CC BY
2ИССЛЕДОВАНИИ ВЗАИМОДЕИСТВИЯ БУЛЬДОЗЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ С
РАБОЧЕЙ СРЕДОЙ. Башиков И.Т.
Башиков Ином Турсунович - старший преподаватель, кафедра автомобили и управления на транспорте, факултет строительство и транспорт, Политехнический институт Таджикского технического университета имени академика М.С. Осимй, г. Худжанд,
Республика Таджикистан
Аннотация: представлен анализ результатов исследований в области взаимодействия бульдозеров с обрабатываемой средой. Отмечены достоинства и недостатки приведенных работ. Отражены разработанные математические модели и методы исследования.
Ключевые слова: коэффициент сцепления, база машины, плотность, твердость, отвалом, глубина копания, угол резания.
В научных школах исследовались вопросы по определению курсовой устойчивости базовой машины, имеющей косоустановленные отвальные рабочие органы. Момент силы, удерживающей от поворота базовой машины, базируется на силу сцепления, развивающуюся между ходовым оборудованием и поверхностью грунта
Муд = 1-Фсц • I ,
где Ом - сила тяжести машины; (рсц - коэффициент сцепления; I - база машины. Условием для работы таких машин является соблюдение неравенства
Муд > Мпое ,
где М^ - удерживающий момент; М пое - поворачивающий момент.
При работе снегоочистителя сдвигающего действия перед отвалом, установленным под углом а, образуется призма волочения, которая непрерывно наполняется за счет вырезаемой отвалом стружки снега. Общее суммарное сопротивление определяется как сумма
Ш = Шрез + Wпр + Шин + ^под + ^пер + Штр + Шм ,
где Шрез - сопротивление резанию снежного покрова; Шпр - сопротивление призмы волочению; Шин -сопротивление силы инерции; Шпод - сопротивление подъему стружки; Шпер - сопротивление перемещению призмы вдоль отвала; Штр - сопротивление перемещению призмы по отвалу; - сопротивление движению базовой машины.
Важным параметром снежных масс является удельное сопротивление резанию, характеризующее силу противодействия снега при отделении от массива плоским ножом отвала бульдозера. Величины плотности, твердости и коэффициента удельного сопротивления резанию даны в табл. 1.
Таблица 1. Плотность и твердость снега.
Характер снежного покрова Объемная масса, кг/м3 Твердость, МПа
Очень рыхлый, свежевыпавший 10-200 0,02
Рыхлый, слабоуплотненный, свежевыпавший, обвалованный 220-300 0,02-0,1
Уплотненный, слежавшийся 300-400 0,2-2,0
Старый, слежавшийся 480-520 0,4-0,3
Мелкозернистый лавинный, уплотненный накат 550-700 0,5-7,0
Снежно-ледяной накат 700-950 -
Твердость снега характеризует его сопротивление внедрению твердого тела (штампа). Она возрастает с увеличением плотности и понижением температуры окружающей среды. Твердость в значительной мере определяет величину сопротивления снега резанию, его несущую способность, а коэффициенты сцепления и сопротивления перекатыванию движителей (колесного и гусеничного).
Необходимая мощность двигателя для плужных снегоочистителей для рабочего режима с учетом потери мощности на пробуксовку колес базовой машины [4, 2]
N > IQ'3 -W • v дв > (1s)-л
где W - суммарное рабочее сопротивление; V - рабочая скорость; 8 - коэффициент буксования; 7 - кпд трансмиссии.
Канд. техн. наук А. В. Рубайловым [87] проанализирована работа бульдозерного отвала в различных грунтовых условиях и предложена аналитическая зависимость для определения вертикальной составляющей усилия копания грунта бульдозерным отвалом на основе статики сыпучей среды со сцеплением:
Р = (^ар -tg8)А1Вh(0,5; + с ■ «С^р + Р)- (^а3 - tgS)А2Вhг(0,5уН + с• ^р + Р )-
1 г 1
- sina (tgö + tgp)A3BH2Kr arcsin- 1 + tgö arcsin —
2 К
r V
2К
r J
где И - глубина копания; В - ширина отвала; ар - угол резания; р и 8 - углы внутреннего и внешнего трения грунта; Кг - коэффициент, отражающий геометрию отвала (отношение радиуса кривизны Я к высоте отвала Н); Лг, Л2, Л3 - коэффициенты, отражающие влияние давления на лобовую поверхность и поверхность ножа; ; -объемная масса грунта; ; - объемная масса грунта в разрыхленном состоянии; а3 - угол затупления режущей кромки ножа; И3 - высота поверхности затупления режущей кромки; с - сцепление грунта; Р - внешняя пригрузка от призмы волочения.
К недостаткам данной формулы можно отнести отсутствие составляющей сил трения грунта о нож, которая возникает в наиболее нагруженной части отвала и существенно влияют на процесс копания грунта; высота призмы волочения ограничивается высотой отвала; не учитывается величина пассивного давления призмы на лобовую поверхность и высота поверхности скольжения; невозможна оценки величины вертикальной составляющей на стадии процесса копания грунта отвалом бульдозера.
Список литературы
1. Зимнее содержание автомобильных дорог. Бялобжевский Г.Л., Дюнин А.К., Плакса А.Н. и др. - М.: Транспорт, 1983. - 197 с.
2. Шарц А.З. Машины для строительства и содержания дорог и аэродромов. - М.: Машиностроение, 1985. -336 с.
3. Тургумбаев Ж.Ж., Урманаев С.И. Машины и механизмы для расчистки обвалов и лавин. Сб. научн. тр. КазАТК «Воплощение и развитие научных идей Р.А. Кабашева.» 1999. - С. 195 - 200.
4. ТургумбаевЖ.Ж. и др. Бульдозер - террасер. А. с. № 1640293 (СССР). 1991. БИО № 13.
5. Тургумбаев Ж.Ж., Урманаев С.И. Бульдозерное оборудование для расчистки горных дорог от снежных и каменных завалов. Наука и новые технологии, 2000, № 2, с. 131 - 133.
