Предмет исследования: выявление закономерностей перераспределения вертикальных нагрузок на мосты прицепного СА при копании грунта, а ^акже технико-экономическая целесообразность использования ТСДУ новой конструкции.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи исследования:

1. Уточнение модели взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом и разработка на её основе методики расчёта вертикальных реакций грунта, действующих на колёса СА при копании грунта. ____

2. Разработка конструкции ТСДУ для приц^г]цогр;РД.и о нАЛ ь н А !

1 БИБЛИОТЕКА (

-> С.Петербург (и../

' 09 ЗД0 актУУ/!

3. Исследование влияния работы ТСДУ и конструкции тягового бруса скрепера на распределение вертикальных нагрузок по мостам СА при копании грунта, тягово-сцепные качества колёсного тягача и эффективность наполнения ковша фунтом.

4. Разработка экономико-математической модели процесса работы прицепного СА, оборудованного ТСДУ, с целью оптимизации главного параметра СА - вместимости ковша, и оценка экономической эффективности применения ТСДУ.

На защиту выносятся:

1. Уточнённая модель взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом, отличающаяся от известных тем, что предложено:

исключить из баланса вертикальных сил, действующих на скрепер при заполнении ковша, вес подвижного «столба» грунта, образующегося в ковше; - учесть силы трения по наклонным граням подвижного столба грунта в ковше скрепера.

2. Аналитические зависимости для определения вертикальных нагрузок на мосты СА, отличающиеся от известных учётом влияния конструкции ТСДУ и тягового бруса прицепного скрепера на перераспределение вертикальных нагрузок по мостам СА при копании грунта и тягово-сцепные качества колёсного тягача.

3. Результаты исследования влияния работы ТСДУ и конструкции тягового бруса скрепера на: сцепной вес и тяговые качества колёсного тягача, вертикальные нагрузки на мосты прицепного скрепера, эффективность наполнения ковша скрепера.

4. Рекомендации по устранению конструктивных недостатков серийных прицепных скреперов и проектированию новых прицепных скреперных агрегатов.

5. Экономико-математическая модель «прицепной скрепер - колёсный тягач с изменяемым сцепным весом».

Научная новизна и теоретическая значимость работы:

1. Разработана уточнённая модель взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом, отличающаяся учётом сил трения грунта в ковше скрепера и установленной взаимосвязью между возникающими силами трения грунта в ковше и вертикальными нагрузками на мосты скрепера.

2. Теоретически обосновано исключение из баланса вертикальных сил, действующих на скрепер при заполнении ковша, веса «столба» грунта, образующегося в ковше, подтверждённое результатами экспериментальных исследований.

3. Выявлена взаимосвязь конструктивных параметров ТСДУ, тягового бруса прицепного скрепера и процесса изменения сцепного веса тягача, определяющего эффективность работы прицепного скрепера с колёсным тягачом."

4. Разработана экономико-математическая модель «прицепной скрепер - колёсный тягач 'с изменяемым сцепным весом», которая позволила определить оптимальную вместимость ковша прицепного скрепера к колёсному тягачу с изменяемым сцепным весом и оценить технико-экономическую целесообразность использования ТСДУ новой конструкции.

Результаты работы представляют ценность для теории землеройно-транспортных машин, заключающуюся в обосновании перспективного направления совершенствования конструкций СА и усовершенствовании методик их расчёта.

Практическая значимость работы состоит: в разработке методики расчёта вертикальных реакций грунта, действующих на колёса СА при копании грунта; в разработке методики расчёта тягово-сцепных качеств колёсного тягача прицепного СА, оборудованного ТСДУ; в получении рекомендаций по устранению конструктивных недостатков серийных прицепных скреперов и проектированию новых прицепных скреперных агрегатов. Результаты проведённых исследований являются основой для повышения эффективности работы прицепных скреперов с колёсными тягачами и могут быть использованы при модернизации и проектировании прицепных СА.

Реализация работы. Результаты диссертационных исследований внедрены в научно-исследовательских работах «Приоритет» и «Развитие», проводимых 30 ЦНИИ Министерства Обороны РФ, при формировании проекта Государственной Программы вооружений для обоснования приоритетов в области модернизации средств наземного обслуживания авиации общего применения.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены и одобрены: на международной научно-практической конференции "HEAVY MACHINERY НМ 2002", Кральево, Югославия, Kraljevo University of Kraguevac, 2002г.; на 5-ой международной научно-практической конференции "Высокие технологии в экологии", г. Воронеж, ВГАСУ, 2002г.; на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ВВАИИ 2000...2003г.; на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ВГАСУ 2000...2003г.

Публикации работы. Основное содержание диссертации опубликовано в 11 печатных изданиях, личный вклад автора составляет 21 лист. Получено два патента РФ: на изобретение №2182948 по заявке №2000119280/03; на изобретение №2203364 по заявке №2001116398/03. Получено два положительных решения о выдаче патентов РФ на изобретения по заявкам №2001113440/03 и №2002107262/03.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы из 118 наименований и 5 приложений. Работа изложена на 182 страницах, из них 152 страницы текста, 16 таблиц, 48 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности и общую характеристику работы, изложенной в данном автореферате, структура которого соответствует разделам диссертации.

В первой главе на основе анализа эксплуатационно-технических характеристик серийных скреперов, достоинств и недостатков их конструкций и требований, предъявляемых к производству землерюйно-транспортных работ в аэродромно-эксплуатационных подразделениях Вооруженных Сил РФ, определен состав скреперного агрегата для восстановления и обслуживания аэродромов и подъездных путей к ним. Предъявляемым требованиям наиболее полно соответствует скреперный агрегат, состоящий из прицепного скрепера вместимостью ковша не более 6 м3 и универсального двухосного колёсного тягача (например, Т-150К).

Проведён обзор методов повышения эффективности работы CA и методов расчёта нагрузок, действующих на тягач и прицепной скрепер при копании грунта.

Основными направлениями повышения эффективности работы CA можно считать: повышение тягово-сцепных качеств движителей тягача, снижение сопротивления копанию ковшом скрепера, применение скреперного ковша оптимальной вместимости.

Изучению процесса взаимодействия колесного движителя с опорной поверхностью и динамики землеройно-транспортных машин (ЗТМ) посвящены работы отечественных ученых: Е.А. Чудакова, Я.С. Агейкина, В.Ф. Бабкова, В.И. Кнорроза, H.A. Ульянова, A.M. Холодова, П.И. Никулина, И.А. Недорезова, А.Г. Смирнова, А.Г. Савельева, А.П. Науменко, Е.Ю. Малиновского, В.П. Царёва, A.B. Василенко и др. Изучению движителей специальных дорожных и строительных машин посвящены работы А.П Куляшова, В.А. Шапкина, В.Е. Колотилина.

Основателем научной школы по теории колёсных движителей ЗТМ является H.A. Ульянов.

Большое количество и разнообразие работ, посвященных исследованию работы колёсных движителей, позволяет сделать вывод, что одними из наиболее простых путей увеличения тягово-сцепных качеств колесных движителей тягача являются снижение давления в шинах колёс тягача и увеличение вертикальных нагрузок на его ведущие колеса (сцепного веса тягача). Но снижение давления в шинах имеет ряд негативных последствий: увеличение износа шин и их повышенный нагрев, возможное проворачивание покрышки шины на ободе колеса. Поэтому большой практический интерес представляет направление повышения тягово-сцепных качеств тягача за счёт увеличения вертикальных нагрузок на его движители. Исходя из этого, был проведён анализ известных конструкций ТСДУ для прицепных CA.

Изучение характера изменения сцепного веса тягача и вертикальных реакций грунта на мосты скреперного оборудования в процессе набора грунта имеет определяющее значение для правильной оценки тяговых качеств CA.

Вопросы изменения нагрузок, возникающих на рабочих органах и ходовом оборудовании ЗТМ при копании грунта, исследованы в трудах Н.Г. Домбровского,

A.Н. Зеленина, К.А. Артемьева, Д.И. Фёдорова, Д.П. Волкова, A.M. Холодова, Е.Р. Петерса, H.A. Ульянова, Ю.А. Ветрова, И.А. Недорезова, В.И. Баловнева, Э.Г. Ронинсона, В.А. Шнейдера, М.И. Гальперина, В.К. Руднева, JI.A. Хмары, Н.Я. Хархуты, C.B. Кравец, В.Г. Волобоева, В. Н. Тарасова, Ю.Б. Дейнего, В.А. Бо-рисенкова, Н.В. Гулия, В.Г. Ясинецкого, В.Г. Белокрылова, В.Д. Глебова, В.А. Нило-ва, Е.И. Берестова, A.M. Завьялова, Н.С. Зинченко, P.C. Бурштейна и др.

Вопросы повышения эффективност^работы ЗТМ за счёт оптимизации их рабочих процессов и комплектования ЗТМ при выполнении землеройно-транспортных работ рассмотрены в трудах B.C. Бочарова, А.Г. Савельева, Б.А. Фалькевича,

B.П. Гребнева, В.А. Борисенкова, В.А. Нилова, Н.С. Зинченко, А.Н. Загородних.

Анализ результатов проведённых исследований свидетельствует, что процесс

изменения вертикальных нагрузок на мосты CA при копании грунта изучен недостаточно полно:

-общепринятая физическая картина взаимодействия поступающего в ковш «столба» грунта с грунтом, находящимся в ковше, не позволяет получить аналитические зависимости для расчета вертикальных нагрузок на мосты прицепного скрепера, удовлетворяющие экспериментальным данным;

-в основу предложенных методик расчёта вертикальных нагрузок, действующих на тягач и прицепной скрепер при копании, заложена в значительной степени упрощённая схема сил, неучитываюшая влияние кинематических пар системы «сцепное устройство тягача,- тяговый брус - арка-хобот прицепного скрепера».

Глава завершается выводами, позволяющими сформулировать задачи и цели исследования.

Во второй главе «Теоретическое исследование работы скреперного агрегата» разработана конструкция ТСДУ. определено влияние догружающего усилия на сцепной вес тягача, проанализирована схема сил, действующих на тяговый брус скрепера, установлена причина уменьшения сцепного веса тягача при копании, уточнена модель взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом и разработана методика расчета нормальных реакций грунта на колеса скрепера при наборе грунта.

Конструкция ТСДУ, разработанного для экспериментального СА, показана на

Для измерения силы тяги тягача 5 предусмотрена тензотяга 4, которая за счёт | оригинальной конструкции сцепного устройства воспринимает только горизонталь-

ное тяговое усилие тягача 5. При подаче давления гидрожидкости в поршневую по-► лость гидроцилиндра догрузки 1 тяговый брус 3 будет стремиться повернуться вокруг шарнира арки-хобота 2 против часовой стрелки. Возникающее при этом догружающее усилие передаётся от прицепного уха 6 тягового бруса 3 через поворотную вилку 7 на прицепную скобу 8 тягача 5, увеличивая его сцепной вес, а значит, и силу тяги по сцеплению, при этом передний мост скрепера разгружается. \'

Анализ конструкции сцепного устройства и шарнира арки-хобота серийных прицепных скреперов показывает, что центр шарового шарнира арки-хобота всегда расположен выше линии действия силы тяги, прикладываемой к тяговому брусу скрепера. Поэтому на прицепном ухе 6 тягового бруса 3 возникает момент пропорциональный силе тяги, который уменьшает сцепной вес колесного тягача и развиваемую им силу тяги по сцеплению движителей с грунтом (рисунок 2).

Рису нок 2 - Схема сил, действующих на тягач и тяговый брус скрепера

Основные допущения при составлении расчётных зависимостей: СА двигается прямолинейно по горизонтальной поверхности; вертикальная нагрузка на каждый мост СА равна сумме вертикальных реакций грунта на колёса соответствующего моста; действие сил сопротивления качению колёс скрепера учитывается силами Рр и а моменты сопротивления качению колёс скрепера Мр и М/4 не учитываются ввиду их малости.

Усилие, зтченьшающее сцепной вес тягача, определяется по зависимости:

л- ТЬъ~К +Ц-Дз(* + /-0 „

У о =-;-:-, кН\

(1)

где Т - сила тяги на сцепном устройстве скрепера, кН; Я3 - вертикальная нагрузка на передний мост скрепера, кН; / - коэффициент сопротивления качению колес скрепера; гс3. исц, ¡гш, е - плечи действия соответствующих сил, м.

Общее догружающее усилие на тяговом брусе прицепного скрепера (при Я3.>0):

Ь0 = 0'д-0'о,кН- (2)

где (¿д — догружающее усилие на сцепном устройстве от гидроцилиндра догрузки.

= ^ . (з)

где Р/Й - усилие, развиваемое гидроцилиндром догрузки, кН; а - угол наклона гидроцилиндра к вертикали.

В таблице 1 приведены данные по величине опрокидывающего усилия ()„, подсчитанные по формуле (1) для серийных прицепных скреперов ДЗ-111А (геометрическая вместимость ковша 4,5 м3) и ДЗ-77А (вместимость ковша 8,8 м3).

Данные таблицы 1 показывают, что с нарастанием силы тяги на сцепном устройстве серийных прицепных скреперов происходит пропорциональное увеличение 0_о, которое уменьшает сцепной вес тягача и развиваемую им силу тяги по сцеплению движителей с грунтом.

Параметр. кН Сила тяги Т на сцепном устройстве скрепера, кН

20 | 40 60 80

0,для ДЗ-111А. 3.58 7,43 11,29 15.14

£>„ для ДЗ-77А, 4.54 9.36 14,8 кН 19

Для исключения уменьшения сцепного веса тягача при копании необходимо в конструкции: тягового бруса скрепера и прицепного устройства тягача соблюдение условия:

О'сз -Лс„ Г 0. (4)

В расчётах по определению вертикальных реакций грунта на колёса скрепера все исследователи учитывают вес всего грунта, поступившего в ковш. Такой подход не оказывает существенного влияния на определение горизонтальной составляющей суммарного сопротивления копанию. Однако многие из исследователей (Э.Г. Ронинсон, В.А. Шнейдер, В.И. Баловнев, К.А. Артемьев, Н.Г. Домбровский и др.) отмечают, что поступающий в ковш грунт образует уплотненную (иногда расширяющуюся) призму («воронку», «столб»), которая вывешивает ковш за счет сил трения, а сама как бы опирается на неразрушенный массив грунта.

Для расчёта вертикальных реакций грунта на колёса и ножевую систему скрепера необходимо уточнить применяемую расчётную схему заполнения ковша. Предлагается учитывать вес не всего грунта, поступившего в ковш, а только ту его часть, которая находится в неподвижном состоянии и не взаимодействует с подвижной призмой («воронкой», «столбом») грунта. Поэтому вес подвижной грунтовой призмы внутри ковша не будет оказывать влияния на вертикальные реакции грунта на колёса и ножевую систему скрепера, так как предполагается, что он полностью воспринимается входящей в ковш грунтовой стружкой, которая сама опирается на массив ещё неразработанного грунта. Предпосылкой для такого уточнения расчётной схемы заполнения ковша являются схемы определения усилий, возникающих на конечной стадии копания грунта скрепером, рассматриваемые Е.Р. Петерсом, В.А. Шнейдером, Ю.А. Ветровым, В.И. Баловневым, А.Н. Зелениным, К.А. Артемьевым.

На рисунке 3 представлена уточнённая схема сил при заполнении скреперного ковша в конечной стадии набора грунта. Вес подвижной симметричной призмы («воронки», «столба») грунта который не передается на ковш и не учитывается при определении вертикальных нагрузок на мосты скрепера, равен:

вПр = В-Н-у (Ир + Н-(ё 6),кН\ \ • (5)

где В - ширина ковша, м; Н - высота заполнения, м; у - объемный вес грунта, кН/м3; /гр - глубина резания, м , О- угол наклона боковой грани «столба»к вертикали.

Сила нормального давления Р по боковым граням «столба» грунта (рисунок Зв):

Р = IV/ со$в, кН\ где IV— горизонтальная проекция нормального давления Р, кН.

Рисунок 3 - Уточненная схема сил, действующих на грунт, входящий в ковш: а) общая схема сил; б) силы трения в пограничных слоях «столба» грунта;

в) многоугольник сил для расчета нормального давления Р на «столб» грунта;

г) схема к расчету /,•

Из многоугольника сил (рисунок Зв) следует:

а = ¡¥^(90° - <р +в), кН; (7)

Ь = W/tg(y/ + <р), кН; (8)

в = а + Ь, кН\ (9)

где (/ - вес грунта в ковше, оказывающий давление на поднимающийся «столб» грунта (рисунок За), кН; <р - угол внутреннего трения грунта, у/ - угол наклона к горизонту нижней грани неподвижной призмы грунта весом </ и боковой площадью .У».

Из уравнений (7...9), находим вес грунта <7 К ковше, который оказывает давление на поднимающийся в ковше «столб» грунта:

О = а + Ь=Щ^(90° - ср + в) + + (¡>)\ кН. (10)

Тогда искомая сила Р равна:

р =_С_

со* <9[с1§(90° -<р + 0) + + ср)],кН- (И)

Найдем текущее значение веса G¡ неподвижной призмы грунта, оказывающего давление на поднимающийся в ковше «столб» (подвижную призму) грунта.

Расчетный вес этого объема грунта зависит от высоты H¡ грунта в ковше, а также соотношения расчетной длины t¡ призмы и длины t¿„ днища ковша (рисунок Зг).

При (¡ < (А„\

С, = G/ = 4 ^ ■ sin[90° - {у + в)} • / = *'е,'Н,'Уа ■ cos{¥ + в), кН- (12)

2 cosy/ cosy 2-cosy/-cosa x '

где (¡, H¡ - текущие значения горизонтальной проекции длины неподвижной призмы грунта в ковше и высоты заполнения ковша, м; G¡- вес неподвижной призмы грунта, соответствующий текущим значениям t¡ и H¡, кН.

i При (¡ > (Лн необходимо вычесть из G¡ расчётный вес треугольной призмы грунта, которая находится за пределами задней стенки ковша (рисунок Зг):

й 2

где е - угол естественного откоса грунта.

G,=G¡-^-{t,-i dH)\tg¥ + tgs) >кН. (13)

Взаимосвязь высоты заполнения ковша Н-, и горизонтальной проекции длины призмы грунта (-, можно установить из геометрических соотношений (рисунок Зг):

Я, = t.-tgy + (С, - H,-tg9)-ige, м-, (14)

(l + tgd-tge)

■ (tgy + tge) (15)

G',=B.H?.r ^ge-tgs).cos{V+9) кн

2-(tgy/+tgs) • cosy/-cosO' ' v

Вертикальная составляющая силы трения по боковым граням Fmp условно приложена по оси столба грунта (в силу принятой симметрии столба грунта) и равна:

F =2-P-cos9-/x=--

[ct&V-p+Q+ctgtor+p)]'*"' (17)

где fi - коэффициент трения грунта по грунту.

С помощью зависимостей (18...27), составленным по схемам сил, показанным на рисунках 2, 4, определяются вертикальные нагрузки на мосты CA и шарнир арки-хобота, а также необходимое тяговое усилие для заполнения ковша скрепера грунтом (глубина резания hp принята постоянной).

При копании с вывешенным передним мостом скрепера (R3-O) получим: R - ~ F»,p Ca +xF) + Gn(ld+xn) + G3 (/, + *д) [

'i+£«+/(*«,+A,-rc4)

, + ) + P,c (К + Ус) + Р,гр (К, + hp - У,? ) j:H. (18)

где Pi н Р2 - горизонтальная и вертикальная и составляющие сопротивления копанию гр\нта, кН; Gn , G3 - вес неподвижного грунта в передней и задней частях ковша, кН; Gc - вес порожнего скрепера, кН; Р,с, Р-,гр - силы инерции порожнего скрепера и всего грунта в ковше. кН; хв. лу, Хп, х3, хс, ус, уГР, га - плечи действия соответствующих сил. м; ¿с - база скрепера, м.

Рисунок 4 - Схема сил, действующих на ковш скрепера Максимально возможное усилие вертикальной догрузки тягача соответствует Я3=0\

¿а«=(&««-&)=

Щ, +hP)+G„{Lc -хп) +GC(4 -Jt)+G3(Zc -х3)-P2(Lc ~ХВ)

4+А:

(19)

Необходимое тяговое усилие для заполнения ковша скрепера грунтом:

Т = Т'1 =РХ+ /, ЯА - Р,с - Р1ГР, кН. (20)

При частичном вывешивании переднего моста скрепера (при Яз>0) получим:

e+Lc+AK+K)

+G3{x3 +e)+Gc{xc+e)+PlC(hm+rCi +hp -yc)+P,rp(K+rc.+hp -уГР) e+Lc+f{hM+hp) R'i = -Pf • cos a-P2+Gn+G3+Gc-R4-Fmp, /ctf;

,кН-

(21)

ТЦ = Р/ • бш а + Рх + / • /?4 - - Р,ГР, кН: (23)

- е)со5«-(¿> + гс, - /ь, )5шд] + - е) + Т\(11„ +/;-,- /у„)

где Я'А = я", Т\ = Г/, Р'д = - реакции связей. кН.

Т = Т^+/-Я3-Р^\па,кН. (25)

Догружающее усилие А() тягача при Яз>0 определяется по формулам (1...3).

Вертикальные реакции грунта на мосты тягача:

= у-"(ег(¿г ~Хт) + Р,т-ут--\0-с-Т-Исн), кн: (26)

ьг

где ¿г-база тягача, м; вес тягача, кН: Р;г - сила инерции тягача. кН; .V/-. с - плечи действия соответствующих сил, м.

Ъ =у<Ст-хг-Р,т-ут+Ю-(Ьг+с)^Т-/1ц)^ кй. (27)

В третьей главе «Экспериментальные исследования» описываются работы по созданию и испытанию экспериментального образца ТСДУ для СА на базе прицепного скрепера ДЗ-111А и колёсного тягача Т-150К, рассматривается методика проведения экспериментальных исследований и проводится анализ результатов, полученных при лабораторно-полевых испытаниях.

При проведении экспериментальных исследований предусматриваюсь измерение и регистрация с помощью тензометрической аппаратуры следующего комплекса параметров: числа оборотов двигателя, усилия буксирования тягачом прицепного скрепера, нормальных реакций грунта на все четыре моста СА, давления в гидроцилиндре догружающего устройства, давления в штоковых полостях гидроцилиндров подъёма ковша скрепера, действительной скорости движения СА. Кроме того, при копании фиксировались: глубина резания (в 10... 15 местах по следу скрепера), путь наполнения, объём набранного грунта.

На рисунке 5 точками показаны результаты измерения вертикальных нагрузок на мосты тягача Т-150К в статике (Т=0, й„=0) в зависимости от давления р в гидроцилиндре догрузки при порожнем ковше скрепера. Сплошными линиями показаны теоретические зависимости догружающего усилия Оц, вертикальных нагрузок на мосты С А, сцепного веса <7СЧ тягача Т-150К. Отрыв переднего моста порожнего скрепера от земли происходил прир »10,5 МПа, при этом (?сч тягача увеличился на 19 %.

Лабораторно-полевые испытания экспериментального СА проводились на'полигоне ВГАСУ в реальных грунтовых условиях (с\тлинок прочностью 10±2 ударов по ударнику ДорНИИ) в три этапа: \

1-ый этап - копание на производительность ст\тенчатой стружкой без толкача:

а) без догрузки ; б) при давлении догрузки р =10 МПа.

В испытаниях на производительность (при копании с уменьшающейся толщиной стружки с давлением догрузки 10 МПа) зафиксировано увеличение объема набираемого грунта на 18...21 %, при этом путь наполнения ковша снизился на 6... 12 % (в сравнении с копанием без догрузки) и составил 35...45 м, а время набора составило

50...70 с. Коэффициент наполнения ковша при этом увеличился с 0,97 до 1,16. Это свидетельствует о положительном влиянии работы ТСДУ на производительность СА. Од,1*1, юо •

Ж-С!3 0-Р!1 Д-Я2 Х-всц О-ИЗ о-РМ

Рисунок 5 - Изменение вертикальных нагрузок /?/... К4 намосты экспериментачьного СА и сцепного веса Ссц тягача Т-150К в зависимости от давления догрузки

2-ой этап - копание с различным давлением в шинах тягача и различным давлением в гидроцилиндре догрузки с целью изучения изменения максимальной силы тяги тягача по сцеплению движителей с грунтом от этих двух факторов. Эти испытания математически планировались для того, чтобы сравнить эффективность увеличения тягово-сцепных качеств тягача за счёт использования двух различных методов: а) метода увеличения сцепного веса тягача СА путём передачи на него части веса прицепного оборудования; б) метода повышения тягово-сцепных качеств колёсных движителей тягача за счёт снижения давления воздуха в его шинах. Экспериментально установлено, что снижение давления в шинах тягача с 0,2 до 0,1 МПа увеличивает силу тяги по сцеплению Т9 при одинаковом давлении в гидроцилиндре догрузки (0; 5; 10 МПа) на 8... 11 %, а повышение давления догрузки с 0 до 10 МПа при одинаковом давлении в шинах (0,1; 0,15; 0,2 МПа) увеличивает Т9 на 18...21 %. Это свидетельствует, что применение ТСДУ более эффективно, чем снижение давления в шинах тягача. Максимальный эффект даёт сочетание этих двух методов. При копании грунта с давлением догрузки 10 МПа и давлением в шинах тягача 0,1 МПа зафиксировано максимальное значение Т9 ~ 65,2 кН, что на 30,4 % больше минимального значения Т9~ 50 кН, полученного без догрузки и давлении в шинах тягача 0,2 МПа.

\Получено уравнение регрессии (в кодированных уровнях) изменения от давления в гидроцилиндре догрузки и давления воздуха в шинах тягача Т-150К, которое с вероятностью 95 % является адекватным:

Т9 = 57,49 - 2,79 • л, + 4,875 • , кН- (28)

где XI = -1; 0; +1 при давлении во всех шинах тягача Т-150К соответственно 0,1; 0,15; 0,2 МПа; д:^ = -1; 0; +1 при давлении в гидроцилиндре догрузки соответственно 0; 5; 10 МПа.

3-нй этап (копание без толкача с постоянной глубиной резания из приямка) проводился с целью более точного определения характера изменения нагрузок на все мосты СА, особенно вертикальной нагрузки Я3 на передний мост скрепера. В таком режиме исключаются неустановившиеся периоды заглубления и выглубления ковша. Перед каждым заездом подготавливался уступ глубиной 80. ..100 мм.

На рисунке б показано изменение вертикальных нагрузок на мосты СА и силы тяги тягача Т-150К при копании с постоянной глубиной резания 80 мм и давлении догрузки 10 МПа в зависимости от пути 5 наполнения ковша.

А -р;1 и-всц О-ЙЗ 0-144 Х-т о лл-р -й-да

Рисунок б - Изменение вертикальных нагрузок намосты экспериментального СА при копани с давлением догрузки р — 10 МПа (Ир = 80 мм)

Точками нанесены экспериментальные значения исследуемых параметров, сплошными линиями.показаны теоретические зависимости исследуемых параметров для завершающей стадии наполнения ковша (расчёт производился по формулам 1...3, 17, 21...27). Также на рисунке 6 пунктирными линиями показаны теоретические зависимости объёма грунта в ковше УГр и общего догружающего усилия А\2 на тяговом брусе скрепера. Включение гидроцилиндра догрузки производилось через 6...9 м после начала копания, чтобы исключить выглубление ковша из-за вывешивания переднего моста скрепера. Из-за несовершенства конструкции тягового бруса общее догружающее усилие А() в конце копания снижается практически до 0, что объясняется отрицательным воздействием О.о.

1*1, Ссц,т, кН

я-

0

5 10 15 20 25 30 35 8. м40

Экспериментально установлено, что вертикальная нагрузка на передний мост прицепного скрепера ДЗ-111А при копании без толкача и отсутствии догрузки в конце заполнения ковша возрастает на 100... 130 %, что является существенным резервом по увеличению сцепного веса его тягача Т-150К.

Для повышения качества и достоверности записи вертикальных натру зок на мосты скрепера, стабилизации процесса копания во всём диапазоне тяговых у силий и исключения участков копания с буксующими движителями тягача была проведена серия опытов при постоянной глубине резания и избытком силы тяги. В этой серии опытов в качестве тягача использовался тягача Т-130.

Полученные данные подтвердили результаты предыду щей серии опытов.

Расчётным путём установлено, что вертикальная нагрузка в шаровом устройстве арки-хобота ЯА в конце копании возрастает всего на 50...60 % относительно своего статического значения, в то время как увеличение вертикальной нагрузки на его передний мост по расчётным и экспериментальным данным 3-го этапа испытаний составило в конце копания 100... 130 % в зависимости от объема набранного в ковш грунта. Это обстоятельство подтверждает тот факт, что тяговый брус скрепера, уменьшая сцепной вес тягача, дополнительно нагружает передний мост скрепера в силу несовершенства своей конструкции.

На рисунке 7 сплошными линиями показаны аналитические тяговые характеристики тягача СА при копании с давлением в гидроцилиндре догрузки 10 МПа (О<>2 = 13,9 кН) и пунктирными линиями при копании без догрузки {(¿¿1 = 0). Точками показаны экспериментальные значения сцепного веса (?а, тягача Т-150К, его действительной скорости движения У^ и коэффициента буксования д.

Максимальная сила тяги по сцеплению (при давлении воздуха в шинах тягача 0,15 МПа) составила по результатам опытов без догрузки Т91 ~ 51,1 кН при

~ 60,5 кН, и с догрузкой р2 = 10 Мпа получено Т^ ~ 61.8 кН при Сси2 ~ 74 кН. Максимальную тяговую мощность Л'пмах~ 33,2 кВт без догрузки тягач развивал при силе тяги на крюке ГЛ7 = 39,5 кН, соответствующей 15...20 % буксованию движителей. С догрузкойр2 =10 МПа получена Л^г.««15 38,5 кВт (Тю =47:5 кН; 3 =15...20 %). Таким образом, ТСДУ при копании грунта с давлением в гидроцилиндре догрузки р2 =10 МПа позволило приблизительно на 20 % увеличить Т9, на 22 % сцепной вес Ссч и на 16 % тяговую мощность МГмах, но при этом на 16 % увеличился часовой расход топлива бт, что связано с отбором мощности на привод гидронасоса (около 17 кВт). Величина минимального удельного расхода топлива £гт/л при копании с догрузкой практически не изменилась, но стала соответствовать тяговому усилию не 38,5 кН (копание без догрузки), а 45,5 кН (прир2 =10 МПа, 0»2 = 13,9 кН).

Значение коэффициента вариации экспериментальных значений исследуемых параметров составило кеар- 2,6... 12,3 %. Величина максимального расхождения математического ожидания экспериментальных значений силы тяги Т тягача и вертикальных нагрузок Я1 ...Яз на мосты СА с расчётными значениями составила 10,3 %, что свидетельствует о достаточно хорошей сходимости полученных экспериментальных и расчётных значений и подтверждает правильность выбранного подхода к разработке методики расчёта вертикальных нагрузок на мосты СА.

Рисунок 7 - Тяговая характеристика экспериментального скреперного агрегата (копание без догрузки и с давлением догрузки 10 МПа)

Расчёт по этой методике вертикальной нагрузки Я/ на передний мост самоходного скрепера ДЗ-11П при копании с толкачом Т-100 показал, что в конце наполнения она увеличится всего на 10 %, что полностью соответствует результатам, полученным Э.Г. Ронинсоном и В.А. Борисенковым в ходе испытаний самоходных скреперов при копании с толкачом. Всё это подтверждает адекватность разработанной методики расчёта вертикальных нагрузок на мосты СА.

В конце главы даны практические рекомендации по устранению конструктивных недостатков серийных прицепных скреперов и предложены два новых варианта агрегатирования прицепного скрепера, оборудованного ТСДУ, с колёсным тягачом.

В четвертой главе «Эффективность применения догружающего устройства» для завершения полноты исследований на основе разработанной экономико-математической модели СА «прицепной скрепер - колесный тягач с изменяемым сцепным весом» определена оптимальная величина его главного параметра - вместимость ковша, и установлена величина экономической эффективности применения ТСДУ.

В качестве критерия оптимальности принята величина приведённых удельных затрат на разработку 1 м3 грунта. Экономико-математическое моделирование опреде-

лило величину оптимальной вместимости ковша для нового агрегата - 5 м3 для тягача Т-150К, оборудованного ТСДУ новой конструкции (при копании без толкача). В качестве базового варианта для сравнения принят серийный прицепной скрепер ДЗ-111А (геометрическая вместимость ковша 4,5м3) в агрегате с тягачом Т-150К. В качестве нового агрегата - серийный тягач Т-150К в агрегате с модернизированным прицепным скрепером, имеющим оптимальную вместимость ковша 5 м3, оборудованным ТСДУ с усовершенствованным тяговым брусом. Применение ТСДУ и скреперного ковша оптимальной вместимости позволят повысить производительность прицепного СА при работе "без толкача на 28 % при дальности транспортирования грунта на 2000 м и на 38 % при дальности транспортирования грунта на 200 м, а также снизить приведённые удельные затраты на разработку 1 м3 грунта на 8,2 % при дальности транспортирования грунта на 200 м и на 11,2 % при дальности транспортирования грунта на 2000 м.

Годовой экономический эффект на один новый агрегат в сравнении с базовым составит 92900 руб., а народно-хозяйственный (за 7 лет эксплуатации) составит 363800 руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Уточнена модель взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом. На основе этой модели разработана уточнённая методика расчёта вертикальных реакций грунта на колёса СА при копании, предусматривающая исключение из баланса вертикальных сил, действующих на ковш скрепера при копании, веса столба грунта, движущегося внутри ковша, и учитывающая силы трения грунта в ковше, а также конструкцию тягового бруса прицепного скрепера.

2. Разработаны три новых конструкции ТСДУ для прицепного С А, обеспечивающие значительное увеличение сцепного веса колёсного тягача СА.

3. Выявлены недостатки конструкции серийных прицепных скреперов, снижающие тягово-сцепные качества тягача, на основании чего разработаны рекомендации по изменению конструкции тягового бруса серийных прицепных скреперов, реализация которых исключит снижение сцепного веса тягача при копании грунта.

4. Разработана экономико-математическая модель «прицепной скрепер - колёсный тягач с изменяемым сцепным весом», которая позволила определить экономическую эффективность применения ТСДУ и оптимальную вместимость ковша прицепного скрепера к колёсному тягачу с изменяемым сцепным весом.

5. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена экономическая эф-

^ективность применения на прицепных скреперах к колёсным тягачам специальных СДУ. При копании грунта экспериментальным СА с давлением в гидроциЛ^ндре догрузки р =10 МПа зафиксировано: увеличение объема набираемого грунта в среднем на 19,5 %; увеличение силы тяги тягача по сцеплению на 20 %; сцепного веса (?сч на 22 % и максимальной тяговой мощности на 16 %. Применение усовершенствованного ТСДУ позволит эффективно работать колёсному тягачу Т-150К с прицепным скрепером вместимостью ковша 5 м3 (при копании самонабором грунта II кате-

гории), что обеспечит годовой экономический эффект порядка 92900 руб. на один новый CA по сравнению с базовым (Т-150К + ДЗ-111А без ТСДУ).

6. Разработаны программы для расчёта на ЭВМ вертикальных нагрузок на мосты CA при копании грунта и тягово-сцепных качеств тягача с изменяемым сцепным весом.

7. Результаты проведённых теоретических и экспериментальных исследований имеют хорошую сходимость. Значение коэффициента вариации экспериментальных значений исследуемых параметров (силы тяги на тяговом брусе скрепера и вертикальных нагрузок на мосты CA) составило 2,6...12,3 %, а величина максимального расхождения математических ожиданий экспериментальных значений с теоретическими значениями, полученными по разработанным методикам расчёта, составила 10,3 %.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Никулин П.И., Нилов В.А., Терехов A.A., Косенко A.A. Исследование скреперного агрегата // Сборник трудов международной научно-практической конференции «HEAVY MACHINERY HM 2002». - Кральево, Сербия, Югославия: Изд-во Kraljevo University of Kraguevac, 2002. - С. 27-28.

2. Косенко A.A. Разработка гидросистемы догружающего устройства скреперного агрегата // Межвузовский сборник научно-методических трудов «Совершенствование наземного обеспечения авиации» Ч. 2, - Воронеж: Изд-во ВВАИИ, 2002. - С. 115-119.

3. Косенко A.A. Факторы, способствующие увеличению производительности тягачей с изменяемым сцепным весом и критерии оценки их эффективности // Межвузовский сборник научно-методических трудов «Совершенствование наземного обеспечения авиации» Ч. 3. - Воронеж: ВВАИИ, 2000. - С. 45-47.

4. Нилов В.А., Косенко A.A., Гаврилов A.B. Влияние процесса набора грунта на сцепной вес тягача скрепера. // Межвузовский сборник научно-методических трудов «Совершенствование наземного обеспечения авиации» Ч. 3. - Воронеж: Изд-во ВВАИИ, 2000.-С. 119-122.

5. Никулин П.И., Нилов В.А., Косенко A.A., Гудков В.В., Великанов A.B. Влияние скреперных агрегатов на экологическую ситуацию при проведении землеройно-транспортных работ // Сборник трудов 5-ой международной научно-практической конференции «Высокие технологии в экологии». - Воронеж: Изд-во ВГАСУ, 2002. - С. 96-99.

6. Терехов A.A., Косенко A.A. Исследование возможности применения догружающих устройств для прицепных скреперов // Межвузовский сборник научно-методических трудов «Совершенствование наземного обеспечения авиации» Ч. 2. -Воронеж: Изд-во ВВАИИ, 2002. - С. 155-157.

7. Нилов В.А., Косенко A.A., Великанов A.B. Догружающее устройство для тягача прицепного скрепера. Информационный листок ВЦНТИ №79-165-00. - Воронеж, 2000. - 2 с.

8. Нилов В.А., Косенко A.A., Гаврилов A.B. Исследование возможности увеличения сцепного веса скреперного тягача при копании грунта // Межвузовский сборник

ЛЖ- ¿1108»

научно-методических трудов «Совершенствование наземного обеспечения авиации» Ч. 3. - Воронеж: Изд-во ВВАИИ, 2000. - С. 115-118.

9. Нилов B.Ä., Косенко A.A., Летуновский К.П. Разработка сцепного устройства скреперного агрегата, оборудованного догружающим устройством // Межвузовский сборник научно-методических трудов «Совершенствование наземного обеспечения авиации» Ч. 2. - Воронеж: Изд-во ВВАИИ, 2002. - С. 152-154.

10. Нилов В.А., Косенко A.A., Летуновский К.П. Анализ конструкции ковша скрепера с комбинированной ножевой системой // Межвузовский сборник научно-методических трудов «Совершенствование наземного обеспечения авиации» Ч. 2. -Воронеж: Изд-во ВВАИИ, 2002. - С. 148-151.

Н. Нилов В.А., Великанов A.B., Косенко A.A., Летуновский К.П. Испытания прицепного скрепера с изменяемым сцепным весом // Теория и практика машинострои-тельною оборудования // Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск 11. - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2002. - С. 42-44.

12. ПАТЕНТ Х°2182948 Россия, кл. Е 02 F 3/64. Скрепер с догружающим устройством. Авт. изобр. Нилов В.А., Косенко A.A., Великанов A.B., Гаврилов A.B.. №2000119280/03, заявл. 19.07.2000, опубл. 27.05.2002, бюл. №15. -4 с.

13. ПАТЕНТ №2203364 Россия, кл. Е 02 F 3/64. Способ копания фунта скрепером с постоянной глубиной резания. Авт. изобр. Нилов В.А., Косенко A.A., Великанов A.B., Никотин О.Ю.. №2001116398/03, заявл. 13.06.2001, опубл. 27.04.2003, бюл. №12.-4 с.

14. Положительное решение о выдаче патента на изобретение «Догружающее устройство прицепного скрепера» по заявке №2001113440/03 от 22.05.2001. Авт. изобр. Нилов В.А., Косенко A.A., Терехов A.A. (РОССИЯ).

15. Положительное решение о выдаче патента на изобретение «Скрепер» по заявке №2002107262/03 от 21.03.2002. Авт. изобр. Нилов В.А., Косенко A.A., Великанов A.B., Гаврилов A.B. (РОССИЯ).

Лицензия ПД № 6-0057 от 08.08.2001 г. Подписано в печать 21 мая 2003 г.

Формат 60x84 1/16. Уч.-изд. л. 1 Усл. Печ. Л. 1 Бумага для множительных аппаратов

Тираж 130 экз. Заказ №283__

Отпечатано на участке множительной техники Воронежского военного авиационного инженерного института

394064 Воронеж, Старых большевиков, 27_

Введение.

1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований

1.1 Анализ технических характеристик серийных скреперов и конструкций сцепных устройств.

1.1.1 Анализ технических характеристик серийных скреперов.

1.1.2 Анализ конструктивных решений устройств, позволяющих увеличивать сцепной вес тягача скреперного агрегата.

1.2 Анализ работ по исследованию тяговых качеств тягачей и вертикальных нагрузок, действующих на скрепер при копании грунта.

1.2.1 Анализ исследований вертикальных нагрузок, действующих на скрепер при копании грунта.

1.2.2 Анализ используемых моделей взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом.

1.3 Анализ работ, посвященных применению догружающих устройств на скреперных агрегатах.

1.4 Выводы и обоснование задач исследований.

2 Теоретическое исследование работы скреперного агрегата

2.1 Разработка компоновки догружающего устройства.

2.2 Система гидропривода догружающего устройства.

2.3 Уточнённая методика расчёта вертикальных реакций при копании грунта на колёса скреперного агрегата.

2.3.1 Обоснование расчётной схемы.

2.3.2 Влияние работы догружающего устройства на сцепной вес тягача.

2.3.3 Нагрузки, действующие на прицепной скрепер при копании грунта.

2.3.3.1 Нагрузки, действующие на тяговый брус скрепера.

2.3.3.2 Нагрузки, действующие на арку-хобот и ковш скрепера.

2.3.3.3 Определение максимального догружающего усилия.

2.4 Прогнозирование изменения вертикальных нагрузок на мосты самоходного скрепера при копании грунта.

2.5 Методика расчёта тяговых качеств колёсного тягача прицепного СА.

2.6 Выводы.

3 Экспериментальные исследования

3.1 Задачи экспериментальных исследований.

3.2 Экспериментальное тягово-спепное догружающее устройство.

3.3 Методика экспериментальных исследований.

3.3.1 Условия испытаний.

3.3.2 Датчики, аппаратура, приспособления.

3.3.3 Планирование экспериментальных исследований.

3.4 Методика обработки эксперимента и определение погрешностей.

3.5 Предварительные инструментальные исследования.

3.6 Исследование процесса копания грунта.

Актуальность темы. Для производства земляных работ в дорожном, мелиоративном и аэродромном строительстве применяются скреперы различных конструкций. Прицепные скреперы к гусеничным и колесным тягачам имеют широкое распространение благодаря простоте конструкции и высокой эксплуатационной надежности.

Применение полноприводных, энергонасыщенных двухосных колёсных тягачей в составе прицепных скреперных агрегатов (СА) вместо гусеничных тягачей позволяет существенно повысить их мобильность и производительность, однако требует обязательного применения толкачей, что удорожает технологический процесс разработки грунта. При этом загрузка по мощности тракторных двигателей современных полноприводных двухосных колёсных тягачей при реализации максимальной силы тяги по сцеплению колёсных движителей с грунтом редко превышает 50.60 %, что связано с невозможностью полной реализации мощности двигателя из-за недостаточных тягово-сцепных качеств колёсных движителей тягача. Исходя из этого, снижение стоимости разработки грунта прицепным СА возможно за счёт повышения тягово-сцегишх качеств его колёсного тягача с помощью тягово-сцепного догружающего устройства (ТСДУ) и отказа, в этой связи, от дополнительного толкача. Создание эффективного ТСДУ требует, в свою очередь, целенаправленного изучения процесса перераспределения вертикальных нагрузок по мостам прицепного СА при копании грунта и особенно изменения вертикальной нагрузки на передний мост прицепного скрепера, как резерва увеличения сцепного веса тягача.

Изучению процесса копания грунта скрепером посвящены многочисленные исследования, но до настоящего времени недостаточно изучен вопрос увеличения сцепного веса двухосного колесного тягача СА при копании грунта за счёт передачи на тягач части веса прицепного скрепера с целью увеличения его тягово-сцепных качеств. Поэтому задача, направленная на обеспечение эффективного самонабора грунта прицепным скреперным агрегатом за счёт применения ТСДУ, является важной и актуальной.

Настоящая работа выполнена в рамках научно-исследовательской работы, заказанной 30 ЦНИИ МО РФ ( рег.№ 20115 ).

Цель исследования: совершенствование конструкции СА, состоящего из полноприводного колёсного тягача и прицепного скрепера, для повышения эффективности его работы путём перераспределения вертикальной нагрузки с переднего моста прицепного скрепера на тягач за счёт применения ТСДУ.

Объект исследования: прицепной С А, состоящий из полноприводного колесного тягача и прицепного скрепера, особенностью которого является наличие ТСДУ новой конструкции.

Предмет исследований: выявление закономерностей перераспределения вертикальных нагрузок на мосты прицепного СА при копании грунта, а также технико-экономическая целесообразность использования ТСДУ новой конструкции.

Гипотеза исследования: эффективность скреперного агрегата будет увеличена и получен экономический эффект, если:

-удастся простыми конструктивными способами передать в процессе копания всю вертикальную нагрузку (или её часть) с переднего моста прицепного скрепера на тягач с целью увеличения его сцепного веса и развиваемой силы тяги;

- в процессе копания грунта окажется, что передний мост скрепера сохраняет хотя бы свой статический вес при порожнем ковше;

-будет обеспечено сохранение сцепного веса тягача при изменяющейся силе тяги на сцепном устройстве;

-будет найдено экономически обоснованное значение вместимости ковша для колёсного тягача с изменяемым сцепным весом.

Соответственно изложенным целям в диссертации ставятся следующие основные задачи:

1. Уточнение модели взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом и разработка на её основе методики расчёта вертикальных реакций грунта, действующих на колёса СА при копании грунта.

2. Разработка конструкции ТСДУ для прицепного СА.

3. Исследование влияния работы ТСДУ и конструкции тягового бруса скрепера на распределение вертикальных нагрузок по мостам СА при копании грунта, тягово-сцепные качества колёсного тягача и эффективность наполнения ковша грунтом.

4. Разработка экономико-математической модели процесса работы прицепного СА, оборудованного ТСДУ, с целью оптимизации главного параметра СА - вместимости ковша, и оценка экономической эффективности применения ТСДУ.

На защиту выносятся:

1. Уточнённая модель взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом, отличающаяся от известных тем, что предложено:

- исключить из баланса вертикальных сил, действующих на скрепер при заполнении ковша, вес подвижного столба грунта, входящего в ковш;

- учесть силы трения по наклонным граням подвижного столба грунта в ковше скрепера.

2. Аналитические зависимости для определения вертикальных нагрузок на мосты СА, отличающиеся от известных учётом влияния конструкции ТСДУ и тягового бруса прицепного скрепера на перераспределение вертикальных нагрузок по мостам СА при копании грунта и тягово-сцепные качества колёсного тягача.

3. Результаты исследований влияния работы ТСДУ и конструкции тягового бруса скрепера на сцепной вес и тягово-сцепные качества колёсного тягача, вертикальные реакции грунта на колёса прицепного скрепера и эффективность наполнения скреперного ковша.

4. Рекомендации по устранению конструктивных недостатков серийных прицепных скреперов и проектированию новых прицепных СА.

5. Экономико-математическая модель «прицепной скрепер - колёсный тягач с изменяемым сцепным весом».

Научная новизна работы и теоретическая значимость работы:

1. Разработана уточнённая модель взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом, отличающаяся учётом сил трения грунта в ковше скрепера и установленной взаимосвязью между возникающими силами трения грунта в ковше и вертикальными нагрузками на мосты скрепера.

2. Теоретически обосновано исключение из баланса вертикальных сил, действующих на скрепер при заполнении ковша, веса «столба» грунта, образующегося в ковше, подтверждённое результатами экспериментальных исследований.

3. Выявлена взаимосвязь конструктивных параметров ТСДУ, тягового бруса прицепного скрепера и процесса изменения сцепного веса тягача, определяющего эффективность работы прицепного скрепера с колёсным тягачом

4. Разработана экономико-математическая модель «прицепной скрепер -колёсный тягач с изменяемым сцепным весом», которая позволяет определять оптимальную вместимость ковша прицепного скрепера к колёсному тягачу с изменяемым сцепным весом и оценивать технико-экономическую целесообразность использования ТСДУ.

Результаты работы представляют значимость для теории землеройно-транспортных машин, заключающуюся в обосновании перспективного направления совершенствования СА и совершенствования методик их расчёта.

Практическая значимость работы состоит: в разработке методики расчёта вертикальных реакций грунта, действующих на колёса скреперного агрегата при копании грунта; в разработке методики расчёта тягово-сцепных качеств колёсного тягача прицепного скреперного агрегата, оборудованного ТСДУ; в получении рекомендаций по устранению конструктивных недостатков серийных прицепных скреперов и проектированию новых прицепных скреперных агрегатов. Результаты проведённых исследований являются основой для повышения эффективности работы прицепных скреперов с колёсными тягачами и могут быть использованы при модернизации и проектировании прицепных СА.

Реализация работы. Результаты диссертационных исследований внедрены в научно-исследовательских работах «Приоритет» и «Развитие» при формировании проекта Государственной Программы вооружений, - проводимых 30 ЦНИИ МО РФ, для обоснования приоритетов в области модернизации средств наземного обслуживания авиации общего применения.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены и одобрены: на международной научно-практической конференции "HEAVY

MACHINERY HM 2002", Кральево, Югославия, Kraljevo University of Kraguevac, 2002 г.; на 5-ой международной научно-практической конференции "Высокие технологии в экологии", г. Воронеж, ВГАСУ, 2002 г.; на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ВВАИИ 2000.2003 г.; на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ВГАСУ 2000. 2003 г.

Публикации работы. Основное содержание диссертации опубликовано в 11 печатных изданиях, личный вклад автора составляет 21 лист. Получено два патента РФ: на изобретение №2182948 по заявке №2000119280/03, на изобретение №2203364 по заявке №2001116398/03. Получено два положительных решения о выдаче патентов РФ на изобретения по заявкам №2001113440/03 и №2002107262/03.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы из наименований и 5 приложений. Работа изложена на страницах, из них страницы текста, /£ таблиц, № рисунков.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Уточнена модель взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом. На основе этой модели разработана уточнённая методика расчёта вертикальных реакций грунта на колёса СА при копании, предусматривающая исключение из баланса вертикальных сил, действующих на ковш скрепера при копании, веса столба грунта, движущегося внутри ковша, и учитывающая силы трения грунта в ковше, а также конструкцию тягового бруса прицепного скрепера.

2. Разработаны три новых конструкции ТСДУ для прицепного СА, обеспечивающие значительное увеличение сцепного веса колёсного тягача СА.

3. Выявлены недостатки конструкции серийных прицепных скреперов, снижающие тягово-сцепные качества тягача, на основании чего разработаны рекомендации по изменению конструкции тягового бруса серийных прицепных скреперов, реализация которых исключит снижение сцепного весатягача при копании грунта.

4. Разработана экономико-математическая модель «прицепной скрепер - колёсный тягач с изменяемым сцепным весом», которая позволила определить экономическую эффективность применения ТСДУ и оптимальную вместимость ковша прицепного скрепера к колёсному тягачу с изменяемым сцепным весом.

5. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена экономическая эффективность применения на прицепных скреперах к колёсным тягачам специальных ТСДУ. При копании грунта экспериментальным СА с давлением в гидроцилиндре догрузкир =10 МПа зафиксировано: увеличение объема набираемого грунта в среднем на 19,5 %; увеличение силы тяги тягача по сцеплению на 20 %; сцепного веса (7СЦ на 22 % и максимальной тяговой мощности на 16 %. Применение усовершенствованного ТСДУ позволит эффективно работать колёсному тягачу Т-150К с прицепным скрепером вместимостью ковша 5 м3 (при копании самонабором грунта II категории), что обеспечит годовой экономический эффект порядка 92900 руб. на один новый С А по сравнению с базовым (Т-150К + ДЗ-111А без ТСДУ).

6. Разработаны программы для расчёта на ЭВМ вертикальных нагрузок на мосты СА при копании грунта и тягово-сцепных качеств тягача с изменяемым сцепным весом.

7. Результаты проведённых теоретических и экспериментальных исследований имеют хорошую сходимость. Значение коэффициента вариации экспериментальных значений исследуемых параметров (силы тяги на тяговом брусе скрепера и вертикальных нагрузок на мосты С А) составило 2,6. 12,3 %, а величина максимального расхождения математических ожиданий экспериментальных значений с теоретическими значениями, полученными по разработанным методикам расчёта, составила 10,3 %.

Направления дальнейших исследований:

1. Создание усовершенствованного ТСДУ, исключающего снижение сцепного веса тягача при копании, у которого передача усилия догрузки на тягач будет осуществляться внутри его опорного периметра.

2. Введение сту пенчатого программного увеличения догрузки при копании и автоматическое регулирование перераспределения вертикальных нагрузок на мосты тягача с заданным коэффициентом неравномерности.

3. Углубление исследований по изменению вертикальных нагрузок на мосты скрепера при копании: а) изучение процесса формирования столба грунта (его формы и расположения) в зависимости от высоты наполнения ковша грунтом; б) уточнение величины сил трения на входящий столб грунта по всему объёму; в) исследование влияния утла резания на параметры столба грунта и эффективность заполнения ковша.

3.7 Практические рекомендации

1. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований прицепного скрепера с колесным тягачом установлены конструктивные недостатки тягового бруса серийной машины. Они заключаются в том, что на тяговом режиме происходит уменьшение сцепного веса колесного тягача (таблица 2.2) за счёт возникновения разгружающего усилия на конце тягового бруса, которое пропорционально силе тяги тягача.

Анализ формулы (2.26) показывает, что устранение этого недостатка возможно за счет изменения конструкции тягового бруса и шарового опорного устройства арки-хобота серийного скрепера. Для этого необходимо обеспечить отношение: гсз + Ьш ~ Ьсц

3.20)

Для колесного тягача существенное значение имеет высота прицепного устройства кСц, с ее уменьшением снижается перераспределение вертикальных нагрузок на его мосты, поэтому увеличивать высоту крепления прицепного тягового бруса скрепера нежелательно. С другой стороны, величина гСз определяется типоразмером шин и вместимостью ковша скрепера и для данной модели изменяться не может. Придавать величине кш отрицательные значения конструктивно сложно и нецелесообразно из-за ухудшения проходимости скрепера.

Наиболее рациональным представляется рекомендовать конструкцию прицепного тягового бруса скрепера при кш = 0, когда высота прицепного устройства тягача равна радиусу качения колес переднего моста скрепера, то есть

В этом слу чае крепление шарнирного устройства необходимо размещать в арке-хоботе, а опорную тарелку шарового устройства в полости балки переднего моста скрепера, а сам тяговый брус выполнять изогнутым в продольной плоскости. На рисунке 3.16 показана разработанная конструкция тягового бруса прицепного скрепера, в котором реализована эта рекомендация. На эту конструкцию уже подана заявка на изобретение. гсз ~ кСц

3.21)

Рисунок 3.16 - Рекоменду емая конструкция тягового бруса скрепера

В этой конструкции исключается снижение сцепного веса тягача при копании за счет развиваемой им силы тяги, хотя несколько усложняется конструкция серийного скрепера.

2. В связи с тем, что стандартная конструкция тягово-сцепных устройств серийных тягачей не предназначена для восприятия значительных вертикальных нагрузок, было разработано два новых варианта агрегатирования двухос-нфго тягача с прицепным скрепером, которые позволяют увеличивать сцепной вес тягача практически без увеличения его конструктивной массы.

На рисунке 3.17 [104] показан вариант агрегатирования тягача с прицепным скрепером, имеющим оригинальный тяговый брус 5, между которым и аркой-хоботом 6 установлен гидроцилиндр догрузки 4 тягача 2.

Использование шарового шарнира 7 для присоединения тягового бруса 5 к тягачу 2 позволяет существенно уменьшить габариты сцепного устройства. Расположив корпус шарнира 7 внутри опорного периметра тягача, можно добиться равномерной загрузки мостов тягача на тяговом режиме, что уменьшит циркуляцию паразитной мощности между мостами тягача (если отсутствует межосевой дифференциал). Длину тягового бруса 5 целесообразно назначать как можно меньше, так как это увеличит эффект догружающего усилия. Для того чтобы исключить самопроизвольный поворот переднего моста скрепера, шаровой шарнир 12 переднего моста скрепера снабжён продольным горизонтальным пальцем.

Использование такой конструкции ТСДУ наиболее предпочтительно для постоянного агрегатирования тягача со скрепером, когда нет необходимости использования тягача на других видах работ.

На рис 3.18 изображено новое ТСДУ [105], на которое получен патент РФ, позволяющее не только догружать тягач 2 гидроцилиндром 4, но и регулировать степень неравномерности нагружения мостов в необходимых пределах за счёт подачи регулируемого давления в два вертикально расположенных гидроцилиндра 5.

Вертикальное расположение гидроцилиндров 5 позволяет избежать при их работе увеличения горизонтальной нагрузки в шарнире 11 сцепного устройства тягача, что характерно для ТСДУ показанного на рисунке 1.12 [27]. Кроме этого такая компоновка позволяет сократить длину тягового бруса. Использование такого ТСДУ наиболее предпочтительно на тяжёлых двухосных тягачах типа К-701 для производства больших объёмов работ в плохих дорожных условиях, когда использование одномоторных самоходных скреперов затруднено, и требуется мощный тягач с высокими тяговыми качествами для транспортирования гружёного скрепера.

Установка автоматической системы регулирования давления в гидроцилиндрах 5 позволит полностью выровнять вертикальные нагрузки на мосты двухосного тягача при различной силе тяги и давлении догрузки в гидроцилиндре 4. Это положительно скажется на снижении циркуляции «паразитной» мощности в трансмиссии тягача и должно повысить максимальную тяговую мощность и максимальную силу тяги по сцеплению, так как будет выравниваться коэффициент буксования всех колёсных движителей тягача и их окружные скорости.

3. Для определения вертикальных нагрузок на мосты прицепного или самоходного СА целесообразно использовать разработанную в главе 2 уточнённую методику расчёта вертикальных нагрузок на колёса скреперного агрегата. Она показала хорошую сходимость с полученными экспериментальными данными по самоходным [28, 72. 74, 79] и прицепным скреперам [71, 84], а также с результатами настоящих исследований.

1.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации. - М.: Высшая школа, 2001. - 575 с.

2. Плешков В.И., Альгин Н.П., Ронинсон Э.Г. и др. Колёсные тягачи и шасси строительных и дорожных машин. М.: Машгиз, 1966.

3. Булгаков Н.П. Основные средства подготовки и содержания аэродрома. -M.: ВВА им. Гагарина (Монино), 1974. 96 с.

4. Горецкий Л.И., Богуславский A.M. и др. Строительство аэродромов. М.: Транспорт, 1991. - 368 с.

5. Белецкий Б.Ф. Строительные машины и оборудование: справочное пособие. Ростов Н/Д, 2002. - 592 с.

6. Артемьев К.А. и др. Теория и расчёт скреперов и скреперных агрегатов. -Воронеж: Изд-во ВГУ, 1996. 344 с.

7. Алексеева Т.В., Артемьев К.А., Ульянов H.A. и др. Дорожные машины. Ч. 1. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение, 1972. - 504 с.

8. Раннев A.B., Корелин В.Ф. и др. Строительные машины: Справочник: в 2 т. Т. 1: Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог. М.: Машиностроение, 1991. - 496с.

9. Холодов A.M., Ничке В.В., Назаров Л.В. Землеройно-транспортные машины: Справочник. Харьков: Вища школа, 1982. - 192 с.

10. Ульянов H.A., Ронинсон Э.Г., Соловьёв В.Г. Самоходные колёсные землеройно-транспортные машины. М.: Машиностроение, 1976. - 359 с.

11. Ронинсон Э.Г., Затко А.И., Сидоров H.A. Самоходные скреперы. М.: Машиностроение, 1991. - 256 с.

12. Нилов В.А., Косенко A.A., Гаврилов A.B. Влияние процесса набора грунта на сцепной вес тягача скрепера. // Межвузовский сборник научно-методических трудов "Совершенствование наземного обеспечения авиации" Ч.З Воронеж: Изд-во ВВАИИ, 2000. - с. 119-122.

13. Тракторы Т-150К, Т-157, Т-158: Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Харьков: Изд-во ХТЗ, 1989. - 393 с.

14. Фалькевич Б. А. и др. Агрегатирование полуприцепных скреперов с промышленными тракторами. Строительные и дорожные машины, 1975, № 2, с. 10-11.

15. ПАТЕНТ (США) № 2993.284 кл. 37-126. Eart Scrapers. Авт. Richard В. Miskin. 25.07.1961.

16. A.C. 347410 (СССР) кл. E02F3/64. Землеройно-транспортный агрегат. Авт. изобрет. Цитрон С.А. и др. № 1392710/29-14 Заявл. 02.10.85 Опубл. 28.02.87 Бюл. №8.

17. A.C. 1293284 (СССР) кл. Е02РЗ/58.Устройство для присоединения прицепного скрепера к тягачу. Авт. изобр. Глебов В. Д. и др. № 3959014/29-03 Заявл. 13.01.70; Опубл. 10.08.72 Бюл. №24.

18. A.c. 588303 (СССР) кл E02F3/58. Сцепное устройство скрепера Авт.изобр. Жуков A.A. № 2393676/29-03; Заявл. 16.08.76; Опубл. 15.01.78 Бюл. №2.

19. A.C. 1198164 (СССР) кл. E02F3/58. Скреперный поезд. Авт. изобр. Нилов В.А. и др. № 3450713/29-03 Заявл. 30.03.82 Опубл. 15.12.85 Бюл. №46.

20. A.C. 985119 (СССР) кл. E02F3/58. Скреперный поезд. Авт. изобр. Нилов В.А. и др. № 3324405/29-03 Заявл. 04.08.81 Опубл. 30.12,82 Бюл. №48.

21. A.C. 1219742 (СССР) кл. E02F3/64. Сцепное устройство прицепного скрепера (его варианты). Авт. изобр. Зинченко Н.С. и др. № 37685/29-03 Заявл. 12.07.84 Опубл. 23.03.86 Бюл. №11.

22. A.C. 787568 (СССР) кл. E02F3/64. Землеройно-транспортный агрегат. Авт. изобр. Демиденко А.И. и др. № 2707923/29-03 Заявл. 05.01.79; Опубл. 15.12.80, Бюл. №46.

23. A.C. 1239213 (СССР) кл. E02F3/64. Прицепной скрепер с догружающим устройством. Авт. изобр. Нилов В.А. и др. № 3711704/29-03 Заявл. 13.03.84 Опубл. 23.06.86 Бюл. №23.

24. A.c. №1701836 СССР, МКИ5 E02F3/64. Прицепной скрепер с догружающим устройством. Авт изобр. Нилов В.А. и др. №4703710/29-03; Заявл. 08.06.89; Опубл. 30.12.91, Бюл. №48.

25. A.c. №1472574 СССР, МКИ4 E02F3/64. Прицепной скрепер с догружающим устройством. Авт изобр. Нилов В.А. и др. №4230069/29-03; Заявлено 14.04.87; Опубл. 15.04.89, Бюл. №14.

26. Ульянов H.A. Теория самоходных колёсных землеройно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1969. - 520 с.

27. Чудаков Е.А. Основы теории и расчёта трактора и автомобиля. М.: Колос, 1972. - 384 с.

28. Агейкин Я.С. Вездеходные колёсные и комбинированные движители. -М.: Машиностроение, 1972. 184 с.

29. Смирнов А.Г. Исследование скольжения пневматической шины колёсного движителя при криволинейном движении.: Автореферат дис. . канд. техн. наук. Харьков, 1981. - 19 с.

30. Бабков В.Ф., Бируля А.К., Сиденко В.М. Проходимость колесных машин по грунту. М.: Автотрансиздат, 1959. - 189 с.

31. Кнорроз В.И. Работа автомобильной шины. М.: Автотрансиздат, 1960.

32. Водяник И.И. Воздействие ходовых систем на почву. М.: Агропромиз-дат, 1990- 172 с.

33. Никулин П И. Теория криволинейного движения колёсного движителя. -Воронеж: Изд-во ВГУ, 1992. 212 с.

34. Никулин П.И., Путанкин К.С., Смирнов А.Г., Пурусов Ю.М. Влияние конструкции крупногабаритных пневматических шин на тяговые свойства колёсного движителя. Каучук и резина. 1978, № 11, с. 45-49.

35. Пурусов Ю.М. Исследование тяговых качеств колёсного движителя при криволинейном движении: Дис. . канд. техн. наук. Воронеж, 1976.-175с.

36. Щербинин М.Н. Исследование тяговых качеств колёсного движителя на деформируемых грунтах: Дис. . канд. техн. наук. Воронеж, 1979. - 328 с.

37. Полонов A.M. Повышение эффективности работы колёсного движителя погрузочных машин: Автореферат дис. . канд. техн. наук. Москва, 1991,-21с.

38. В.Е. Колотилин, А.П. Куляшов, В.А. Шапкин и др. Движители специальных строительных и дорожных машин. Н. Новгород: НГТУ, 1995.-208с.

39. Бузин Ю.М. Исследование буксования колёсного движителя землеройно-транспортной машины при монотонно возрастающей силе тяги: Дис. . канд. техн. наук. Воронеж. 1979.-301с.

40. Куприн Н.П. Исследование взаимодействия колёс самоходного скрепера с опорной поверхностью при повороте: Дис. . канд. техн. наук. Воронеж, 1981.-183 с.

41. Устинов Ю.Ф. Исследование поворота самоходного колёсного скрепера на базе одноосного тягача.: Дис. . канд. техн. наук. Воронеж, 1971. - 202с.

42. Бочаров A.B. Повышение тягово-сцепных свойств прицепного транспортного агрегата за счёт автоматической гидродогрузки задних колёс трактора.: Автореферат дис. . канд. техн. наук. Воронеж, 2000. - 20 с.

43. Иванов В.П. Повышение тяговых качеств колёсного движителя земле-ройно-транспортных машин.: Дис. . канд. техн. наук,- Воронеж, 1995. 166 с.

44. Ульянов H.A. Колёсные движители строительных и дорожных машин. Теория и расчёт. М.: Машиностроение, 1982. - 279 с.

45. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Т. 2 М.: Колос, 1968. - 455 с.

46. Домбровский Н.Г. Сопротивление грунта копанию при работе одноковшового экскаватора. В кн.: Резание грунтов,- М.: АН СССР, 1951.-е. 42-75.

47. Домбровский Н.Г. Картвелишвили Ю.Л., Гальперин М.И. Строительные машины. Ч. 1-ая. М.: Машиностроение, 1976,- 391 с.

48. Зеленин А.Н. Физические основы теории резания грунтов. М.: Академия наук СССР, 1960.

49. Зеленин А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. -M.: Машиностроение, 1968. 376 с.

50. Айзеншток И.Я. К построению физической теории резания грунтов. В кн.: Резание грунтов. М.: АН СССР, 1951. с.76-103.

51. Абезгауз В.Д. Режущие органы машин фрезерного типа для разработки горных пород и грунтов. М.: Машиностроение, 1965. - 280 с.

52. Гальперпн М.И. Механика резания известняков. М.: изд. ВИНИТИ АН СССР, 1957.-42 с.

53. Фёдоров Д.И. Исследование резания грунтов и испытания ковшей драглайна новой формы. М.: Трансжелдориздат, 1961. 56 с.

54. Фёдоров Д.И. Рабочие органы землеройных машин. М.: Машиностроение, 1977.-288 с.

55. Холодов A.M. Практикум по дорожным машинам. М.: Высшая школа,1964. 168 с.

56. Руднев В. К. Копание грунтов землеройно-транспортными машинами активного действия. Харьков: Вища школа, 1974. - 142 с.

57. Петере Е.Р. Исследование вопросов энергетики землеройных' машин.: Дис. . канд. техн. наук. М., 1946 - 93 с.

58. Шнейдер В.А. Рациональные формы и объём ковша скрепера.: Дис. . канд. техн. наук. М., 1954 - 93 с.

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

60. Недорезов И. А. Тяговый расчёт и выбор основных параметров автогрейдеров. В кн.: Исследование дорожных машин,- М.: НИИстройдоркоммунмаш,1965.-е. 34-48.

61. Недорезов И.А., Бондарович Б.А., Фёдоров Д.И. Вероятностный анализ усилий в рабочем оборудовании землеройных машин. Строительные и дорожные машины, 1971, №8. - с. 10-12.

62. Ясинецкий В.Г. Определение сопротивления наполнению ковшей прицепных скреперов.-Строительное и дорожное машиностроение,-1957, №11-с. 23-26

63. Артемьев К. А Основы теории копания грунта скреперами. М.: Машгиз, 1963.- 128 с.

64. Баловнев В. И. Метод определения сопротивления наполнения и основных параметров ковша скрепера. Строительные и дорожные машины № 10, 1958.

65. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами. М.: Машиностроение, 1971. - 357 с.

66. Баловнев В.И. Физическое моделирование резания грунтов. М.: Машиностроение, 1969. - 159 с.

67. Берестов Е.И. Научные основы моделирования системы "грунт рабочее оборудование землеройных машин".: Автореферат дис. . докт. техн. наук. -Могилёв, 1998.-38 с.

68. Водобоев В.Г., Мещеряков В. А. Конечно-элементная модель процесса резания грунта. Строительные и дорожные машины № 3, 2002, с. 8-11.

69. Дейнего Ю.Б. Исследование прицепных скреперов большой ёмкости.: Дис. . канд. техн. наук. М., 1952. - 203 с.

70. Ронинсон Э.Г. Исследование реакций грунта при работе самоходного скрепера в режиме копания.: Дис. .канд. техн. наук. Москва, 1970. - 197 с.

71. Ронинсон Э.Г. Нагрузки на самоходный скрепер в процессе набора грунта // Исследование навесных машин и оборудования. Труды ВНИИСДМ. М., 1970,- с.48-56.

72. Борисенков В.А. Исследование тяговых качеств самоходного колёсного скрепера и гусеничного тягача при работе в одном агрегате.: Дис. . канд. техн. наук. М., 1969.

73. Тарасов В Н. Распределение нагрузок на мосты скрепера и бульдозера. Сборник "Строительные и дорожные машины". Раздел "Дорожные машины", вып. 1.-М.: ЦНИИТЭСтроймаш, 1968.

74. Федоров ДИ, Войцеховский Р.И., Гулия Н.В. Экспериментальное исследование процесса заглубления рабочих органов в грунт. Сборник "Строительные и дорожные машины". Раздел "Дорожные машины", вып. 3. М.: ЦНИИТЭСтроймаш, 1965.

75. Белокрылов В.Г. Исследование процесса взаимодействия ножа и ковша скрепера с разрабатываемым грунтом: Дис. . канд. техн. наук. Омск, 1975.- 172 с.

76. Глебов В.Д. Исследование рабочего процесса прицепных скреперов.: Дис. . канд. техн. наук. Омск., 1978. - 247 с.

77. Нилов В.А. Исследование скреперного поезда.: Дис. . канд. техн. наук. -Воронеж, 1975. 1S7 с.

78. Завьялов A.M. Основы теории взаимодействия органов дорожно-строительных машин со средой".: Автореферат дис. . докт. техн. наук. -Омск, 2000 36 с.

79. Гулия Н.В. Исследования скрепера с дополнительным инерционным двигателем-аккумулятором.: Дис. . канд. техн. наук. М., 1965 - 203 с.

80. Шнейдер В.А., Брянский Ю.А. Одноосные и двухосные тягачи строительных и дорожных машин. М.: Машиностроение, 1966.

81. Волков Д.П., Никулин П.И. и др. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение, 1992. - 448 с.

82. Зинченко Н.С. Исследование рабочего процесса прицепного скрепера, увеличивающего сцепной вес гусеничного тягача при копании грунта.: Авто-реф. дис. . канд. техн. наук. Омск., 1980 - 19 с.

83. Никулин П.И., Гильмутдинов В.И., Литвинов B.C. Расчёт и построение тяговой характеристики землеройно-транспортной машины с гидромеханической трансмиссией. Воронеж: Изд-во ВГАСА, 1993. - 35 с.

84. Нилов В.А., Косенко A.A., Великанов A.B. Догружающее устройство для тягача прицепного скрепера. Информационный листок ВЦНТИ №79-165-00 -Воронеж, 2000. 2 с.

85. Загородних А.Н. Повышение эффективности работы комплекса "скрепер-толкач" путём совершенствования процесса их взаимодействия.: Автореферат дис. . канд. техн. наук. Орёл, 2002. - 21 с.

86. Савельев А.Г. Обоснование параметров структурных схем и стержневых систем рабочего оборудования дорожно-строительных машин.: Автореф. дис. . доктора техн. наук. Москва, 2000.

87. Демиденко А.И. Исследование влияния наклона боковых стенок ковша на процесс копания грунта скрепером с прямым ножом.: Дис. . канд. техн. наук. Омск, 1971,- 148 с.

88. Щемелев A.M. Исследование влияния параметров передней заслонки на рабочий процесс работы скрепера.: Дис. . канд. техн. наук. Омск, 1971.—155с.

89. Баловнев В.И., Хмара Л.А. Интенсификация земляных работ в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1983. - 183 с.

90. Васильченко В.А., Беркович Ф.М. Гидравлический привод строительных и дорожных машин.- М.: Стройиздат, 1978. 166с.

91. Косенко A.A. Разработка гидросистемы догружающего устройства скреперного агрегата // Межвузовский сборник научно-методических трудов "Совершенствование наземного обеспечения авиации" Ч. 2, Воронеж: Изд-во ВВАИИ, 2002.-с. 115-119.ё

92. Завадский Ю.В. Планирование эксперимента в задачах автомобильного транспорта. М: МАДИ, 1978. - 156 с.

93. Лихачёв B.C. Испытания тракторов. М.: Машгиз, 1963. - 280 с.

94. ЮОВеденяпин Г. В. Общая методика экспериментального исследования иобработка опытных данных. М.: Колос, 1962. - 156 с.

95. Положительное решение о выдаче патента на изобретение "Догружающее устройство прицепного скрепера" по заявке №2001113440/03 от 22.05.2001. Авт изобр. Нилов В.А., Косенко A.A. ,Терехов A.A. (РОССИЯ).

96. ПАТЕНТ №2182948 Россия, кл. E02F3/64. Скрепер с догружающим устройством. Авт изобр. Нилов В.А., Косенко A.A., Великанов A.B., Гаврилов A.B., №2000119280/03. Заявл. 19.07.2000. Опубл. 27.05.2002, Бюл. №15. 4 с.

97. Инструкция по определению экономической эффективности новых строительных, дорожных, мелиоративных машин, противопожарного оборудования, лифтов, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978. 412 с.

98. Методические указания по определению экономической эффективности новой строительной, дорожной и мелиоративной техники. Руководящий документ 22-313-89. М.: ЦНИИТЭстройдормаш, 1990. - 160 с.

99. Методические рекомендации по определению расчетной себестоимости эксплуатации машин и анализу их использования в строительстве. М.: Строй-издат, 1985. 102 с.

100. Рекомендации по расчету экономической эффективности технических решений в области организации, технологии и механизации строительных работ. М.: Стройиэдат, 1985. 128 с.

101. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Экономика, 1977.

102. Зеленин А.Ч., Карасев Г.Н., Красильников J1.B. Лабораторный практикум по резанию грунтов. М.: Высшая школа, 1969.112Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 2002. 479 с.

103. ПАТЕНТ №2203364 Россия, кл. Е 02 F 3/64. Способ копания грунта скрепером с постоянной глубиной резания. Авт изобр. Нилов В.А., Косенко A.A., Великанов A.B., Никотин О.Ю. №2001116398/03. Заявлено 13.06.2001. Опубл. 27.04.2003, Бюл. №12. 4 с.

104. Веденяпин В.Е., Комиссаров В.В., Мер И И. и др. Курсовое и дипломное проектирование по мелиоративным машинам. М.: Колос, 1984. - 175 с.

105. Ведомость предельных цен на эксплуатацию строительных машин и механизмов по состоянию на 1 августа 2002 г. Строитель, 2002, № 9.

106. Индексы цен и стоимость конструктивных элементов и видов работ. -Строитель, 2003, № 2.

107. Нилов В.А., Косенко A.A., Великанов A.B. Спаренная работа автогрейдеров Информационный листок ВЦНТИ №79-164-00 Воронеж, 2000. - 2 с.