автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.05, диссертация на тему:Совершенствование рабочих органов подъемно-транспортных машин, перегружающих смерзшиеся материалы

Уральский государственный технический университет - 7Ш

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ЯОДЬЕГЖО-ТРАНСПОРТШХ 1ШШ, ЛЕРЕГРШЩЯ СМЕРЗШИЕСЯ МАТЕРИАЛА

05.05.05 - Подъемно-транспортные машины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рл прагах рукописи

ГОЗЕШО Андрей Васильевич

Екатеринбург 1994

Работа выполнена е Уральском государственном техническом университете - У1Ш.

Научны"; руководитель - доктор технических наук, профессор

ПетухоЕ .1.3.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Биьжн A.II.;

кандидат технических наук Когл;ссароЕ А. П.

Ее®лее предприятие - АОЗТ "СтроЁмехавизапия",

г.Екатеринбург

Залита состоится " " 1994 г. Е ч _ьин ъ ауд. _главного учебного корпуса на заседании диссертационного совета К 053.14.15 по специальности С5.05.05 - "Подъеьшс-транспортные ь-лшинк" при Уральском госу-дарстгенноы техническом университете - УГЕТ.

. Адрес: 620002,.г.Екатеринбург, ул.иира, 19Г .

С диссертацией ¡¿окно ознакомься в библиотеке Уральского государственного технического университета - УЛГ.

Автореферат разослан "'"i--^" J'UjlU-' 12У*. г.

Ученый секретарь диссерташонного совета, канд.техн.ваук

Е.С.КУЗНЕЦОВ

ВВЕДШИ •

Актуальность работы. Развитие промышленности, строительна и транспорта и их бесперебойная работа требуют применения большого количества лодъемно-траяспортннх машин, которые долями перегружать смерзшиеся материалы. Годовой объем пэреработки :мерзшихся насыпных грузов составляет свыше 72 от их общего количества или г абсолютном Еыраяении около 0,2 млрд.м3.

Так, в металлургии на складах доменных, мартеновских я литейных пехоз необходимо перегружать смерзшиеся: супы, уголь, песок, формовочные смеси, глины, магнезитовый порошок, обоетен-йыЯ доломит и другие материалы. Все это хранится навалом на открытых площадках и обслуживается мостоеыми перегружателями и яелезнодоратнкга кранами с грейферами, опссобниш разрабатывать, такие грузы.. Еа складах аебня, стсена, технической соли, сильвинита, а гакзе массовых строительных материалов хорошо зарекомендовали себя при работе в зимних условиях погрузчики с шаровыми головками и роторным захватами.

' Для разгрузки на железной дороге применяются струги, под которыми перемещаются платформ со смерзшимся материалом.'

В портах значительная часть таких грузов перерабатывается секла?,мерами (погрузчиками с роторно-элеваторными захватами).

Для этих работ в промышленности, строительстве и на транспорте широко применяются также однокоешоеыэ погрузчики или одноковшовые экскаваторы с погрузочным рабочим оборудованием.

Все эти и ряд других подъемно-транспортных машин разрабатывав смерзшиеся материалы пословно, с суде стеляя пропесс наименее энергоемким способом - фтем отрыва в сторону открыто? поверхности. Опыт эксплуатации показал перспективность применения таких машин.

Однако. е ряде случаен процесс работы происходит с недостаточной интенсивностью заглубления, ве обеспечивая необходимой производительности.рыхления. Кроме того, как показывают пре дыдуише исследования, обдей теории послойной разработки с:.:ерз-епхся материалов пока не создано, так как:

~ недостаточно изучены прочностные свойства смерзшихся материалов и характер их разрушения;

- механизм процесса заглубления рабочего органа окончательно не выяснен; .• . ...

- конфигурации рабочих органов далека от рациональных.

Цель гкссертапиц: повышение эффективности работы пюяьемно-

-транспортных машн при перегрузке смерзшихся материалов.

Для достижения.поставленной пели необходимо в числе друга? решить следу щие задачи:

- установить прочностные характеристики смерзшихся мате. риалов;

- вайти траектории движения рабочего органа в процессе перегрузки смерзшихся материалов.

- прочностные .свойства значительной части смерзшихся материалов при их рыхлении соответствуют прочностным свойствам мер: лих грунтов;

- закономерности изменения пределов прочности и характер разрушения являются .обшили для основных типов смерзшихся материалов;

. - наиболее рациональным для определения деформашонно--прочностных характеристик смерзшихся материалов является экспресс-метод;

- сеязь силы сопротивления рыхлению и сеойсте перегружаемого материала наиболее полно отражают полутенике комплексные зависимости;

- критерий энергоемкости пропесса рыхления является универсальным при оптимизапии параметров рабочего органа;

- механизм процесса разрукения смерзшегося материала необходимо списывать с учетом фактора времени заглубления рабочего органа;

- установленные автором особенности и Физические закономерности пропесса заглубления рабочего органа е смерзшийся материал определяется параметрам рабочего оборудования, скоростью его лишения и величиной пригруза. '

"етолы исследования. Для изучения механизма пропесса пословного рыхления применен комплексный подход, вклзчаший теоретические обобщения для раскрытия физических закономерностей взаимодействия рабочего органа с материалом при заглублении; экспериментальное определение свойств смерзоихся материалов, сил сопротивления и траекторий движения рабочего органа..'

При этом в теоретических исследованиях использованы^результаты расчета на ЭВМ усилий в рабочем оборудовании, в экспериментальных - методы электротензометрии, фотограмметрии с применением теорип рапионального планирования эксперимента.

Практическая ценность диссертации заключается в том, что:

- разработана инженерная методика проектирования рабочего зргана подъемно-транспортной машины, принятой в качестве -базо- . во", дт. перегрузки смерзшегося материала с заданными свойства-ии. 1.1етодика позволяет определить основные конструктивные параметры рабочего органа, соответствующие одному из предлагаемых критериев оптимизации; ..'•■'

- предложена методика проектирования рабочего оборудования тодъекно-травспортяой мажны с тремя степенями свободы по заданий производительности смерзшегося материала; • : .

- разработаны оригинальные конструкции рабочего оборудования подъемно-транспортных каган.

Реализация работы. Результаты диссертационно?« работы приняты к Енедрениэ в тресте "Отроймеханизапия 2" г.Екатеринбурга.

По результатам проведенных исследований создано универсальное погрузочное рабочее оборудование на базе экскзейторое типа ¿0-4121 и ЭО-5122.

Лпробапия работы. Основные результаты исследований и пред лагаем;е методики докладывались и обсуядалвсь на 1У,У,У1,УШ научно-технических и научно-практической конференциях Уральского политехнического института (Свердловск , 1972,1975,1979,1983,

1990), научно-технических конференциях Томского иЕзгенерно-строн

*

тельного и Сибирского авто<\:обильно-дорожного институтов (Томск, 1972),(Омск,1977,1988), перЕой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов уральской зоны "Каучно-техничека прогресс е промышленности" (СвердлоЕскД977), научно-технвческс конференции "Перспективы развития подьеыно-транспортнкх машин". (СЕердлоЕск,19та).

Публикации. Основные положения дассерташонноГ! работы опу< ликованы в ЗС печатных работах в 5 -авторских свидетельствах на изобретения. •

Структура и объем работк. Диссертация состоит из введения пяти разделов, заключения, -библиографического списка из 132 на келовакий, восыл; приложений; содержит, включая приложения, 232 страницы шишнописного текста, е, том числе 37 таблиц, 109 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Бо ВЕеденип показана актуальность теш диссертационной ра боты и применения для перегрузки смерзшихся материалов подъем -транспортных машин с послойным рыхление«, сфорг-улирована проС лема и изложены принципиальные положения, выносимые на защиту.

6

В первом разделе приведено описание методов и средстЕ для перегрузки смерзшихся материалов. Проведенный анализ позволил еыяеить, что наиболее перспективными для этой пели является подъемно-транспортные машины, осудестЕЛЯвдие послойный прспесс рыхления.

3 качестве объекта исследования выбран рабочий орган этих машин. Рабочие органы, известные по описания'в технической литературе и патентной информации, могут применяться на машинах различного типа и иметь различные конструкции и конфигурации. Однако опыт эксплуатации позволил еыяеить тенденции в развитии их принципов, направленные на повыиение эффективности эксплуатации.

Б процессе работы подъемно-транспортные машины перемещают значительную часть массовых насыпных и навалочных грузов. Изучение прочностных свойств всех этих материалов пркмевительно к рыхлению в условиях отрицательных температур весьма затруднительно.

Однако учитывая то, что все насыпные грузы имеют одинаковое происхождение (являются продуктами разложения земной коры), очевидно, что основная часть их фракции до 3 мм-в смерзшемся состоянии не превосходит по прочностным свойствам мерзлых песчанисто-глинистых грунтов ненарушенного сложения.

Таким образом, при изучении предшествующих исследований наиболее близкими яеляются работы, связанные с процессом послойного рыхления мерзлых грунтов (МП.

В качестве предпосылок был выполнен обзорный анализ сулест-вуэдих методов исследования и работ, в области рыхления МГ. 1'х можно разделить на дге группы. К первой относятся исследования по выявления обоих закономерностей процесса, изучению усилий резания и . сущности происходящих явлений в зависимости от 'Т'изико--механических сеойств ИГ, изысканию наилучших параметров зубьев,

7

пелесообразных режимов и технологических схем. Этики вопросами занимались А.Н.Зеленин, Г.М.Веселов, ш.И.Роеинский и В.Д.Телуш-кин, Г.А.Елойдо, Ю.А.Ветров, К.Г.Домбровский.

К исследованиям второй группы относятся такие, в которых ставятся задачи создания методик расчета машин, исходя из сеойсте КГ. Этому посвяаены работы Ю.Н.Берковского, В.Д.Абезгау-за и М.И.Гальперина, О.Д.Алимова, В.Ф.Горбунова, 'II.Г.БасоЕа и Ф.Ф.КириллоЕа, А.А.Вайвсона и Ю.Е.Никифорова, Б.А.Захарова, АЛ'.Федулова и А.Ц.Деойных, В .1'.Дашкова, А.Е.Олюкина, В.И.Пиот-туха.

Прочностные свойства МГ применительно к их разрушению ис-слелоЕались А.Н.Зеленияым, Г.А.клойдо и др., а при длительной прочности Н.А.Цытовичем, С.С.Вяловым, ш.И.Сумгиным, М.Л.Ше?ко-

еым.

Анализ публикаций показал, что несмотря на большое количество и Ексокое качество работ по послойному рыхлению МГ, пропесс заглубления рабочего органа продолжает оставаться е числе недостаточно изученных качеств. Сложившееся положение объясняется зависимостью параметров этого процесса от прочностных"" характеристик ЦТ,' представление о которых в вастоящее время далеко не полное, к параметров рабочих органов, именышх различную конфигурацию.. лонфигураиня рабочих органов далека от рациональной. Общей теории послойного рыхления смерзшихся материалов и ИГ пока не создано.

В соответствии с указанной целью в первом разделе работы поставлены следующие задачи: ' '

1. Установить прочностные характеристики ЫГ и общность измене гам их в процессе разрушения.

2. На?ти параметры МГ, обладающего наибольшим сопротивлением пословном? рыхления.

0. Определить силу сопротивления заглублении рабочего органа в ЫГ.

4. Отыскать в соответствии со свойствами перегружаемого смерзшегося материала рациональные формы и размеры рабочего органа.

5. Иа?,та траектории движения рабочего органа в смерзшемся материале и геометрические размеры отделяемых элементов грунта.

6. Разработать рекомендации то проектировании, расчету, совершенствованию конструктив и Епедрению рабочих органон а рабочего оборудования подъемно-транспортных машин, перегружаадих смерзшиеся материалы.

В"оро? раздел работы песвязен исследованию прочностных свойств МГ. Это необходимо для того, чтобы установить качественную и количественную картину разрупения и назначить наиболее эффективный метод применения рабочего органа.

Работа проводилась по известным методикам в лабораторных условиях и грунтах ненарушенного' сложения. Изучалось влияние на прочностные характеристика типа грунта (песок, супесь, суглинок, глина), величины отрицательно!! температуры и весовой влажности (V . Данные параметры влияет на пропессы заглубления и отделения элементов ЫГ от его массива.

Рассматривались пределы прочности при элементарных деформациях: растязешпз - , сжатии - , сдвиге - и интегральная-характеристика - показание динамического плотномера - С.

Анализируя полученные зависимости, мояно сделать следуюлие выводы:

1. Закономерности (например, рлс.1а,б) являются общими в диапазоне температур от -I до -25°С и влажностей от молекулярной Елагоемкости до 1005? и описываэтсяфорьулоЯ

9

0(1) 250

/50 50

♦езпесь эгумимЬ

"¿пищ • песок 1 -—

/и"

0 -5 -/ 3 5 -го г •

о го ьо 60 ео агу.

Рвс.1. Зависимость чисел ударов динамического плотномера от:

а) температуры; б) влажности р .

С*аЛ еа/ь(-Ьах)£л, (с<с*-д,) +е< ]. (1>

2. Значения -пределов прочности возрастают с понижением от-рипательяой температуры. Причем супеси, суглинки и глины характеризуются гиаЕНкм нарастанием, песок же более быстрым в зоне от -I ло -5°С.

•5. При молекулярное влажности пределы прочности имеют лзтни-

10

ыальвое значение, а при дальнейшем увлажнении возрастают. Супеси, суглинки и глины имеют максимум сопротивляемости разрушению в диапазоне ÜX" - 21...27^, близком к полной влагоемкости. Наибольшим сопротивлением обладает супесь, наименьшим - глина.

При пэтксении влажности до пределы прочности уменьшаются, приближаясь к прочностным характеристикам льда.

Попытки осмыслить данную закономерность привели нас е область теории автоматического управления. Действительно, трактуя МГ как колебательное звено, увлажнение его как наложение возму-тения, а влажность как условное время протекания переходного пропесса, можно рассматривать предел прочности как переходную функшга этого пропесса.

4. ','екду пределаш -прочности при элементарных деформациях

и показаниями динамического плотномера существует корреляционная сеязь. Так, например, для она выражается Формулой

бр=Са<±e'(a¿.üf-CL¿ ur^f с, ] яь . (2)

5. При скоростях приложения' нагрузка, соответствующих работе подъемно-транспортных машин, разрушающих смерзшиеся материалы при перегрузке послойно, имеется следушее соотношение:

Установление экспериментальным путем этого отношения позволяет избрать теория прочности, наиболее соответствующую характеру разрушения. Наибольшее отношение имеет песок, наименьшее -

- глина. Для МГ, залегающих в естественных условиях, -характерно то, что при температуре ниже -5,5°С они разрушается хрупко.

В третьем разделе описаны исследования пропесса рыхления смерзшихся материалов.

Проведенный анализ позволил выявить, что единственным при-

II

склеим* методом решения задачи, связанно?' с исследованием рилы сопротивления заглублению, является экспериментально-теоретически П метод.

Для проведения экспериментальных исследований были создаяк комплект зубьев, стенд оригинально" конструкт:." и прибор экспресс-метода определения деформационно-прочно ствл.тс сво?сте смер ипхся материалов.

Работа выполнялась по методике рационального планирования эксперимента.

Комплект зубьев (25 ст), представляет ссбсР элементарные пробили, конфигурация которых описывается (рис.2) пестьх) параметрам!, варьируемым согласно принято!; методике. Таким образом охвачено значительное разнообразие ферм лобсвоГ, задней и боковых граней, а также поперечного сечения.

Рис.2. Параметры ковфигураши формы зуба

Экспериментальный стенд также оригинален - он позволяет осуществлять несколько режимов работы:

- движение с постоянной величиной заглубления;

- рыхление с заглублением с дневной поверхности под действием пригруза, величина которого регулируется; .

<

- вдавливание зуба при отсутствии горизонтального перемещения.

Измерения е процессе экспериментов предусматривали регистрацию величин с::л сопротивления (тензсыетрически), заглубления и скорости его, размеров поперечного сечения зоны разрушения и параметров разрыхляемого материала.

Исследования проводились йа грунтах естественного сложения е условиях полигона к полевых условиях.

Исследования реакции на заднюю грань зуба при рыхлении ЫГ и нормально? составляшей силы сопротивления рыхлений посвядены работы Б.П.Лпоттуха, П.Г.Домбровсксго, Д.А.Ветрова, И.Е.Фрейнк-{■>сР.а, Д.П.Федорова. Однако сила сопротивления заглублению рас-а.'.атргъалась ими толь:-о для зубьев с прямоугольной задней гранью и е основном для несмерзпихся г/атериалов.

Рассматриваемые з настоящей работе формы зубьев сузественно отличаются от традиционных. Поэтому для рассмотрения силы сопротивления заглублению в качестве исходного было 'использовано положение теории механики грунтов, согласно которое, если при по-средстЕе абсолютно жесткого тела (рис.3) ва часть поверхности :.йссива передается давление , непрерывно распределенное по загруженной плозади р , то осадки точек поверхности массива будут одинаковы л равны '

ш Г Г ^(Кь')^ГсЦ' '

к*«* - (х-уг+ц-еГ' 5

Точное решение, уравнения (4) представляет значительные трудно стй, поэтому для приближенного решения нагруженную плодаль разбиваем на ряд элементов. Таким образом, можно вычислить осадку поверхности любой произвольной форш:

ш У- ■''/'Ч*

- г ^ (х>у)

ПРИ ДОПСЯНЕТеЛЬВОМ условии % ' = Я У где ^ - сила сопротивления заглублению. Иначе

И/Сол,* = ) СГсоч* ,

и а

где /1м, = — •

(5) (С)

(?)

?ис,3. Оорыа задней и бокрЕЫх граней зуба в общем случае

Следовательно, сравнивая коэффициенты для раз-

личных ШЕерхносте!?, гюкно сопоставить их осадки зли усилия & . Коэффициент ЬГсом*. был определен в предшестгуших работах лиса .для пряшугольника, квацрата .( ) ыя круга (ОХ^^ ^

Обработка результатов расчета позволила получить следуетта заЕисшзсти:

для четырехугольной

ССслщ£х - & сопл* к С^/) 14

треугольно?.

= иг^к (У ¡-о, 0004(%

и эллиптической форм поверхяосте5 ОГ^, - ОЪ^ ^. (Ю)

Ламение по поверхности задней или боковой грани распредепо неравномерно, оно увеличивается по мере приближения к кра-. Однако величина напряжений во есзЯ области контакта не пре-схолит предела прочности грунта. В диссертации показано, что еличение радиуса кривизны закраин поверхности контакта влечет собой при прочих равных условиях увеличение среднего давления.

Подводя итог теоретическому исследовании силы сопротивления гдубления, можно заключить, что среднее давление по поверхно -задне? (или боковой) грани зависит от:

- величины поверхности соприкосновения грани с массивом унта;

- фориз поверхности соприкосновения;

- радиуса скругления кромок грани - ';

- предела прочности грунта - »

¿-.¿а* ; г- а

А. *

ш)

аимосвязь параметров трех- или четырехугольной формы грани с липтической таете установлена в работе.

Итак, применяя экспериментально-теоретический метод опреде-кия силы сопротивления заглублению зуба е ИГ, достаточно экспе-ментальео яаЗти силу сопротивления (среднее давление) или пре-

15

дел прочности грунта при внедрении круглого штампа, а затем перейти к зубу заданной формы.

Кз приведенного в диссертации обзора следует, что функция среднего давления, действующего на круглый плоский штамп неизвестна. С целью изучения этого вопроса нами разработан прибор экспресс-метода определения деформационно прочности!:;: свойств сг>:ерзыпхся материалов и 1.Т и методика пользования им.

Прибор портативен и позволяет вести непрерывную регистрацию величины заглубления у штампа. Результаты обработки этих графиков позволили аппроксимировать функцию среднего давления зависимостью

где - величина относительной деформации грунта;

У - скорость внедрения штампа, м/с; £ у р,т С> /72"- параметры, зависящие от температуры и Елакности перегружаемого смерзшегося материала или 1.Т (приведены е диссертации). Параметр /Ьп*, является главкой прочностной характеристикой и определяется при Ц = 0 как усилие, необхоет

Г>

мое для вдавливания плоского штампа площадью I к"* на гяубицу Г

Параметр - постоянная упругопластической дгфорглапгл, характеризует интенсивность изменения Функции /¿^ -лиаеЯвосгь грунта) в ве заЕисит-от вязкостных свойств. Ларакет-рк С и ПЬ определяется вязкостными свойствами разрабатываемой среды.

При разработке смерзшихся „материалов и ?.Т нас, как правиле интересуют характеристики среды, обладащей наибольшей прочностью. Так,для ИГ:

- показание динамического плотномера

£""(о* МОГ- о, ООО Маг*'*3- о, 16

- предел прочности при разрыве

= С(0,Оа<2 СО- ' 4-0,09)^0, ьша # (14)

Для опенки приемлемости экспериментально-теоретического ме-ода определения силы сопротивления заглублению нами были сопо--гавлеяы данные, полученные с помощью его, и данные по замерам :илы сопротивления. Расхождение не превышает 26,6^. Интересно тметить, что,чем более хрупок грунт, тем ближе соответствует а счет яке значения сил сопротивления экспериментальным.

Зубья предложенной Форш и ориентации относительно массива рунта предыдущими исследователями не рассматривались. Поэтому ри исследовании силы сопротивления рыхлению на экспериментальном стенде рассматривались следующие вопроса:

- изучались зависимости усилий послойного рыхления от ос-овных геометрических параметров зубьев;

- определялось влияние износа и затупления;

- подтверждалась полученная ранее зависимость показаний ияамического плотномера и усилий рыхления.

. Ошты выполнялись е условиях блокированного рыхления, при оторк:: исключалось влияние смежной борозды.

По результатам обработки эксперимента для силы сопротивле-я рыхлению получена следующая комплексная зависимость от ис-ледованных факторов:

С ^ 0>00и)- (<, /у-0,0/36 & +

+ 0,0001 вг)(0,36 +о,она) г ■ ^ (15)

начения, вычисленные по данной формуле, соответствуют средним качениям наибольших усилий, Еозникавдих непосредственно перед гделением элемента Г.Т от его массива. ¿упктая г минимум е диапазона 45...50°. Увеличение этой 'функции при

17

0 в 30° объясняется возрастанием доли грунта, вдавливаемого массив, а при б > 50° тем, что возрастает ширина лобовоГ гр

В задачи исследования, разрешенные в настоящем разделе, дило таю« определение параметров формы поперечного сечения и отрываемых от массива элементов.

Параметры профиля поперечного сечения регистрирсвались 5 кратно при проведении каждого из опытов с помоцью разработанн фотограмметрического устройства.

Конфигурация поперечного сечения разрушенного массива 1.1 достаточно полно описана предшествующий исследователями. Однако взаимосвязь ее с очертаниями отделяемых элементов не прослежена.

До результатам наших исследования удалось ре пить эту зад чу - представить схему разрушения ¡.Т (рис.4) и дать описание дяаих е нее параметров пропесса:

Л, = /¿, 001 Ц- tx.fl Ыи ф))^М ; (]

№$(/- сх/1 (-о,ф))(-с,сооэ^+ О.ОШ-С,и;(]

, (I

где У - кол трения грунта о грунт.

Углы трения стали по грунту $ и грунта по грунту ^ зависимости от типа грунта, его темпзратуры и влажности описи отся одинаково

ояЫд С(си+&)(а, + в^+ссСг*)} ш и

Конфигурация отделяемых элементов ¡.Т в направлении двиге зуба характеризуют углом наклона ^ поверхности разрушения угломр , определяшим величину уплотненного ядра.

Для рассмотренных ¡.Г с интервале температур -1...-15°С к диапазоне естественно? влажности

18

У = 3л,3& - 0,2. ?9сС 1- О, ООЬоЬ'

• : и ; .).' Г ; I 1 • : " ' '" *

(20)

(21)

..у'^гт^с'' И Рис.4. Схема отделяемого элемента и поперечного сечения ! разрушенного с сиза КГ -. .

СледушеЯ задачей третьего раздела было нахождение траекторий лишения рабочего органа в МГ.

Траектория заглубления определяется геометрическими параметрами зуба, сплоеымт факторами (силы сопротивления заглублению и рыхлению, величиной внешнего пригруза 6- ), приведенной массой рабочего оборудования и закономерностью изменения

скорости тяги (рис.5). .

В упроленном виде (без учета усилия ) с точностью,при7 емлемой для иякеяершх расчетов, время заглубления можно определить:

__*

е.

Рте.5. Схегя я'построена» траектории заглубления

Раздел четвертый посЕЯден проектированию рабочих органон.

Для опенки рациональности их форм применялся ряд критериев Причем екяелоно, что критерий энергоемкости пропесса рыхления является у винереальным.

Таким образом, применяя критерии сравнения п результаты . сбебдения к анализа имешейся иЕфосмашк, представляется возмог к и- обоснованно назначать параметры рабочих органов. Схема та-ко? кетодики приведена е работе.

Б пятом разделе приводятся рекомендации по совершенствованию конструкций рабочих органов подъемно-транспортных машин,пе-рргрукаших смерзшиеся материалы.

20

Реализуя принципы развития таких конструкций, разработаны:

- зубья ковшей, обладавшие существенно меньшим сопротивле-сем рыхления;

- элементы козырьков когтей;

- варианты универсал-зых рабочих органов.

Часть таких конструкций защищена авторскими свидетельстез-и. Срок окупаемости одной из них - 3,1 года.

ОСЮВЕЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПССВДОВАШЯ

1. Установлена.общность закономерностей изменения пределов точности осноеных типов 1.ЕГ от их температуры и влажности, а акже корреляционная,связь этих параметров с показаниям динами-еского плетне.мера. Выявлено, что МГ при разработке машинами татического действия разрушаются хрупко.

2. Обоснован выбор рациональных методов исследования,вклю-■ающих применение теории математического планирования экспери-юнта. Созданы экспериментальный стенд и комплект зубьев.

3. 3 результате теоретического исследования еллк сопротие-!ения заглубления? показано, что для ее нахождения необходимо шать величину среднего давления смерзшегося материала на рабо-шй орган. Для нахождения этого созданы прибор и экспресс-метод шределения деформапионно-прочностных свойств смерзшихся мате-:иалов и ЫГ. ■

4. Экспериментальные исследования позволили:

- получить комплексные зависимости,объединяющие силу сопротивления рыхлепию, размеры и форму отделяемых элементов с параметрами ЫГ;

- описать явления, происходите при. послойном разрупении ■1Г подъемяо-транспортвыми машинам-: статического дейстЕия.

5. Получена связь времени заглубления с параметрами МГ ра-

21

бочего органа. Данная комплексная зависимость позЕоляет определить траекторию деижвкия рабочего органа е массиве грунта.

6. Разработаны инженерные методики проектирования рабочего органа по техническим данным базовой подъемно-транспортной машины и по производительности разработки заданного смерзшегос материала.

7. Проведенные исследования и обобаение предшествующего опыта кафедры "Подъемно-транспортные машины и роботы" Уральско го государственного технического университета - УПИ по создани рабочих органов для рыхления смерзшихся материалов и ¡Л1 позво лили разработать приншпы ноеых конструкций, защищенных авторскими свидетельствами.

8. Принято к внедрению разработанное автором унйЕерсальнс погрузочное рабочее оборудование для перегрузки смерзшихся материалов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. A.c. 703629 СССР, Ш2 Е02? 3/28. Рабочее оборудование экскаватора / А.В.ПоЕенко, П.З.Петухов, О.К.Иидкова (СССР) // Открытия и изобретения. 1979. JS 46.

2. A.c. 721508 СССР, Жл2 E02F 3/38. Рабочее оборудование экскаватора / П.З.Петухов, А.В.Новеяно (СССР) )) Открытия и изобретения. 1980. $ 10. ■ ' • •

- с\ ,

.3. A.c. 870597 СССР, ¡.¿Or E02Î 3/2Ô. Рабочее оборудование гидравлического экскаватора / П.З.Петухов, А.В.Новенко, К.Н.Б; сова, А,3.Вишневский (СССР) И Открытия-и изобретения, 198: .": 37.

4. A.c. 956S98 СССР, ¡.Кл2 Е02Р 3/60. Коей экскаватора-драг-

лайна / А.Б.Новенко, Л.З.ЛетухоЕ, А.$. Вишневский (СССР) // Открытия и изобретения. 1982. $■ 33.

п

5. A.c. I4549I9 СССР, ¡.Кл* E02F 9/28. Зуб ковша экскаватора для разработки мерзлых грунтов / A.B.Носенко, Л.З.Петухов, О.А.Пклаев, К.Е.Бусова (СССР) // Открытия и изобретения. 1989. S 4.

6. Новенко A.b., Петухов П.З. Общность прочностных свойств мерзлых грунтов при их разрушении / Урал.политехи.ин-т. Свердловск, 1389. 32 с. Деп. в ЦЕЮТЭСтроЕмаш 10.03.89,

1б-сд8Э.

7. Новенко A.B. Экспресс-метод определения прочностных свойств мерзлого грунта / Урал.гос.техя.ун-т - УШ. Екатеринбург, 1393. 10 с. Деп. з ГАСЗ'Р, Я 15-сд93.

8. Новенко A.B. Анализ осноеннх параметроз рыхлительного рабочего оборудования гусеничных тракторов и' однокоешзеых

' строительных экскаваторов / Урал.гос. техн.уя-т - УГО1. Екатеринбург, 1933. 8 с. Деп. в L'ACSI?, £ 11-сд93.

9. Новенко A.B. Исследование силы сопротивления послойного рыхления мерзлого грунта / У рал. гос. техн.ун-т - УПИ. Екатеринбург, 1993. 28 с. Деп. е УАШКР, JJ 13-сд93.

10. Новенко A.B. О заглублении рабочего органа землеройной машины' при послойном рыхлении мерзлого грунта / Урал.гос. техн.ун-т - УШ. Екатеринбург,. 1994. 14 с. Деп. в ЕШГГИ 11.05.94,, В-94, }s 1124.

11. Новенко A.B. Проектирование рабочих органов землеройных машин с послойной разработкой мерзлых грунтов / Урал.гос. техн.ун-т - УПК. Екатеринбург, 1994. 19 с. Деп. в ВЙЗТГИ 11.05.94-, В-94, № 1128. ■

12. Новенко A.B. Характер разрушения мерзлого'грунта при по-

сложном рыхлении / Урал.гос.техн.ун-т - УПИ. Екатеринбург, 1994. 19 с. Деп; I ВИШИ И.05.94, В-94, & 1123. .

13. Новенко A.B., Петухов П.З. Развитие принципов конструкций • одноковшовых строительных экскаваторов и технологии организации работ применительно к механической разработке мерзлых грунтов / Урал.политехи.ин-т. Свердловск, 1989. 31 с. Деп.

в ЦНИГОСтроймаш 24.07.89, Л 77-сд8Э.

14. КоЕенко A.B. Коэффициент трения мерзлых грунтов как среды, Езаимодейструшей с подъемно-транспортными и строительно-дорожными машинами / Урал.гос.техн.ун-т - У IE*. Екатеринбург, 1993 . 5 с. Деп. * ЫАЕШ?, 1' 14-сд93.

Подписано з печать 14.II.94 Формат 60x84 I/I6

.Бумага типографская Плоская печать Уся.п.л. 1,39 Уч.-ззц.л. 1,09 Тираже 100 Заказ 618 Бесплатно

Редалрояно-аздательский отдел УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, УПУ-УШ,. 8-ü учебный корпус Ротапринт УИУ-УПИ. 620С02, Екатеринбург, ТГПГ-ТК, -ЬЛ уч.ко::