автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Развитие научных основ взаимодействия контактной поверхности рабочих органов землеройных машин с мерзлыми грунтами

На правах рукописи

003475881

Кузнецова Виктория Николаевна

0 3 СЕН

РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН С МЕРЗЛЫМИ ГРУНТАМИ

05.05.04 Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени достора технических наук

ОМСК 2009

003475881

Работа выполнена на кафедре «Эксплуатация дорожных машин» ГОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Завьялов Александр Михайлович Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Абраменков Эдуард Александрович Новосибирский государственный

архитектурно-строительный университет (Сибстрин)

доктор технических наук, профессор Никулин Павел Иванович Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

доктор технических наук, профессор Гаддин Николай Семенович Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Ведущая организация: Тюменский государственный

нефтегазовый университет

Защита состоится 8 октября 2009 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.250.02. при Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ) по адресу: 644080, г. Омск, проспект Мира, д. 5.

Справки по телефону: (3812) 65-07-66, (3812) 65-27-27

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СибАДИ по адресу: 644080, г. Омск, проспект Мира, д. 5.

Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять в диссертационный совет академии.

Автореферат разослан августа 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Иванов В.Н.

Актуальность работы. Строительные работы, проводимые на обширной территории России, производятся в тяжелых климатических и грунтовых условиях. Значительный объем среди различных видов строительных работ занимают земляные работы, связанные с разработкой грунтов. Разнообразие методов разработки грунтов определяется их типом, климатическими условиями и технологией производства работ.

Большая площадь России (более 70 %) занята вечномерзлыми грунтами либо грунтами сезонного промерзания. Приблизительно 25 % от общего объема земляных работ приходится на разработку мерзлых грунтов. Работы промышленного, гражданского и дорожного строительства ведутся не только в летнее, но и в зимнее время. Это может быть связано со сроками строительства или ввиду высокой заболоченности местности. Процесс разработки мерзлых грунтов весьма трудоемок и энергоемок. Следовательно, возникает ряд проблем, разрешение которых позволит существенно увеличить производительность, снизить энергоемкость и себестоимость процесса. Поэтому вопрос разработки мерзлых грунтов является достаточно актуальным.

Несмотря на быстрое развитие различных методов разработки мерзлых грунтов в настоящее время наиболее эффективен механический способ их разрушения, выполняемый при помощи статических и динамических средств механизации. Сравнительный анализ методов разработки мёрзлых грунтов показывает, что этим способом выполняется более 75 % объема работ. Так как сопротивление мерзлых грунтов разрушению в процессе скола изменяется весьма значительно в малые промежутки времени, то в отличие от немерзлых грунтов термин статического разрушения к мерзлым грунтам можно применять весьма условно. Амплитуда изменения силы резания мерзлых грунтов составляет в среднем 0,7 среднемаксимальной величины. Такие колебания силы обусловливают и динамические воздействия на рабочее оборудование, и динамичность самого процесса разрушения грунта.

Анализ применения статического разрушения мерзлых грунтов показывает его частое использование для разработки пластично-мерзлых грунтов, тогда как при помощи метода динамического разрушения разрабатываются твердомерзлые грунты. Выбор метода разрушения определяется величиной энергоемкости процесса разработки мерзлого грунта.

Исследования показали, что величина энергоемкости разработки мерзлых грунтов землеройными машинами зависит не только от физико-механических свойств грунтов, но и от конструкции рабочих органов, применяемых для выполнения работ. Доминирующая величина суммарной силы сопротивления грунта разработке приходится на лобовые поверхности режущих рабочих органов землеройных машин, к которым относятся наконечники зубьев рыхлителей и зубья ковшей экскаваторов. Поэтому для уменьшения величины сил сопротивлений разработке грунтов большое значение имеет выбор оптимальной конфигурации рабочих органов, параметров их режущих кромок. Широкое использование землеройных машин на разнообразных типах мерзлых и талых грунтов вызывает необходимость изготовления наконечников зубьев рыхлителей и зубьев ковшей экскаваторов различной конфи1урации. При этом в основном учитывается практический опыт разработки грунта.

Разработка мёрзлых грунтов существенным образом зависит не только от начальных параметров рабочих органов, но также и от изменения их в процессе разработки грунта. Как показывают исследования, эффективность разработки резко падает из-за затупления рабочих органов в результате абразивного износа. В некоторых случаях рабочие органы изнашиваются до предельных значений за 2-4 смены эксплуатации. Снижение скорости изнашивания рабочих органов позволит значительно повысить производительность землеройных машин и эффективность их работы. Повышенная эффективность как интегральный показатель процесса разработки грунта рабочими органами землеройных машин характеризуется не только их высокой износостойкостью, но должна учитывать энергоэффективность разработки мерзлых грунтов.

Следовательно, назрела необходимость в разработке методологии определения оптимальных геометрических параметров и конфигурации рабочих органов землеройных машин, в частности их рабочих поверхностей, участвующих непосредственно в разрушении мерзлых грунтов. Данная методология должна учитывать пространственность и динамичность процесса разработки мерзлых грунтов, их физико-механические свойства и режимы разработки.

Данные исследования выполнены в рамках гранта Президента РФ по теме «Обоснование конструкции и параметров рабочих органов землеройных машин для разработки мерзлых грунтов» в 2007 - 2008 г.г., а также аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы на 2006 - 2008 г.г». Это еще раз подчеркивает актуальность работы.

Научная проблема состоит в необходимости разработки теории пространственного взаимодействия рабочих органов землеройный машин с мерзлым грунтом, имеющей практический выход на определение основных параметров рабочих органов.

Гипотеза: оптимизация параметров пространственных форм рабочих органов землеройных машин, взаимодействующих с мерзлыми грунтами, приводит к минимизации энергоемкости процесса разработки грунтов.

Основная идея работы заключается в установлении и обосновании методами вариационного исчисления параметров оптимальных пространственных форм рабочих органов землеройных машин для разработки мерзлых грунтов.

Цель исследования: создание методологии определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин для повышения эффективности разработки мерзлых грунтов.

Объект исследования: рабочие .органы землеройных машин, взаимодействующие с мерзлым грунтом.

Предмет исследования: выявление закономерностей изменения величин, характеризующих процесс взаимодействия рабочих органов землеройных машин с мерзлым грунтом.

Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи исследования:

- математическое описание реологической модели мерзлых грунтов;

- построение обобщенной математической модели динамических процессов для интерпретации пространственного взаимодействия рабочих органов землеройных машин с мерзлым грунтом;

- экспериментальное определение зависимостей, численных значений коэффициентов, входящих в математическую модель, и установления границ ее адекватности;

- разработка методологии обоснования и определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин повышенной эффективности путем снижения энергоемкости процесса разработки мерзлого грунта;

- практическое внедрение теоретически полученных результатов по созданию рабочих органов землеройных машин повышенной эффективности.

Научная новизна работы представлена:

- математическим описанием реологической модели мерзлого грунта как пластически сжимаемой среды;

- получением закономерностей сжимаемости мерзлых грунтов в зависимости от температуры грунта и сжимающего давления;

- разработкой обобщенной математической модели динамических процессов пространственного взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом;

- разработкой методологии обоснования и определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин повышенной эффективности.

Достоверность научных положений обеспечена:

методологической базой исследования, основанной на фундаментальных теориях;

применением математического анализа в качестве основного инструмента исследования;

практической и экспериментальной проверкой адекватности теоретических исследований.

Практическая ценность заключается в следующем:

- возможность использования теоретических разработок обобщенной математической модели взаимодействия рабочих органов с грунтом для получения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин;

- применение разработанной методологии обоснования и определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин повышенной эффективности на предприятиях транспортного и строительного машиностроения;

- использование разработок и результатов исследований при реализации и коммерциализации инновационных проектов, в учебном процессе по специальностям 190603 (03) «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (строительные, дорожные и коммунальные машины)», 190603 (04) «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (нефтегазодобыча)», 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование», направлениям подготовки бакалавриата 190000 «Транспортные средства» и магистратуры 190100.68 «Наземные транспортные системы».

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

- математическое описание реологической модели мерзлого грунта как пластически сжимаемой среды;

- закономерности изменения величины сжимаемости мерзлых грунтов;

обобщенная математическая модель динамических процессов пространственного взаимодействия рабочих органов землеройных машин с мерзлым грунтом;

- методология обоснования и определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин повышенной эффективности.

Реализация результатов исследований осуществлена в виде передачи научно-технических разработок, рекомендаций, программных продуктов для ЭВМ, которые использованы в ОАО «Стройтрансгаз» (г. Новый Уренгой), ГП «Северавтодор» (г. Нефтеюганск), Конструкторском Бюро Транспортного машиностроения, Мостовом ремонто-строительном управлении, Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ) (г. Омск), при выполнении научно-исследовательских работ.

Материалы работы используются в лекционных курсах, дипломном и курсовом проектировании студентов Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ).

Апробация работы. Основные научные положения и результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на Международной научно-практической конференции «Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки» (г. Санкт-Петербург), научно-производственном семинаре ОАО «Стройтрансгаз» (г. Новый Уренгой), Всероссийских научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования», Международной научно-технической конференции «Автомобильные дороги Сибири», Международном конгрессе «Машины, технологии и процессы в строительстве», посвященном 45-летию факультета «Транспортные и технологические машины» СибАДИ, международном форуме «Инновации года», международном форуме «Омская

марка», международном форуме «Омскполитех», научно-технических конференциях СибАДИ, научных семинарах факультета «Транспортные и технологические машины» СибАДИ. Опытные образцы наконечников зубьев рыхлителей были представлены на международных выставках «Стройпрогресс-98», «Стройпрогресс-99», «Стройпрогресс-2000», «Инновации года», техническом салоне «Омскполитех» (г. Омск).

Публикации. По материалам исследования опубликованы: 1 монография, свидетельство на полезную модель, 2 патента на полезную модель, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, 33 научных статьи, из них 11 статей в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ: «Строительные и дорожные машины», «Механизация строительства», «Вестник МАДИ (ГТУ)», «Механика композиционных материалов и конструкций (РАН, институт прикладной механики)», «Известия ВУЗов. Строительство».

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, библиографического списка, приложений. Содержит 259 страниц текста, в том числе 22 таблицы, 80 рисунков. Библиографический список включает 226 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризована актуальность проблемы, охарактеризован подход к ее решению, дан анализ работы по главам.

В первой главе рассмотрено общее состояние вопроса. Проведен анализ существующих теорий процесса резания грунтов землеройными машинами. Рассмотрены основные проблемы разработки мёрзлых грунтов. Приведен анализ факторов, оказывающих влияние на процесс разработки фунтов.

Среди работ по исследованию резания и рыхления мерзлых и немерзлых грунтов можно выделить труды следующих ученых: В.П. Горячкина, Н.Г. Домбровского, А.Д. Далина, А.Н. Зеленина, И.Я. Айзенштока, В.Д. Абезгауза, Г.И. Веселова, Ю.А. Ветрова, Д.И. Федорова, К.А. Артемьева, В.И. Баловнева, И.П. Керова, И.А. Недорезова, Е.И. Берестова, A.C. Слюсарева, B.JI. Баладинского, A.M. Завьялова и других авторов. Среди зарубежных исследователей основы изучения данного вопроса заложили: Е. Динглингер, И. Ратье, В. Зене, М. Никольс.

Большинство авторов сходятся во мнении о том, что величина силы сопротивления при разработке грунтов землеройными машинами зависит не только от физико-механических свойств грунтов, но и от конструкции и кинематики рабочих органов, применяемых для выполнения работ. В основном, подход к решению задачи интерпретации процесса взаимодействия рабочих органов с грунтами решался при помощи использования основных положений механики сплошной среды и теории прочности.

Применение известных теорий для исследовательских целей связано с трудностями, возникающими при получении необходимых физико-механических показателей грунтов, широким диапазоном изменений грунтовых условий, сложностью существующих зависимостей для определения величин сил сопротивлений резанию грунтов.

В большинстве работ указывается на необходимость учета геометрических параметров, конфигурации рабочих органов при расчете величин сил сопротивлений разработки грунтов.

В результате анализа состояния рассматриваемого вопроса были сделаны выводы о том, что возникла необходимость:

- в рассмотрении вопроса разработки мерзлых грунтов с точки зрения пространственного взаимодействия рабочих органов машин с грунтом, что позволит интерпретировать этот процесс в динамике;

- создания методологии определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин для повышения эффективности разработки мерзлых грунтов.

Определено направление исследования, базирующееся на необходимости математического описания реологической модели мерзлых грунтов, учитывающей их физико-механические свойства и пространственные изменения, происходящие в них при разработке. Формируется проблема исследования, цель и задачи. Приведена общая характеристика диссертационной работы.

Во второй главе излагается теория взаимодействия рабочего органа землеройной машины с мерзлым грунтом в трехмерном пространстве. Изложена методология исследования, предполагающая построение системы, имеющей вход, процесс и выход, и называемая логико-структурной схемой исследования (рис. 1). Для более подробного раскрытия процессов, протекающих при проведении исследования, показана методологическая схема исследования (рис. 2).

Рис. 1. Логико-структурная схема исследования

Рис. 2. Методологическая схема исследования

Рассмотрены основные физико-механические свойства мерзлых грунтов. Как доказательство применения однокомпонентной пластически сжимаемой среды в качестве реологической модели пластичномерзлого грунта, в главе приведены экспериментальные исследования его сжимаемости. Здесь же приводится описание разработанной обобщенной математической модели процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом в пространстве и в динамике.

Из всех рассмотренных свойств мерзлого грунта особый интерес представляет его сжимаемость. Для исследования сжимаемость различных типов грунтов были проведены лабораторные испытания, порядок проведения и результаты которых подробно рассмотрены в главе.

Для определения сжимаемости были проведены испытания различных типов мерзлых грунтов на лабораторном комплексе ЛКСМ-1К (рис. 3).

вчявн

ар

ЯН ИР »•

ЗШ1- ; 1 Ш *ч»

ШШШШёШ шШ^ШШ:

Рис. 3. Лабораторный комплекс ЛКСМ-1К с образцами мерзлого грунта Были изготовлены металлические цилиндрические формы, куда

помещался глинистый, супесчаный и песчаный (песок средней крупности)

грунты, влажностью 15 % (таблица 1).

___ _ _ _Таблица 1

Грунт Содержание песчаных частиц определённой зернистости, %

0,05...0,1мм 0,1. ..0,25 мм 0,25...0,5 мм 0,5. ..1,0 мм

Глина 5,7 3

Супесь 14,8 33,9 26,4 2,6

Песок средней крупности 0,6 16,2 62,1 19,2

Металлические формы позволяли избежать бокового расширения грунта при действии нагрузки.

Исследовались образцы грунта в интервале температур от -3 до -12 0 С с шагом в 1° С.

Нагружение и деформация исследуемого образца грунта производилась при вертикальном перемещении траверсы лабораторного комплекса. При синхронном вращении ходовых винтов траверса перемещается по вертикали, что приводит сжатию образца. Управляя частотой питания электродвигателя, автомат траверсы обеспечивал стабилизацию скорости траверсы при переменной силовой нагрузке от 0 до 14 кН. Фиксировалось значение перемещения траверсы в зависимость от нагружения.

Под действием нагрузки грунты сжимались и деформировались. В результате этого происходил сдвиг и смещение отдельных минеральных частиц, перемещение их в пределах границ формы. Развивалась деформация уплотнения грунтов.

Сжимаемость грунта определялась как отношение начального значения плотности грунта р0 к текущему значению плотности р при фиксированных

значениях нагрузки:

В

Р

(О

В результате экспериментальных исследований получены таблицы значений величины сжимаемости для различных типов грунтов в зависимости от сжимающего давления С и температуры Г мерзлого грунта

в=в{т,с) ,

(2)

где Т— температура мерзлого грунта, С; С — сжимающее давление, МПа.

Таблица 2

Значение величины сжимаемости в в зависимости от сжимающего давления С и

МПа т,°с 1 2 3 4 5

-3 0,975 0,930 0,913 0,898 0,894

-5 0,982 0,934 0,918 0,902 0,896

-7 0,986 0,946 0,930 0,915 0,905

-9 0,990 0,970 0,954 0,938 ,. 0,927

-11 0,994 0,982 0,973 0,964 0,958

Значение неличины ежик температу Таблиц темости в в зависимости от сжимающего давления б и ры т мерзлого грунта (супесчаный грунт)

1 2 3 4 5

-3 0,952 0,848 0,809 0,778 0,775

-5 0,954 0,849 0,825 0,810 0,800

-7 0,956 0,868 0,837 0,820 0,818

-9 0,970 0,875 0,862 0,840 0,838

-11 0,979 0,930 0,889 0,879 0,870

Таблица 4

Значение величины сжимаемости в в зависимости от сжимающего давления с и

1 2 3 4 5

-3 0,830 0,737 0,692 0,663 0,640

-5 0,842 0,748 0,699 0,678 0,674

-7 0,860 0,784 0,738 0,705 0,692

-9 0,878 0,823 0,767 0,742 0,725

-И 0,892 0,866 0,846 0,838 0,831

При анализе вида зависимости (2) следует иметь в виду, что при бесконечном увеличении давления G величина сжимаемости В стремится к некоторой постоянной величине, зависящей от температуры Т, а при отсутствии сжимающего давления будет равна единице.

Эти условия записываются в виде

lim B(T,G)=B0(T), (2)

В(Т,0)=1.

Этим уравнениям удовлетворяет регрессионная зависимость вида

B^1+A,(T}G2

(3)

(4)

1+А2(т}в2

где А/ (Г), А2 (Т)- неизвестные функции одной переменной.

Поиск значений А¡(7) и А2(Т) был произведен, используя функцию \sgcur\efit программного комплекса МАТЬАВ.

Результаты расчета приведены в таблице 5 — 7.

Таблица 5

Г,"С -3 -5 -7 -9 -11

а, 0,2675 0,2162 0,1707 0,0882 0,1023

а2 0,3044 0,2462 0,1926 0,0982 0,1085

Таблица 6

Значения функций А/(Т) кА}(Т) (супесчаный грунт)

Г, "С -3 -5 -7 -9 -11

а, 0,2198 0,2948 0,2850 0,2790 0,1707

а2 0,2981 0,3803 0,3606 0,3431 0,2027

Таблица 7

Значения < )ункцкйА/(Т) и Л7(Т) (песчаный грунт)

К," С -3 -5 -7 -9 -11

а, 0,4863 0,5307 0,4566 0,4166 0,8249

а2 0,7666 0,8066 0,6683 0,5810 1,000

Подставляя значения А1(Т) и Л2(Т) в уравнение (4) для фиксированного значения Т, построены семейства графиков В = В ((?) (рис. 4 а — в). В эти же

графики заносим (символами) экспериментально полученные значения величины сжимаемости В.

. .....

8*..... ! .....1......х?

- - 0?

86 -- "о 0

в)

Рис. 4. Кривые сжимаемости В различных типов грунтов в зависимости от величины сжимающего давления О: а) глинистый грунт, б) супесчаный грунт, в) песчаный грунт;

1 — при -3 0 С; 2 - при -50 С; 3 - при -7 ° С; 4 - при -9 0 С; 5 - при -11 °С

Как видим, все три графика показывают хорошую сходимость кривых сжимаемости теоретических и экспериментальных исследований.

Зависимости^;^ и А2(Т) представлены в виде квадратных парабол:

А1(Т)=А12Т2 + АЦТ+А10, (5)

А 2{Т)=А22 Т2 + А21Т + А2В. (6)

Значения коэффициентов Аи и Л2, определяются с помощью функции ро1у/И программного комплекса МАТЬАВ.

Подставив полученные значения коэффициентов Ац и Л2, в выражения (5) и (6), получены функциональные зависимости А ¡(7) и А2(Т) для следующих типов грунтов:

- глинистый грунт:

А [ (¡)= 0,0017 Г2 + 0,0464 Г+ 0,3981, (7)

А 2 (/) = 0,0017 Т2 + 0,0510 Г + 0,4493; (8)

■ супесчаный грунт:

А, (Т) = -0,0065 Тг + 0,0850 Т + 0,0241, А 2(Г)=- 0,0079 Т2 + 0,0993 Т + 0,0724;

• песчаный грунт:

А , (Г) = 0,0136 Т2 + 0,1623 Т + 0,903 8, А 2 (Г)= 0,0144 Т2 + 0,1902 Т +1,2724.

(9) (10)

(П) (12)

а)

б)

Рис. 5. Зависимость сжимаемости В различных типов грунтов

от температуры Т и величины сжимающего давления С: а) глинистый грунт, б) супесчаный грунт, в) песчаный грунт

Получены уравнение регрессии величины сжимаемости для грунтов: - глинистый грунт:

в_ 1 + (0,0017 Т2 - 0,0464 Т + 0,3981) С2 ^

" 1 + (о,0017 Т2 - 0,0510 Т + 0,4493} G 2 '

- супесчаный грунт:

в_ 1 + (- 0,0065 Т 2 +0,0850 Т + 0,0241) С 2 „„

~ 1 + (-0,0079Т 2 + 0,0993Т + 0Д742)-Ъ* '

- песчаный грунт:

в 1 + (0,0 П6 7'2 + 0,1623Г + 0,9038} С2 (15)

~~ Г+ (0,0144 Т2 + 0,1902 Т +1,2724} С2 '

Полученные функциональные связи позволяют аналитически определять значения величин сжимаемости в зависимости от температуры различных типов мерзлых грунтов и сжимающего давления.

На рисунках 5 а — в представлены графики зависимости величины сжимаемости В различных типов грунтов в зависимости от величины сжимающего давления С и температуры грунта Т.

Сжимаемость грунтов характеризуется резкой их усадкой на начальном этапе нагружения. Это объясняется нарушением цементационных связей льда, выдавливанием пузырьков воздуха и воды, заполнением пустот минеральными частицами грунта. При снижении температуры интенсивность протекания начального этапа усадки падала для всех приведенных видов грунтов. В дальнейшем, усадка грунтов замедлялась, несмотря на возрастание величины внешней нагрузки. На последнем этапе происходила стабилизация в усадке и сжимаемость грунта практически не изменялась.

Для песчаных и супесчаных грунтов деформация уплотнения протекала во времени быстрее, чем для глинистых. Так как глинистые грунты характеризуются большим водонасыщением по сравнению с песчаными и супесчаными, то процесс выдавливания воды из них протекает значительно медленнее.

Для мерзлых грунтов, состоящих из твердых частиц, кристаллов льда, водных и воздушных включений, наличие объемных необратимых деформаций, то есть необратимая сжимаемость и наличие сдвиговых эффектов, существенны.

Сжимаемость в представленной ниже математической модели будет выступать мерой изменения плотности грунта под действием внешней нагрузки (усилия воздействия рабочего органа), что обосновывает выбор реологической модели мерзлого грунта как пластически сжимаемой среды.

Рис. 6. Расчетная схема 1 -грунт; 2 — рабочий орган землеройной машины Движение частиц грунта в плоскости ХОУ (рис. 6) будем описывать

уравнением

пдЭ р| — + 9 — 1 dt дх

--А

дх

(16)

где р, S, р - соответственно плотность, скорость и давление грунта; t- время.

Давление грунта на поверхность рабочего органа в произвольной точке

P = p0P{x)Q(y), (17)

где ро - давление грунта в верхней средней точке рабочего органа землеройной машины; Р(х), Q(y) — функции, описывающие закономерности распределения сил по поверхности рабочего органа в плоскостях X0Z и Y0Z.

Установлено, что распределение давления в плоскости Y0Z (по ширине рабочего органа) можно представить в виде:

Q(y)-

1 + ау

(18)

(1 +

2 \ 2

а + 2

У')

где а - коэффициент, определяемый из начальных условий по методике, представленной в главе 3.

Рис. 7. Вид функции Q (у) I - половина ширины рабочего органа (наконечника зуба рыхлителя)

Закон распределения Q(y) является инвариантом распределение давления по ширине рабочего органа. Количественные характеристики инварианты изменяются в зависимости от значений коэффициента а.

Наличие ярко выраженных симметрично расположенных экстремумов по оси У обосновано тем, что рассматриваемый процесс разработки грунта протекает в условиях блокированного резания. Грунт испытывает значительные нагрузки на сжатие, в результате которых происходит его деформация. Именно по краям профиля лобовой поверхности рабочего органа происходит отрыв грунта от массива. В данном случае боковые грани рабочего органа являются концентраторами напряжений. Поэтому функция Q (у) достигает своего максимума в крайних точках профиля лобовой поверхности рабочего органа 2 /, то есть когда у = ± / (рис. 11).

В результате исследований установлено, что функция Р (х) (функция

распределения давлений по длине рабочего органа) (рис. 8) подчиняется следующему закону:

Р(*)=[; + 2а2-а3-х-е j, (19)

где а2, аз - коэффициенты пропорциональности, зависящие от физико-механических свойств разрабатываемого мерзлого грунта и режимов разработки.

Рис. 8. Функция р (х) Если рассматривать изменение значения функции Q (у) вдоль оси X, то следует отметить, что ее глобальный максимум находиться в плоскости, расположенной выше режущей кромки рабочего органа (рис. 9). В данной плоскости происходит сдвиг элементов стружки грунта, тогда как нижняя часть рабочего органа продолжает вдавливаться в грунт.

II. III

Рис.9. Схема воздействия на грунт рабочего органа рыхлителя Рабочий орган из положения I перемещается в положение II. За это время происходит скол грунта по линии 1 — 1'. За этот период грунт в объеме 1 К 2 будет сжат и его частицы переместятся в направлении нормали к рабочей грани наконечника рыхлителя. Перейдя из положения 1 в положение /', частица

грунта прошла наибольший путь. Следовательно, напряжения сжатия в точке /7 будет наибольшим, и плоскость разрушения пройдет через эту точку.

Далее, продвинувшись из положения II в положение III, на расстояние 2 — 3, рабочий орган переместит все частицы грунта на расстояние 1' — /"'. Скол произойдет по линии разрушения 2 — 2х, так как точка У наиболее удалена от дневной поверхности и в ней будет наблюдаться наибольшее давление.

Следовательно, в точках У7 и У будет находиться глобальный максимум распределения давлений по длине рабочего органа рыхлителя.

Итак, в точке с координатами х — хр — х^ тах > у = ±1 наблюдается глобальный максимум функции Q (у), при котором значение величины нормального давления, действующего на лобовую поверхность рабочего органа Р максимально. Грунт уплотнен настолько, что скорость перемещения частиц массива грунта равна скорости резания.

Значение Р изменяется по поверхности рабочего органа в зависимости от физико-механических свойств разрабатываемого грунта и режимов разработки от минимального значения р™'" до величины, численно равной максимальному значению сопротивления грунтов сжатию [сг^]:

рГ < Р< [асж]. (20)

Нормальная составляющая силы сопротивления грунта разработке определяется как

N=\¡p0P{xUy)da, (21)

а

где а - площадь контактной поверхности рабочего органа.

В результате построена интегральная математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом в трехмерном пространстве. Впервые аналитически получена зависимость пространственного распределения давлений по лобовой поверхности рабочего органа землеройной машины в процессе взаимодействия с мерзлым грунтом.

В третьей главе приведены результаты и анализ поиска экспериментальных и аналитических зависимостей и показателей, входящих в математическую модель процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины с мерзлым грунтом. В этой же главе, как результат разработанной математической модели, приводится анализ пространственной эпюры напряжений по лобовой поверхности рабочего органа рыхлителя и экскаватора при взаимодействии с мерзлым грунтом.

На подвижной тележке установки закрепляется с возможностью изменения угла резания экспериментальный зуб (рис. 10). Он представляет собой конструкцию, в которой по всей длине режущей кромки выфрезерованы 5 площадок размером 20x20 мм. На каждой площадке высверлено по четыре отверстия в которые помещены шарики (приклеены на эпоксидный клей ЭПО -40В) таким образом, чтобы все шарики находились на одном уровне. В эти канавки помещаются сменные элементы (алюминиевые пластины), которые при проведении эксперимента с одной стороны опирается на четыре шарика, а с другой на грунт. Таким образом, пластины являются индикаторами усилий, передаваемых на зуб при рыхлении грунта (рис. 11).

В качестве модели мерзлого грунта использовался предварительно замороженный грунт, находящийся в специально изготовленной сварной металлической конструкции. При передвижении подвижной тележки экспериментальный зуб внедрялся в грунт. При этом шарики внедрялись в алюминиевые пластины, оставляя на последних отпечатки определенного

Рис. 10. Экспериментальная установка с зубом

Рис. 11. Экспериментальные пластины с шариками

диаметра (рис. 12). Необходимо было бы определить суммарное усилие на лобовой поверхности экспериментального зуба, на котором расположены алюминиевые пластины.

Поскольку отсутствуют математические выражения, позволяющие рассчитать усилие внедрения шарика в зависимости от диаметра отпечатка, то дополнительно был поставлен эксперимент для получения аппроксимирующей зависимости между усилием рыхления грунта и пятном контакта на пластине.

Эксперимент был проведен при помощи лабораторного комплекса ЛКСМ-1К. Экспериментальные шарики вдавливались в алюминиевые пластины под действием заранее известного усилия, создаваемого за счет вертикального перемещения траверсы лабораторного комплекса. После этого определялись диаметры пятен контактов шариков с пластинами (таблица 8). На одном отпечатке определялись два взаимно перпендикулярных диаметра, обозначенные в таблице 8 соответственно (¡1 и с/?-

Экспериментальные данные были подвергнуты математической обработке.

Была получена регрессионная зависимость усилия от диаметра отпечатка экспериментального шарика:

где Ь;— коэффициент пропорциональности (6; = 298,45), с! — диаметр отпечатка шарика.

В указанном эксперименте были определены усилия, приходящиеся на пластины экспериментального зуба. Используя результаты эксперимента для решения задачи, находим значения нормального усилия на наконечник вычислением двойного интеграла функции:

1111

18

Рис. 12. Пластины с отпечатками

0э = ь1 а2,

(22)

N=\\p0-P{x)-Q{y)dxdy-

D

;+ у

a+2

1+-2 a2-a3-x-e

cbrW

В результате преобразований получим:

n = a,

h

x+a2 (1-е аъх2^Ыку,

(24)

где *,=!.(<,+ 2)

2а- агс^-.-Л + 6 • Я - 2)- я|| /До +2}-а • (25)

Таблица 8

Создаваемое усилие Qj, Н Диаметр отпечатка, мм

■ d, d2

150 0,52 0,53

0,61 0,58

0,55 0,52

200 0,63 0,68

0,64 0,71

0,67 0,63

300 0,93 0,98

1,05 1,05

0,97 0,96

500 1,28 1,25

1,32 1,31

1,27 1,29

1,31 1,27

700 1,52 1,49

1,48 1,45

1,53 1,54

1,49 1,51

1000 1,85 1,83

1,84 1,82

1,89 1,88

1,85 1,84

Уравнение для определения величины давления в произвольной точке рабочего органа (наконечника) может быть представлено в следующем виде:

. а 2 1+—-У2

а + 2

Максимальное значение нормального давления на рабочем органе достигается в точках с координатами х = хрлтах, у = ±1, (при глобальном максимуме функций). Значение хгл тах находится приравниванием дифференциала функции (19) нулю:

х шах -

2 а^

(27)

Максимальное значение давления грунта на наконечник находим, подставляя значение хглтах из формулы (27) в выражение (26) с учетом формул (18)-(19):

Ртах = а1 ■

, , ГГ _0|5.1 / (а+2)2

1 + -2а2-а3----е ' •— -, (28)

2 ' ра3 У 4 (а + /) 4

где аI =р0.

Для разрушения мерзлого грунта при его рыхлении необходимо, чтобы значение давления было, по меньшей мере, равным сопротивлению сжатия грунта [асж]. То есть, можно записать

1 -0,5,1 1_ (а+2)2

Ртах = аГ

1 + -2 а2-аГл\--'—е-"'\-- =Кж1 (29) 2аз и 4

где [<усж] - давление на мерзлый грунт, разрушающее его.

Зная предел прочности мерзлого грунта на сжатие (для мерзлого песка \асж\ = М МПа), находим из графика зависимости Ртах = /(а) (рис. 13) значение коэффициента а = 1.

Рис. 13. График зависимости р тах = /(а)

Соответствующие найденному значению коэффициента а = 1 величины остальных коэффициентов равны: а/ = 1,58 ■ 10 5 Па, а2 = 63,56, а3 = 1,01.

Эта аппроксимация проведена с помощью встроенной в МАТЬАВ функции \sqcurxcfit. При известном значении параметра а \sqcurvefit определяет вектор [а ; а^

Максимальное значение силы разрушения на средней линии наконечника определяется, полагая а = 0:

Г"" = а, • [1 + 0,85776- а2 • - (30)

Разделив формулу (29) на выражение (30), получим:

* (31)

* Р0иах 4 (а+1)

где

г

р 12+Ы = (32)

Из формулы (31) находим аналитическое выражение для определения значение коэффициента а:

а={2кр-2)+фкр-1У-1 (33)

Значение коэффициента а; определяем из выражения (30):

(1 + 0,85776 а2 /а3)"

(34)

Исходя из зависимостей, полученных в главе 2 и с учетом экспериментально полученных значений коэффициентов, входящих в математическую модель, графически были построены пространственные эпюры распределения напряжений по поверхности рабочих органов землеройных машин.

Рис. 14. Пространственная эпюра распределения напряжений по поверхности: а) наконечника зуба рыхлителя при взаимодействии с мерзлым фунтом, б) зуба ковша экскаватора при взаимодействии с мерзлым грунтом

На рисунке 14 а, б приведены пространственные эпюры распределения напряжений по поверхности наконечника зуба рыхлителя и зуба ковша экскаватора соответственно при взаимодействии с мерзлым грунтом.

Полученные эпюры, как голографические интерпретации процессов взаимодействия рабочих органов землеройных машин с мерзлым грунтом позволяют проанализировать данный процесс наглядно и всесторонне. Анализ эшор показывает, что наибольшие напряжения наблюдаются в зонах глобального максимума, расположенных симметрично относительно продольной плоскости рабочего органа. Эти зоны находятся выше режущей кромки рабочего органа по длине и смещены к крайним точкам профиля лобовой поверхности рабочего органа. Координаты нахождения зон глобального максимума зависят от физико-механических свойств разрабатываемого грунта, условий его разработки, параметров рабочего органа. Необходимо стремиться к снижению напряжений именно в этих зонах рабочего органа путем конструктивного его усиления. Полученная аналитически эпюра распределения напряжений по длине рабочего органа рыхлителя согласуется с регрессионной зависимостью, построенной по результатам эксперимента; погрешность составляет 6 — 8%.

В четвертой главе рассмотрена методика определения и анализ конфигурации поперечного сечения контактной поверхности, ее оптимальных

геометрических параметров и продольного профиля рабочего органа землеройной машины (рис. 15 — 17). Данные методики предусматривают использование методов вариационного исчисления, в частности, уравнения Эйлера-Лагранжа и аппарата полиномов Лежандра. Критерием оптимизации является минимум величины относительной удельной силы сопротивления грунта разработке как основной составляющей величины энергоемкости процесса разработки мерзлого грунта.

Исходные данные: тип грунта, физико-механические свойства грунта, угол резания, толщина стружки, ширина резания

Определение функционала, выражающего зависимость силы резания грунта от формы

Ввод ограничения на длину продольного профиля рабочего органа

Составление уравнения Эйлера-Лагранжа для нахождения оптимального продольного профиля рабочего органа_

Решение уравнения Эйлера-Лагранжа для нахождения оптимального продольного профиля рабочего органа_

Поиск зависимости силы резания грунта от величины неопределенного множителя Лагранжа X_

Определение значений множителя Лагранжа X

I

Окончательное определение формы продольного профиля рабочего органа

Рис. 15. Методика определения конфигурации оптимального продольного профиля рабочего органа

Рис. 16. Методика определения конфигурации оптимальной контактной поверхности рабочего органа

Рис. 17. Методика определения конфигурации оптимального поперечного сечения контактной поверхности рабочего органа

Исходя из расчетной схемы, представленной на рис. 18, величина суммарной горизонтальной силы, действующая на продольный профиль рабочего органа, может быть найдена из зависимости:

Ег = } }д> - еоо- /• /»• (1+/- Ро-л л}бм (»+/•

0-1 -1 о

1

= р0-1-И-ку\Р(х)-(1 + /-2')<Ь . (35)

о

Рис. 18. Схема сил для определения оптимального продольного профиля рабочего органа

Левая часть уравнения (35) представляет собой отношение удельного сопротивления разработке грунта к минимальному нормальному давлению в верхней части рабочего органа р0 (относительное удельное сопротивление разработке):

к 1

(36)

Задаем дополнительное ограничение: длина профиля рабочего органа ограничена. Тогда, имеем:

■Мх .

(37)

Откуда

» о

(38)

С учетом ограничения (38), оптимальная форма профиля рабочего органа находится из решения уравнения Эйлера-Лагранжа:

{х, г, г*) - — /V (х, г, г') = 0, ах

где

- Р(х) I-^

= - ■(1 + /-г') + Я^1 + г'2 , (40)

где Я - неопределенный множитель Лагранжа.

Уравнение продольного профиля рабочего органа приобретает вид:

с-в(х)

оф-[с-в(х)У

сЬ.

(41)

Рис.19. Зависимость относительного удельного сопротивления разработке грунта от множителя Лагранжа Я

Из графика зависимости кд=/(А) (рис. 19) видно, что минимальное

значение величины относительного удельного сопротивления разработке грунта достигается при Я—* со.

Тогда, уравнение оптимального продольного профиля рабочего органа при Я—* оо примет вид (рис. 19):

2 = х- а%ар. (42)

Выражение (42) описывает прямолинейный продольный профиль рабочего органа, установленный под углом ар к горизонту.

Величина нормальной силы, приходящейся на контактную поверхность рабочего органа, определяется выражением (рис. 20):

Я=рЛ-\\Г{х)-Р{х)&У)'Ь<1у=рЛ- Ш(у)с1у\р(х)с1х-¥(х)- (43) 2 2-1-1

В формуле (43) положим

г(*)=2>, т){х)= ао р0 (х)+<11 г, М+...+ До М, (44) ¡=1

где 4 - неизвестный постоянный коэффициент, подлежащий определению; Р^ (х) - полиномы Лежандра, вычисляемые из выражения

где (i) - производная /-го порядка.

(45)

Рис.20. Расчетная схема для определения оптимальной контактной поверхности рабочего органа

Тогда, величина нормальной силы, приходящейся на поверхность рабочего органа n с учетом разложения в ряд по полиномам Лежандра определится из выражения:

ff=P0~ky \ Р(х)- ±dlPl{x)dx = P>LLkv |\d, \P(x)Pi(x)dx=-^ky fl,d, ,(46)

г -1 i=0 1 i=0 -1 Z i=0

где к v - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения давления

по ширине рабочего органа.

Целевая функция представлена в виде:

Y,d\ Ii —> min.

i=0

(47)

Следовательно, задача поиска оптимального поперечного профиля наконечника сводится к задаче линейного программирования, при решении которой находятся коэффициенты разложения с/, по полиномам Лежандра.

Совершенно очевидно, что оптимальное решение целевой функции (40) зависит от вида ограничений задачи. Поэтому рассмотрим различные виды ограничений (рис. 21).

в) г) д)

Рис. 21. Некоторые решения задачи оптимизации лобовой поверхности рабочего органа: для зуба ковша экскаватора а) из условия минимизации силы сопротивления разработке и с учетом обеспечения прочностной защиты при столкновении с непреодолимым препятствием; для наконечника зуба рыхлителя: б) ограничение ширины режущей кромки, в) ограничение ширины рабочего органа выше режущей кромки, г) из условия минимизации сопротивления рыхлению и с учетом обеспечения прочностной защиты при столкновении с непреодолимым препятствием; д) с учетом обеспечения прочностной защиты рабочего органа при реализации максимального тягового усилия.

1 -профиль рабочего органа с учетом обеспечения прочностной защиты при столкновении с непреодолимым препятствием; 2- оптимальный профиль рабочего органа с учетом

ограничения

С точки зрения обеспечения защиты зуба ковше экскаватора и наконечника зуба рыхлителя от разрушения при разработке мерзлых грунтов и при внезапном столкновении с непреодолимым препятствием оптимальными будут являться поперечные профили, рассчитанные с учетом ограничений и приведенные на рис. 21а - д. Изготовление рабочих органов с профилями, представленными на рис. 21а - г, рекомендуются для мерзлых грунтов с каменистыми включениями. Указанные профили обеспечат минимизацию силы сопротивления разработке грунта, снижение энергоемкости процесса. Недостатком профилей лобовой поверхности (рис. 216, г, д) является

усложнение технологии их изготовления. Рабочий орган с профилем, показанным на рис. 21д, рекомендуется для разработки плотных абразивных грунтов. Прямолинейный профиль рабочего органа (рис. 21 в) удовлетворяет условию прочности и обладает меньшим удельным давлением. Кроме этого, он технологически прост в изготовлении.

Следует отметить, что вопрос об оптимальном профиле контактной поверхности рабочего органа не исчерпан, так как могут существовать другие ограничения для расчета оптимального профиля.

Выражение для расчета поперечного сечения контактной поверхности рабочего органа согласно схеме (рис. 22) имеет вид:

Рис. 22. Схема сил, действующих на элементарную поверхность криволинейного рабочего органа

В выражении (48) от формы криволинейной поверхности зависит лишь последний интеграл

(48)

х

(49)

Применив к интегралу (49) известную формулу Эйлера, получим

=о,

(50)

дг с1у

где Г(у,2')=д(у)^ + 2'2 . (51)

Формула для расчета конфигурации оптимального поперечного сечения контактной поверхности рабочего органа следующая

г = ф (52)

ЧвЪ)-с

где С - константа.

Задаваясь значениями константы С, определены различные варианты оптимальных поперечных сечений контактной поверхности рабочего органа (рис. 23 а - г). В силу симметричности рабочего органа на рисунках приведены половины поперечных сечений профиля.

в) при С = 0,5

г), при С = 0,9

Рис. 23. Оптимальная конфигурация поперечного сечения рабочей поверхности при различных значениях с

......1-/|

I/

Т7Г

.....в> .. В*.

Рис. 24. Зависимость функционала г = + 2' 2 (1у

от неопределенной константы с 38

Из графика, представленного на рис. 24 следует, что наименьшее значение функционала г = \0(у)л[7+г'2 ф, а, следовательно, и

-I

сопротивления разработке, соответствует постоянной с = 0. Таким образом, геометрия оптимального поперечного сечения лобовой поверхности рабочего органа соответствует прямолинейной конфигурации, то есть, когда г = 0.

Приведенные результаты численного метода решения задачи оптимизации продольного профиля контактной поверхности рабочего органа дают возможность утверждать, что данный профиль должен иметь прямоугольный вид. Наименьшее значение величины энергоемкости процесса разработки мерзлого грунта достигается при прямолинейной конфигурации поперечного сечения контактной поверхности рабочего органа. Значения геометрических параметров контактной поверхности рабочего органа зависят от ряда ограничений, но в целом все рабочие органы должны удовлетворять условиям обеспечения прочностной защиты от разрушения и минимизации величины энергоемкости процесса разработки фунта.

Величина пространственного распределения напряжений, приходящихся на контактную поверхность рабочего органа, определяет различные его конфигурации. Характер распределения напряжений зависит от факторов разработки: типа фунта, его физико-механических свойств, температуры, влажности, максимального тягового усилия трактора, скорости и глубины разработки мерзлого фунта. Представленная методика позволяет получать различные конфигурации оптимальных форм контактных поверхностей рабочих органов в зависимости от вариации факторов разработки с точки зрения минимизации энергоемкости процесса разработки мерзлых фунтов (рис. 25, 26).

Ш!

Рис. 25. Конфигурация оптимальной формы рабочего органа рыхлителя для разработки

мерзлого песчаного грунта с каменистыми включениями при температуре (-5...-8)"С, влажностью 8-12 %, при глубине разработки 0,7-0,8 м, максимальном тяговом усилии 300 кН, на первой передаче и скорости 0,69-0,75 м/с.

Рис. 26. Конфигурация оптимальной формы рабочего органа рыхлителя для разработки

мерзлого глинистого грунта при температуре (-3...-5)°С, влажностью 15-18 %, при глубине разработки 0,9-1,0 м, при максимальном тяговом усилии 250 кН, на первой передаче и скорости 0,75-0,83 м/с.

Повышенная эффективность процесса разработки мерзлых грунтов должна предусматривать и снижение величины скорости изнашивания рабочих органов землеройных машин. Для обеспечения этого условия необходима дополнительная защита тех областей рабочих органов, которые подвержены повышенному абразивному изнашиванию.

Методология определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин предусматривает решение задачи повышения эффективности разработки мерзлых грунтов путем минимизации величины энергоемкости процесса разработки грунтов и повышения износостойкости рабочих органов.

В пятой главе рассмотрены результаты практических изысканий и

анализ использования полученной математической модели и методик

40

определения оптимальных параметров рабочего органа землеройной машины. Здесь же приведен анализ натурных экспериментальных данных.

Проводились сравнительным испытаниям наконечника зуба рыхлителя прямолинейной конфигурации, выполненного из стали Гатфильда, наконечника фирмы КОМАТ81] и предлагаемого наконечника криволинейной конфигурации, режущая кромка которого защищена от абразивного износа износостойкой накладкой. Также аналогичным испытаниям подвергались зубья ковшей экскаваторов прямолинейной и криволинейной конфигурации.

При этом характер затупления модернизированных наконечников существенно отличается от затупления наконечника фирмы КОМАТБИ и наконечника из стали Гатфильда. Во время испытаний практически не изменялся радиус их затупления. Величина радиуса затупления у модернизированных наконечников без износостойкой пластины увеличивался ускореннее. При работе модернизированного наконечника с износостойкой накладкой наблюдался эффект самозатачивания. Это объясняется изнашиванием наконечника по площадке износа, так как износостойкость корпуса наконечника ниже износостойкости накладки. Средняя наработка модернизированных наконечников с износостойкими накладками составила 44 часа; коронок фирмы КОМА 7Л7/ - 46 часов.

Из анализа результатов видно, что по техническим показателям наконечник фирмы КОМАТБИ и модернизированный наконечник с износостойкой накладкой практически не отличаются друг от друга.

Необходимо отметить, что характер протекания изнашивания поверхности зубьев ковшей экскаваторов схож с динамикой изнашивания коронок зубьев рыхлителей. При изнашивании зубьев также изменяются основные параметры зуба: его рабочая длина, угол заострения. Предельной величины износа прямоугольные зубья, выполненные из стали Гатфильда, достигали через 28 часов непрерывной работы. Средняя наработка

модернизированных зубьев с износостойкими накладками составила 40 часов непрерывной работы.

Повышенная эффективность как интегральный показатель процесса разработки грунта рабочими органами землеройных машин характеризуется не только их высокой износостойкостью, но должен учитывать энергоэффективность рабочих органов. Использование модернизированных рабочих органов землеройных машин позволит снизить удельную энергоемкость процесса разработки мерзлых грунтов за счет возможности увеличения глубины разработки грунта или скорости разработки грунта.

Для определения удельной энергоемкости процесса рыхления грунта выполнялся хронометраж работ.

Тч = lp + tp(,m + tmp + t„la+tdon, (53)

где t р - время на разработку грунта, t /юз„ - время разворота машины, t „ер - время переключения передач при одном развороте; t„/0 - время подъема/опускания рыхлительного оборудования, t доп~ дополнительное время.

С площади экспериментального участка, предназначенного для рыхления, бульдозером предварительно был убран снежный покров. Затем рыхлитель параллельными резами разрабатывал грунт на постоянной глубине 0,7 м. При этом производилось рыхление продольными резами на всю полосу рыхления. Расстояние между продольными резами составляло 0,8 м. Технологическая схема перемещения рыхлителя приведена на рис. 27.

11111111111111 ! 111 111111111111 Э 1

-ЕЕ H

1|1|||||||||>|||!|||1|1||{1|1|1 100

Рис. 27. Технологическая схема разработки грунта рыхлителем. 42

Анализ экспериментальных данных хронометража рыхлительных работ показывает, что рыхлитель, работавший с модернизированным наконечником, выполнял работу равномерно на всем протяжении длины разработки фунта. Время на разработку 100 м борозды для рыхлителя с модернизированным наконечником составляло в среднем 2 мин. 30 с. Тогда, как для рыхлителя с немодернизированным наконечником оно было равно в среднем 2 мин. 45 с. Остальные составляющие времени цикла работы рыхлителей были одинаковы:

- время разворота - 5 е.,

- время переключения передач при одном развороте — 8 е.,

- время подъема/опускания рыхлительного оборудования — 3 с.

Таким образом, суммарное время на разработку грунта рыхлителя с немодернизированным наконечником составило 65 минут. Суммарное время на разработку грунта рыхлителя с модернизированным наконечником - 58 минут.

Разница во времени указывает на снижение удельных энергозатрат на единицу объема разработки грунта.

Удельная энергоемкость снизилась на 10 — 13 %.

В результате проведенного экономического расчета определены цены модернизированных наконечников зубьев рыхлителей оптимальной конфигурации для разработки мерзлых грунтов различных типов. Средняя цена наконечника составляет 3297 рублей. Доход эксплуатационного предприятия от внедрения комплекта модернизированных наконечников на месяц работы рыхлителя составит более 70000 рублей (в ценах 2009 г.).

Полученные результаты экспериментальных исследований подтверждают адекватность выполненных теоретических исследований; погрешность составляет 6 - 8 %. Результаты проведенных экспериментальных исследований подтверждают эффективность предложенной пространственной формы по критерию удельной энергоемкости процесса разработки грунтов; удельная энергоемкость снизилась на 10 - 13 %. Снижение удельной энергоемкости обеспечивается уменьшением сопротивления на разработку

грунта, что, в свою очередь, приводит к меньшему износу рабочего органа; износ снижается на 18 - 23 %.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В результате проведенных исследований получены научно обоснованные технические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики транспортного и строительного машиностроения, заключающиеся в разработке методологии обоснования и определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин для разработки мерзлых грунтов. Совокупность результатов теоретических и экспериментальных исследований открывает новые направления дальнейшего совершенствования рабочих органов землеройных машин.

2. Анализ и обобщение предыдущих работ показал, что применение решений задачи исследования процессов взаимодействия рабочих органов землеройных машин с мерзлыми грунтами с точки зрения теории прочности и механики сплошной среды без учета ее сжимаемости, равно как и решение этой задачи для плоской системы сил, не позволяют описать данный процесс достаточно адекватно. Системная и комплексная интерпретация процессов взаимодействия рабочих органов землеройных машин с мерзлыми грунтами возможна с позиций динамики и пространственности его протекания.

3. Разработана обобщенная математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины и мерзлого грунта в трехмерном пространстве с учетом особенностей его физико-механических свойств, параметров и режимов разработки.

4. В результате проведенных исследований выявлены закономерности изменения величин, характеризующих процесс взаимодействия рабочего органа землеройной машины с мерзлым грунтом. К ним относятся:

- уравнения регрессии величин сжимаемости для различных типов мерзлых грунтов в зависимости от их температуры и сжимающего давления. Величина сжимаемости различных типов мерзлых грунтов при температуре

от - 3 до - 11° С, влажности 15 % и величине сжимающего давления 0,5 МПа соответствует следующим значениям: песок — 0,95...0,97; суглинок — 0,97...0,99; глина - 0,98.. .0,99.

- пространственное распределение напряжений, возникающих на контактной поверхности рабочих органов землеройных машин (наконечника зуба рыхлителя и зуба ковша экскаватора) при разработке мерзлых грунтов. Анализ эпюр распределения напряжений позволяет голографически интерпретировать исследуемые процессы. Зона глобального максимума напряжений расположена выше режущей кромки на расстоянии 2/5 относительной длины рабочего органа. Значения напряжений сг в зоне глобального максимума напряжений для различных типов мерзлых грунтов при температуре от - 3 до - 11° С, влажности IV следующие: песок (IV = 19 %) -4... 12 МПа, супесь (IV = 13 %)-2,5...3 МПа, глина(IV = 20 %)- 1,8...3,5 МПа.

5. Разработанные теоретические положения опробованы экспериментально. Экспериментальные исследования позволили подтвердить адекватность математической модели, определить зависимости, численные значения коэффициентов, входящих в математическую модель, и установить границы ее адекватности. Полученная по результатам эксперимента регрессионная зависимость согласуется с аналитически построенной эпюрой распределения напряжений по длине рабочего органа рыхлителя; погрешность составляет 6 - 8%.

6. Впервые разработана методология обоснования и определения методами вариационного исчисления оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин повышенной эффективности, заключающейся в снижении удельной энергоемкости процесса разработки мерзлых грунтов с одновременным увеличением износостойкости рабочих органов. Данный

подход позволяет получать различные конфигурации оптимальных форм контактных поверхностей рабочих органов в зависимости от вариации факторов разработки мерзлых грунтов: типа грунта, его физико-механических свойств, температуры, влажности, максимального тягового усилия трактора, скорости и глубины разработки.

7. Теоретически обоснованы, экспериментально подтверждены и запатентованы оптимальные значения основных параметров конфигурации рабочих органов землеройных машин, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

- продольный профиль контактной поверхности рабочего органа должен иметь прямолинейный вид;

- конфигурации поперечного сечения контактной поверхности рабочего органа должна быть прямоугольной, так как это обеспечит наименьшее значение величины энергоемкости процесса разработки мерзлого грунта;

- необходимым условием для определения значений геометрических параметров контактной поверхности рабочего органа является обеспечение прочностной защиты рабочего органа от разрушения в процессе разработки мерзлого грунта, а также выполнение ряда технологических ограничений.

Полученные результаты экспериментальных исследований подтверждают адекватность выполненных теоретических исследований; погрешность составляет 6 - 8 %.

8. Результаты проведенных натурных экспериментальных исследований подтверждают эффективность предложенных пространственных форм рабочих органов землеройных машин по критерию удельной энергоемкости процесса разработки мерзлых грунтов. Удельная энергоемкость снизилась в среднем на 10 — 13 %. Суммарное время на разработку участка размером 16x100 м продольными резами на глубину 0,7 м мерзлого песчаного грунта при температуре - 9° С рыхлителем с модернизированным наконечником составило 58 минут.

9. Снижение удельной энергоемкости обеспечивается уменьшением сопротивления на разработку грунта, что, в свою очередь, приводит к меньшему изнашиванию рабочего органа; скорость изнашивания снижается на 18-23 %. Средняя наработка модернизированных наконечников зубьев рыхлителей до предельной величины изнашивания составила 44 часа, для зубьев ковшей экскаваторов — 40 часов. Средняя наработка модернизированных наконечников до предельной величины коэффициента затупления составила 44 часа, для зубьев ковшей экскаваторов — 42 часа. Процесс изнашивания поверхностей модернизированных зубьев ковшей экскаваторов и наконечников зубьев рыхлителей, укрепленных на режущей кромке износостойкой накладкой, подчиняется одной и той же закономерности; на поверхностях образуются площадки изнашивания. При работе таких рабочих органов наблюдается эффект самозатачивания.

10. Полученные в результате исследований практические рекомендации внедрены на предприятиях отрасли при создании рабочих органов землеройных машин, осуществляющих разработку мерзлых грунтов. Созданы, испытаны и рекомендованы к внедрению инженерные разработки, новизна которых подтверждена свидетельством на полезную модель, патентами на полезную модель, свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ.

11. Использование полученных результатов теоретических и экспериментальных исследований позволит повысить эффективность процесса разработки мерзлых грунтов и решить проблему создания эффективных импортозамещающих рабочих органов землеройных машин.

12. В результате проведенного экономического расчета определены цены модернизированных наконечников зубьев рыхлителей оптимальной конфигурации для разработки мерзлых грунтов различных типов. Средняя цена наконечника составляет 3297 рублей. Доход эксплуатационного предприятия от

внедрения комплекта модернизированных наконечников на месяц работы рыхлителя составляет более 70000 рублей (в ценах 2008 г.).

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Кузнецова В.Н. Теоретические и экспериментальные предпосылки создания эффективных рабочих органов землеройных машин для разработки мерзлых и прочных грунтов // Механизация строительства, 2005. - № 10. - С. 7 -9.

2. Кузнецова В.Н. Об использовании самозатачивающихся наконечников при рыхлении мерзлых грунтов / В.Н. Кузнецова, P.A. Мартюков // Межвузовский сборник трудов студентов, аспирантов и молодых ученых, 2005. -С. 31-33.

3. Кузнецова В.Н. К вопросу определения износостойкости композиционных материалов для изготовления рабочих органов землеройной машины // Механика композиционных материалов и конструкций (РАН, институт прикладной механики), 2005. - № 4, том 11. - С. 509 - 515.

4. Кузнецова В.Н. Об основных требованиях к структуре рабочих органов землеройных машин / H.A. Азюков, В.Н. Кузнецова, JI.H. Азюкова // Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 1.00-летию со дня рождения д.т.н., проф. К.А. Артемьева, Омск: СибАДИ, 2005 -С. 129-131

5. Кузнецова В.Н. Экспериментальные исследования нагружения зуба рыхлителя при разработке мерзлых грунтов / В.Н. Кузнецова, P.A. Мартюков. // Строительные и дорожные машины, 2006. - № 4. - С. 35 - 36. ,

6. Кузнецова В.Н. Определение ресурса коронки зуба рыхлителя // Строительные и дорожные машины, 2006. - № 6. - С. 29 - 31.

7. Кузнецова В. Н. Методика определение критерия замены рабочих органов землеройных машин при их затуплении // Известия ВУЗов. Строительство, 2006. - № 1 - С. 79 - 83.

8. Кузнецова В. Н. К вопросу об инвестиционной привлекательности проектов и решений / В.Б. Пермяков, А.Н Витушкин, В. Н. Кузнецова // Вестник СибАДИ, 2007. -№ 5. - С. 281 - 288.

9. Кузнецова В. Н. Аналитический подход к описанию процесса взаимодействия рабочего органа рыхлителя с мерзлым грунтом в трехмерном пространстве / В.Н. Кузнецова, A.M. Завьялов // Вестник СибАДИ, 2008. -выпуск 7. - С. 56-60.

Ю.Кузнецова В.Н. Оптимизация конфигурации рабочих органов землеройных машин как результат решения задачи их взаимодействия с мерзлым грунтом в трехмерном пространстве // Вестник СибАДИ, 2008. - № 7. -С. 56-60.

П.Кузнецова В.Н. Мерзлый грунт как пластически сжимаемая среда / В.Н. Кузнецова, A.M. Завьялов // Строительные и дорожные машины, 2008. - № 7.-С. 37-39.

12. Кузнецова В.Н. К вопросу оптимизации рабочей поверхности наконечника зуба рыхлителя при разработке мерзлых грунтов // Межвузовский сборник трудов студентов, аспирантов и молодых ученых, 2008. - С. 34-38.

П.Кузнецова В.Н., Завьялов А.М Оптимизация формы рабочих органов землеройных: монография. - Омск, изд-во ОмГПУ, 2008. - 183 с;

14. Кузнецова В.Н. Оптимизация поперечного профиля лобовой поверхности наконечника зуба рыхлителя для разработки мерзлых грунтов /' A.M. Завьялов, В.Н. Кузнецова // Вестник МАДИ (ГТУ), 2008. - № 4 (15). - С. 17-23.

15.Кузнецова В.Н. Оптимизация формы продольного профиля режущего инструмента землеройной машины для разработки мерзлых грунтов / A.M. Завьялов, В.Н. Кузнецова, С.С. Черняк // Известия ВУЗов. Строительство, 2008. - № 7. - С. 85 - 90.

16. Кузнецова В.Н. Решения задачи оптимизации поперечного профиля лобовой поверхности наконечника зуба рыхлителя при заданных ограничениях

/A.M. Завьялов, B.H. Кузнецова // Известия ВУЗов. Строительство, 2008. - № 11-12.-С. 96-103.

17. Кузнецова В.Н. Теоретические аспекты описания процесса взаимодействия рабочего органа рыхлителя с мерзлым грунтом в трехмерном пространстве / A.M. Завьялов, В.Н. Кузнецова // Известия ВУЗов. Строительство, 2008. - № 10. - С. 114-120.

18. Кузнецова В.Н. Оптимизация поперечного сечения рабочей поверхности наконечника зуба рыхлителя при разработке мерзлых грунтов / В.Н.Кузнецова, A.M. Завьялов // Строительные и дорожные машины, 2009. - № 4.-С. 38-40.

19. Наконечник зуба рыхлителя: свидетельство на полезную модель № 28135 / Азюков H.A., Кузнецова В.Н. // Бюллетень изобретений, 2003. - № 7.

20. Зуб рыхлителя землеройной машины, оборудованный динамическим гасителем колебаний: патент на полезную модель № 45412 / Кузнецова В.Н., Мартюков P.A., Рыжих Е.А. //Бюллетень изобретений, 2005. - № 13.

21. Наконечник зуба рыхлителя: патент на полезную модель № 49039 / Кузнецова В.Н., Мартюков P.A. // Бюллетень изобретений, 2005. - № 13.

22. Расчетный модуль «Оптимизация параметров рабочих органов землеройных машин для разработки мерзлых и прочных грунтов»: свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2009610704 / В.Н. Кузнецова, A.M. Завьялов и др. // Официальный бюллетень «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем» , 2009. -№1.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Анализ существующих теорий процесса разработки грунтов землеройными машинами.

1.2. Проблемы разработки мёрзлых грунтов.

1.3. Выводы по обзору, направление дальнейших исследований.

1.4. Постановка цели и задач исследований (актуальность, проблема, объект, предмет, гипотеза, идея, цель, задачи, научная новизна, практическая ценность).

2. РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ С ГРУНТОМ В ТРЕХМЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ.

2.1. Методология исследования процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом в трехмерном пространстве.

2.1.1 Логико-структурная схема исследования с позиций системного подхода.

2.1.2. Анализ использования рабочих органов землеройных машин различной конфигурации при разработке мерзлых грунтов.

2.2. Математическое описание реологической модели мерзлых грунтов.

2.2.1. Физико-механические свойства мерзлых грунтов.

2.2.2. Обоснование выбора реологической модели мерзлого грунта.

2.3. Описание математической модели взаимодействия рабочего органа с мерзлым грунтом.

2.4. Установление закономерности распределения давлений по ширине рабочего органа.

2.5. Определение глобального максимума функции распределения давлений по длине рабочего органа.

2.6. Установление закономерности распределения давлений по длине рабочего органа.

2.7. Получение закономерности распределения давления грунта по поверхности рабочего органа в трехмерном пространстве.

Выводы по главе.

3. АДАПТАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ С МЕРЗЛЫМ ГРУНТОМ К РЕАЛЬНЫМ ПРОЦЕССАМ РАЗРАБОТКИ ГРУНТОВ.

3.1. Построение эпюры распределения напряжений по длине рабочего органа на основе экспериментальных данных.

3.2. Определение значений коэффициентов, входящих в математическую модель.

3.3. Определение максимального разрушающего усилия и опасного сечения на зубе ковша экскаватора.

3.4. Анализ пространственной эпюры взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом.

Выводы по главе.•

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ

РАБОЧЕГО ОРГАНА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ.

4.1. Определение и анализ конфигурации оптимального продольного профиля лобовой поверхности рабочего органа.

4.1.1. Определение конфигурации оптимального продольного профиля рабочего органа.

4.1.2. Аналитическое решение задачи об оптимальной форме продольного профиля лобовой поверхности рабочего органа.

4.2. Определение и анализ конфигурации оптимальной лобовой поверхности рабочего органа.

4.3. Определение и анализ конфигурации оптимального поперечного сечения лобовой поверхности рабочего органа.

Выводы по главе.

5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И АНАЛИЗ

ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

5.1. Порядок проведения испытаний.

5.2. Анализ результатов испытаний.

5.2.1. Оценка изменения величины износа и коэффициента затупления.

5.2.2. Определение удельной энергоемкости процесса разработки мерзлого грунта.

5.3. Расчет дохода эксплуатационного предприятия при использовании модернизированных наконечников.

5.3.1. Расчет цены наконечника.

5.3.2 Расчет количества модернизированных наконечников в комплекте на 1 месяц работы рыхлителя.

5.3.3. Расчет дохода эксплуатационного предприятия при использовании модернизированных наконечников.

5.3.4. Расчет дохода предприятия — изготовителя наконечников.

5.4. Инвестиционная привлекательность результатов исследований.

Выводы по главе.;.

6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫВОДЫ И

РЕКОМЕНДАЦИИ.

Значительный объем среди различных видов строительных работ занимают земляные работы, связанные с разработкой (рыхлением, резанием, копанием) грунтов. Объектом разработки землеройными машинами являются любые горные породы (грунты), образующие верхние слои земной коры и используемые в строительно-технических целях [42]. С одной стороны, грунт, в том числе и мерзлый, является основанием для наземных сооружений (зданий, дорог и т.д.), на которое передаются нагрузки и собственный вес сооружения. С другой стороны, практически все виды строительства, геолого-разведочные работы, добыча полезных ископаемы зачастую связаны с разработкой мерзлых грунтов. В связи с повышенной прочностью и твердостью мерзлых грунтов во много раз возрастает трудоемкость и стоимость их разработки по сравнению с талыми.

Грунты представляют собой сложные многофазные и многокомпонентные системы, свойства которых зависят от гранулометрического состава, наличия влаги, льда, газов, солей. По совокупности основных свойств грунты делятся на нескальные (песок, супесь, суглинок, глина), разборно-скальные (элевролиты, аргиллиты, гипс, дресва и другие) и скальные (ангидриты, плотные бокситы, мрамор, пемза и другие). Грунты, имеющие отрицательную температуру и содержащие лед, относят к мерзлым. Наличие льда обусловливает особенность строения и специфику физико-механических свойств мерзлых грунтов.

Разнообразие разработки грунтов определяется их типом, климатическими условиями и технологией производства работ. Применяется два основных метода разработки грунтов: в немерзлом и в мерзлом состоянии. Для оценки степени трудности разработки грунтов необходимо знать их физические свойства и прочностные характеристики.

Под прочностью понимают свойства грунтов сопротивляться деформированию и разрушению под действием внешних сил, в том числе рабочих органов землеройных машин. В ряде случаев для характеристики грунта используют понятие крепости, то есть прочности грунта в данной точке. Чем прочнее грунт и выше крепость, тем труднее он поддается разработке.

Наиболее полно отражают поведение грунтов в любом сложнонапряженном состоянии так называемые паспорта прочности, представляющие собой графики функциональной зависимости между касательными и нормальными напряжениями, соответствующими прочности данного грунта под воздействием внешних сил. Такие паспорта прочности получают по результатам испытаний грунтов в условиях неравномерного объемного напряженного состояния.

С накоплением фактических данных о свойствах грунтов оказалось возможным классифицировать их по одному характерному показателю прочности, хорошо коррелирующемуся с сопротивляемостью грунта разрушению рабочими органами землеройных машин [31].

Одной из наиболее общих явилась классификация грунтов, выполненная М.М. Протодьяконовым по коэффициенту крепости — обобщенному показателю сопротивляемости грунтов разрушению [97].

Нескальные грунты по этой классификации имеют коэффициент крепости /< 2 и относятся к довольно мягким породам. Разрабатывают такие грунты обычными землеройными машинами - экскаваторами, бульдозерами, скреперами, грейдер-элеваторами без предварительного рыхления.

Разборно-скальные и мерзлые грунты имеют коэффициент крепости /=2.5 и являются породами средней крепости. Разрабатывают их землеройными машинами после предварительного рыхления механическими средствами.

Скальные грунты с коэффициентом крепости /> 5 предварительно разрыхляют взрывами, а затем перемещают землеройными машинами. При 8 относительно тонких прослойках (до 20 см) такие грунты можно разрабатывать механическим способом [129].

В соответствии с планами экономического и социального развития страны производится колоссальный объем земляных работ, из которых около 50 % выполняется при помощи одноковшовых универсальных экскаваторов. Широкое их распространение объясняется тем, что они легко могут быть приспособлены для разнообразных работ за счет применения сменного рабочего оборудования, различных типов привода и движителя. Однако, при взаимодействии ковшей и зубьев ковшей экскаваторов с грунтом их форма подвергается значительным изменениям в процессе абразивного изнашивания. Полный износ зубьев происходит уже после выработки 30.35 тыс.м3 песчано-щебеночных грунтов. При этом угол заострения зуба увеличивается в 2.2,5 раза, достигая 65. .70° вместо 26° у нового зуба, а рабочая длина уменьшается в 3.4 раза. Это приводит к резкому снижению производительности машины и возрастанию энергоемкости процесса копания [165].

Приблизительно 25 % от общего объема земляных работ приходится на разработку мерзлых грунтов. Россия, территория которой занято более чем на 70 % вечномёрзлыми грунтами либо грунтами сезонного промерзания [166], сталкивается с целым рядом проблем, связанных с разработкой таких грунтов. Например, на территории Омской области активно ведутся работы по гражданскому, промышленному и дорожному строительству. Возводятся новые мосты, объекты промышленных зданий, появляются новые жилые комплексы. На территории Западной Сибири и Севера России активно разрабатываются нефтегазовые месторождения. Все виды этих работ ведутся не только в летнее, но и в зимнее время. Это может быть связано со сроками строительства или ввиду высокой заболоченности местности. Поэтому вопрос разработки данных видов грунтов является достаточно актуальным.

Сравнительный анализ методов разработки мёрзлых грунтов показывает, что наиболее эффективным методом является механизированная разработка с помощью навесных статических рыхлителей. Стоимость рыхления мёрзлых грунтов статическими рыхлителями примерно в 2 раза меньше стоимости взрывчатки при буровзрывных работах. Стоимость разработки грунтов динамическими способами с помощью гидромолотов и дизель-молотов выше стоимости разработки рыхлителями в 2-3 раза.

Но активное использование рыхлителей сдерживается быстрым изнашиванием коронок зубьев рыхлителей. Изнашивание приводит к изменению формы и размеров рабочих органов, а, следовательно, и к изменению условий силового взаимодействия с грунтом.

Разработка мерзлых грунтов связана с целым рядом факторов, воздействующих на процесс. Температура разрабатываемого грунта влияет на его прочностные характеристики и на сопротивление грунта рыхлению. Величины глубины рыхления и сопротивления разработке грунта находятся в прямо пропорциональной зависимости. При увеличении скорости разработки грунта возрастает скорость изнашивания рабочего органа. Угол установки рабочего органа влияет на удельную энергоемкость процесса.

Как показывают многочисленные исследования Горячкина В.П., Зеленина А. Н., Домбровского Н.Г., Баловнева В. И., Керова И. П., Растегаева И. К., Ветрова Ю. А., Рейша А. К.[14, 31, 32, 48, 58, 166, 174] к основным факторам, оказывающим влияние на процесс разработки грунта и изменение усилий разработки, можно также отнести форму и параметры рабочего органа.

В качестве критерия оптимизации формы и параметров рабочего органа может выступать повышение эффективности разработки грунта путем снижения энергоемкости процесса с одновременным увеличением производительности либо неизменности ее величины по сравнению с традиционными рабочими органами. Но, вследствие того, что мерзлый грунт все же нужно разрушить, необходимо создать на рабочем органе такие усилия, которые были бы достаточны для его разработки. Таким образом, с учетом минимизации усилия, приходящегося на рабочий орган, необходимо, чтобы последний способствовал более активному разрушению мерзлого грунта и отделению его от массива.

Для создания высокоэффективных рабочих органов землеройных машин . необходимо иметь возможность определить сопротивления, возникающие на рабочем оборудовании. Существующие теории взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом и определения сопротивления разработки построены, в основном, на лабораторных данных с учетом большого количества эмпирических коэффициентов. Кроме того, известные теории не позволяют исследовать процесс взаимодействия рабочих органов с грунтом в пространстве и во времени. С учетом выше сказанного, возникает необходимость в системном подходе к исследованию данного вопроса, позволяющего выяснить аналитические зависимости между факторами, . влияющими на процесс разрушения грунтов и, как результат, получить более эффективные рабочие органы землеройных машин. Данная проблема в настоящее время с учетом конъюнктуры рынка и все возрастающего совершенствования рабочего оборудования землеройных машин зарубежного производства является весьма актуальной. Данные исследования выполнены в рамках гранта Президента РФ по теме «Обоснование конструкции и параметров рабочих органов землеройных машин для разработки мерзлых грунтов» в 2007 - 2008 г.г. Это еще раз подчеркивает актуальность работы.

В главе I освещается общее состояние вопроса, проводится анализ теорий • процесса резания мерзлых грунтов. В качестве выводов по главе приводятся проблема, идея, гипотеза, цели и задачи исследования.

В главе II излагается теория взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом в трехмерном пространстве. Как доказательство применения пластически сжимаемой среды в качестве реологической модели мерзлого грунта, в главе приведены экспериментальные исследования его сжимаемости. Здесь же приводится описание разработанной обобщенной математической модели процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом в пространстве и в динамике.

Результаты и анализ поиска экспериментальных и аналитических зависимостей и показателей, входящих в математическую модель процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом, приведены в главе III. В этой же главе, как результат разработанной математической модели, приводится анализ пространственной эпюры напряжений по контактной поверхности рабочего органа рыхлителя и экскаватора с мерзлым грунтом.

В главе IV рассмотрена методика определения и анализ конфигурации поперечного сечения лобовой поверхности, ее оптимальных геометрических параметров и продольного профиля рабочего органа землеройной машины. Данные методики получены на основе использования уравнения Эйлера-Лагранжа и аппарата полиномов Лежандра.

Результаты практических изысканий и анализ использования полученной математической модели и методик определения оптимальных параметров рабочего органа землеройной машины рассмотрены в главе V. Здесь же приведен анализ натурных экспериментальных данных.

В разделе VI приводятся основные результаты и выводы по работе.

Приложения содержат листинги программ, необходимых для практической реализации обобщенной математической модели процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины с грунтом в трехмерном пространстве, методики оптимизации пространственной формы рабочих органов землеройных машин, документы по апробации работы и реализации ее результатов.

Автор выражает глубокую признательность A.M. Завьялову, доктору технических наук, профессору, проректору по научной работе Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии, за творческое сотрудничество, ценные замечания и советы, подготовке диссертации.

6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫВОДЫ И

РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В результате проведенных исследований получены научно обоснованные технические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики транспортного и строительного машиностроения, заключающиеся в разработке методологии обоснования и определения оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин для разработки мерзлых грунтов. Совокупность результатов теоретических и экспериментальных исследований открывает новые направления дальнейшего совершенствования рабочих органов землеройных машин.

2. Анализ и обобщение предыдущих работ показал, что применение решений задачи исследования процессов взаимодействия рабочих органов землеройных машин с мерзлыми грунтами с точки зрения теории прочности и механики сплошной среды без учета ее сжимаемости, равно как и решение этой задачи для плоской системы сил, не позволяют описать данный процесс достаточно адекватно. Системная и комплексная интерпретация процессов взаимодействия рабочих органов землеройных машин с мерзлыми грунтами возможна с позиций динамики и пространственности его протекания.

3. Разработана обобщенная математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа землеройной машины и мерзлого грунта в трехмерном пространстве с учетом особенностей его физико-механических свойств, параметров и режимов разработки.

4. В результате проведенных исследований выявлены закономерности изменения величин, характеризующих процесс взаимодействия рабочего органа землеройной машины с мерзлым грунтом. К ним относятся:

- уравнения регрессии величин сжимаемости для различных типов мерзлых грунтов в зависимости от их температуры и сжимающего давления. Величина сжимаемости различных типов мерзлых грунтов при температуре от - 3 до - 12° С, влажности 15 % и величине сжимающего давления 0,5 МПа соответствует следующим значениям: песок — 0,95.0,97; суглинок — 0,97.0,99; глина-0,98.0,99.

- пространственное распределение напряжений, возникающих на контактной поверхности рабочих органов землеройных машин (наконечника зуба рыхлителя и зуба ковша экскаватора) при разработке мерзлых грунтов. Анализ эпюр распределения напряжений позволяет голографически интерпретировать исследуемые процессы. Зона глобального максимума напряжений расположена выше режущей кромки на расстоянии 2/5 относительной длины рабочего органа. Значения напряжений сг в зоне глобального максимума напряжений для различных типов мерзлых грунтов при температуре от - 3 до - 12° С, влажности W следующие: песок (W = 19 %) — 4. 12 МПа, супесь (W= 13 %)-2,5.3 МПа, глина (Ж = 20 %)- 1,8.3,5 МПа.

5. Разработанные теоретические положения опробованы экспериментально. Экспериментальные исследования позволили подтвердить адекватность математической модели, определить зависимости, численные значения коэффициентов, входящих в математическую модель, и установить границы ее адекватности. Полученная по результатам эксперимента регрессионная зависимость согласуется с аналитически построенной эпюрой распределения напряжений по длине рабочего органа рыхлителя; погрешность составляет 6 - 8%.

6. Впервые разработана методология обоснования и определения методами вариационного исчисления оптимальных параметров рабочих органов землеройных машин повышенной эффективности, заключающейся в снижении удельной энергоемкости процесса разработки мерзлых грунтов с одновременным увеличением износостойкости рабочих органов. Данный подход позволяет получать различные конфигурации оптимальных форм контактных поверхностей рабочих органов в зависимости от вариации факторов разработки мерзлых грунтов: типа грунта, его физико-механических свойств, температуры, влажности, максимального тягового усилия трактора, скорости и глубины разработки.

7. Теоретически обоснованы, экспериментально подтверждены и запатентованы оптимальные значения основных параметров конфигурации рабочих органов землеройных машин, которые ' должны удовлетворять следующим требованиям:

- продольный профиль контактной поверхности рабочего органа должен иметь прямолинейный вид;

- конфигурации поперечного сечения контактной поверхности рабочего органа должна' быть прямоугольной, так как это обеспечит наименьшее значение величины энергоемкости процесса разработки мерзлого грунта;

- необходимым условием для определения значений геометрических параметров контактной поверхности рабочего органа является обеспечение прочностной защиты рабочего органа от разрушения в процессе разработки мерзлого грунта, а также выполнение ряда технологических ограничений.

Полученные результаты экспериментальных исследований подтверждают адекватность выполненных теоретических исследований; погрешность составляет 6 - 8 %.

8. Результаты проведенных натурных экспериментальных исследований подтверждают эффективность предложенных пространственных форм рабочих органов землеройных машин по критерию удельной энергоемкости процесса разработки мерзлых грунтов, удельная энергоемкость снизилась в среднем на 10 - 13 %. Суммарное время на разработку участка размером 16x100 м продольными резами на глубину 0,7 м мерзлого песчаного грунта при температуре - 9° С рыхлителем с модернизированным наконечником составило 58 минут.

9. Снижение удельной энергоемкости обеспечивается уменьшением сопротивления -на разработку грунта, что, в свою очередь, приводит к меньшему изнашиванию рабочего органа; скорость изнашивания снижается на

18 - 23 %. Средняя наработка модернизированных наконечников зубьев рыхлителей до предельной величины изнашивания составила 44 часа, для зубьев ковшей экскаваторов - 40 часов. Средняя наработка модернизированных наконечников до предельной величины коэффициента затупления составила 44 часа, для зубьев ковшей экскаваторов — 42 часа. Процесс изнашивания поверхностей модернизированных зубьев ковшей экскаваторов и наконечников зубьев рыхлителей, укрепленных на режущей кромке износостойкой накладкой, подчиняется одной и той же закономерности: на поверхностях образуются площадки изнашивания. При работе таких рабочих органов наблюдается эффект самозатачивания.

10. Полученные в результате исследований практические рекомендации внедрены на предприятиях отрасли при создании рабочих органов землеройных машин, осуществляющих разработку мерзлых грунтов. Созданы, испытаны и рекомендованы к внедрению инженерные разработки, новизна которых подтверждена свидетельством на полезную модель, патентами на полезную модель, свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ.

11. Использование полученных результатов теоретических и экспериментальных исследований позволит повысить эффективность процесса разработки мерзлых грунтов и решить проблему создания эффективных импортозамещающих рабочих органов землеройных машин.

12. В результате проведенного экономического расчета определены цены модернизированных наконечников зубьев рыхлителей оптимальной конфигурации для разработки мерзлых грунтов различных типов. Средняя цена наконечника составляет 3297 рублей. Доход эксплуатационного предприятия от внедрения комплекта модернизированных наконечников на месяц работы рыхлителя составит более 70000 рублей (в ценах 2008 г.).

1. Абезгауз В. Д. Режущие органы машин фрезерного типа для разработки горных пород и грунтов. М.: Машиностроение, 1965. - 245с.

2. Айзеншток И.Д. К построению физической теории резания грунтов // Резание грунтов. М. Изд-во АН СССР, 1951. - С. 76-103.

3. Александров В.М. Аналитические методы в контактных задачах теории упругости. М.: Просвещение, 2004. - 302 с.

4. Алексеев Н.А., Сагомонян А.Я., Рахматуллин Х.А. Об основных уравнениях динамики грунтов // ПМТФ. 1963, № 2, С.42-51.

5. Андреева Е. А., Цирулева В. М. Вариационное исчисление и методы оптимизации. М.: Высшая школа, 2006. 584 с.

6. Артемьев К. А. Теория резания грунтов землеройно-транспортными машинами: Учеб. пособие / К. А. Артемьев; Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В. В. Куйбышева. Омск: ОмПИ, 1989. - 80 с.

7. Артемьев К. А., Лиошенко В.И. Взаимодействие острого прямого ножа с грунтом в процессе заглубления / СибАДИ. Омск, 1984. - 19 с. — Деп. В ЦНИИТЭстроймаш 23.06.84.

8. Бабков В.Ф., Безрук В.М. Основы грунтоведения и механики грунтов. -М.: Высшая школа, 1976. 328 с.

9. Бабушкин Г.А., Буланов В .Я. Синицкий И.А. Металлические композиты. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. - 311с.

10. Багиров И.З. Исследование деформаций и сопротивлений резанию грунта // Строительные и дорожные машины, 1963, № 6, С. 8-10.

11. Баженов В.А. Численные методы в механике. М.: Просвещение, 2004, - 564 с.

12. Баладинский B.JI. Динамическое разрушение грунтов рабочими органами землеройных машин: Дис.д-ра техн. наук. Киев, 1979. - 396 с.

13. Баладинский B.JI. Определение параметров процесса скоростной обработки горных пород / Известия ВУЗов. Строительство, 1994, N 2, С. 4-7.

14. Баловнев В.И., Хмара JI.A. Интенсификация земляных работ в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1983. - 184.с.

15. Баничук Н.В., Иванова С.Ю., Шаранюк А.В. Динамика конструкций. Анализ и оптимизация. — М.: Наука, 1989. — 259 с.

16. Березанцев Б.Г. Сопротивление грунтов местной нагрузке при постоянной отрицательной температуре. // Материалы по лабораторным исследованиям мерзлых грунтов. М.: Наука, 1953. С. 8—16.

17. Берестов Е.И. Научные основы моделирования системы «грунт -рабочее оборудование землеройных машин» в режиме послойной разработки. Автореф. дис. .д-ра техн. наук. М., 1998, - 38 с.

18. Беркман И. JI. Универсальные одноковшовые строительные экскаваторы: Перевод. / И. JI. Беркман, А. В. Ранев, А. К. Рейш, М.: Мир:

19. Профтехобразование, 1984, 444 с.

20. Берон А.И. Разработка грунтов. М.: Машиностроение, 1978, 86 с.

21. Биргер И.А. и др. Расчёт на прочность деталей машин: Справочник / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - 640с.

22. Биркгоф Д.Н. Динамические системы. М.: Просвещение, 1999,408 с.

23. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984, - 312 с.

24. Бондарь, В.Н. Испытания дорожно-строительных машин: (Исслед. тяговых свойств бульдозерно-рыхлительного агрегата) / В. Н. Бондарь, С. М.

25. Крупицкий, В. Н. Павлов; Под ред. В. Н. Бондаря; Челяб. гос. техн. ун-т, каф. "Гусеничные машины". Челябинск: Изд-во Челяб. гос. техн. ун-та, 1995, - 80с.

26. Борисов М.В., Павлов И.А Ускоренные испытания машин на износостойкость, как основа повышения их качества. М.: Издательство стандартов, 1976, - 350 с.

27. Браутман JI.H. Анализ и проектирование конструкций, том 8, ч.2. -М.: Машиностроение, 1978, 264 с.

28. Браутман JI.H. Анализ и проектирование конструкций, том 7. ч.1. -М.: Машиностроение, 1978, 342 с.

29. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1986.-559 с.

30. Ванэкен Б. Бренд-помощь / Пер. с англ. — И. Малковой под ред. В. Домнина. СПб.: Питер, 2005 - 210 с.

31. Верещагин С. Б. Планирование и оценка результатов испытаний колесных и гусеничных машин: учебное пособие / С. Б. Верещагин; Московский автомобильно-дорожный институт (государственный технический ун-т). Москва: МАДЩГТУ), 2008, - 59 с.

32. Ветров Ю.А. Машины для земляных работ. Киев: Вищя школа, 1981.-346с.

33. Ветров Ю. А. Сопротивление грунтов резанию. — Киев: Изд. Киевского университета, 1965 — 167 с.

34. Ветров Ю.А., Баладинский B.JI. Машины для специальных . земляных работ. Киев: Виша школа, 1980. — 192 с.

35. Ветров Ю. А., Пристайло Ю.П., Станевский В.П. Усовершенствование рабочих органов рыхлителей // Строительные и дорожные машины, 1979 №4. С. 16-17.

36. Власов В.В.; Кисленко А.А.; Пелевин JI.E.; Фомин А.В. Рыхлитель. Патент Российской Федерации № 2016175, 1994.

37. Волков Д. П. Строительные машины. М.: Ассоциация строительных ВУЗов, 2002. - 321 с.

38. Волков С. Д. Прочность и жесткость машиностроительных конструкций. М.: Машиностроение, 1975, - 136 с.

39. Волков Ю.В. Долговечность машин, работающих в абразивной среде. М.: Машиностроение, 1964, - 116 с.

40. Волков Д. П., Николаев С.Н. Надежность строительных машин и оборудования. М.: Высшая школа, 1979. - 398 с.

41. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов / Уч. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 197S, - 447 с.

42. Вялов С.С. Реология мерзлых грунтов. М.: Стройиздат, 2000, - 464с.

43. М.И. Гальперин, Н.Г. Домбровский Строительные машины: 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1980. 344с.

44. Глинистые грунты повышенной влажности в дорожном строительстве / Ю. М. Львович, В. П. Колодезный, Э. К. Кузахметова и др., М.: Транспорт, 1992, 240 с.

45. Глушак Б.Л. Исследование прочности материалов при динамических нагрузках. М.: Машиностроение, 1992, - 296 с.

46. Гольденблат И.И. Длительная прочность в машиностроении М.: Машиностроение, 1977. - 249 с.

47. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М.: Стройиздат, 1971. - 368 с.

48. Горячева И.Г. Контактные задачи в трибологии. М.: Машиностроение, 1988. - 252 с.

49. Горячкин В.П. Собрание сочинений, т. 2. М.: Колос, 1965. - 460 с.

50. Гузенков П.Г. Краткий справочник к расчетам деталей машин, изд 4. М.: Машиностроение, 1964. - 324 с.

51. Гурдин В.И., Поляков Е.П., Акимов В.В. Спекание композиционных материалов в присутствии жидкой фазы // Механика процессов и машин. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2000. - С. 127-129.

52. Далин А.Д., Павлов И.П. Роторные грунтообрабатывающие и землеройные машины. — М.: Машгиз, 1950. 147 с.

53. Далматов Б. И. Механика грунтов М. - СПб.: Стройиздат, 2000. - .254 с.

54. Данилевич Д. В. Совершенствование технологического процесса взаимодействия рабочих органов землеройных машин с грунтом: диссертация . кандидата технических наук: 05.05.04. Орел, 2005.- 154 с.

55. Демидович В.А. Численные методы анализа. М.: Наука, 1967. —368 с.

56. Дибров И. А., Комиссаров В. А. Современная технология и оборудование для плавки и внепечной обработки чугуна.- М.: Машиностроение, 1979. -12 с.

57. Домбровский Н.Г., Гальперин М.И. Строительные машины (в 2-х ч.) ч. II М.: Высшая школа., 1985. - 224с.

58. Домбровский Д. П., Лещинер В. Б. Исследование факторов, определяющих износ инструмента при резании мерзлых грунтов // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1978, N 9. - С.110-114.

59. Домбровский Н. Г., Панкратов С. А. Землеройные машины. М.: Госстройиздат, 1961. - 476 с.

60. Дубовцев В.А. Исследование влияния размеров рабочих органов землеройно-транспортных машин на сопротивление копанию: Дис. канд. . техн. наук. Л., 1979 - 192 с.

61. Емельянов В.И. Технология бульдозерной разработки вечномерзлых россыпей. М.: Недра, 1976. - 286 с.

62. Емельянов В.И., Назарчик А.Ф. Техника и технология подготовки многомерзлых пород к выемке. М.: Недра, 1978. — 279 с.

63. Ершов Э.Д. и др. Лабораторные методы исследования мерзлых пород. М.: Изд-во МГУ, 1985. - 146 с.

64. Живейнов Н. Н. Копание грунтов ковшами гидравлических экскаваторов / Н. Н. Живейнов; Московский государственный автомобильно-дорожный институт (технический университет). М.: МАДИ (ТУ), 1995 - 60 с.

65. Живейнов Н. Н., Моисеев Г.Д., Буряк В.И. Вариант эволюционного алгоритма поиска оптимальных параметров технических систем // Определение рациональных параметров дорожно-строительных машин: Сб. науч. тр. / МАДИ. М., 1986. - С. 35-40.

66. Завьялов A.M., Кузнецова В.Н. Аналитический подход к описанию процесса взаимодействия рабочего органа рыхлителя с мерзлым грунтом в трехмерном пространстве // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии, 2008. № 7. - С. 56-60.

67. Завьялов A.M. К вопросу о методике определения геометрических параметров ковша бульдозерного скрепера / СибАДИ, Омск 1981. — 6 с. — Деп. В ЦНИИТЭстроймаш 23.06.84, № 92.

68. Завьялов A.M. К вопросу о сопротивлении заглублению плоского режущего инструмента в грунт / СибАДИ, Омск 1983. - 6 с. - Деп. В ЦЬШИТЭстроймаш 27.09.81, № 29. - сд 81

69. Завьялов A.M. Основы теории взаимодействия рабочих органов дорожно-строительных машин с грунтом // Монография. Деп. в объединении МАШМИР 22.02.92 № 6-сд 92. 87 с.

70. Завьялов A.M. Основы теории взаимодействия рабочих органов дорожно-строительных машин со средой: Дис. д-ра техн. наук. Омск, 1999, 328 с.

71. Завьялов A.M., Кузнецова В.Н., Черняк С.С. Оптимизация формы продольного профиля режущего инструмента землеройной машины для разработки мерзлых грунтов // Известия ВУЗов. Строительство, 2008. № 7. -С. 85 - 90.

72. Завьялов A.M., Кузнецова В.Н. Теоретические аспекты описания процесса взаимодействия рабочего органа рыхлителя с мерзлым грунтом в трехмерном пространстве // Известия ВУЗов. Строительство, 2008. № 10. - С. 114-120.

73. Завьялов A.M., Кузнецова В.Н. Решения задачи оптимизации поперечного профиля лобовой поверхности наконечника зуба рыхлителя при заданных ограничениях // Известия ВУЗов. Строительство, 2008. № 11-12. - С. 96-103.

74. Завьялов A.M., Кузнецова В.Н. Оптимизация поперечного профиля лобовой поверхности наконечника зуба рыхлителя для разработки мерзлых грунтов // Вестник МАДИ (ГТУ). 2008. - № 4 (15). - С. 17 - 23.

75. Завьялов К.И. Конструктивные и эксплуатационные особенности промышленных тракторов. М.: Машиностроение, 1975. 174 с.

76. Зарецкий Ю. К. Вязкопластичность льда и мерзлых грунтов / Ю. К. Зарецкий, Б. Д. Чумичев, А. Г. Щеболев; Отв. ред. К. Ф. Войтковский; АН СССР, Сибирское отделение, институт мерзлотоведения, Новосибирск: Наука: Сибирское отделение, 1986. 182 с.

77. Засоленные мерзлые грунты как основания сооружений: Сб. науч. тр. / АН СССР, Научный совет по криологии Земли; Отв. ред. С. С. Вялов, М.: Наука, 1990. 143 с.

78. Захарчук Б. 3., Телушкин В. Д., Шлойдо Г. А., Яркин А. А. Бульдозеры и рыхлители. М.: Машиностроение, 1987. - 235 с.

79. Захарчук Б. 3., Шлойдо Г. А., Яркин А. А., Телушкин В. Д. Навесное тракторное оборудование для разработки высокопрочных грунтов. -М.: Машиностроение, 1979. 190 с.

80. Зеленин А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. М: Машиностроение, 1975. - 376 с.

81. Зеленин А. Н., Баловнев В. И., Керов И. П. Машины для земляных работ. М.: Машиностроение, 1975. - 420 с.

82. Земляные работы: новые средства для разработки грунта уплотнения; современное рыхлительное оборудование. Кишинев: МолдНИИНТИ, 1990. - 34 с.

83. Золотухин И.В.; Коненков Н.В.; Маталыцкий А.А. Навесное оборудования для рыхления прочных грунтов. Патент Российской Федерации № 2014408, 1994.

84. Иванов Р. А. Навесные ударные устройства для разрушения мерзлых грунтов / Р. А. Иванов, А. И. Федулов; АН СССР, Сибирское отделение, Институт горного дела, Новосибирск: ИГД, 1988. 142 с.

85. Инженерно-геологическое изучение и оценка мерзлых, промерзающих и протаивающих глинистых грунтов: "ИГК-90", сент.: Материалы семинара.: сб. науч. тр. / [науч. редакторы Н. Ф. Кривоногова, А. А. Каган], СПб.: ВНИИГ, 1993. 179 с.

86. Инженерно-геологические изыскания в области вечной мерзлоты: Тезисы докладов науч.-практ. конф. / редкол.: Э. Д. Ершов (пред.) и др., Благовещенск, 1986 58 с.

87. Инженерные исследования мерзлых грунтов: Свойства грунтов и динамика мерзйотных процессов. Сб. статей. / АН СССР, Сибирское отделение, Институт мерзлотоведения; Отв. ред. И. Е. Гурьянов, Новосибирск: Наука: Сибирское отделение, 1981. 158 с.

88. Иосилевич Г.Б. Концентрация напряжений и деформаций в деталях машин. М.: Машиностроение, 1981. - 224 с.

89. Исследование вопросов надежности и повышения производительности мощных экскаваторов: Сб. науч. тр. / Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт тяжелого машиностроения; под ред. В. А. Оленева, Свердловск: НИИтяжмаш, 1988. 95 с.

90. Исследования и испытания дорожных и строительных машин: Межвуз. сб. / Омский политехнический институт, Сибирский автомобильнодорожный инстйтут им. В. В. Куйбышева; редкол.: К. А. Артемьев (отв. ред.) и др., Омск: СибАДИ, 1981. 182 с.

91. Исследования мерзлых грунтов в районах освоения: (Сб. науч. тр.) / Произв. и НИИ по инженерным изысканиям в строительстве; Под ред. Н. С. Даниловой, Т. Ф. Ивановой, М.: Стройиздат, 1987. 136 с.

92. Исследование нагрузок в узлах экскаваторов: Сб. науч. тр. / Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. А. И. Целикова; Под ред. В. А. Оленева, М.: Б. и., 1986 (1987) 95 с.

93. Кабалеев Р.А., Кульгильдинов М. С. Предельные размеры износа режущих элементов землеройных машин // Механизация строительства, 1996, №4, С.13-14.

94. Кабашев Р.А., Кугильдинов М.С. Предельные размеры ■ износа режущих элементов землеройных машин. // Механизация строительства, 1998. № 3, С. 28-30.

95. Киселев М.Ф. Теория сжимаемости оттаивающих грунтов под давлением. JL: Стройиздат, 1978. - 312 с.

96. Коновалов А. А. Прочностные свойства мерзлых грунтов при переменной температуре / А. А. Коновалов; Отв. ред. В. П. Мельников; АН СССР, Сибирское отделение, Институт проблем освоения Севера, Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1991. 90 с.

97. Косников Г. А. Расчёт основных параметров процесса • плавки чугуна. Л.: ЛПИ. 1981. - 68 с.

98. Котлер Ф. Основы маркетинга: пер с англ. /общ. ред. и вступ.ст. Е.М. Пеньковой. М.: Прогресс, 1990. - 687 с

99. Кох П.И. Климат и надежность машин. М.: Машиностроение, 1981.-175 с.

100. Крагельский И. В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Наука, 1977. - 525 с.

101. Красноштанов С. Ю. Управление техническим состоянием экскаваторов на карьерах Севера: На примере Удачнинского ГОКа АК "АЛРОСА": Дис. канд. техн. наук: 05.05.06. Иркутск, 2004. - 121 с.

102. Кузнецова В.Н. Обоснование параметров коронок зубьев землеройных машин (на примере зуба рыхлителя): Дис. канд. техн. наук. — Омск, 2001.- 168 с.

103. В.Н. Кузнецова, Р.А. Мартюков. Об использовании самозатачивающихся наконечников при рыхлении мерзлых грунтов // Межвузовский сборник трудов студентов, аспирантов и молодых ученых. — Омск: изд-во СибАДИ, 2005. С. 31-33.

104. Кузнецова В.Н. Методика определение критерия замены рабочих органов землеройных машин при их затуплении // Известия ВУЗов. Строительство, 2006. № 1. - С. 45-49.

105. В.Н. Кузнецова, Р.А Мартюков. Экспериментальные исследования нагружения зуба рыхлителя при разработке мерзлых грунтов // Строительные и дорожные машины, 2006. № 4. - С. 35 - 36.

106. В.Н. Кузнецова. Определение ресурса коронки зуба рыхлителя // Строительные и дорожные машины, 2006. № 6. - С. 29 - 31.

107. Кузнецова В.Н. Оптимизация конфигурации рабочих органов землеройных машин как результат решения задачи их взаимодействия с мерзлым грунтом в трехмерном пространстве // Вестник СибАДИ, 2008. № 7. -С. 24-27.

108. Кузнецова В.Н. К вопросу оптимизации рабочей поверхности наконечника зуба рыхлителя при разработке мерзлых грунтов // Межвузовский сборник трудов студентов, аспирантов и молодых ученых, 2008, С. 34-38.

109. Кузнецова В.Н., Завьялов A.M. Мерзлый грунт как пластически сжимаемая среда // Строительные и дорожные машины, 2008. № 7. - С. 24-27.

110. Кузнецова В.Н., Завьялов А.М Оптимизация формы рабочих органов землеройных машин // Монография. Омск, изд-во ОмГПУ, 2008. - 183 с.

111. Ш.Кузнецова В.Н., Завьялов A.M. Математическая модель процесса взаимодействия рабочего органа рыхлителя с мерзлым грунтом // Строительные и дорожные машины, 2009. № 4 - С.

112. Кузнецова В.Н., Завьялов A.M. Оптимизация поперечного сечения рабочей поверхности наконечника зуба рыхлителя при разработке мерзлых грунтов // Строительные и дорожные машины, 2009. № 4 - С. 38 - 40.

113. Кузнецова В.Н. Свидетельство на полезную модель № 28135 «Наконечник зуба рыхлителя» (зарегистрирован в Государственном реестре . полезных моделей Российской Федерации г. Москва 10 марта 2003 г.).

114. Кузнецова В.Н. Патент на полезную модель № 45412 «Зуб рыхлителя землеройной машины, оборудованный динамическим гасителем колебаний» (зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации г. Москва 10 мая 2005 г.).

115. Кузнецова В.Н. Патент на полезную модель № 49039 «Наконечник зуба рыхлителя» (зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации г. Москва 10 ноября 2005 г.).

116. Кузнецова В.Н Оценка влияния глубины внедрения абразивных частиц в материал на интенсивность изнашивания коронки зуба рыхлителя // Вестник машиностроения, 2006. № 4. - С. 24-26.

117. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1974. - 831 с.

118. Котлер Ф. Основы маркетинга: Пер с англ. / под общ. ред. и вступ.ст. Е.М. Пеньковой, М.: Прогресс, 1990. 267 с.

119. Кох П. И. Надежность и долговечность одноковшовых экскаваторов. М.: Машиностроение, 1966. - 250 с.

120. Лабораторные и полевые исследования мерзлых грунтов и льдов : Сб. науч. тр. / Произв. и НЕЙ по инженерным изысканиям в строительстве; Редкол.: В. В. Баулин (гл. ред.) и др., М.: Стройиздат, 1986, 119 с.

121. Липсиц И.В. Коммерческое ценообразование. М.: Изд-во БЕК, 2000 - 253 с.

122. Лещинер В. Б. Совершенствование инструмента для резания мерзлых грунтов / В. Б. Лещинер; Под ред. И. Г. Басова; Томский инженерно-строительный институт, Томск: Издательство Томского университета, 1991 -210 с.

123. Маркова В.Д. Маркетинг услуг. М.: Финансы и статистика, 1996476 с.

124. Мартюченко И. Г. Методы снижения энергозатрат при разработке мерзлых и прочных грунтов / И. Г. Мартюченко; Министерство образования и науки Российской Федерации, Саратовский государственный технический университет, Саратов: СГТУ, 2004— 149 с.

125. Маслов Н.Н., Котов М.Ф. Инженерная геология. М.: Наука, 1971546 с.

126. Матвеев Н.М. Дифференциальные уравнения. М.: Просвещение, 1988.-256 с. •

127. Махно Д. Е. Ремонт и управление карьерными экскаваторами в условиях низких температур: / Д. Е. Махно; Иркутский политехнический институт, Иркутск: ИЛИ, 1985 56 с.

128. Машины для земляных работ / под ред. Н. Г. Гаркави, М.: Машиностроение, 1982 476 с.

129. Месчян С. Р. Физико-механические свойства грунтов. Ереван: Айастан, 1985, - 359 с.

130. Месчян С. Р. Экспериментальная реология глинистых грунтов. М.: Недра, 1985 - 342 с.

131. Метод обработки и анализа нестационарных случайных процессов изменения нагрузок землеройных машин / Б.А. Бондарович, Г.К. Лурье, В.А. Тельтевская и др. — в кн.: Машины для землеройных работ, М.: Транспорт, 1973, вып. 79,-С. 33-37.

132. Методические рекомендации по определению комплексов машин при механизированной разработке траншей и котлованов в мерзлых грунтах / Подгот. А. В. Голуб., М.: ЦНИИОМТП, 1980 51 с.

133. Методические рекомендации по определению физико-механических свойств вечномерзлых глинистых и песчаных грунтов в полевых условиях / ВНИИ трансп. строительства; разраб. Б. Л. Юровским и др., М.: ЦНИИС, 1987 64 с.

134. Методические рекомендации по технологии разработки мерзлых грунтов бульдозерами с рыхлителями / Исполнители Н. В. Зайцева и др., М.: Бюро внедрения ЦНИИОМТП, 1987 47 с.

135. Методические рекомендации по технологии рыхления мерзлых грунтов, дорожных покрытий и уплотнения грунтов гидравлическими экскаваторами с навесным молотом / Подгот. Ю. Ю. Каммерер и др., М. : ЦНИИОМТП. Бюро внедрения, 1983 32 с.

136. Методы изучения сезоннопромерзающих и мерзлых грунтов: Сб. науч. тр. / Произв. и НИИ по инженерным изысканиям в строительстве; под ред. Орлова, М.: Стройиздат, 1985 79 с.

137. Методы определения механических свойств мерзлых грунтов / Принимали участие JI. Т. Роман и др.; Под ред. Э. Д. Ершова, JI. Т. Роман, М.: Изд-во МГУ, 1995 160 с.

138. Механика грунтов. ч.1. Основы геотехники в строительстве // под ред. д.т.н., проф. Б.И. Далматова, М.: Изд-во АСВ, 2000 200 с.

139. Напряженно-деформированное состояние мерзлых грунтов: / Г. С. Ушаков; Якутский государственный университет, Якутск: ЯГУ, 1989 95 с.

140. Нгуен Зань Шон Определение оптимальных параметров и условий использования рыхлителей в строительстве: диссертация . кандидата технических наук: 05.05.04, Москва, 2005 160 с.

141. Недорезов И.А. Интенсификация рабочих органов землеройных машин. -М.: МАДИ, 1979. 51 с.

142. Недорезов И.А. Прогрессивные методы разработки мерзлых грунтов. М.: Транспорт, 1969. - 45 с.

143. Недорезов И. А., Федоров Д. И., Федулов А. И., Хамчуков Ю. М. Резание и ударное разрушение грунтов. Новосибирск: Наука, 1965 - 135 с.

144. Никифоров Ю.П. Теория и практика совершенствования рабочих ■ органов для разрушения мерзлых грунтов. Дис. д-ра техн. наук. Тюмень, 1999-210 с.

145. Никифоров Ю.П. Энергозатраты на рыхление мерзлых грунтов. // Материалы международной конференции «Интерстроймех-2002», Могилев. -320 с.

146. Никулин П. И., Тепляков И. М., Кононов А. А. Результаты теоретического исследования процесса копания грунта основным отвалом автогрейдера ДЗ-199 // Известия ВУЗов. Строительство, 1999, № 2—3.

147. Новожилов Г.Ф. Влияние различных факторов на значение * динамического сопротивления грунтов / Материалы научно-технического семинара. Л., 1986. С. 67 - 74.

148. Одноковшовые экскаваторы с гидроприводом и область их применения // Сб. науч. трудов, М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1982 24 с.

149. Одноковшовые экскаваторы и самоходные краны с гидравлическим приводом / И. Л. Беркман, А.А. Буланов, А.В. Ранев и др., Под ред. И.Л. Беркмана, М.: Машиностроение, 1971. 156 с.

150. Оптимизация основных параметров экскаваторов и транспортирующих машин: / Министерство высшего и среднего специального образования УССР, Киевский инженерно-строительный институт; В. Л. Баладинский и др., Киев: УМКВО, 1988, 73 с.

151. Оценка бизнеса: Учебник / под ред. А.Г. Грязновой, М.А. Федотовой. 2-е изд., перераб. и доп., М.: Финансы и статистика, 2006 - 265 с.

152. Оценка стоимости машин и оборудования: Учебник / А.П. Ковалев, А.А. Кушель и др., под ред. М.А. Федотовой. М.: Финансы и статистика, 2006. -288 с.

153. Пантелеенко Ф.И. Восстановление деталей машин. М.: Машиностроение, 2003 - 672 с.

154. Пенчук В. А. Закономерности разрушения грунта рабочими органами машин для земляных работ // Известия ВУЗов. Строительство , 1999, № 1.

155. Пермяков В.Б. Совершенствование теории, методов расчета и конструкций для уплотнения асфальтобетонных смесей. Дис. д-ра техн. наук. -Омск, 1990.-412 с.

156. Пермяков В.Б., Витушкин А.Н., Кузнецова В. Н. К вопросу об инвестиционной привлекательности проектов и решений // Вестник СибАДИ. — 2007.-№ 5-С. 281 -288.

157. Подщеколдин М.И. Влияние износа режущих органов землеройных машин на сопротивление резанию.// Труды ХИСИ, Харьков, 1955 С. 15-16.

158. Попов И.В. Инженерная геология СССР. ч. 3. Урал. Западная Сибирь./ уч. пособие, М.: Изд-во МГУ, 1968 386 с.

159. Пригоровский Н.И. Экспериментальные исследования и расчет напряжений в конструкциях. М.: Машиностроение, 1975 - 163 с.

160. Производство чугунных и стальных отливок / А. М. Михайлов, В. П. Соловьёв, Э. Б. Тэн, И. Н. Ильин. Исследование литейных процессов с использованием АВМ и ЦВМ, М.: МИСиС, 1977 134 с.

161. Проников А.С. Надежность и долговечность машин и оборудования. М.: Машиностроение, 1972, - 316 с.

162. Проников А.С. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978,592 с.

163. Растегаев И. К. Машины для вечномерзлых грунтов. М.: Машиностроение, 1986 - 215 с.

164. Растегаев И. К. Механика и теплофизика статистического рыхления вечномерзлых грунтов. Красноярск: Изд-во Красноярского университета, 1988. - 222 с.

165. Растегаев И. К. Проблемы разработки вечномерзлых грунтов и пути совершенствования рабочих органов землеройных машин. В. кн.: Проблемы развития строительной и дорожной техники в условиях Сибири и Севера. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1981, - С. 81-87.

166. Растегаев И. К. Разработка мерзлых грунтов в северном строительстве / И. К. Растегаев; Отв. ред. Р. М. Каменский; Рос. АН, Сибирское отделение, Институт мерзлотоведения, Новосибирск: Наука: Сибирская изд. фирма, 1992, 346 с.

167. Рахматуллин X. А., Сагомонян А. Я., Алексеев Н.А. Вопросы динамики грунтов,. М.: МГУ, 1964 - 124 с.

168. Рейш А. К. Повышение износостойкости строительных и дорожных машин. М: Машиностроение, 1986 - 181 с.

169. Рейш А. К. Повышение производительности одноковшовых экскаваторов. М.: Стройиздат, 1983 - 167 с.

170. Рекомендации по лабораторному изучению строения мерзлых грунтов / Произв. и НИИ по инженерным изысканиям в строительстве, М.: Стройиздат, 1984 35 с.

171. Рекомендации по методике изучения процессов сезонного промерзания и протаивания грунтов / Произв. и НИИ по инженерным изысканиям в строительстве, М.: Стройиздат, 1986. 74с.

172. Рекомендации по определению деформационных характеристик в полевых условиях нескальных грунтов с применением винтового штампа / НИИ оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова, М.: НИИОСП, 1985-21 с.

173. Рекомендации по определению физико-механических свойств мерзлых дисперсных грунтов геофизическими методами / Произв. и НИИ по инженерным изысканиям в строительстве, М.: Стройиздат, 1989 55 с.

174. Рекомендации по производству земляных работ при строительстве мелиоративных систем в зимний период с применением предзимнего рыхления грунтов / Белорус. КИИ мелиорации и водного хозяйства, Минск: БелНИИМИВХ,-1985 33 с.

175. Рекомендации по разработке мерзлых грунтов бульдозерно-рыхлительными агрегатами и скреперами / М-во трансп. стр-ва, Гл. упр. по стр-ву Байкало-Амур. магистрали, СКТБ Главбамстроя, М.: Б. и., 1985 76 с.

176. Роман JI. Т. Механика мерзлых грунтов / Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова. Геологический факультет, М.: Наука / Интерпериодика, 2002 425 с.

177. Сагомонян А .Я. Проникание, М.: Изд-во МГУ, 1974 231 с.

178. Сборник научных трудов Пути и методы повышения надежности и долговечности • изделий машиностроения и приборостроения, М.: Машиностроение, 1968 542 с.

179. Сборник научных трудов. Ускоренные испытания на надежность технических систем, М.: Машиностроение, 1974 232 с.

180. Сергеев Е.М. Инженерная геология, 2-е изд. М., Изд-во Моск. ун-та, 1982-248 с.

181. Слюсарев А.С. Разработка основ расчета и конструирования рабочих органов подъемно-транспортных машин, подвергающих сыпучий материал объемному сжатию: Дис. д-ра техн. наук. — Новгород, 1991 392 с.

182. Снижение трудоемкости разработки мерзлых грунтов: Тезисы докладов и сообщений всесоюзного семинара (г. Уфа, 15-17 дек. 1982 г.), М.: Стройиздат, 1982 45 с.

183. Совершенствование конструкции и улучшение показателей одноковшовых гидравлических экскаваторов / под ред. П. В. Панкрашкина, М.: Б. и., 1983 -87 с.

184. Соколов JI.K. Методика расчета рациональных параметров рабочих органов траншейных машин для разработки мерзлых грунтов. В кн.: Механизация гидромелиоративных работ в Сибири, Красноярск, 1979 - С. 3238.

185. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М.: Физматгиз, 1960214 с.

186. Соколовский В. В. О предельном равновесии сыпучей среды. Прикладная математика и механика, т. XV, вып. 6, М.: Физматгиз, 1951 265 с.

187. Сопротивление сколу вырезаемой стружки при воздействии грунта в ковше скрепера // Артемьев К.А., Демиденко А.И., Аглиуллин А.З. Труды СибАДИ, выпуск 55, сборник №7, Омск 1975. С. 19-24.

188. Справочник конструктора дорожных машин. / под ред И.П. Бородачева, М.: Машиностроение, 1973. 499 с.

189. Справочник по чугунному литью / под ред. Н. Г. Гиршовича, М.: Машиностроение, 1978.- 758 с.

190. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород. М., Недра, 1979 - 516 с.

191. Строительные и дорожные машины для районов с холодным климатом. / В.Д. Телушкин, В.А. Винокуров. М.: Машиностроение, 1978. -197 с.

192. Сукач М. К., Сукач А. М. Алгоритм критериальной оценки сопротивления резанию грунтов // Известия ВУЗов. Строительство, 1999, № 2 — 3.

193. Суриков В.В. Механика разрушения мерзлых грунтов. Л.: Стройиздат, 1979.- 127 с.

194. Суриков В.В.; Поддубный В.И.; Султаналиев Б.С.; Хараск И.А. Рыхлитель. Патент Российской Федерации № 2009300, 1994.

195. Тер-Мартиросян 3. Г. Прогноз механических процессов в массивных многофазных грунтов / 3. Г. Тер-Мартиросян, М.: Недра, 1986 292 с. ил.

196. Терцаги К. Теория механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1961507с.

197. Триботехнические испытания материалов: / В. Ф. Вагнер, Б. И. Ковальский, В. Ф. Терентьев, С. И. Щелканов; Министерство образования Рос. Федерации. Красноярский государственный технический университет, Красноярск: КГТУ, 2000 104 с.

198. Федоров Д.И. Рабочие органы землеройных машин. — М.: Машиностроение, 1990 360 с.

199. Федоров Д.И., Бондарович Б.А., Перепонов В.И. Надежность металлоконструкций землеройных машин. М.: Машиностроение, 1971 - 216 с.

200. Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа, т. 2. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002 - 440 с.

201. Хархута Н.Я. Дорожные машины. Теория, конструкция и расчет. -М.: Машиностроение, 1976-472 с.

202. Хромов И. В. Динамика проникания жесткого вращающегося индентора в грунт: автореферат дис. . кандидата технических наук : 01.02.06 /

203. Тульский государственный университет, Электронный ресурс, Тула, 2004 12 с.

204. Цытович Н. А. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973-448 с.

205. Черкашин В.А. Разработка мерзлых грунтов. Л.: Стройиздат, 1977. -215 с.

206. Чеченков М. С. Разработка прочных грунтов. JL: Стройиздат: Ленингр. отделение, 1987 - 231 с.

207. Чеченков М. С. Современные методы разработки прочных грунтов.- Л.: Стройиздат: Ленингр. отделение, 1980 125 с.

208. Шлойдо Г.А., Захарчук Б.З. Машины и сменное рабочее оборудование для разработки мерзлых и скальных пород. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1979 - 52 с.

209. Щемелев A.M. Рыхлитель. Патент Российской Федерации № 2012739 1994.

210. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1968- 356 с.

211. Яхонтов А. А. Обоснование и выбор параметров динамических средств интенсификации послойного разрушения пород на карьерах: диссертация . кандидата технических наук: 05.05.06, Москва, 2005 149 с.

212. Batke W., Siebeck J., Halama H., Ricci M. Tintrup F. Tooth cap for construction machinery, US Patent D463460, 2002.

213. Bruce D. Earth working sweep, US Patent 20030010157, 2003. ■

214. College M., Hutzell C., Lane C. Mckenry R. Ripper tooth, US Patent 4083605, 1978.

215. Eichelberger P. Excavator tooth, US Patent 5778570, 1998.

216. Funk F. Tooth arrangement for earthworking implement, US Patent 4317299, 1982.

217. Gardner J.P., Gilson P.D., Paradis A.C. State-of the - art. Raport on Winterisation of construction Equipment, SAE, 1994.

218. Handbook of Ripping. Caterpiller Tractor Co, Peoria, 2002.

219. Hahn F, Ulven A., Huiras J. Method of making tooth point, US Patent 5188680,1993.

220. Launder В., Clendenning C. Digging tooth, US Patent D414193, 1999.

221. Launder В., Clendenning C. Ground engaging tooth, US Patent D527029, 2006.

222. Zavialov A.M. Fundamentals of the theory of interaction between working organs of road construction machines and soil. Омск, ГУИПП «Омский дом печати», 2002. - 78 с.