Створення робочого органу землерийної машини з орієнтованими потоками виносу грунту - Автореферат

Міністерство освіти і науки України Створення робочого органу землерийної машини з орієнтованими потоками виносу грунтуІснуючі робочі органи землерийних машин безперервної дії мають такий недолік при екскавації ґрунту за допомогою типових метальників: в них відбувається змішування частинок ґрунту з різним зарядом енергії, що приводить до непродуктивних витрат енергії на перемішування ґрунту. Отже, розробка машин з робочими органами, які дозволяють регулювати потоки ґрунту за рахунок віддалення частинок зруйнованого ґрунту з зони різання з подальшим їх пересуванням у ґрунтовиносні елементи, є досить актуальною. Дисертаційна робота відповідає напрямку досліджень кафедри будівельних машин Київського національного університету будівництва і архітектури, а саме науково-дослідній роботі “Наукові принципи взаємодії динамічного навантаження і енергоємності руйнування природних робочих середовищ” (Номер держреєстрації 0199U002033). Задачі, які вирішуються в роботі: зниження опору різання та викидання ґрунту при руйнуванні ґрунту робочими органами з орієнтованими потоками виносу ґрунту; дослідження взаємодії робочого органу з орієнтованими потоками виносу ґрунту; розробка нових конструкцій ґрунтовиносних елементів, порівняння їх ефективності; створення математичної моделі розробки ґрунту робочими органами з орієнтованими потоками виносу ґрунту, мінімізація енергетичних витрат при найбільшій дальності викидання ґрунту; встановлення раціональних областей застосування робочих органів з ґрунтовиносними елементами; порівняння різних видів ґрунтовиносних елементів; перевірка результатів, одержаних аналітичним шляхом та експериментальними дослідженнями. Наукова новизна одержаних результатів роботи полягає у визначенні закономірності формування потоку ґрунту при застосуванні високошвидкісних робочих органів, які полягають у тому, що частинки зруйнованого ґрунту мають різні заряди енергії і регулювання потоку ґрунту здійснюється за рахунок віддалення частинок зруйнованого ґрунту з зони різання з подальшим їх пересуванням у пазухи ґрунтовиносних елементів без додаткових енергетичних витрат на його розпушення та змішування при транспортуванні.На основі огляду та аналізу досліджень, присвячених розробці ґрунтів робочими органами безперервної дії дискового типу, які одночасно розроблюють та виносять ґрунт з забою, можна зробити наступні висновки: недоліком існуючих робочих органів є те, що у цих робочих органах відбувається змішування частинок ґрунту з різним зарядом енергії, що приводить до погіршення просування ґрунту при транспортуванні, отже, до непродуктивних витрат енергії на перемішування ґрунту. Для цього необхідно щоб ґрунт, який має малу кінетичну енергію (отже і малу швидкість) і не встигає пройти весь шлях від центру робочого органу до периферії, виходив з зони різання і потрапляв на ґрунтовиносні елементи, де одержував би додатковий заряд енергії (тому, що він продовжував би здійснювати обертальний рух з робочим органом) і рухався до периферійної частини робочого органу та транспортувався із вибою не змішуючись при цьому з потоком ґрунту, що руйнується. Швидкість взаємодії ґрунтовиносних елементів з ґрунтом можна визначити з виразу: ,(1) де Vm - швидкість подачі робочого органу на забій; Vx - швидкість руху частинки ґрунту вздовж осі х; Ri - відстань до осі z і-ї частинки ґрунту, щ - кутова швидкість робочого органу (рис. При заданих технологічних параметрах (розміри забою та інше) можливо розрахувати не тільки кінематичні (швидкості взаємодії ґрунтовиносних та ґрунторуйнівних елементів з ґрунтом, відстані від осі робочого органу до частинки ґрунту), а і геометричні показники (кут нахилу твірної конусу), необхідні для проектування робочих органів з орієнтованими потоками виносу ґрунту. Додаткова складова сумарної сили опору ґрунту руйнуванню апроксимується виразом: (3) де KB - показник питомого динамічного опору середовища руйнуванню для багаторізцевого робочого органу; В - ширина ґрунторуйнівного елементу; h - глибина різання, що опрацьовується за один оберт диску n-ною кількістю ріжучих елементів; - кількість радіальних рядів ґрунторуйнівних елементів; KV - питомий показник для робочого органу з орієнтованими потоками виносу ґрунту, який залежить від геометричних параметрів ґрунтовиносних елементів.Визначено закономірності формування потоку ґрунту при застосуванні високошвидкісних робочих органів, які полягають у тому, що частинки зруйнованого ґрунту мають різні заряди енергії, і регулювання потоку ґрунту здійснюється за рахунок віддалення частинок зруйнованого ґрунту з зони різання з подальшим їх пересуванням у пазухи ґрунтовиносних елементів.

ОСНОВНИЙ Зміст