автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности конструкций землеройно-транспортных и тяговых машин с изменяемыми сцепным весом и ножевой системой



На правах рукописи

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫХ И ТЯГОВЫХ МАШИН С ИЗМЕНЯЕМЫМИ СЦЕПНЫМ ВЕСОМ И НОЖЕВОЙ СИСТЕМОЙ

05.05.04 - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

Автореферат 0031ЬаЬ11

диссертации на соискание ученой степени "111 700/ доктора технических наук

Воронеж - 2007

003159611

Работа выполнена в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете и Воронежском государственном техническом

университете

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Никулин Павел Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кузин Эдуард Николаевич

доктор технических наук

Савельев Андрей Геннадиевич

доктор технических наук, профессор

Волков Вячеслав Дмитриевич

Ведущая организация: Воронежская государственная лесотехническая академия

Защита диссертации состоится 26 октября 2007 г в 13 часов в аудитории 3020 на заседании диссертационного совета Д212 033 01 в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете, по адресу 394006, Воронеж, ул 20-летия Октября, 84

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета по адресу 394006, Воронеж, ул ХХ-лет Октября, д. 84.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью составителя, заверенные печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета

Автореферат разослан сентября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.В. Власов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В России всегда остро стояла задача строительства развитой сети современных автомобильных дорог различного класса и назначения Решение этой задачи связано с созданием высокоэффективных и высокопроизводительных строительных и дорожных машин, позволяющих существенно повысить производительность труда за счет интенсификации рабочих процессов машин, разработки новых прогрессивных конструкций, обеспечивающих наименьшие затраты на их изготовление и эксплуатацию

Существенное отставание в развитии современной сети автомобильных дорог в Центральной Европейской зоне России и особенно в Сибири и Дальнем Востоке от развитых зарубежных стран остро ставит вопрос о создании новых конструкций машин для земляных работ, к числу которых относятся и скреперы, на долю которых приходится до 20 % общего объема земляных работ

Отличительной особенностью скреперов является возможность выполнения ими всего комплекса землеройных работ в дорожном строительстве (разработка грунта, его транспортировка, укладка слоем заданной толщины и предварительное уплотнение) Скреперы успешно работают на открытых горных разработках, а при дальности транспортирования до 3 5 км успешно конкурируют с комплектом машин- экскаватор и самосвалы Кроме того, колесные скреперы являются экологически наименее вредными при строительстве дорог особенно в лесной зоне

Развитие тракторостроения в направлении освоения и серийного выпуска промышленностью мощных энергонасыщенных гусеничных и колесных тягачей создало проблему рационального использования мощности двигателя тягача на тяговом режиме при разработке скрепером грунта Конструкторские разработки в этом направлении привели к созданию скреперных агрегатов с изменяемым сцепным весом, которые способны самостоятельно разрабатывать грунт без помощи традиционного трактора-толкача Практическая реализация таких прогрессивных разработок основана на обобщении результатов современных исследований в области теории копания грунта скреперами, тяговой механики землеройно-транспортных машин, теории создания и расчета скреперных агрегатов, экономико-математическом моделировании их работы уже на стадии проектирования

Эффективность заполнения ковша скрепера грунтом определяется не только тяговыми качествами трактора, но и величиной сопротивления копанию. Увеличение сопротивления заполнению ковша скрепера по мере его заполнения и применяемый в настоящее время способ поддержания тягового баланса за счет уменьшения толщины срезаемой стружки входят в противоречие между собой и снижают эффективность заполнения ковша в его заключительной стадии

Таким образом, исследование работы скреперных агрегатов с изменяемым при копании сцепным весом (увеличение тягов о-сцепных качеств) в сочетании с совершенствованием их ножевой системы (уменьшение сопротивления заполнению) является важной научной и актуальной практической проблемой

Цель работы - проведение теоретических и экспериментальных исследований землеройно-транспортных и тяговых машин с изменяемыми сцепным весом и ножевой системой для повышения производительности и эффективности их применения в транспортном и промышленном строительстве

Задачи исследования:

1 Теоретически обосновать принцип функционирования быстродействующих догружающих и тягово-сцепных устройств, обеспечивающих самонабор грунта скреперным агрегатом

2 Разработать конструкции быстродействующих догружающих и тягово-сцепных устройств, обеспечивающих увеличение сцепного веса тягача,

3 Исследовать взаимодействие грунтовой стружки с находящимся в ковше грунтом при изменении ширины резания

4 Разработать конструкцию и систему управления ножевой системой скрепера с дискретным изменением ширины резания, обосновать ее основные параметры и рациональные моменты перехода на уменьшенную ширину резания

5 Продолжить исследование изменения вертикальных нагрузок на мосты ковша скрепера при копании

6 Исследовать распределение суммарной силы тяги скреперного агрегата по автономным машинам и создать метод расчета режимов работы двигателей тягачей автономных машин

7 Разработать перспективные способы интенсификации скреперных работ в забое с использованием самозагружающихся скреперных агрегатов.

8. Разработать экономико-математические модели основных скреперных агрегатов и тягачей с изменяемыми сцепным весом или ножевой системой

Научная новизна работы.

1. Уточнена и экспериментально подтверждена модель взаимодействия ковша скрепера с разрабатываемым грунтом при полной и изменяемой ширине резания.

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

3. Впервые выявлена взаимосвязь конструктивных параметров тягового бруса, ТСДУ и арки-хобота ковша прицепного скрепера и процесса изменения сцепного веса тягача

4. Впервые теоретически обосновано и экспериментально подтверждено распределение силы тяги скреперного поезда по автономным машинам во всем тяговом диапазоне, разработан метод расчета режимов работы двигателей тягачей скреперного поезда

5. Уточнена и экспериментально подтверждена схема сил, действующих на буксировщик, имеющий изменяемый сцепной вес

6. Разработаны новые перспективные способы интенсификации скреперных работ в забое, предусматривающие применение самозагружающихся скреперных агрегатов на основе скреперных поездов, скреперов с изменяемой но-

жевой системой и замены колесных тягачей на гусеничные и наоборот в пределах технологического цикла

7. Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность скреперных агрегатов с изменяемыми сцепным весом и ножевой системой обеспечивать самонабор грунта без толкачей и механизированной загрузки ковша.

Практическое значение работы состоит в создании догружающих и сцепных устройств для скреперных агрегатов, автогрейдеров и буксировщиков, в создании простой конструкции ножевой системы, позволяющей в процессе копания изменять ширину резания, в разработке методики расчета вертикальных нагрузок на мосты скрепера при копании; в определении рациональной последовательности изменения ширины резания, в получении рекомендаций по устранению конструктивных недостатков серийных прицепных и полуприцепных скреперных агрегатов

Результаты проведенных исследований являются основой для существенного повышения эффективности работы самоходных, полуприцепных и прицепных скреперных агрегатов, а также автогрейдеров и буксировщиков

Реализация работы. Результаты диссертационных исследований использованы

- при внедрении опытного скреперного поезда на строительстве Каховской оросительной системы Минводхоза УССР,

- при внедрении ковшей скреперов оптимальной вместимости к тягачам К-701 на стройках Росводстроя,

- при формировании проекта Программы вооружения в области модернизации средств наземного обслуживания общего применения 30 ЦНИИ МО РФ,

- в научно-исследовательских работах «Приоритет» и «Развитие», проводимых 30 ЦНИИ МО РФ,

- в акционерном обществе ОАО «Воронежавтодор» при формировании и модернизации скреперного парка,

- в учебном процессе Воронежского государственного архитектурно-строительного университета, Воронежского государственного технического университета, Воронежской государственной лесотехнической академии, Воронежского военного авиационного инженерного училища

Достоверность. Достоверность научных положений и выводов подтверждена результатами лабораторно-полевых и тензометрических исследований опытных образцов скреперов и тягачей, результатами полевых испытаний на производительность опытных образцов в условиях эксплуатации

На защиту выносятся:

1) уточненная схема сил, действующих на грунт, поступающий в ковш скрепера, отличающаяся тем, что предложено— исключить из баланса вертикальных сил, действующих на ковш скрепера при копании, вес подвижного «столба» грунта, образующегося в ковше,

- учитывать силы трения по наклонным граням подвижного «столба» грунта раздельно для областей передней заслонки, задней стенки и по боковым стенкам ковша,

2) аналитические зависимости для определения вертикальных нагрузок на мосты скреперного агрегата, учитывающие работу устройств для увеличения сцепного веса тягача,

3) методика расчета распределения силы тяги скреперного агрегата по автономным тягачам с разным сцепным весом,

4) расчетные схемы заполнения ковша скрепера при изменении ширины резания, позволяющие дифференцированно определять силы трения по всем граням фунтовой призмы,

5) аналитические зависимости для определения вертикальных нагрузок на мосты ковша скрепера при копании с учетом изменения ширины резания,

6) прогрессивные конструкторские решения тягово-сцепных догружающих устройств (ТСДУ) для увеличения сцепного веса тягача за счет части массы рабочего (скреперного) оборудования или автономной машины,

7) эффективные способы интенсификации скреперных работ в забое, предусматривающие применение самозагружающихся скреперных агрегатов на основе скреперных поездов, скреперов с дискретно изменяемой ножевой системой и замены колесных тягачей на гусеничные и наоборот в пределах технологического цикла,

8) экономико-математические модели технологического процесса скреперных агрегатов, оборудованных устройствами для увеличения сцепного веса и ножевой системой с изменяемой шириной резания

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены и одобрены

- на научно-технических конференциях XXVI, XXVII, XXVIII, XXIX Воронежского инженерно-строительного института,

- на техническом совещании секции самоходных землеройно-транспортных и планировочных машин научно-технического совета ВНИИСт-ройдормаша, Москва, 1975,

- в Главдормаше Минстройдоркоммунмаша СССР, Москва, 1975,

- в техническом Управлении Минводхоза УССР, Киев, 1974,

- на четвертой международной научно-практической конференции «HEAVY MACHINERY НМ 2002», Кральево, Югославия, 2002,

- на пятой международной научно-практической конференции «HEAVY MACHINERY НМ 2005», Кральево, Югославия, 2005;

- на 5ой , 7ой международных научно-практических конференциях «Высокие технологии в экологии», Воронеж, ВГАСУ, 2002,2006;

- на 21ой научно-технической конференции молодых научных сотрудников, г Москва, ЗЦНИИ МО РФ, 1997,

- на международных научно-технических конференциях «Интерстроймех-98», Воронеж, 1998, «Интерстроймех-2004», Воронеж, «Интерстроймех-2005», Тюмень,

- на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ВГАСУ и ВГТУ,

- на выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации Инвестиции», Санкт-Петербург, 2003,

- VI межрегиональная выставка-ярмарка «Поволжье - 2005», Пенза, 2005,

- Воронежская промышленная выставка «Роспромэкспо Энергоресурс ЖКХ», Воронеж, 2007,

- 2-ая многоотраслевая торгово-промышленная выставка-ярмарка межрегионального сотрудничества «Воронежская область - Ваш партнер», Воронеж, 2005,

- III межрегиональная научно-промышленная выставка «Инновации Производство Рынок», Ярославль, 2006

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 25 научных работах (в том числе одной книге и двух учебных пособиях (личный вклад автора составляет 17 п л)) и 25 авторских свидетельствах и патентах РФ, в том числе 12 научных работ опубликованы в изданиях, определенных ВАК РФ

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, общих выводов, списка литературы из 147 наименований и 3х приложений Работа изложена на 392 страницах, из них 315 страниц текста, 49 таблиц, 203 рисунка

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе изложено современное состояние проблемы разработки грунта ковшом скрепера и теории самоходных колесных землеройно-транспортных машин

Достижения отечественных ученых в области теории и конструирования скреперов являются преобладающими и по праву занимают ведущее место Большинство исследований зарубежных ученых касается практических разработок с целью определения эффективности применения определенной группы машин Многие работы носят в основном рекламный характер без раскрытия существа вопросов

Основная часть работ отечественных ученых посвящена исследованиям собственно ковша скрепера, как технологической машины Глубоко исследованы процессы копания фунта, определения составляющих сопротивления копанию, влияния параметров ковша на этот процесс, изучена работа его отдельных механизмов — передней заслонки, задней стенки и др

Исследованию процесса копания грунта посвящены фундаментальные работы К А Артемьева, В И. Баловнева, Ю А Ветрова, Н Г Домбровского, А.Н Зеленина, ДН Федорова, А.М. Холодова, ЮБ Дейнего, ЕР Петерса, В Г Шнейдера и др Творческими усилиями этих ученых разработана теория копания грунта скреперами, позволяющая решать многие задачи по расчету параметров ковша, имеющего минимальное сопротивление копанию По этой теории в основу процесса разработки грунта скрепером заложен принцип механического резания грунта, при котором рабочий орган в виде клина отделяет от массива слой грунта постоянной толщины

Приоритет в создании основ теории резания грунта принадлежит отечественным ученым, в основном В П Горячкину, А Д Далину, Н Г. Домбровскому, А Н Зеленину, Ю А Ветрову А Н Зелениным предложены схема заполнения ковша и формула для определения сопротивления резанию с учетом числа ударов по ударнику ДорНИИ, характеризующего прочность грунта, а также параметров процесса толщины срезаемой стружки, угла резания, длины режущего периметра, коэффициента, учитывающего влияние зубьев на ноже Ю.А Ветров предложил в расчетной схеме учитывать расположение потока входящего в ковщ грунта под углом дот к горизонту. Им даны формулы для расчета дополнительных составляющих силы резания от пригрузки

В А Шнейдер на основе результатов экспериментальных работ при полевых испытаниях скреперов уточнил формулу Е Р Петерса и улучшил результаты подсчета тяговых усилий для наполнения скрепера Он установил, что стружка независимо от своей формы, сходя с ножа, меняет направление движения под действием грунта, находящегося в ковше, на определенный угол & При этом между грунтом в ковше и движущейся стружкой возникает значительное трение, которое увеличивает сопротивление проталкиванию грунта в

и &

ковш, на величину е ' Столб проталкиваемого в ковш грунта расширяется с увеличением высоты наполнения ковша и имеет форму воронки Эта схема заполнения ковша скрепера рекомендована в настоящее время головным отраслевым институтом ОАО «ВНИИСтройдормаш»

Более точным методом для определения сопротивления копания фунта при рассмотрении единства процессов резания и заполнения ковша является метод, предложенный К А Артемьевым Этот метод разработан с использованием теории предельного равновесия и статики сыпучей среды и позволяет рассчитывать как горизонтальную, так и вертикальную составляющие сопротивления стружки сколу.

Крупнейшими работами в области исследования тяговых качеств земле-ройно-транспортных машин, создании тяговой механики и теории колесного движителя самоходных тяговых машин являются работы Н А Ульянова Им детально разработаны методы тягового расчета самоходных колесных машин, изучены вопросы совместной работы двигателя, трансмиссий и колесного движителя землеройно-транспортных машин В работах НА Ульянова подробно проработаны методы определения основных параметров колесного движителя машин для различных грунтовых условий

Научную работу Н А Ульянова успешно продолжают его ученики П И Никулин по теории криволинейного движения колесного движителя, Ю Ф Устинов по прогнозированию и методам расчета виброакустических параметров ЗТМ, В А Жулай по выброакустическим методам прогнозирования работоспособности механических передач строительных и дорожных машин, В А Бо-рисенков по теории создания и расчета скреперных агрегатов

К исследованиям в области теории и расчета скреперных агрегатов относятся работы К А Артемьева, А Н Зеленина, В И Баловнева, Н А Ульянова,

А С Фиделева, Е М Кудрявцева, Э Н. Кузина, И А. Недорезова, В А Борисен-кова, В Ф Петроченко, П И Ревзина, А.Г. Савельева и др

В работе ДИ Федорова изложены материалы по испытаниям скрепера, снабженного криволинейной в плане и выступающей режущей кромкой В работе JIА Хмары приведены результаты исследований двухножевой системы копания, которая, судя по полученным результатам, обладает целым рядом преимуществ Исследования В А Борисенкова и В А Кацина показали новые возможности ножевой системы скрепера с уменьшенной шириной резания Определенный вклад в развитие ножевых систем скреперов внесла работа И А Барсукова, выполненная под руководством Н А Ульянова В этой работе впервые показана целесообразность регулирования процесса копания за счет непрерывного изменения ширины резания ковша скрепера

Во второй главе рассмотрены современные патентные решения по конструкции быстродействующих сцепных догружающих устройств для самоходных, прицепных скреперов, автогрейдеров, буксировщиков летательных аппаратов (JIA) и прогрессивных ножевых систем скреперов

Для работы без толкача предложена конструкция быстродействующего сцепного устройства (рисунок 1), которое осуществляет не только механическую стыковку скреперов, но и увеличивает сцепной вес поезда за счет вывешивания ведомого моста переднего скрепера Такое сцепное устройство обеспечивает поочередное заполнение ковшей поезда без толкача На транспортном режиме скреперы работают автономно (система Push Pull)

Сцепной крюк 1 (рисунок 1) управляемый от гидроцилиндра 2 установлен на буфере 3 ковша скрепера и взаимодействует при стыковке машин с направляющим аппаратом толкающей плиты 4 и обеспечивает сочленение машин со значительным поперечным смещением Толкающая плита 4 снабжена амортизаторами 9. При опускании сцепного крюка 3 происходит вывешивание ведомого моста скрепера и увеличение сцепного веса всего поезда

Для увеличения сцепного веса прицепного скрепера разработаны сцепные устройства (рисунок 2), который обеспечивают увеличение сцепного веса тягача 1 за счет вывешивания переднего моста прицепного скрепера при удлинении гидро-

цилиндра 5, давление жидкости в котором автоматически поддерживается напорным клапаном Недостатком этого простого и эффективного тягово-сцепного догружающего устройства (ТСДУ) является консольное нагружение рамы тягача 1

Усовершенствованная конструкция ТСДУ показана на рисунке 3 Здесь нажимная балка 4 воздействует на раму тягача 2 внутри его опорного периметра и не передает тягового усилия на скрепер Сила тяги передается на скрепер через буксирные тяги 15, которые расположены на одной оси с шаровой опорой 10 арки-хобота 11, что исключает снижение сцепного веса тягача 2 при копании за счет развиваемой им силы тяги

Рисунок 2 - Схема тягово-сцепного догружающего устройства

Рисунок 3 - Догрузка тягача внутри его опорного периметра

Для увеличения устойчивости хода автогрейдера разработана конструкция сцепного устройства двух машин (рисунок 4), в которой управляемый передний мост заднего автогрейдера вывешивается гидроциливдром В результате увеличивается сцепной вес агрегата и существенно возрастает устойчивость хода заднего автогрейдера, что позволяет агрегату успешно работать со значительным выносом отвала в сторону

Рисунок 4 - Сцепное устройство автогрейдеров

Для снижения усилия копания грунта скрепером предложен совковый режущий орган 2 (рисунок 5), который можно устанавливать в качестве сменного оборудования на подножевой плите 3 днища 1 Разработана более сложная конструкция ножевой системы с дискретным изменением ширины резания (рисунок 6), в которой центральная часть 4 перемещается в вертикальном направлении с помощью привода 7 через коленчатый вал 5 Недостатками устройства являются значительное ослабление наиболее нагруженной при копании центральной части ковша и сложность привода

Предложена простая конструкция ножевой системы с дискретным изменением ширины резания (рисунок 7), у которой центральная часть 4 ножевой системы поворачивается гидроцилиндрами 5, размещенными на боковых стенках ковша, а целостность днища 3 не нарушается

Рисунок 5 - Схема совкового режущего органа

Рисунок 6 — Ножевая система с дискретным изменением ширины резания

д-й

б) - сечение по центральным ножам

а) - копание центральными ножами

Рисунок 7 - Ножевая система с дискретным изменением ширины резания

Исследование прогрессивных конструкций догружающих устройств и ножевых систем показало, что существует материальная основа для создания скреперных агрегатов, в которых бы объединялись преимущества, создаваемые устройствами для увеличения сцепного веса тягача, и устройствами для уменьшения сопротивления копанию Для решения этой комплексной проблемы были последовательно исследованы вопросы тяговой механики скреперных агрегатов с изменяемым сцепным весом и вопросы заполнения ковша скрепера при управлении процессом копания за счет изменения ширины резания

В третьей главе изложены вопросы, касающиеся методов и конкретных методик исследований, описана применявшаяся тензометрическая аппаратура и программы проведения лабораторных и полевых испытаний

В четвертой главе приведены результаты изучения тяговой механики скреперного поезда на базе одномоторных самоходных скреперов, прицепных скреперов, оснащенных ТСДУ, полуприцепного скрепера на двухосном колесном тягаче.

Основой поведенных исследований скреперного поезда является метод агрегатирования скреперов (рисунок 8) Конструкция сцепного устройства (рисунок 1) позволяет при известной величине вертикальной нагрузки АЛ в сцепном устройстве расчленить скреперный поезд на две статически определимые системы - передний 1 и задний 2 скреперы и определять сцепной вес поезда

при заполнении переднего ковша по зависимости

Ос'ц =«,+«, =^рОс(С.-Г)+4Я(С + 6+сМ > (1)

а при заполнении заднего ковша поезда по формуле

с;=л,+я, = ^ ре, (£ - г)+ (¡4+ляс/,+6+с>] > (2)

Расчеты показывают, что скреперный поезд на базе скреперов с передними ведущими колесами, оборудованных сцепным устройством (рисунок 1), может иметь сцепной вес всего на 15 18 % меньше, чем поезд на базе скреперов со всеми ведущими колесами при одинаковом весе порожних машин Этого оказывается вполне достаточно для обеспечения самонабора грунта

Изучение тяговых характеристик одинаковых самоходных скреперов при работе в поезде с увеличенным сцепньм весом (заполнение переднего ковша) и такого же скрепера при работе с гусеничным толкачом (рисунок 9) убедительно подтверждает возможность разработки грунта поездом без гусеничного толкача При заполнении заднего ковша поезда преимущества скреперного поезда возрастают еще больше

Изучение тяговой механики скреперного поезда с увеличенным сцепным весом позволило установить ряд факторов, которые ограничивают степень увеличения его сцепного веса- грузоподъемность шин тягача, вертикальная нагрузка на ведомый мост скрепера, допустимая разгрузка ведомого моста заднего скрепера при заполнении его ковша, максимальный крутящий момент двигателя, перегрузка ведущего моста заднего скрепера при выглублении его груженого ковша. При заполнении переднего скрепера поезда возможности по увеличению сцепного веса поезда могут быть реализованы полностью При заполнении заднего (когда возможности увеличения сцепного веса выше) первым ограничивающим фактором является недостаточная мощность двигателя тягача

Работа автономных самоходных скреперов в поезде при копании грунта характеризуется различной степенью реализации их тяговых качеств, вследствие неравенства сцепных весов порожнего и груженого скреперов и перераспределения нормальных реакций грунта на колеса скреперов при копании Поэтому первоочередным является вопрос о распределении силы тяги между скреперами поезда, имеющими различный сцепной вес при копании грунта. Изучение этого вопроса графо-аналитическим методом показало, что при копании грунта

Рисунок 8 - Метод агрегатирования скреперного поезда

4

АЛ,«»/ я

60

Ткт \А

/1' ЗУ 1

' /

/ А

40

Ш

а) скреперный поезд (два скрепера Д-357Г) с увеличенным сцепным весом

Рисунок 9 - Тяговые характеристики скреперных агрегатов

гоо П.'Н

б) скрепер Д-357М с гусеничным толкачом С-100Б

скреперы поезда развивают практически одинаковую относительную силу тяги Это значит, что суммарная сила тяги скреперного поезда распределяется по автономным машинам (когда буксование колесных движителей скреперов находится в пределах 20 30 %,) пропорционально их фактическому сцепному весу

При работе прицепного скрепера с колесным тягачом весьма остро стоит вопрос о необходимости повышения сцепного веса тягача при копании грунта Применение ТСДУ (рисунок 2) решает эту задачу. На рисунках 10 и 11 показано влияние величины усилия догрузки <2э и силы тяги Т на вертикальные нагрузки на мосты тягача в статике

Приведенные экспериментальные зависимости показывают благотворное влияние усилия догрузки на сцепные качества колесного тягача (рисунок 10), тяговое усилие Т не изменяет сцепного веса тягача (рисунок 11), но перераспределяет вертикальные нагрузки на его мосты. При изучении схемы сил, действующей на прицепной скрепер при копании грунта обнаружено силовое воздействие 0> со стороны прицепного бруса на тягач, которое уменьшает его сцепной вес

На рисунке 12 приведена схема сил, действующая на прицепной брус скрепера Рассматривая равновесие прицепного бруса относительно точки О (ось переднего моста скрепера), можно определить вертикальное усилие К на прицепном брусе скрепера

Ю 100

вец, Г Ш

т. яг,

Ссц. кН 100

О 5 10 15 0° "Н 20

Рисунок 10 - Влияние усилия догрузки на вертикальное нагружение тягача

вси

Я2

0 20 40 60 т. кН 80

Рисунок 11 - Влияние вертикального нагружения и крюковой нагрузки на сцепной вес тягача

Тш

п

Яш

В-шЪ-ОМ (3)

1— Г

Рисунок 12 - Схема сил, действующих на прицепной брус скрепера

Это усилие на тягач действует вертикально вверх, уменьшая его сцепной вес Такое силовое взаимодействие прицепного устройства скрепера и тягача является следствием недостатка конструкции, а не

результатом процесса копания Оно не зависит от типа движителя тягача и свойственно всем прицепным скреперам со стандартным прицепным устройством

Для исключения уменьшения сцепного веса тягача за счет силы тяги Т необходимо соблюдение условия, к = - й/ В этом случае сила тяги, развиваемая тягачом, не будет вызывать уменьшение сцепного веса скреперного агрегата Именно такое существенное усовершенствование внесено в конструкцию ТСДУ, приведенного на рисунке 3

Для повышения надежности и долговечности седельно-сцепного устройства (ССУ) полуприцепного скрепера к колесному тягачу предложено использовать шаровое опорное устройство, отлично себя зарекомендовавшее в конструкции прицепных скреперов. Единственным его недостатком является существенное перераспределение вертикальных нагрузок на мосты тягача при копании Исследование влияния продольного положения С шаровой опоры (рисунок 13) и высоты приложения А тяговой нагрузки к тягачу позволили дать практические рекомендации, обеспечивающие заданную степень неравномерности вертикального нагружения ведущих мостов тягача как на транспортном, так и на тяговом режимах Полученные рекомендации реализованы в конструкции по патенту РФ № 2209887

1 - копание на режиме максимальной допустимой силы тяги,

2 - копание на режиме силы тяги по сцеплению,

3 - транспортирование порожнего ковша,

4 - транспортирование груженого ковша

1,2 ыя

оде к

Рисунок 13 - Влияние плеча нагрузки Кш на степень равномерности вертикального нагружения мостов тягача

В пятой главе приведены результаты исследований ножевой системы с дискретным изменением ширины резания. Эффективность работы скреперов с колесным тягачом при копании грунта в значительной степени определяется его сцепным весом В конечной стадии заполнения в ковше находится значительная масса грунта от 0,75 0,87 (самоходные) до 1,4 .1,8 (прицепные) массы порожнего скрепера. В исследованиях В А Борисенкова и Э Г Ронинсона, А А. Косенко экспериментально зафиксировано, что, несмотря на существенный объем поступившего в ковш грунта, вертикальные нагрузки на его мосты при копании увеличиваются всего на 12 . 15 % для самоходных и 16 . 50 % для прицепных скреперов.

Для прицепного скрепера, оснащенного ТСДУ, увеличение сцепного веса тягача осуществляется за счет вывешивания переднего моста ковша скрепера Поэтому увеличение вертикального нагружения переднего моста прицепного скрепера является резервом повышения сцепного веса колесного тягача Теоретические исследования изменения вертикальных нагрузок на мосты скрепера при копании грунта базируются на уточнении расчетной схемы заполнения ковша грунтом с целью не только получения аналитических зависимостей по горизонтальной составляющей сопротивления заполнению но и расчету вертикальных нагрузок на мосты ковша скрепера Я3 и Д/, которые можно зафиксировать при инструментальных исследованиях

В качестве исходной принята схема заполнения ковша, рекомендованная ОАО ВНИИСтройдормаш Эта схема заполнения ковша успешно применяется для выполнения тягового расчета скрепера, когда необходимо определить горизонтальную составляющую усилия копания Однако её применение для расчета вертикальных нагрузок на мосты скрепера не даёт положительных результатов, что свидетельствует о необходимости уточнения схемы действующих сил

Внимательный анализ работ, посвященных исследованию физики процесса заполнения ковша скрепера, показывает, что поступающий в ковш грунт образует уплотненную призму («воронку» или «столб»), которая вывешивает ковш на себе за счет сил трения, а сама как бы опирается на еще не разрушенный массив грунта

Поэтому представляется целесообразным для расчета вертикальных нагрузок на мосты скрепера при копании (рисунок 14) исключить вес призмы Опр (столба) грунта, находящегося в активном движении в ковше, из баланса вертикальных сил, как опирающийся на массив еще не разработанного грунта При определении вертикальных нагрузок на скрепер следует учитывать вес не всего грунта, набранного в ковш, а только вес неподвижного грунта в передней Оц и задней С3 = С, + 0!3 частях ковша, т е грунт, находящийся со стороны передней заслонки и задней стенки.

Взаимодействие ковша с грунтовой призмой (столбом) должно быть учтено силами трения в пограничных слоях грунтовой воронки о неподвижную часть грунта в ковше и боковые стенки ковша В общем случае грани грунтовой призмы могу быть наклонены к вертикали под углом в

Вес столба (симметричной призмы) грунта СПр, который не передается на ковш и не учитывается при определении вертикальных нагрузок на мосты скрепера равен

ОПР = ВНу(кр + Н18в), (4)

где В - ширина ковша, Н- высота заполнения ковша, у - объемный вес грунта, кр — глубина резания, в ~ угол наклона боковой грани столба (призмы) грунта к вертикали

Для изучения процессов заполнения ковша, снабженного ножевой системой с дискретным изменением ширины резания, необходимо разработать новые расчетные схемы Это обусловлено тем, что при уменьшении ширины резания столб грунта имеет различное взаимодействие по всему периметру Грунт может поступать одним столбом, взаимодействующим со всех сторон с грунтом, а может поступать двумя симметричными столбами, взаимодействующими как с грунтом, так и с боковыми стенками ковша

Традиционная методика ОАО «ВНИИСтройдормаш» предусматривает определение силы трения только со стороны задней стенки ковша Силы трения о грунт со стороны передней заслонки и о боковые стенки ковша оцениваются коэффициентом 2

С этой целью разработаны новые схемы заполнения ковша грунтом при различной ширине резания Наименьшие изменения претерпела схема заполнения ковша при копании фунта с полной шириной резания (рисунок 14) Общее сопротивление заполнению ковша грунтом равно:

противление заполнению ковша грунтом

(5)

где ц — коэффициент трения грунта по грунту, V - угол поворота стружки, С„р - вес призмы расширяющегося столба фунта; - вертикальная составляющая силы трения со стороны задней стенки, - вертикальная составляющая силы трения со стороны передней стенки, - вертикальная составляющая силы трения со стороны боковой стенки ковша

В пограничных слоях столба (призмы) фунта возникают силы трения (рисунок 146), вертикальные составляющие которых р'щ, необходимо учитывать в балансе вертикальных сил, влияющих на нормальные реакции фунта на колеса скрепера

Ртр=Кр се«<9. (6)

Силу трения в пофаничных слоях движущегося столба грунта вызывает сила нормального давления со стороны уже набранного фунта (см рисунок 14а) Для определения силы нормального давления Р по боковым граням призмы построим многоугольник сил (рисунок 14в), откуда

„ &

р =- (7)

совв

где IV-горизонтальная проекция нормального давления Р Из многоугольника сил следует

а = 1¥^(90° - <р + в), (8)

Ъ = + ч>), (9)

в^а+Ь, (10)

где (р - угол внутреннего трения фунта (¡л = tg ф), 41 - угол наклона к горизонту нижней фани призмы фунта весом С боковой площадью 50 (ц/ = 45° - <р)

/ Л *" ' „> 1-1 'Л < у /1 № Н

1.

1,.

н„.

Д)

а) - общая схема сил; б) - силы трения в пограничных слоях; в) - многоугольник сил для расчета нормального давления на грунтовую призму; г) и д) - схемы к расчету С?, со стороны передней заслонки и задней

стенки соответственно Рисунок 14 - Схема заполнения ковша скрепера при копаний грунта с полной шириной резания (В = Вра)

Решая совместно систему уравнений (8...10), находим яес фунта С в ковше, который оказывает давление на поднимающийся столб (призму) грунта:

О - а + Ъ=Ш[а%(90о - <р + 6) + сщ(ц + </>)]. (II)

Тогда искомая сила/5 равна:

Я = -__—---—--—-____(12)

смб^ссе^О0 - р+в) + +

где С - вес грунта в ковше, оказывающий давление на поднимающийся столб (призму) грунта (рисунок 14а).

Текущее значение веса призмы грунта G„ оказывающего давление на столб входящего грунта со стороны задней стенки Расчетный вес этого объема грунта зависит от соотношения расчетной и фактической td„ длины днища ковша (рисунок 14д)

При ■£, < €дн

r £ Н В £ Н v

G.=G, = - —--яп[90'-(у + «)] г = --!-- cos {у + в), (13)

2 cosy/ cos0 2 cosy/ cos0

где €„ Н, - текущие значения горизонтальной проекции длины призмы грунта в ковше и высоты заполнения ковша При > €д„

G, =G]-y-B(l, ~£дя)Це, ~edH)tgV/ +(i, -tdH)tg£\ =

у В ' <14>

G.-Zj-V.-tbntgyr +tgs) где s — угол естественного откоса грунта

Взаимосвязь высоты заполнения ковша Я, и горизонтальной проекции длины призмы грунта €, можно установить из геометрических соотношений (рисунок 14д)

Н, = i, tgy + (€, - Н, tgO) tge, (15)

откуда-

(1i^)

(tgy/ + tgs) к '

Подставляем (15) в (16) и получаем для -С, > -£дн

G, = G,' = В Н? у (' + tgd

2-cosy/ cos9{tgy/ + tge)

Вертикальная составляющая силы трения по боковым граням Fnip условно приложена по оси поднимающегося столба грунта (в силу его симметрии) и равна

Fm=P cosO =--, (18)

[ctg(90° -ср + 6) + cig(y/ + (р)] v '

где у. - коэффициент трения грунта по грунту

Величину веса G, грунта, препятствующего движению призмы (столба) грунта в ковше, необходимо определять по зависимостям (14 или 17) при фактических соотношениях и €д„.

Силу трения столба грунта со стороны передней заслонки можно определять по тем же самым зависимостям, но при иных граничных условиях для расчета G, (веса призмы обрушения со стороны передней заслонки) или по формулам При £,<€,

G,=G',= В'е> Н' У -sinpO°-(y + fl)- (19)

2-cos^- cos0

где €/ - расстояние от левой кромки меньшего основания столба грунта горизонтальной проекции до точки пересечения передней заслонки с нижней гранью призмы грунта весом G,

При t, <(,<t2

2

Gf = g; - в Г ~tx) Sin(£ + y) cosfs +w) (20>

2 cos у/

где горизонтальная проекция нижней грани призмы обрушения (слева) При -С, > {2 необходимо принять G, = const, т к грунт пересыпается через переднюю заслонку и не остается в ковше

Расчетная схема взаимодействия грунтовой стружки и боковых стенок ковша представлена на рисунке 15

0.5Bk

Ъ.

р

н,

Qo щ r<Q Г н,

G УФ

а) схема сил

90+91- (ч»+ч>)

Q

ч» + ч>"

б) силовой многоугольник

а G

в

Рисунок 15 - Схема к определению давления грунтовой стружки на боковые стенки ковша Боковое давление входящего в ковш столба грунта на стенки ковша можно рассматривать как активное давление призмы обрушения (рисунок 15а) Тогда сила трения призмы обрушения о стенки ковша равна

^-Р-Мг (21)

где /Л1 — коэффициент внешнего трения грунта по стали Нормальное давление Р находим из многоугольника сил (рисунок 156)

С?,

(22)

tg(px+tg№й -(у,+<р)-\ Вес призмы обрушения (на рисунке 15 выделен контур) равен при 0 < Н,

< Н, (при tgij/)

G,=G; = r

HjK 2 Hf Л +———tgQ

у Hf (h,

tgV

\2tgy 3 tgy

b - H, в тех же пределах b, тах = 0,5 Вк igV

При Н, <Н, <НК

g,=g;+-(н,-нху<1гр+н{ tge+н, tgey

2 +3Я< **

(23)

(24)

где Нк - расчетная высота ковша при к„ =1,0, к„ - коэффициент наполне-

ния.

При Н, > Яу призмы обрушения слева и справа от оси ковша движутся вверх совместно (и не трутся друг о друга), что позволяет сохранить расчетную схему силового многоугольника без изменений

В связи с ббльшей связанностью грунта в стружке угол сползания у/ необходимо увеличить (примерно в 1,5 раза) относительно разрыхленного грунта

Аналогичным образом составлены расчетные схемы заполнения ковша и получены аналитические зависимости расчета сопротивления заполнению при уменьшенной ширине резания

Сравнение результатов расчетов на ЭВМ значений сопротивления заполнению ковша скрепера по изложенной выше уточненной методике и методике ОАО «ВНИИСтройдормаш» позволили установить следующее.

1 Величины сопротивления заполнению ковша, рассчитанные по обеим методикам, достаточно хорошо соответствуют друг другу (расхождение составляет+10 % при в =8 12° и исчезает при в ~ 1,5. .2°).

2 Учет сил трения по боковым стенкам движущегося столба грунта (2увеличивает сопротивление заполнению ковша на 6 8 %

3 Копание центральной частью ножевой системы дает уменьшение сопротивления заполнению ковша практически пропорционально уменьшению ширины резания

4. Копание двумя боковыми частями ножевой системы дает уменьшение сопротивлениям заполнению несколько меньше, чем уменьшается ширина резания

ТГнВт0-*я- « (0,43 ...0,46 = .

5 Уменьшение объема вовлеченного в движение грунта при копании строго пропорционально уменьшению ширины резания Из этого следует любопытный факт, уменьшение ширины резания увеличивает объем грунта в ковше, вес которого передается на мосты скрепера. Следовательно, ножевая система с дискретно изменяемой шириной резания не только уменьшает энергоемкость копания (за счет увеличения пробивной способности компактного столба грунта), но и создает потенциальные возможности увеличения сцепного веса тягача за счет работы ТСДУ, которое передает вес переднего моста скрепера на тягач

Практика применения скреперных агрегатов показала, что способ поддержания тягового баланса при копании за счет уменьшения глубины резания не является рациональным по следующим обстоятельствам

1 Уменьшение глубины резания снижает прочность грунтовой стружки, которая при значительной высоте заполнения ковша не способна преодолеть сопротивление вышележащих слоев грунта в ковше и разрушается, не поступая в ковш,

2 Уменьшение глубины резания не рационально еще и потому, что в этот период система управления воздействует на металлоконструкцию всего ковша с грунтом, что требует дополнительных затрат мощности двигателя как раз в тот момент, когда необходимо увеличить силу тяги трактора

Применение дискретного уменьшения ширины резания позволяет регулировать сечение срезаемой стружки более рационально и во второй фазе запол-

нения ковша не уменьшать, а наоборот увеличивать глубину резания Это важное обстоятельство обеспечивает увеличение компактности и проникающей способности грунтовой стружки, что существенно интенсифицирует процесс заполнения ковша в заключительной стадии

Моделирование процесса копания грунта на ЭВМ при дискретном уменьшении ширины резания позволило зафиксировать ряд важных фактов Графические зависимости (рисунок 16), наглядно демонстрируют, что положение рациональных зон, обеспечивающих минимальную энергоемкость копания (заштрихованные области) при постоянной ширине резания зависит от степени заполнения ковша.

Уменьшение ширины резания влияет не только на энергоемкость копания, но и на другие параметры процесса - в частности на время заполнения ковша (1), которое монотонно увеличивается Обобщенный показатель К имеет явно выраженную зону минимальных значений, которые соответствуют ширине резания Вгег — (0,5 0,7) Вк. Полученные данные свидетельствуют о том, что в качестве первой ступени уменьшения ширины резания (после В,.ег/= Вк) следует назначить Вт2~ 0,6Вк, что позволит для второй ступени уменьшения ширины резания иметь Вгсг3= 0,4Вк

Установлено, что рациональным моментом переключения на уменьшенную ширину резания является высота заполнения ковша на (0,7 0,8) Нг (Нг -высота заполнения ковша до геометрической вместимости Уг- 4,5 м3) При заполнении ковша выше геометрической вместимости (с «шапкой»), целесообразно еще раз уменьшить ширину резания до значения (0,4 0,45) В,..

Важно отметить, что в этом случае уменьшение ширины резания существенно (почти вдвое) снижает энергоемкость копания. Это обстоятельство связано со значительным увеличением глубины резания (с Ир~ 0,05 м до ктах = 0,15 м) в завершающей стадии копания

Расчетные преимущества применения ножевой системы с дискретным изменением ширины резания наглядно демонстрируют дан-

Рисунок 16 - Влияние ширины резания ные таблицы 1 на энергоемкость копания

Таблица 1 - Параметры заполнения ковша

Ширина резания Вместимость ковша, м"

геометрическая с «шапкой»

АуД (геом егр), кН/м Ъс 5 п м3/с кол-во ступеней глубины резания Ада (геом «Р), кН/м: Ка," Пс 5 П м5/с кол-во ступеней глубины резания

постоянная 309 0,057 20 4,5 0,225 7 903 0 02 28 5 5 1 0,179 11

изменяется 205,7 0 15 19,2 4,5 0,234 4 294 0,15 26,5 5,5 0,207 6

Шестая глава посвящена вопросам интенсификации скреперных работ. Организация работ автономных скреперов (самоходных или прицепных) в скреперных поездах не только исключает из технологического цикла толкачи, но и позволяет резко интенсифицировать производство земляных работ за счет обеспечения возможности работы в одном забое значительно большего количества скреперов Работа скрепера с толкачом носит явный циклический характер, что приводит к тому, что значительное время (до 55 . 65 % от времени набора грунта) толкачом расходуется на обратный ход и маневрирование в забое В это время копание грунта не производится

При работе скреперных поездов, равно как и других скреперов, обладающих способностью самонабора, такой непроизводительной потери времени нет совсем. Поезда могут производить набор грунта непрерывно сразу после прохождения одним поездом в забое расстояния, равного габаритной длине поезда, копание может начинать следующий поезд

Расчеты показывают, что применение вместо скреперов, работающих с толкачом, тех же скреперов, но объединенных в скреперные поезда, позволяет увеличить количество работающих в забое скреперов в 3,2 3,6 раза и в связи с этим сократить в тех же условиях (при достаточном числе скреперов) время производства скреперных работ в 2,6 3,0 раза

Для существенного увеличения производительности скреперов традиционной конструкции создан способ разработки забоя со сменой тягачей во время технологического цикла. Дело в том, что производительность скреперов с колесным тягачом существенно выше производительности такого же скрепера с тягачом гусеничным из-за высокой транспортной скорости колесного тягача В то же время гусеничный тягач значительно успешнее выполняет операцию по заполнению ковша скрепера Для объединения этих преимуществ в одном технологическом цикле разработаны способ организации и конструкция быстродействующего сцепного устройства, которые обеспечивают выполнение транспортных операций колесными тягачами, а набор грунта - тягачи гусеничными В этом случае удастся получить максимальную возможную производительность скреперного агрегата традиционной конструкции

Увеличить производительность скреперного агрегата и уменьшить энергоемкость копания можно, используя способ разработки забоя скрепером с уменьшенной шириной копания Тягач агрегатируют с одним или двумя последовательно соединенными ковшами, имеющими ширину резания меньше ширины тягача и обеспечивающую самонабор грунта В таком скреперном агрегате ковш имеет максимальную жесткость ножевой системы, что позволяет ему успешно разрабатывать прочные грунты и грунты с каменистыми включениями

Для скреперов, имеющих ножевую систему с дискретно изменяемой шириной резания, разработан способ, который реализуется по схеме, изображенной на рисунке 17 В целях интенсификации процесса заполнения ковша копание начинают боковыми частями ножевой системы и вырезают профиль грунта в виде двух боковых выемок (сечение I-I, рисунок 17) В заключительной стадии заполнения копание производят центральной частью ножевой системы,

профиль выемки показан в сечении И-II. Затем ковш выгдубяяют и скрепер производит транспортирование грунта в отвал.

После разгрузки скрепер возвращается в забой с противоположной стороны, переводит ножевую систему в положение копания полной шириной ковша Вк. Разработку фунта осуществляют в виде двух оставшихся боковых участков (сечение ¡1-11, рисунок 17) в условиях полублокированного резания при полной ширине ковша, затем копание автоматически переходит на срезание централь ного участка фунта в условиях свободного резания (сечение Н). В результате получают ровный забой, а заполнение ковша в обратном направлении происходит с уменьшенной энергоемкостью и при полной ширине ковша, т.е. может осуществляться обычным скрепером с неизменяемой ножевой системой.

Рисунок 17 - Схема разработки забоя

В седьмой главе приведены результаты лабораторно-полевых исследований и полевых испытаний скреперных агрегатов.

При копании фунта малой влажности 3...5 % и большой прочности С = 22...26 экспериментальным скреперным поездом {рисунок 18)

без включения догружающего устройства оказалось возможным наполнение ковша переднего скрепера на пути 18., ,20 мефов до объема только 4,5. ..5,5 м". Продолжение процесса копания оказалось невозможным из-за полного буксования всех ведущих колес поезда и бысфо прогрессировавшего процесса га-лоппирования тягачей скреперов.

Увеличение сцепного веса поезда, составленного из самоходных скреперов Д-357Г, вместимостью по 9 м3 каждый, за счет работа дофужаюшего сцепного устройства (коэффициент использования сцепного веса увеличен с 0,64 до 0,85) позволило успешно заполнять передний ковша поезда (рисунок 18) нз пути 35...40 м до объема 8,5...9,0 м!. Заполнение ковша заднего скрепера осуществлялось без увеличения сцепного веса поезда за счет работы сцепного устройства. В задний ковш поезда, как правило, набиралось на 0,5.., 1,0 м больше фунта, чем в передний, наполнение заднего скрепера составляло 9,5... 10 м на пути 40 . .50 м.

а)влажность IV = 3...5%; прочность С = 22.. .26 прочность С = 8... 12

Рисунок 18 — Заполнение переднего ковша экспериментального скреперного поезда на грунтах различной прочности влажности

Тензометрические исследования экспериментального скреперного поезда позволили объективно оценить степень загруженности двигателей тягачей при работе в поезде и с толкачом (таблица 2)

При работе в экспериментальном скреперном поезде без увеличения сцепного веса передний и задний скреперы развивали примерно такую же силу тяги, как и при копании с гусеничным толкачом С толкачом скрепер развивал силу тяги 48 кН, что составило 38 % суммарной силы тяги скрепера и толкача или 53 % от номинальной силы тяги по двигателю скрепера

Копание грунта поездом с увеличенным сцепным весом позволило повысить загрузку двигателя переднего скрепера на 2 7 %, а заднего на 22 54 % по сравнению с загрузкой двигателя скрепера при работе с толкачом, но при этом наиболее нагруженный задний скрепер развивал не более 82 % номинальной силы тяги по двигателю.

Таблица 2 - Изменения нагрузок в трансмиссиях тягачей скреперов при работе в поезде и с гусеничным толкачом

Состав а.-оеперж»«) агрегата Скрепер Д-357Г при работе

С бульдозером Д-271 в зксперммсптаяьиом скрепсрмоы поезде при догрузке в сцспном >стройстве кН

« 26

Сила тяги Ш/% Козффн Сила тяги, кН/% Коэффициент дий.1-МИ'ИМСТИ Сила тяги кНЛ* Козффи НИЫ1 чн,.-

фелнт .43*. И*1 сти «[чгигая «о» СРЬ №И* максим.

<. крекер передний 48 100 6! кю и 103 <л 100 1.28 107 йе 105 I 28

Скрепер задним - " 122 28 124 133 74,4 шл 154 1 3

1 рзктор- ТОЛ кзч 78 103 1,35 • " - - - -

Скрстстрный агрегат в целом 126 100 168 юо 133 107.5 85,3 141 84 1 31 125,9 100 ¡63,5 97,5 1 3

Экспериментальные исследования показали, что нормальная реакция грунта (при постоянной глубине резания) на ведущий мост копающего скрепера в первой половине заполнения ковша возрастает незначительно на 10 18%ив дальнейшем остается практически постоянной (рисунок 19)

к * 1 *

к*'"* Г""-*

"о в \ е> <•> V,

И'г в— П—Л-

9 + 51 6 ¥ * ? * Г—%

1

Рисунок 19 — Нормальные реакции грунта на колеса экспериментального скреперного поезда при заполнении ковша переднего скрепера

«4 3 12 16 20 24 Л.м

Нормальная реакция фунта на ведомый мост копающего скрепера К^ в первой половине заполнения ковша несколько возрастает на 30. ,35 % от своего статического значения при заданной вертикальной нагрузке в сцепном устройстве ЛЛ. а в дальнейшем уменьшается тем больше, чем выше степень заполнения

ковша. В конце заполнения ковша реакция , несмотря на значительный вес поступившего в ковш фунта, мало отличается от своего статического значения.

Нормальные реакции фунта (Я" и Я, ) на колеса помогающего процессу копания скрепера носят стабильный характер и в процессе копания изменяются незначительно. В целом сцепной вес скреперного поезда при копании фунта с постоянной толщиной срезаемой стружки мало изменяется и его при расчетах необходимо принимать равным статическому сцепному весу поезда при выглубленных ковшах.

С целью изучения возможности работы скреперного поезда на базе серийных скреперов с передними ведущими колесами без толкача в производственных условиях, были переоборудованы для работы в поезде два серийных самоходных скрепера Д-357П, имеющие более мощные и надежные двигатели и трансмиссии. Скреперы были переоборудованы на Каховском заводе «Ремстроймаш» по чертежам на основе авторского свидетельства № 692747 (рисунок 1).

Сцепное дофужающее устройство обеспечивало уверенную стыковку скреперов, их центрирование и работу как на горизонтальной поверхности забоя, так и на уклоне ± 8... 10°, а также увеличение сцепного веса поезда от 270 до 365 кН при заполнении ковша переднего скрепера (коэффициент использования сцепного веса увеличен с 0,66 до 0,89).

Оценка эффективности работы скреперного поезда (рисунок 20) в производственных условиях производилась при сравнении показателей работы поезда без толкача с показателями одиночных скреперов Д-357П при работе с толкачом Т-100М в одинаковых фунтовых и дорожных условиях. Причем, с толкачом работали тс же скреперы, что и в поезде. Разрабатывался грунт —глина влажностью 1 $...15Щ и прочностью (5...18 ударов ударника ДорНИИ. Во время испытаний выпадали кратковременные осадки, что значительно ухудшало процесс набора фунта на горизонтальной дневной поверхности и дне канала.

а) заполнение переднего ковша на б) заполнение заднего ковша под горизонтальной поверхности уклон 7,. 10°

Рисунок 20 - Испытания скреперного поезда в производственных условиях

В таких условиях в среднем скреперный поезд наполнял два ковша до общего объема 20,2 кг за 106 с на пути 40 м без толкача. Испытания по определению производительности скреперного поезда, проведенные в производственных условиях, показали, что сменная производительность в расчете на один скрепер в среднем на 5 % меньше, чем при работе с толкачом. Но благодаря исключению толкача из технологического цикла поезда резко снижаются себестоимость разработки 1 м'1 грунта - на 5 7 % и удельные капитальные вложения -на 7 %. Полученные результаты указывают на значительные экономические преимущества эксплуатации самоходных скреперов с передними ведущими колесами в поезде без толкача.

Проведены лабораторно-полевые испытания прицепного скрепера ДЗ-111 (вместимость ковша 4,5 м3) с тягачом Т-150К при работе без толкача. Скрепер был оборудован ТСДУ, схема которого приведена на рисунке 2. Разрабатывался суглинистый грунт прочностью 10... 13 ударов ударника Дор НИИ и влажностью 13... 18 %.

При копании ступенчатой стружкой с давлением догрузки 10 МПа в ковш набиралось грунта в среднем на 19,5 % больше, чем без догрузки. Коэффициент наполнения ковша при копании без догрузки составил в среднем К„~ 0,97 и с давлением догрузки 10 МПа в среднем /С„=1,1б (рисунок 21). Применение ТСДУ позволило уверенно разрабатывать грунт колесному тягачу без толкача.

а) копание без догрузки Рисунок 21 — Испытания прицепного

Инструментальные испытания прицепного скрепера подтвердили теоретический прогноз о неудовлетворительной конструкции прицепного устройства серийного скрепера.

На рисунке 22 отчетливо видно, что включение гидроцилиндра догрузки производилось через 6...9 м после начала копания, для исключения выглубления ковша из-за вывешивания переднего моста скрепера, и 80 мм

На начальном участке копания хорошо видно, каким образом происходит изменение вертикальных нагрузок на мосты скрепера и тягача при подаче дав-

Рисунок 22 - Копание с догрузкой

б) копание с догрузкой скрепера, оборудованного ТСДУ

ления догрузки р - 10 МПа Все нагрузки в этот момент изменяются ступенчато Вертикальная нагрузка на задний мост трактора резко возрастает на 80 %, а на передний мост - уменьшается на 7 % Уменьшение вертикальной нагрузки на передний мост скрепера составляет 60 %, а на задний мост скрепера нагрузка возрастает на 35 % Увеличение сцепного веса трактора в этот переходный момент составляет 20 % Далее в процессе копания величина вертикальных нагрузок на мосты тягача снижается На графиках отчетливо видно, что с дальнейшим увеличением количества грунта в ковше и крюковой нагрузки на трактор происходит почти линейное снижение сцепного веса трактора В конце копания сцепной вес тягача, несмотря на работу ТСДУ, падает практически до его статического значения Оказывается, что ТСДУ при копании просто частично компенсирует отрицательное воздействие на сцепной вес тягача, несовершенство конструкции прицепного устройства

Инструментально зафиксировано увеличение вертикальной нагрузки К3 на передний мост скрепера в процессе копания без догрузки к концу наполнения до 35 % При наличии силы тяги на прицепной скобе тягового бруса опрокидывающее усилие К (рисунок 12) разгружает трактор и догружает передний мост скрепера, то есть оно перераспределяет вертикальную нагрузку с трактора на передний мост скрепера Именно этим обстоятельством можно объяснить такое высокое процентное увеличение нагрузки на передний мост прицепного скрепера ДЗ-111А (по сравнению с самоходными скреперами)

Шаровое опорное устройство отличается малой массой, очень высокой надежностью и технологичностью, просто в эксплуатации Однако в конструкциях полуприцепных скреперов к двухосным колесным тягачам оно не применяется из-за значительного перераспределения нормальных реакций грунта на ведущие колеса тягача при копании грунта

Для выяснения влияния шарового ССУ на величину вертикальных нагрузок на мосты тягача при наборе грунта, а также установления возможности самонабора грунта полуприцепным скрепером с колесным тягачом были проведены инструментальные исследования полуприцепного скрепера ДЗ-87-1 (тягач Т-150К) с шаровым ССУ Опытный образец скрепера (рисунок 23) был изготовлен Бердянским заводом дорожных машин, а инструментальные испытания проведены на территории совхоза-завода «Жовтнева хвиля» Бердянского района в октябре 1989 года

Инструментальные исследования позволили установить, что сцепной вес колесного тягача полуприцепного скрепера при копании не увеличивается, несмотря на значительный объем поступившего в ковш грунта Вертикальная нагрузка на мост ковша скрепера (йз) не только не возрастает относительно статического значения при порожнем ковше, но даже уменьшается на 15 20 % Средние значения вертикальных нагрузок на ведущие мосты тягача Т-150К при копании составляют- на передний мост Я] = 42,3 кН, на задний мост К2- 46,53 кН, а при транспортировании груженого ковша на передний мост /?;= 57,53 кН, на задний мост Я 2- 50,66 кН

Среднее значение сцепного веса тягача при копании составляет Осц = 88,8 кН, что практически равно его статическому весу в скреперном агрегате с по-

рожним ковшом, Этот факт свидетельствует о том, что, несмотря на значительный вес грунта (51.. 57 кН), поступившего в ковш, сцепной вес тягача скрепера существенно не увеличивается. Вес набранного в ковш грунта начинает восприниматься скреперным агрегатом только при полном выглублении ковша.

а) преодоления крутого спуска б) заполнение ковша при самонаборе Рисунок 23 - Испытания полуприцепного скрепера ДЗ-87-1

Лаборэгорн¡>полевые испытания ножевой системы с дискретным изменением ширины резания проводились на базе прицепного скрепера ДЗ-11! А, оборудованного ТСДУ, и колесного тягача Т-150К. Ножевая система серийного скрепера была переоборудована: центральная часть ножей выполнена поворотной от силовых гидроцилиндров, вылет ножей огг подножееой плиты увеличен (рисунок 24).

а) копание центральным ножом б) копание боковыми ножами

Рисунок 24 - Ножевая система скрепера с дискретно изменяемой шириной резания

Копание проводилось на предварительно спланированной бульдозером поверхности суглинистого грунта влажностью 15...19 % и прочностью 12...14 ударов ударника ДорНИИ, Эксперименты показали, что уменьшение ширины резания позволяет разрабатывать грунт более толстой стружкой и обеспечивать ббльший объем набираемого в ковш грунта (рисунок 25).

Глава восьмая освещает вопросы экономя ко-математического моделирования скреперных агрегатов. Опытная эксплуатация скреперных агрегатов, спроектированных с участием автора на основе экономико-математического моделирования, показала их высокую эксплуатационную эффективность при круглогодичном использовании. В качестве критерия оптимизации приняты приведенные удельные затраты Ту на разработку и перемещения одного кубо-

метра грунта, при этом также учитывается сменная производительность Пся,, Экстремальные значения этих показателен не совпадают, но позволяют решать две задачи:

1) выполнение работ При минимальных затратах (критерий 2У)\

2) выполнение работ в кратчайшие сроки (критерий Паш),

а) — заполнение ковша на влажном грунте с «шапкой»

б) - заполнение ковша на сухом и прочном грунте (средняя фаза)

Рисунок 25 - Заполнение ковша скрепера на грунтах различной прочности

В работе представлены экономико-математические модели скреперного поезда на базе самоходных скреперов, прицепного скрепера с изменяемым сцепным весом, полуприцепного скрепера на базе колесного тягача, прицепного скрепера с дискретно изменяемой ножевой системой.

В период с \974 по 2005 годы результаты исследований в виде опытных образцов машин были внедрены в народное хозяйство в организациях: Мин-водхоз УССР, Росводстрой РСФСР, Бе рдян с кий завод «Юждормаш», Липец-кмелиоводхоз и другие организации.

Экономический эффект от диссертационной работы определяется результатами от внедрения новых тяговых машин в народном хозяйстве и от использования результатов исследований при проектировании новых скреперных агрегатов. Суммарный эффект от внедрения новых машин, разработанных на основе выполненных в настоящей работе исследований, составляет в пересчете на цены 2006 года примерно 1235600 руб.

Экономический эффект может быть существенно увеличен за счет организации серийного выпуска новых машин с применением полученных результатов исследований. Это относится к скреперным агрегатам, авто фейдерам, длинноба-зовым планировщикам, моторным каткам и другим тяговым машинам и дорожным машинам. Это свидетельствует об экономической целесообразности использования инвестиций для внедрения результатов исследований, особенно при проектировании новых машин на основе современных патентных решений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований и испытаний опытных образцов новых машин можно сделать главный вывод: в работе пачучены новые научные сведения разработаны патентчачистые конструктивные решения, проведены экспериментальные исследования, которые я соеокуп-

ности обеспечивают скреперным агрегатам любых типов самозаполнение без применения дополнительных толкачей, а тягачам — отсутствие балластировки

Основные выводы сводятся к следующим

1) Уточнена и экспериментально подтверждена модель взаимодействия ковша скрепера с входящим в него грунтом при полной и дискретно изменяемой ширине резания Разработаны соответствующие расчетные схемы заполнения ковша.

2) Теоретически и экспериментально обоснована уточненная схема заполнения ковша скрепера, которая объясняет качественно и количественно феномен сохранения статической величины сцепного веса скреперного тягача при копании Предложено при рассмотрении баланса вертикальных сил, действующих на ковш при копании, исключать из него вес столба грунта, находящегося в активном движении, как опирающийся на массив еще не разрушенного грунта

3) Исследована тяговая механика скреперного поезда, прицепного скрепера, изменяющих (увеличивающих) сцепной вес на тяговом режиме Установлены основные факторы, ограничивающие сцепной вес тягача, исследовано распределение силы тяги скреперов при работе в поезде по тягачам с разным сцепным весом Оказалось, что сила тяги поезда распределяется по тягачам при копании пропорционально их сцепному весу Разработан графоаналитический метод определения режимов работы двигателей тягачей с различным сцепным весом *

4) Теоретически и экспериментально исследовано изменение вертикальных нагрузок на ведущие мосты скреперных тягачей при копании Оказалось, что, несмотря на значительный объем поступившего в ковш грунта, даже в конце заполнения вертикальные нагрузки на ведущие мосты тягачей изменяются незначительно. Так на ведущий мост тягача самоходного скрепера вертикальная нагрузка увеличивается на 12 15 %, на колесный тягач прицепного скрепера при работе ТСДУ на 30 35 %, а для колесного тягача полуприцепного скрепера сцепной вес при копании даже уменьшается на 8 12 %

5) Установлено крайне отрицательное влияние конструкции серийного прицепного устройства прицепного скрепера на величину сцепного веса тягача. Оказалось, что вследствие несовершенства конструкции серийного прицепного устройства сцепной вес тягача (безразлично колесного или гусеничного) уменьшается пропорционально развиваемой тягачом силы тяги на 14 18 % Даны рекомендации для исправления этого существенного недостатка конструкции серийного прицепного устройства, приводящего к перерасходу топлива и повышенному износу трансмиссии тягача

6) Предложен способ и разработана конструкция, обеспечивающая существенное выравнивание вертикальных нагрузок на ведущие мосты тягача полуприцепного скрепера с шаровым ССУ Способ позволяет обеспечить неравномерность нагружения ведущих мостов колесного тягача при копании в пределах К = 0,9 1,1 за счет изменения продольного положения шарового ССУ и высоты приложения технологической нагрузки к тягачу.

7) Разработаны новые перспективные способы интенсификации скреперных работ за счет применения скреперных поездов, смены колесных и гусеничных тягачей скреперов в пределах технологического цикла, разработки забоя скреперными ковшами с шириной меньше ширины тягача, разработки забоя скреперами с дискретно изменяемой шириной резания в прямом и обратном направлениях

8) Разработаны прогрессивные конструкции быстродействующих сцепных догружающих устройств, которые позволяют увеличить сцепной вес скреперных агрегатов, дорожных машин за счет перераспределения вертикальных нагрузок между мостами тягача и скреперного (рабочего) оборудования Отличительной особенностью этих устройств являются простота конструкции, возможность стыковки

машин как на горизонтальной, так и на наклонной поверхности забоя, наличие центрирующего устройства, совмещенного с толкающей плитой Благодаря этим сцепным догружающим устройствам впервые доказана возможность успешной работы самоходных одномоторных скреперов в составе скреперного поезда без толкача

9) Созданы перспективные конструкции тягово-сцепных догружающих устройств (ТСДУ) для прицепных скреперов и автогрейдеров, которые позволяют увеличивать сцепной вес тягача, что существенно повышает технико-экономические показатели их работы и расширяет область применения (разработка более плотных грунтов, повышение устойчивости хода автофейдеров)

10) Созданы конструкции ножевых систем с дискретным изменением ширины резания, которые позволяют регулировать площадь срезаемой стружки за счет дискретного уменьшения ширины резания в соответствии с возрастающим по мере заполнения ковша сопротивлением копанию. Такие ножевые системы, особенно в сочетании с ТСДУ, позволяют эффективно эксплуатировать прицепные скреперы с колесными тягачами без гусеничных толкачей, а также разрабатывать более прочные фунты и грунты с повышенной влажностью

11) Разработаны экономико-математические модели скреперных афега-тов с изменяемыми сцепным весом и ножевой системой и тягачей, которые позволяют определять оптимальные значения их главных параметров, что существенно увеличивает эффективность их применения

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1 Аржаев Г А , Никаноров Е И , Щербинин М И , Нилов В А Применение полупроводниковых тензорезисторов для исследования строительных и дорожных машин [Текст] // Строительные и дорожные машины. - 1974 - № 8 -С 17-19 - (лично автором выполнено 0,25 с)

2 Ульянов НА, Борисенков В А, Нилов В А. Экспериментальный скреперный поезд [Текст] // Транспортное строительство. - 1975 - № 3 - С. 55-56. -(лично автором выполнено 0,5 с)

3 Ульянов Н А, Борисенков В А, Нилов В А Испытания скреперного поезда в производственных условиях [Текст] // Механизация строительства, — 1978 -№ 6 - С 12-13. - (лично автором выполнено 0,5 с)

4 Борисенков В А, Нилов В А и др Эксплуатация скреперов увеличенной вместимости на стройках Росводсгроя [Текст] // Механизация строительства — 1980 - №6 —С 5-7 —(лично автором выполнено 1,0 с )

5 Борисенков В А, Кандалинцев В В, Нилов В А Эффект косого резания фунтов [Текст] // Механизация строительства - 1985 - № 3 - С. 10-11 -(лично автором выполнено 0,25 с)

6 Борисенков В А, Нилов В А Скреперный афегат для двухосного колесного тягача [Текст] Н Механизация строительства -1998 - № 4 - С. 16-18 - (лично автором выполнено 1,0 с)

7 Борисенков В.А , Нилов В А., Гаврилов А В Испытания полуприцепного скрепера с шаровым седельио-сцепным устройством [Текст] // Механизация строительства -2003.-№ 2 - С 2-5 —(лично автором выполнено 1,5 с)

8 Нилов В А, Гаврилов А В Афегатирование двухосного колесного тягача со скреперным оборудованием [Текст] // Механизация строительства - 2004 - № 7 - С 2-4 - (лично автором выполнено 2с)

9 Нилов В А, Косенко А А., Летуновский К П Исследование вертикальных нафузок на оси скрепера при копании [Текст] // Строительные и дорожные машины - 2005 - № 5. - С. 26-29 - (лично автором выполнено 2 с.)

10 Никулин П И, Нилов В А, Косенко А А Испытания скреперного агрегата с изменяемым сцепным весом [Текст] // Механизация строительства. - 2005 -№ 8 -С 9-12 -(лично автором выполнено 1,5 с.)

11. Нилов В А Скреперные агрегаты с изменяемым сцепным весом и шириной резания, обеспечивающие самонабор грунта [Текст] // Наука производству - 2006 - № 5 - С 84-87 — (лично автором выполнено 4с)

12 Нилов В А, Никулин П.И , Иванищев П И , Летуновский К П. Скреперные агрегаты с изменяемой шириной резания [Текст] // Механизация строительства -2006 -№9 -С 5-9 - (лично автором выполнено 1,5 с)

13. Апексимов Ю Й, Калашников Ф Ф, Нилов В А Использование тяжелых тракторов с прицепными скреперами [Текст] // Гидротехника и мелиорация - 1980 - № 5 - С 32-33 - (лично автором выполнено 0,25 с )

14 Артемьев К А, Борисенков В А Теория и расчет скреперов и скреперных агрегатов [Текст] учеб.пособие -Воронеж Изд-во ВГУ, 1996 -344с - (лично автором выполнено 88 с )

15. Ульянов H А, Ронинсон Э Г, Соловьев В Г Самоходные землеройно-транспортные машины [Текст] M, «Машиностроение», 1976 - 359 с - (лично автором выполнено 7с)

16 Нилов В А, Никулин П И Развитие технического творчества студентов в курсовом и дипломном проектировании [Текст]- учеб пособие / В А Нилов, П И Никулин / Воронеж, гос. арх-строит ун-т, - Воронеж, гос техн ун-т - Воронеж, 2004 - 224 с - (лично автором выполнено 112 с.)

17 Нилов В А Исследование скреперного поезда Дис . канд техн. наук -Воронеж, 1975 - 187с

18. Нилов В А. Определение нормальных реакций грунта на колеса скрепера при копании [Текст] / Сборник «Исследование и расчет строительных и дорожных машин» Вып 1, изд-во ВГУ, Воронеж, 1974 - С 34-39

19 Нилов В А, Великанов А В, Косенко А А и др Испытания прицепного скрепера с изменяемым сцепным весом [Текст] // Теория и практика машиностроительного оборудования // Межвузовский сборник научных трудов, выпуск 11, - Воронеж Изд-во ВГТУ -2002 -С 260-265 - (лично автором выполнено 0,25 с )

20. Никулин П И, Нилов В А, Койбаков Г Ж Модернизация сцепного устройства прицепного скрепера [Текст] // Вестник сибирского государственного автомобильно-дорожной академии (СибАДИ), выпуск 2, - Омск, - 2005 - С 177-179 -(лично автором выполнено 1,0 с )

21 Создание и испытания скреперного поезда, составленного из скреперов Д-357П / Отчет ВИСИ Номер гос регистрации 75006119. - Воронеж. - 1974 -110 с. - (лично автором выполнено 86 с.)

22 Нилов В.А, Терехов А А, Пиндус Я M, Косенко А А., Летуновский К.П Разработка сцепного устройства скреперного агрегата, оборудованного догружающим устройством [Текст] // Межвузовский сборник научно-методических трудов «Совершенствование наземного обеспечения авиации» Часть 2 - Воронеж Изд-во ВВАИИ -2002 -С 152-121 - (лично автором выполнено 0,25 с.)

23. Никулин П И, Нилов В А, Терехов А.А., Косенко А А. Исследование скреперного агрегата [Текст] // Сборник трудов международной научно-практической конференции «HEAVY MACHINERY НМ 2002», - Кральево Сербия Югославия Изд-во Kraljevo University of Kraguevac, 2002 - С 27-28 - (лично автором выполнено 0,25 с )

24. Нилов В А , Гаврилов А В, Великанов А В., Косенко А.А Влияние процесса набора грунта на сцепной вес тягача скрепера [Текст] // Межвузовский сборник научно-методических трудов «Совершенствование наземного

обеспечения авиации» Часть 3 - Воронеж Изд-во ВВАИИ, 2000. - С 119-121 — (лично автором выполнено 1,0 с)

25 Никулин П И, Нилов В А, Косенко А А Испытания скреперного агрегата [Текст] // Сборник трудов международной научно-практической конференции V International Scientific Conference «HEAVY MACHINERY HM 2005», -Кральево Сербия Югославия. Изд-во Kraljevo University of Kraguevac, 2005. -C.23-26 - (лично автором выполнено 0,25 с)

Авторские свидетельства и патенты РФ

1 А с № 397605 СССР, МКИ E02F 3/76. Толкающее устройство скрепера. Авт. изобр Борисенков В А , Нилов В А № 1447561/29-14, Заявл 08 06 70, Опубл 25 01 74 Бюл Ns 37 - 3 с. — (лично автором выполнено 1,5 с )

2 А с. № 692747 СССР, МКИ2 B60D 1/00 Сцепное устройство скреперного поезда. Авт изобр Борисенков В А, Нилов ВАК» 2117737/29-03, Заявл 28 03 75, Опубл 25 10.79, Бюл № 39 - 4 с - (лично автором выполнено 2,0 с)

3 А с № 1202905 СССР, МКИ4 B60D 1/00. Сцепное устройство скреперного поезда Авт изобр Нилов В А и др № 3762767/29-11, заявл. 25 06 84, Опубл. 07 01 86, бюл № 1 - 4 с — (лично автором выполнено 2,0 с )

4 А.с. № 1630920 СССР, МКИ5 B60D 1/00. Сцепное устройство скреперного поезда Авт изобр Борисенков В А, Нилов В А № 4436570/11; заявл 06 06 88, Опубл 28 02 91, бюл № 8. - 4 с - (лично автором выполнено 2,0 с)

5 А с № 985199 СССР, МКИ3 E02F 3/58 Скреперный поезд Авт. изобр Нилов В А № 3324405/29-03, Заявл 04 08 81, Опубл. 30 12 82, Бюл № 48. - 3 с

6 А с № 1239213 СССР, МКИ4 E02F 3/64 Прицепной скрепер с догружающим устройством Авт изобр Нилов В.А, Гаврилов А В., Меньшиков В П № 3711704/29-03, Заявл 13 03 84; Опубл 23 06 86, Бюл № 23 - 4 с - (лично автором выполнено 2,0 с)

7 А с № 1701836 СССР, МКИ5 E02F 3/64 Прицепной скрепер с догружающим устройством Авт изобр Нилов ВА, Борисенков В А. № 4703710/03, Заявл 08 06 89, Опубл 30 12 91, Бюл № 48 - 3 с - (лично автором выполнено 1,5 с )

8 ПАТЕНТ № 2244071 Россия, Кл E02F 3/64 Тягово-сцепное устройство скрепера. Авт изобр Нилов В А, Косенко А А, Нилова В.И, Летуновский К П №2003117580/03 Заявл. 11 06.2003.Опубл. 10 01 2005,Бюл № 1 -3 с - (лично автором выполнено 1,0 с )

9 А с № 1661042 СССР, МКИ5 B62D 53/06 Сцепное устройство полуприцепных машин Авт изобр Борисенков В А, Нилов В А № 4666270/11, Заявл 27 03 89, Опубл 07.07 91, Бюл.№ 25. -4 с - (лично автором выполнено 1,5 с)

10. А.с № 1750984 СССР, МКИ5 B60D 1/00 Сцепное устройство автогрейдеров Авт изобр Нилов В А, Борисенков В.А № 4739485/11, Заявл. 25 09 89, Опубл 30 07 92, Бюл. № 28 - 4 с - (лично автором выполнено 2,0 с)

11 А с. № 1452715 СССР, МКИ4 B60D 1/00 Сцепное устройство автогрейдеров для монтажа длиннобазового планировщика. Авт. изобр. Нилов В А, Борисенков В А.№4308053/31-11, Заявл 13 07.87, Опубл 23 01 89, Бюл №3 -6 с-(лично автором выполнено 3,0 с )

12 ПАТЕНТ № 2160690 Россия, кл B64F 1/22 Тягово-сцепное устройство буксировщика. Авт изобр Нилов В А, Великанов АВ № 99114543/28 Заявл 05 07 1999 Опубл 20 12 2000, Бюл. № 35 - 5 с - (лично автором выполнено 2,5 с )

13 ПАТЕНТ № 2177899 Россия, кл B64F 1/22 Тягово-сцепное устройство буксировщика Авт изобр Нилов В А, Великанов А В , Марченков JIJI № 2000104213/28 Заявл 18 02 2000 Опубл 10 012002, Бюл № 1 - 4с -(лично автором выполнено 1,0 с)

14 ПАТЕНТ № 2271316 Россия, кл В64Б 1/22 Автоматический увеличитель сцепного веса буксировщика воздушных судов Авт изобр Великанов А В, Нилов В А., Бердичевский О А №2002133565/11 Заявл. 11 12.2002 Опубл 20 06 2004, Бюл № 7 - 3 с. - (лично автором выполнено 0,5 с)

15 ПАТЕНТ № 2276034 Россия, кл В620 63/02 Способ управления массой и положением центра тяжести машины и устройство для его осуществления Авт изобр. Нилов В.А, Никулин П.И, Нилова В И. № 2004134982/11 Заявл. 30. 11 2004 Опубл 10 05 2006, Бюл № 13.-4 с - (лично автором выполнено 1,5 с)

16 Ас № 1301935 СССР, МКИ4 Е02Р 3/64 Ковш скрепера. Авт изобр Нилов В А , Борисенков В А , Высоцкий Н Д № 3910037/29 Заявл 17 06 85, Опубл 07 04 87, Бюл. № 13. - 4 с - (лично автором выполнено 1,5 с )

17 ПАТЕНТ № 2215850 Россия, кл Е02Р 3/64 Ножевая система скрепера Авт. изобр Нилов В А, Великанов АБ, Косенко А А № 2002107263 Заявл 21 10 2002. Опубл 10 11 2003, Бюл. №31 -4с,- (лично автором выполнено 2,0 с )

18. ПАТЕНТ № 2230158 Россия Е02Р 3/64 Прицепное устройство скрепера Авт изобр Нилов В.А, Косенко А А, и др № 2002128327/03 Заявл 21 10 2002 Опубл 10.06 2004, Бюл № 16 — 3 с - (лично автором выполнено 1,0 с)

19 ПАТЕНТ № 2209887 Россия Е02Р 3/64 Скрепер Авт. изобр Нилов В А, Великанов А В и др № 2002107262/03 Заявл. 2103 2002 Опубл

21 03 2002, Бюл № 22 - 3 с - (лично автором выполнено 1,0 с )

20. Ас № 1252434 СССР, МКИ4 Е02РЗ/64 Скреперный агрегат. Авт изобр Борисенков В А, Нилов В А, Гаврилов А В № 3744875/29, Заявл

22 0584; Опубл 23.06.86, Бюл №31 -6 с - (лично автором выполнено 2,5 с)

21 Ас. № 1234527 СССР, МКИ4 Е02РЗ/64 Способ разработки грунта прицепными скреперами Авт изобр Борисенков В А, Нилов В А , Гаврилов А В №3823194/29. Заявл 12 12 84, Опубл. 30 05.86 Бюл №20 - 2 с - (лично автором выполнено 0,5 с)

22 Ас № 1758175 СССР, МКИ5 Е02РЗ/64 Способ разработки забоя скреперным агрегатом и устройство для его осуществления. Авт изобр. Борисенков В.А, Нилов В А № 4768202/03 Заявл 12 12 89, Опубл 30 08 92. Бюл № 32 - 2 с - (лично автором выполнено 0,5 с )

23. Патент № 2203364 Россия, кл Е02Р 3/64. Способ копания фунта скрепером с постоянной глубиной резания Авт изобр Нилов В А, Великанов А В и др № 2001116398/03 Заявл 13 06 2001 Опубл 2704 2003, Бюл № 12.-3 с.-(лично автором выполнено 0,75 с )

24 Патент № 2246590 Россия, кл Е02Р 3/64 Способ разработки забоя скрепером с дискретно изменяемой шириной резания. Авт изобр Нилов В А, Никулин ПИ, Косенко А А. и др № 2003129996/03. Заявл 09.10 2003 Опубл 20 02 2005, Бюл № 5 - 4 с. - (лично автором выполнено 1,75 с)

25 ПАТЕНТ № 2229564 Россия кл Е02Р 3/65 Способ копания грунта скрепером с постоянной глубиной резания и устройство для его осуществления Авт изобр Нилов В А, Великанов А В № 2001107375/03 Заявл 19 03 2001. Опубл 27 05 2004, Бюл № 15. - 4 с - (лично автором выполнено 2,0 с)

Подписано в печать 5 09 2007 г Формат 60x84 1/16 Уч -изд л 2 13 Уел -печ л 2 2 Бумага писчая Тираж 120 экз Заказ №453

Отпечатано, отдел оперативной полиграфии

Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006, Воронеж, ул 20-летия Октября, 84.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБОСНОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Обзор научных исследований.

1.2 Цель и задачи исследований.

2 СОЗДАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫХ И ТЯГОВЫХ МАШИН И НОЖЕВЫХ СИСТЕМ 25 СКРЕПЕРОВ.

2.1 Тяговые машины с изменяемым сцепным весом.

2.1.1 Скреперные агрегаты.

2.1.2 Автогрейдеры.

2.1.3 Буксировщики летательных аппаратов.

2.1.4 Способ изменения центра тяжести машины.

2.2 Ножевые системы скреперов с изменяемой шириной резания

2.3 Выводы.

3 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ДИССЕРТАЦИИ, ИХ МЕТОДИКА И РЕАЛИЗАЦИЯ.

3.1 Общая характеристика методов исследования.

3.2 Методика исследования рабочих процессов скреперных агрегатов.

3.3 Методика проведения инструментальных испытаний.

3.4 Выводы.

4 ТЯГОВАЯ МЕХАНИКА ИССЛЕДУЕМЫХ МАШИН С ИЗМЕНЯЕМЫМ СЦЕПНЫМ ВЕСОМ.

4.1 Скреперный поезд.

4.1.1 Влияние работы тягово-сцепного устройства на сцепные качества скреперного поезда.

4.1.2 Факторы, ограничивающие сцепной вес скреперного поезда.

4.1.3 Распределение силы тяги скреперного поезда по скреперам.

4.1.4 Нормальные реакции грунта, действующие на колеса скреперного поезда при копании.

4.1.5 Влияние угла наклона толкающей плиты на стабилизацию сцепного веса тягача скрепера.

4.1.6 Влияние последовательности заполнения скреперов поезда на его сцепные качества.

4.2 Прицепной скрепер с тягово-сцепным догружающим устройством (ТСДУ).

4.2.1 Конструкция ТСДУ.

4.2.2 Влияние работы ТСДУ на сцепной вес колесного тягача.

4.2.3 Нагрузки, действующие на прицепной брус скрепера при копании.

4.2.4 Влияние конструкции прицепного бруса скрепера на сцепной вес тягача при копании.

4.3 Шаровое седельно-сцепное устройство полуприцепного скрепера.

4.3.1 Конструкция седельно-сцепного устройства.

4.3.2 Влияние продольного положения шаровой опоры на равномерность вертикального нагружения мостов тягача.

4.4 Буксировщик летательных аппаратов.

4.4.1 Влияние аэродинамических характеристик на процесс буксирования летательного аппарата.

4.4.2 Силовое воздействие на аэродромный тягач, оборудованный ТСДУ.

4.4.3 Аналитическое исследование тяговых возможностей буксировщика.

4.5 Выводы.

НОЖЕВАЯ СИСТЕМА СКРЕПЕРА С ДИСКРЕТНО ИЗМЕНЯЕМОЙ

ШИРИНОЙ РЕЗАНИЯ.

5.1 Расчетные схемы заполнения ковша.

5.1.1 Копание полной шириной ковша без раздельного определения сил трения.

5.1.2 Копание полной шириной ковша с раздельным определением сил трения.

5.1.3 Копание с уменьшенной шириной резания боковыми ножами

5.1.4 Копание с уменьшенной шириной резания центральным ножом.

5.1.5 Влияние ширины резания на сопротивление заполнению ковша.

5.2 Моделирование процесса копания грунта на ЭВМ.

5.2.1 Постановка задачи.

5.2.2 Описание программы.

5.2.3 Влияние изменения ширины резания на параметры копания.

5.3 Определение рациональной последовательности изменения ширины резания.

5.4 Влияние тяговых качеств тягача и прочности грунта на рациональный режим изменения ширины резания.

5.5 Выводы.

6 ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ СКРЕПЕРНЫМИ 212 АГРЕГАТАМИ.

6.1 Скреперные поезда.

6.2 Смена тягачей во время технологического цикла.

6.3 Разработка забоя ковшом скрепера с уменьшенной шириной копания.

6.4 Способы разработки грунта с изменением ширины резания.

6.5 Выводы.

7 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

7.1 Скреперный поезд.

7.1.1 Экспериментальные исследования рабочих процессов скреперного поезда и самоходного скрепера с гусеничным толкачом.

7.1.2 Исследование загруженности трансмиссии скреперов при работе в поезде и с толкачом.

7.1.3 Вертикальные нагрузки на мосты скрепера при копании.238,

7.1.4 Испытания скреперного поезда в производственных условиях

7.2 Прицепной скрепер с ТСДУ.

7.2.1 Влияние работы ТДСУ на статический сцепной вес тягача.

7.2.2 Содержание экспериментальных исследований.

7.3 Буксировщик летательных аппаратов.

7.3.1 Экспериментальные исследования рабочих процессов тягача летательных аппаратов на аэродромном покрытии.

7.3.2 Влияние места приложения усилия догрузки на распределение вертикальных нагрузок по мостам буксировщика.

7.4 Влияние процесса набора грунта на сцепной вес тягача полуприцепного скрепера с шаровым ССУ.

7.5 Ножевая система с дискретно изменяемой шириной резания.

7.5.1 Конструкция опытного образца скрепера.

7.5.2 Исследование ножевой системы в полевых условиях.

7.5.3 Влияние заполнения ковша грунтом на вертикальные нагрузки, действующие на мосты прицепного скрепера.

7.6 Выводы.

8 ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИССЛЕДУЕМЫХ 313 АГРЕГАТОВ.

8.1 Скреперный поезд на базе автономных скреперов.

8.2 Прицепной скрепер к колесному тягачу с ТСДУ.

8.3 Буксировщик летательных аппаратов.

8.4 Скрепер с шаровым седельно-сцепным устройством.

8.5 Выводы.

В России всегда остро стояла задача развития сети современных автомобильных дорог различного класса и назначения. Решение этой задачи связано с созданием высокоэффективных и высокопроизводительных землеройно-транспортных и тяговых машин, позволяющих существенно повысить производительность труда за счет интенсификации рабочих процессов машин, разработки новых прогрессивных и эффективных конструкций, обеспечивающих наименьшие затраты на их изготовление и эксплуатацию.

Существенное отставание в развитии современной сети автомобильных дорог как в Центральной Европейской зоне России, так и особенно в Сибири и Дальнем Востоке от развитых зарубежных стран остро ставит вопрос о создании новых конструкций машин для земляных работ, к числу которых относятся и скреперы, на долю которых приходится до 20 % общего объема земляных работ [1].

В мире выпускается большое количество гусеничных и колесных тракторов, одноосных и многоосных тягачей и специализированных шасси. Разработана элементная база в виде электромотор- и гидромотор-колес, позволяющая создавать и модернизировать имеющиеся конструкции скреперов, обладающих высокими надежностью, проходимостью и маневренностью.

Отличительной особенностью скреперных агрегатов является возможность выполнения ими всего комплекса землеройных работ в дорожном строительстве (разработка грунта, его транспортировка, укладка слоем заданной толщины и предварительное уплотнение). Они успешно работают на открытых горных разработках [2], а при дальности транспортирования до 3.5 км успешно конкурируют с комплектом машин: экскаватор и самосвалы. Кроме того, колесные скреперы являются экологически наименее вредными при строительстве дорог в лесной зоне.

Землеройно-транспортные машины имеют в своем составе тягачи, обеспечивающие преобразование энергии двигателя в силу тяги движителя, и рабочую машину в виде ковша (скреперы) или отвального органа (бульдозеры, автогрейдеры). Только рациональное, гармоничное сочетание параметров двигателя, движителя и рабочего органа может обеспечить эффективную работу машины в целом.

Отечественными учеными уделялось и уделяется существенное внимание вопросам исследования скреперных агрегатов. Достигнуты крупные успехи в области их теории и расчета, интенсификации рабочего процесса.

Развитие тракторостроения в направлении освоения и серийного выпуска промышленностью мощных энергонасыщенных гусеничных и колесных тягачей создало проблему рационального использования мощности двигателя тягача на тяговом режиме при разработке грунта скреперным агрегатом. Эффективное использование энергонасыщенных тягачей связано с решение двуединой задачи: увеличение сцепного веса тягача на тяговом режиме и снижение технологического сопротивления (сопротивления копанию, тяговой нагрузки).

Конструкторские разработки в этом направлении привели к созданию скреперных поездов постоянного или временного состава, скреперных агрегатов на базе гусеничных и двухосных колесных тягачей с изменяемым положением центра тяжести, агрегатов на базе автогрейдеров, скреперных агрегатов с изменяемой шириной резания и различными интенсификаторами копания. Поэтому в настоящей работе рассматриваются средства (конструкции и способы) увеличения сцепных качеств землеройно-транспортных машин и средства уменьшения технологического сопротивления (усилия копания) рабочей машины, например скрепера, загрузка которого осуществляется без применения элеваторов, шнеков и т.п. интенсификаторов.

Создание землеройно-транспортных машин и, в частности, скреперных агрегатов с изменяемым сцепным весом, представляет актуальную научную и интересную конструкторскую задачу. Решение этой задачи основано на обобщении результатов современных исследований в области теории копания грунта скреперами, тяговой механики землеройно-транспортных машин, теории создания и расчета скреперных агрегатов.

В настоящей работе приводятся результаты значительной конструкторской работы автора по созданию патентно чистых конструкций скреперных агрегатов, землеройно-транспортных и тяговых машин с изменяемым сцепным весом, результаты исследований скреперных поездов временного состава, буксировщиков летательных аппаратов, двухосных тягачей скреперов с изменяемым сцепным весом, а также связанные с ними результаты исследования скреперного агрегата с дискретно изменяемой шириной резания.

Основные теоретические положения подтверждены результатами экспериментальных исследований.

В диссертационной работе приводятся методики определения тяговых качеств агрегатов с изменяемым сцепным весом и шириной резания, расчета их оптимальных параметров.

Приведенные результаты исследований подтверждаются практической реализацией полученных рекомендаций и защищенных конструктивных решений как на машиностроительных заводах, выпускающих скреперы, так и в эксплуатационных организациях.

В основу предлагаемой диссертационной работы вошли исследования, проведенные автором в Воронежском инженерно-строительном институте, Воронежском государственном техническом и Воронежском государственном архитектурно-строительном университетах в период с 1971 по 2006 годы.

Решение отдельных частных задач диссертационной работы получено автором совместно с адьюнктами В.А. Великановым, А.А. Косенко, К.П. Лету-новским и инженером А.В. Гавриловым.

Основные выводы сводятся к следующим.

1) Уточнена и экспериментально подтверждена модель взаимодействия ковша скрепера с входящим в него грунтом при полной и дискретно изменяемой ширине резания. Разработаны соответствующие расчетные схемы заполнения ковша.

2) Теоретически и экспериментально обоснована уточненная схема заполнения ковша скрепера, которая объясняет качественно и количественно феномен сохранения статической величины сцепного веса скреперного тягача при копании. Предложено при рассмотрении баланса вертикальных сил, действующих на ковш при копании, исключать из него вес столба грунта, находящегося в активном движении, как опирающийся на массив еще не разрушенного грунта.

3) Исследована тяговая механика скреперного поезда, прицепного скрепера, изменяющих (увеличивающих) сцепной вес на тяговом режиме. Установлены основные факторы, ограничивающие сцепной вес тягача, исследовано распределение силы тяги скреперов при работе в поезде по тягачам с разным сцепным весом. Оказалось, что сила тяги поезда распределяется по тягачам при копании пропорционально их сцепному весу. Разработан графоаналитический метод определения режимов работы двигателей тягачей с различным сцепным весом.

4) Теоретически и экспериментально исследовано изменение вертикальных нагрузок на ведущие мосты скреперных тягачей при копании. Оказалось, что, несмотря на значительный объем поступившего в ковш грунта, даже в конце заполнения вертикальные нагрузки на ведущие мосты тягачей изменяются незначительно. Так на ведущий мост тягача самоходного скрепера вертикальная нагрузка увеличивается на 12.15 %, на колесный тягач прицепного скрепера при работе ТСДУ на 30. .35 %, а для колесного тягача полуприцепного скрепера сцепной вес при копании даже уменьшается на 8. 12 %.

5) Установлено крайне отрицательное влияние конструкции серийного прицепного устройства прицепного скрепера на величину сцепного веса тягача. Оказалось, что вследствие несовершенства конструкции серийного прицепного устройства сцепной вес тягача (безразлично колесного или гусеничного) уменьшается пропорционально развиваемой тягачом силы тяги на 14. 18 %. Даны рекомендации для исправления этого существенного недостатка конструкции серийного прицепного устройства, приводящего к перерасходу топлива и повышенному износу трансмиссии тягача.

6) Предложен способ и разработана конструкция, обеспечивающие существенное выравнивание вертикальных нагрузок на ведущие мосты тягача полуприцепного скрепера с шаровым ССУ. Способ позволяет обеспечить неравномерность нагружения ведущих мостов колесного тягача при копании в пределах К = 0,9. 1,1 за счет изменения продольного положения шарового ССУ и высоты приложения технологической нагрузки к тягачу.

7) Разработаны новые перспективные способы интенсификации скреперных работ за счет применения скреперных поездов, смены колесных и гусеничных тягачей скреперов в пределах технологического цикла, разработки забоя скреперными ковшами с шириной меньше ширины тягача, разработки забоя скреперами с дискретно изменяемой шириной резания в прямом и обратном направлениях.

8) Разработаны перспективные конструкции быстродействующих сцепных догружающих устройств, которые позволяют увеличить сцепной вес скреперных агрегатов, дорожных машин за счет перераспределения вертикальных нагрузок между мостами тягача и скреперного (рабочего) оборудования. Отличительной особенностью этих устройств являются простота конструкции, возможность стыковки машин как на горизонтальной, так и на наклонной поверхности забоя, наличие центрирующего устройства, совмещенного с толкающей плитой. Благодаря этим сцепным догружающим устройствам впервые доказана возможность успешной работы самоходных одномоторных скреперов в составе скреперного поезда без толкача.

9) Созданы перспективные конструкции тягово-сцепных догружающих устройств (ТСДУ) для прицепных скреперов и автогрейдеров, которые позволяют увеличивать сцепной вес тягача, что существенно повышает технико-экономические показатели их работы и расширяет область применения (разработка более плотных грунтов, повышение устойчивости хода автогрейдеров).

10) Созданы конструкции ножевых систем с дискретным изменением ширины резания, которые позволяют регулировать площадь срезаемой стружки за счет дискретного уменьшения ширины резания в соответствии с возрастающим по мере заполнения ковша сопротивлением копанию. Такие ножевые системы, особенно в сочетании с ТСДУ, позволяют эффективно эксплуатировать прицепные скреперы с колесными тягачами без гусеничных толкачей, а также разрабатывать более прочные грунты и грунты с повышенной влажностью.

11) Созданы прогрессивные конструкции тягово-сцепных догружающих устройств для прицепных скреперов и буксировщиков J1A [73.76], которые позволяют увеличивать сцепной вес тягача, что существенно повышает технико-экономические показатели их работы и расширяет область применения (разработка более плотных грунтов, возможность буксирования J1A по заснеженным и обледенелым аэродромным покрытиям).

12) Обосновано применение в качестве буксировщиков J1A, оснащенных ТСДУ, более дешевых тягачей, не имеющих привода на передний мост, а также колесных тягачей типа Т-150К и К-701, имеющих благоприятное первоначальное распределение вертикальных нагрузок по мостам.

13) Разработаны экономико-математические модели скреперных агрегатов с изменяемыми сцепным весом и ножевой системой и тягачей, которые позволяют определять оптимальные значения их главных параметров, что существенно увеличивает эффективность их применения.

9.3 Направления дальнейших исследований

Как показали выполненные исследования, поднятая проблема создания землеройно-транспортных и тяговых машин с дискретно изменяемым сцепным весом и ножевой системой весьма объемна по составу работ. В настоящей работе изложены только исследования по основам этих работ по этому направлению.

Для более полного и глубокого решения вопросов по затронутой проблеме необходимо выполнить научные исследования по следующим основным направлениям:

1) развитие теории процесса заполнения ковша скрепера для определения текущих значений сопротивления копанию и вертикальных нагрузок на мости скрепера;

2) автоматизация процесса копания скрепером с учетом изменения его сцепного веса;

3) конструирование ТСДУ с догрузкой тягача внутри его опорного периметра;

4) исследование влияния изменения центра тяжести дорожных и землеройно-транспортных машин на эффективность их работы;

5) оптимизация главного параметра скреперных агрегатов и тяговых средств с изменяемым сцепным весом методом экономико-математического моделирования на стадии проектирования;

6) проведение исследований по обеспечению возможности одновременного заполнения ковшей скреперного поезда;

7) разработка ЭВМ-программ и их внедрение при комплектовании скреперных агрегатов в конкретных условиях эксплуатации;

8) исследование неустановившихся режимов работы буксировщиков J1A;

9) проведение испытаний ножевой системы скрепера с дискретно изменяемой шириной резания в различных грунтовых условиях и автоматизация управления ножевой системой;

10) создание и исследование скреперных агрегатов, позволяющих преобразовывать скреперное оборудование из полуприцепного в прицепное в течение технологического цикла.

9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

9.1 Технико-экономическая эффективность выполненных исследований

В период с 1974 по 2006 годы результаты исследований в виде опытных образцов машин были внедрены в народное хозяйство. Экономический эффект при этом определен в ценах, действовавших в соответствующий период.

В 1974 году по заданию Минводхоза УССР был изготовлен на Каховском заводе «Ремстроймаш» и внедрен на строительстве Каховской оросительной системы опытный образец скреперного поезда на базе серийных одномоторных скреперов ДЗ-11П, оснащенных сцепным догружающим устройством, выполненным по авторскому свидетельству № 692747 [61]. По результатам внедрения опытного образца скреперного поезда была впервые практически доказана возможность работы двух с одним ведущим мостом в поезде без применения трактора-толкача. При этом обеспечивалось последовательное заполнение двух ковшей поезда с коэффициентом наполнения ковша Кн = 1,1. 1,25. Годовой экономический эффект в расчете на один скрепер составил 493.3000 руб. в зависимости от дальности транспортирования (что составляет до 15 % стоимости скрепера). Экономия металла высокого качества составила 1330 кг на один скрепер (за счет исключения трактора-толкача из технологического цикла).

В 1978 году по заданию «Росводстроя» в ПМК-4 «Чеченингушводстроя» был изготовлен и внедрен скрепер Д-498 с ковшом оптимальной вместимости 10 м3 к колесному трактору К-701 при эксплуатации с толкачом на базе трактора Т-100М. Такое агрегатирование позволило существенно увеличить производительность скреперного агрегата. Экономический эффект на один скрепер составляет 2540 руб. Всего в круглогодичной эксплуатации находилось три таких машины.

В 1980 году в Управлении «Липецкмелиоводхоз» Минводхоза РСФСР внедрен опытный образец скрепера косого резания грунта с оптимальной вместимостью 10 м3 к трактору Т-ЮОМГП. Достигнуто увеличение производительности на 25.40 % в зависимости от прочности разрабатываемого грунта. Средний годовой экономический эффект от внедрения опытного образца составил 3100 руб. на один скреперный агрегат [54].

В 1999. 1990 годах на Бердянском заводе «Юждормаш» был изготовлен и прошел заводские испытания полуприцепной скрепер в шаровым седельно-сцепным устройством на базе трактора Т-150К. По сравнению с серийным шарнирно-рычажным ССУ новое седельно-сцепное устройство существенно уменьшило трудоемкость изготовления, уменьшило потребление металла (на 700 кг.) и существенно повысило надежность ССУ при эксплуатации вследствие уменьшения динамических нагрузок за счет раскачивания арки-хобота при движении машины. Техническим советом завода «Юждормаш» было принято решение о выпуске в 1991 году опытной партии полуприцепных скреперов с шаровым ССУ в количестве 20 штук. Годовой экономический эффект от внедрения одного полуприцепного скрепера с шаровым ССУ составил 4200 руб.

В 1996. 1998 годах проведены испытания буксировщика летательных аппаратов на базе полноприводного тягача Урал-4320, оборудованного догружающим тягово-сцепным устройством, на базе патента РФ № 2139227 [73]. Испытания показали техническую целесообразность применения догружающих устройств на полноприводных армейских тягачах при наземном обслуживании самолетов. Годовой экономический эффект при эксплуатации одного переоборудованного буксировщика на базе тягача Урал-4320 составил 10,4 тыс. руб. при буксировании J1A со взлетным весом 400 кН.

В 2001.2002 годах проведены успешные испытания опытного образца прицепного скрепера к колесному тягачу с изменяемы при копании сцепным весом. Тягач Т-150К был оборудован ТСДУ, разработанным по авторскому свидетельству № 1239213 [67]. ТСДУ позволяло увеличивать при копании сцепной вес колесного тягача на 18.20 % и производить заполнение ковша с коэффициентом наполнения Кн = 1,1. 1,15 самостоятельно, без толкача. Годовой расчетный экономический эффект составляет (при увеличении вместимости ковша до 5 м3) на одну машину 92900 руб. по сравнению с серийным скреперным агрегатом.

В 2004.2005 годах проведены испытания скреперного ковша с дискретно изменяемой шириной резания, который агрегатировался с колесным тягачом Т-150К, снабженным ТСДУ. Конструкция ножевой системы защищена патентом РФ № 2215850 [85]. Ножевая система позволяет уменьшать ширину резания в соответствии с возрастающим по мере заполнения ковша сопротивлением копанию и самостоятельно разрабатывать без толкача грунта повышенной прочности и влажности. Годовой расчетный экономический эффект составляет (при увеличении вместимости ковша до 6 м3) на одну машину 145200 руб. по сравнению с серийным скреперным агрегатом.

Экономический эффект от диссертационной работы определяется результатами от внедрения новых тяговых машин в народном хозяйстве и от использования результатов исследований при проектировании новых скреперных агрегатов и тяговых средств JIA. Суммарный эффект от внедрения новых машин, разработанных на основе выполненных в настоящей работе исследований, составляет в пересчете на цены 2006 года примерно 1235600 руб.

Экономический эффект может быть существенно увеличен за счет организации серийного выпуска новых машин с применением полученных результатов исследований. Это относится к скреперным агрегатам, буксировщикам J1A, автогрейдерам, длиннобазовым планировщикам, моторным каткам и другим тяговым машинам и дорожным машинам.

1. Голубович С.Р., Миловидов В.В., Самойлович В.Г. Прогнозирование и оптимизация параметров строительных и дорожных машин. М., труды ВНИИСДМ, вып. 55, 1972.

2. Майнминд В.Я., Арсентьев А.И. Скреперные комплексы на открытых горных разработках. М., «Недра», 1976, 204 с.

3. Артемьев К.А. Основные теории копания грунта скреперами. М., Машиностроение, 1963.

4. Баловнев В.И. Новые методы расчета сопротивления резанию грунтов. М. Росвузиздат, 1963.

5. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройно-транспортными машинами. М., Машиностроение, 1965.

6. Домбровский Н.Г., Гальперин М.И. Землеройно-транспортные машины, М., Машиностроение, 1965.

7. Зеленин А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами, М., «Машиностроение», 1968, 376 с.

8. Федоров Д.И. Рабочие органы землеройных машин. М., Машиностроение, 1965.

9. Холодов A.M. Основы динамики землеройно-транспортных машин. М., «Машиностроение», 1968.

10. Дейнего Ю.Б. и др. Совершенствование режущих элементов и формы ковша скрепера // Строительные и дорожные машины. 1974. - № 7.

11. Петере Е.Р. Исследование вопроса энергетики землеройных машин.: Дис. канд. техн. наук. -М., 1948.

12. Шнейдер В.А. Рациональная форма и объем ковша колесного скрепера: Дис. канд. техн. наук. -М., 1954.

13. Шнейдер В. А. Повышение производительности землеройно-транспортных машин. М., Профтехиздат, 1963.

14. Самоходные пневмоколесные скреперы и землевозы. Коллектив авторов. Под ред. Д.И. Плешкова. М., «Машиностроение», 1970, 272 с.

15. Артемьев К.А., Борисенков В.А. Теория и расчет скреперов и скреперных агрегатов: Учеб. пособие. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1996. - 344 с.

16. Руднев В.К. Копание грунтов землеройно-транспортными машинами активного действия. Изд-во Харьковского университета, 1974.

17. Баловнев В.И., Хмара JI.A. Интенсификация земляных работ в дорожном строительстве. М., Транспорт, 1983. 183 с.

18. Ермилов А.В. Исследование рабочего процесса скрепера с газодинамическим интенсификатором.: Дис. канд. техн. наук. -М., 1976.

19. Сивкова О.И. Исследование основных параметров активного рабочего органа скрепера.: Дис. канд. техн. наук. Омск, 1974.

20. Бармаш М.А. и др. Исследование наполнения телескопического скреперного ковша большой емкости на стенде физического моделирования // Строительные и дорожные машины. 1970. - № 6.

21. Зеленин А.Н., Баловнев В.И., Керов И.М. Машины для земляных работ. Учебное пособие для вузов. М., «Машиностроение», 1975. 424 с.

22. Сорокин П.И. Оптимальное использование машин на земляных работах в дорожном строительстве. Изд-во «Транспорт», 1972. 284 с.

23. Борисенков В.А. Оптимизация скреперных агрегатов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990.-248 с.

24. Багиров Д.Д., Златопольский А.В. Двигатели внутреннего сгорания строительных и дорожных машин. М., Машиностроение, 1974.

25. Погарский Н.А. Универсальные трансмиссии пневмоколесных машин. М., Машиностроение, 1965.

26. Ульянов Н.А. Основы теории колесного движителя землеройных машин. М., Машиностроение, 1963.

27. Ульянов Н.А. Теория самоходных колесных землеройно-транспортных машин. М., «Машиностроение», 1969. 520 с.

28. Ульянов Н.А., Ронинсон Э.Г., Соловьев В.Г. Самоходные землеройно-транспортные машины. М., «Машиностроение», 1976. 359 с.

29. Никулин П.И. Основы теории криволинейного движения колесного движителя землеройно-транспортных машин.: Дис. доктора техн. наук. Москва., - 1987.

30. Устинов Ю.Ф. Прогнозирование и методы расчета виброакустических параметров землеройно-транспортных машин.: Дисс. доктора техн. наук. -Москва., 1997.

31. Жулай В.А. Виброакустические методы прогнозирования работоспособности механических передач строительных и дорожных машин.: Дис. доктора техн. наук. Воронеж., - 2006.

32. Барсуков И.А. Разработка грунта скрепером с переменной шириной резания.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж., 1983.- 236 с.

33. Бузин Ю.М. Исследование буксования колесного движителя земле-ройно-транспортной машины при монотонно возрастающей силе тяги.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж., - 1979.

34. Геращенко В.Н. Исследование тяговых качеств колесного движителя на снежной поверхности.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж, - 1984.

35. Иванищев П.И. Определение тяговых качеств колесного движителя, загруженного стационарными случайными возмущениями.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж, - 1978.

36. Куприн Н.П. Исследование взаимодействия колес самоходного скрепера с опорной поверхностью.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж, -1981.

37. Калинин Ю.И. Исследование работы автогрейдера с автоматической системой стабилизации буксования.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж, - 1975.

38. Матвеев А.В. Исследование влияния подвижного днища на процесс копания грунта скрепером.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж, - 1977.

39. Нилов В.А. Исследование скреперного поезда.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж, - 1975.

40. Смирнов А.Г. Исследование скольжения пневматической шины колесного движителя при криволинейном движении.: Дис. канд. техн. наук. -Воронеж, -1981.

41. Шарипов JI.K. Исследование влияния неустановившейся нагрузки на буксование автогрейдера.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж, - 1975.

42. Щербинин М.И. Исследование тяговых качеств колесного движителя на деформируемых грунтах.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж, - 1979.

43. Фиделев А.С. методика расчетов скреперных поездов. Известия вузов//Горный журнал. 1976.-№ 9.

44. Кудрявцев Е.М., Петренко В.Ф. Определение мощности трактра-толкача для самоходного скрепера // Строительные и дорожные машины. -1974.-№7.

45. Кудрявцев Е.М. Научные основы синтеза и оптимизации параметров систем машин для земляных работ.: Дис. доктора, техн. наук. М., 1979.

46. Строительные машины: Справочник. Текст. В 2 т. Т.1. Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог / А.В. Раннев,

47. В.Ф. Корелин, А.В. Жаворонков / под общ. ред. Э.Н Кузина. 5-е изд. перераб. -М.: Машиностроение, 1991.-496 с.

48. Недорезов И.А. Повышение производственного потенциала землеройных машин на основе создания новых рабочих органов.: Автореферат дис. доктора техн. наук. Москва, - 1973.

49. Борисенков В.А. Основы теории создания и расчета скреперных агрегатов.: Дис. доктора техн. наук. Воронеж, - 1995.

50. Петроченко В.Ф. Исследование системы машин толкач-скрепер.: Дис. канд. техн. наук. -М., 1965.

51. Ревзин П.И. Исследование и определение рациональной величины конструктивного параметра самоходного скрепера и выбор оптимального толкача.: Дис. канд. техн. наук. -М., -1971.

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

53. Самоходные пневмоколесные скреперы и землевозы. М.: «Машиностроение», 1970. 272 с.

54. Федоров Д.И. Рабочие органы землеройных машин. М.: «Машиностроение», 1977. 288 с.

55. Борисенков В.А., Кацин В.А. Исследование работы скрепера с совковым режущим органом // Транспортное строительство. 1972. - № 12.

56. Борисенков В.А., Кандалинцев В.В., Нилов В.А. Эффект косого резания грунтов. // Механизация строительства. 1985. - № 3.

57. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. Изд. 2-е, испр. и доп. -М.: Московский рабочий, 1973. - 296 с.

58. Акимов Г.П. Исследование работы гидростатического увеличителя сцепного веса колесного трактора класса 1. 4 т.: Дис. канд. техн. наук. Воронеж., 1970.

59. Push-Pull Coupling for Vehicles. Patent specification № 1193986 B60D 1/00. (B7TB2G). Application made in USA on 1 June, 1967; Published 3 June, 1970.

60. Петроченко B.B. Некоторые аспекты технико-экономического уровня строительных и дорожных машин в США (По итогам выставки «КОНЭКС-ПО 69»). М,- 1969.

61. А.с. № 397605 СССР, МКИ E02F 3/76. Толкающее устройство скрепера. Авт. изобр. Борисенков В.А., Нилов В.А. № 1447561/29-14; Заявл. 08.06.70; Опубл. 25.01.74. Бюл. № 37.

62. А.с. № 692747 СССР, МКИ2 B60D 1/00. Сцепное устройство скреперного поезда. Авт. изобр. Борисенков В.А., Нилов В.А. № 2117737/29-03; За-явл. 28.03.75; Опубл. 25.10.79, Бюл. № 39.

63. А.с. № 1202905 СССР, МКИ4 B60D 1/00. Сцепное устройство скреперного поезда. Авт. изобр. Нилов В.А. и др. № 3762767/29-11; заявл. 25.06.84; Опубл. 07.01.86, бюл. № 1.

64. А.с. №1630920 СССР, МКИ5 B60D 1/00. Сцепное устройство скреперного поезда. Авт. изобр. Борисенков В.А., Нилов В.А. № 4436570/11; заявл. 06.06.88; Опубл. 28.02.91, бюл. № 8.

65. А.с. № 364477 СССР, МКИ B60D 1/00. Сцепное устройство для скреперов, работающих совместно с последовательным забором грунта. Авт. изобр. Нехорошев И.И., Жеребцов В.В. № 1480407/29-14; заявл. 05.10.70; Опубл. 28.12.72, бюл. № 5.

66. А.с. № 981023 СССР, МКИ3 B60D 1/00. Тягово-толкающее устройство скреперного поезда. Авт. изобр. Бурштейн Р.С., Гаврилов Н.Г. № 3289110/27011; Заявл. 21.05.81; Опубл. 15.12.82, Бюл. № 46.

67. А.с. № 985199 СССР, МКИ3 E02F 3/58. Скреперный поезд. Авт. изобр. Нилов В.А. № 3324405/29-03; Заявл. 04.08.81; Опубл. 30.12.82, Бюл. № 48.

68. А.с. № 1239213 СССР, МКИ4 E02F 3/64. Прицепной скрепер с догружающим устройством. Авт. изобр. Нилов В.А., Гаврилов А.В., Меньшиков В.П. № 3711704/29-03; Заявл. 13.03.84; Опубл. 23.06.86, Бюл. № 23.

69. А.с. № 1701836 СССР, МКИ5 E02F 3/64. Прицепной скрепер с догружающим устройством. Авт. изобр. Нилов В.А., Борисенков В.А. № 4703710/03; Заявл. 08.06.89; Опубл. 30.12.91, Бюл. № 48.

70. ПАТЕНТ № 2244071 Россия, Кл. E02F 3/64. Тягово-сцепное устройство скрепера. Авт. изобр. Нилов В.А., Косенко А.А., Нилова В.И., Летунов-ский К.П. № 2003117580/03. Заявл. 11.06.2003. Опубл. 10.01.2005, Бюл. № 1.

71. А.с. № 1661042 СССР, МКИ5 B62D 53/06. Сцепное устройство полуприцепных машин. Авт. изобр. Борисенков В.А., Нилов В.А. № 4666270/11; Заявл. 27.03.89; Опубл. 07.07.91, Бюл.№ 25.

72. А.с. №1750984 СССР, МКИ5 B60D 1/00. Сцепное устройство автогрейдеров. Авт. изобр. Нилов В.А., Борисенков В.А. № 4739485/11; Заявл. 25.09.89; Опубл. 30.07.92, Бюл. № 28.

73. А.с. № 1452715 СССР, МКИ4 B60D 1/00. Сцепное устройство автогрейдеров для монтажа длиннобазового планировщика. Авт. изобр. Нилов В.А., Борисенков В.А. № 4308053/31-11; Заявл. 13.07.87; Опубл. 23.01.89, Бюл. № 3.

74. ПАТЕНТ № 2139227 Россия, кл. B64F 1/22. Устройство для буксировки самолетов. Авт. изобр. Борисенков В.А., Терехов А.А., Великанов А.В. № 980116240/28. Заявл.24.08.98. Опубл. 10.10.99, Бюл. № 28.

75. ПАТЕНТ № 2160690 Россия, кл. B64F 1/22. Тягово-сцепное устройство буксировщика. Авт. изобр. Нилов В.А., Великанов А.В. № 99114543/28. Заявл. 05.07.1999. Опубл. 20.12.2000, Бюл. № 35.

76. ПАТЕНТ № 2177899 Россия, кл. B64F 1/22. Тягово-сцепное устройство буксировщика. Авт. изобр. Нилов В.А., Великанов А.В., Марченков JI.JI. № 2000104213/28. Заявл. 18.02.2000. Опубл. 10.01.2002, Бюл. № 1.

77. ПАТЕНТ № 2271316 Россия, кл. B64F 1/22. Автоматический увеличитель сцепного веса буксировщика воздушных судов. Авт. изобр. Великанов А.В., Нилов В.А., Бердичевский О.А. № 2002133565/11. Заявл. 11. 12. 2002. Опубл. 20. 06. 2004, Бюл. № 7.

78. Захаренко А.В. Методика расчета параметров вибрационного гидрошинного катка и катка, саморегулирующего контактные давления // Материалы международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2004», Воронеж, 2004-с. 82.86.

79. Кузнецова А.В. Влияние положения центра тяжести на динамику самоходных вибрационных катков.: Автореферат дис. канд. техн. наук. Тюмень, - 2001.

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

81. А.с. № 484287 СССР, МКИ3. E02F 3/64. Ковш скрепера. Авт. изобр. Демиденко А.И., Бачинин В.П. № 1925702/22. Заявл. 06.06.73, Опубл. 15.09.75, Бюл. № 34.

82. А.с. № 881211 СССР, МКИ2 E02F 3/64. Ковш скрепера. Авт. изобр. Радынко Л.А., Островерков Н.Л. и др. № 2382974/29. Заявл. 12.07.76, Опубл. 15.11.81, Бюл. №42.

83. А.с. № 1301935 СССР, МКИ4 E02F 3/64. Ковш скрепера. Авт. изобр. Нилов В.А., Борисенков В.А., Высоцкий Н.Д. № 3910037/29. Заявл. 17.06.85; Опубл. 07.04.87, Бюл. № 13.

84. А.с. № 939661 СССР, МКИ4 E02F 3/64. Способ копания грунта ковшом скрепера и устройство для его осуществления. Авт. изобр. Ульянов Н.А., Барсуков И.А. № 2976957/29. Заявл.25.08.80; Опубл. 30.06.82. Бюл. № 24.

85. ПАТЕНТ № 2215850 Россия, кл. E02F 3/64. Ножевая система скрепера. Авт. изобр. Нилов В.А., Великанов А.В., Косенко А.А. № 2002107263. Заявл. 21.10. 2002. Опубл. 10. 11. 2003, Бюл. №31.

86. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. 3-е изд., Гостехиздат, 1955.

87. Снитко Н.К. Статистическое и динамическое давление грунтов и расчет подпорных стенок. 2-е изд., Л.: Стройиздат, 1970.

88. Косенко А.А. Повышение эффективности работы прицепного скрепера с колесным тягачом.: Дис.канд. техн. наук. Воронеж, - 2003.

89. Нилов В.А., Никулин П.И., Иванищев П.И., Летуновский К.П. Скреперные агрегаты с изменяемой шириной резания // Механизация строительства. -2006.-№9.

90. Великанов А.В. Повышение тяговых качеств аэродромных колесных тягачей.: Дис.канд. техн. наук. Воронеж. - 1999.

91. Борисенков В.А., Гаврилов А.В., Гаязов В.А. На пути к серийному выпуску // Механизация строительства. 1991. - № 5.

92. Аржаев Г.А., Никаноров Е.И., Щербинин М.И., Нилов В.А. Применение полупроводниковых тензорезисторов для исследования строительных и дорожных машин // Строительные и дорожные машины. 1974. - № 8.

93. Коршак В.В. и др. Свойства клея холодного отвержения «Циакрин». / Вестник машиностроения. 1968. -№ 7.

94. Павлов А.В. Аппаратура и методы измерений при летных испытаниях самолетов. М.: «Машиностроение», 1967.

95. Ронинсон Э.Г. Исследование реакций грунта при работе самоходного скрепера при копании.: Дисс. .канд. техн.наук. М., - 1970.

96. Плешков Д.И. Самоходные колесные скреперы и землевозы. М.: Машиностроение, 1970.

97. Бармаш М.А. Зависимость параметров механизма заглубления ковша от кинематики скрепера // Строительные и дорожные машины. Раздел «Дорожные машины», вып.2.М., ЦНИИТЭстроймаш, 1970.

98. Алексеева Т.В. и др. Машины для землеройных работ (Теория и расчет). М.: Машиностроение, 1972.

99. Ронинсон Э.Г. Нагрузки на самоходный скрепер в процессе набора грунта // Исследование навесных машин и оборудования. Труды ВНИИСДМ. М., 1970.

100. Тарасов В.Н. Распределение нагрузок на мосты скрепера и бульдозера/В «Строительные и дорожные машины», Раздел «Дорожные машины», вып.1, М., ЦНИИТЭСтроймаш,1968.

101. Ронинсон Э.Г. Вертикальная реакция на нож самоходного скрепера // Строительные и дорожные машины. 1969. - № 10.

102. Шемелев A.M. Исследование влияния параметров передней заслонки на процесс работы скрепера.: Дисс.канд. техн. наук Омск, 1971.

103. Нилов В.А. Определение нормальных реакций грунта на колеса скрепера при копании / Сборник «Исследование и расчет строительных и дорожных машин». Вып.1, изд-во ВГУ, Воронеж, 1974.

104. Дейнего Ю.Б. Исследование прицепных скреперов большой емкости.: Дисс.канд. техн. наук -М., 1956.

105. Ульянов Н.А., Ронинсон Э.Г., Соловьев В.Г. Самоходные землеройно-транспортные машины. М., «Машиностроение», 1976.

106. Работа скреперов по системе тяга-буксировка. Экспресс-информация. / Строительные и дорожные машины. Раздел 4. Дорожные машины. ЦНИИТЭ-Строймаш, 1973. -№ 13.

107. Зинченко Н.С. Исследование рабочего процесса прицепного скрепера, увеличивающего сцепной вес гусеничного тягача при копании грунта.: Автореф. дисс. .канд. техн. наук. Омск, - 1980.

108. Косенко А.А. Повышение эффективности работы прицепного скрепера с колесным тягачом.: Дисс. .канд. техн. наук. Воронеж, - 2003.

109. Нилов В.А., Косенко А.А., Летуновский К.П. Исследование вертикальных нагрузок на оси скрепера при копании // Строительные и дорожные машины. 2005. - № 5.

110. Нилов В.А., Великанов А.В., Косенко А.А. и др. Испытания прицепного скрепера с изменяемым сцепным весом // Теория и практика машиностроительного оборудования // Межвузовский сборник научных трудов, выпуск 11, Воронеж: Изд-во ВГТУ. - 2002.

111. Никулин П.И., Нилов В.А., Койбаков Г.Ж. Модернизация сцепного устройства прицепного скрепера // Вестник сибирского государственного автомобильно-дорожной академии (СибАДИ), выпуск 2, Омск, - 2005.

112. ПАТЕНТ № 2230158 Россия E02F 3/64. Прицепное устройство скрепера. Авт. изобр. Нилов В .А., Косенко А.А., и др. № 2002128327/03. Заявл. 21.10.2002. Опубл. 10.06.2004, Бюл. № 16.

113. Никулин П.И., Нилов В.А., Косенко А.А. Испытания скреперного агрегата с изменяемым сцепным весом // Механизация строительства. 2005. - № 8.

114. Борисенков В.А., Нилов В.А., Гаврилов А.В. Испытания полуприцепного скрепера с шаровым седельно-сцепным устройством // Механизация строительства. 2003. - № 2.

115. ПАТЕНТ № 2209887 Россия E02F 3/64 Скрепер Авт. изобр. Нилов В.А., Великанов А.В. и др № 2002107262/03. Заявл. 21.03. 2002. Опубл. 21.03.2002, Бюл. №22.

116. Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. М.: Машиностроение,1981.

117. Страхов H.JT. Справочное пособие по средствам аэродромно-технического обеспечения полетов. М.: Воениздат, 1973.

118. Швец Ц.А., Павлова С.А. Климат в регионах РФ. Гидрометеоиздат,1986.

119. Никитин Г.А., Баканов Е.А. Основы авиации. М.: Транспорт, 1984.

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

121. А.с. № 1252434 СССР, МКИ4 E02F3/64. Скреперный агрегат. Авт. изобр. Борисенков В.А., Нилов В.А., Гаврилов А.В. № 3744875/29., Заявл. 22.0584; Опубл. 23.06.86, Бюл. № 31.

122. А.с. № 1234527 СССР, МКИ4 E02F3/64. Способ разработки грунта прицепными скреперами. Авт. изобр. Борисенков В.А., Нилов В.А., Гаврилов

123. A.В. № 3823194/29. Заявл. 12.12.84; Опубл. 30.05.86. Бюл. № 20.

124. А.с. № 1758175 СССР, МКИ5 E02F3/64. Способ разработки забоя скреперным агрегатом и устройство для его осуществления. Авт. изобр. Борисенков

125. B.А., Нилов В.А. № 4768202/03. Заявл. 12.12.89; Опубл. 30.08.92. Бюл. № 32.

126. Патент № 2203364 Россия, кл. E02F 3/64. Способ копания грунта скрепером с постоянной глубиной резания. Авт. изобр. Нилов В.А., Великанов А.В. и др. № 2001116398/03. Заявл. 13.06.2001. Опубл. 27.04.2003, Бюл. № 12.

127. Патент № 2246590 Россия, кл. E02F 3/64. Способ разработки забоя скрепером с дискретно изменяемой шириной резания. Авт. изобр. Нилов В.А., Никулин П.И., Косенко А.А. и др. № 2003129996/03. Заявл. 09.10.2003. Опубл. 20.02.2005, Бюл. № 5.

128. Нилов В.А., Никулин П.И. Развитие технического творчества студентов в курсовом и дипломном проектировании Текст.: учеб. пособие / В.А. Нилов, П.И. Никулин / Воронеж, гос. арх-строит. ун-т, Воронеж, гос. техн. ун-т. -Воронеж, 2004.

129. Ульянов Н.А., Борисенков В.А., Нилов В.А. Экспериментальный скреперный поезд // Транспортное строительство. 1975. - № 3.

130. Ульянов Н.А., Борисенков В.А., Нилов В.А. Испытания скреперного поезда в производственных условиях // Механизация строительства. -1978. № 6.

131. Холодов A.M., Ничке B.B., Назаров Л.В. землеройно-транспортные машины: Справочник. Харьков: Вища школа, 1982.

132. Ронинсон Э.Г., Залко А.И., Сидоров Н.А. Самоходные скреперы. -М.: Машиностроение, 1991.

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

134. Завьялов A.M. Основы теории взаимодействия органов дорожно-строительных машин со средой: Автореферат дис. .докт. техн. наук. Омск. 2000.

135. Артемьев К.А., Борисенков В.А. Теория и расчет скреперов и скреперных агрегатов : учеб. пособие. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1996.

136. Нилов В.А., Гаврилов А.В. Агрегатирование двухосного колесного тягача со скреперным оборудованием // Механизация строительства. 2004. - № 7.

137. ПАТЕНТ № 2229564 Россия кл. E02F 3/65. Способ копания грунта скрепером с постоянной глубиной резания и устройство для его осуществления. Авт. изобр. Нилов В.А., Великанов А.В. № 2001107375/03. Заявл. 19.03.2001. Опубл. 27.05.2004, Бюл. № 15. 4 с.

138. Борисенков В.А., Нилов В А. Эксплуатация скреперов увеличенной вместимости на стройках Росводстроя // Механизация строительства. 1980. - № 6.

139. Апексимов Ю.И., Калашников Ф.Ф., Нилов В.А. Использование тяжелых тракторов с прицепными скреперами // Гидротехника и мелиорация. -1980. № 5.

140. Борисенков В.А., Нилов В.А. Скреперный агрегат для двухосного колесного тягача // Механизация строительства. 1998. - № 4.

141. Канторер С.Е. Расчеты экономической эффективности применения машин в строительстве. М.: Изд-во литературы по строительству, 1972.

142. Домбровский Н.Г., Картвелишвили Ю.Л., Гальперин М.И. Строительные машины. Учебник для вузов. В 2-х частях. Ч. 1-я. М.: Машиностроение, 1976.

143. Инструкция по организации движения автотранспорта, средств наземного обеспечения полетов и пешеходов на аэродромах авиации ВС СССР. -М.: Воениздат, 1981.

144. Нилов В.А. Скреперные агрегаты с изменяемым сцепным весом и шириной резания, обеспечивающие самонабор грунта // Наука производству. -2006. № 5.358