CC BY
7
6. Гричишин М.В., Разаков Ж.П., Финоченко Т.А., Чукарин А.Н. Виброакустическая динамика коробок скоростей сверлильно-фрезерных расточных станков с многоскоростными электродвигателями // Noise Theory and Practice. 2022. Том 8. №2. С. 56-62.
Хиникаде Илдар Тенгизович, аспирант, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Чукарин Александр Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, opm@rgups.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщений,
Финоченко Татьяна Анатольевна, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой, fta09@bk.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщений
REDUCING GEARBOX NOISE LEVELS HIGH SPEED VERTICAL DRILLING MACHINES I.T. Khinikadze, A.N. Chukarin, T.A. Finochenko
Drilling machines equipped with various types of gearboxes, their technical and vibroacoustic characteristics. According to various studies, gearboxes are the cause of an increased level of sound radiation that comes from the body parts of the gearbox. The article presents a scheme of energy balance equations for calculating the level of acoustic discomfort during the operation of machines of this type with 9 and 12-speed gearboxes.
Key words: drilling machines, gearboxes, sound radiation levels, energy balance equations
Khinikade Ildar Tengizovich, postgraduate, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Chukarin Alexander Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, opm@rgups.ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Finochenko Tatyana Anatolyevna, candidate of technical sciences, docent, head of department, fta09@bk.ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University
УДК 621.879.34(088.8)
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-702-705
КОВШ АКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ НА БАЗЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЭКСКАВАТОРА
С.Н. Орловский, А.И. Карнаухов, С.А. Войнаш, А.А. Иванов, В.А. Соколова
В статье описана конструкция ковша активного действия для разработки мёрзлых грунтов на базе гидравлического экскаватора IV размерной группы, а именно - ЭО 4121 или его современных аналогов. Приводятся сведения об испытаниях данного ковша в условиях реальной эксплуатации.
Ключевые слова: ковш, ударник, молоты, наковальни, гидросистема, зубья.
Повышение коэффициента использования гидравлических экскаваторов в зимний период следует искать в активизации их рабочих органов. Наиболее перспективным является создание ковшей активного действия [1, 2].
В Красноярском филиале ВНИИстройдормаш создан экспериментальный образец ковша активного действия к гидравлическому экскаватору ЭО-4121 для разработки трещиноватых горных пород и мерзлых грунтов (рис.1) [3].
Объекты и методы исследования. Привод молотов осуществляется от гидросистемы экскаватора через золотник управления напором рукояти трехсекционного распределителя. Ковш активного действия (см.рис.2) состоит из корпуса ковша 1, в котором в передней стенке встроены два гидромолота 2 [4, 5] с амортизаторами 3. Бойки молотов через наковальни 4 связаны подвижными зубьями 5, при поджатии которых происходит включение молотов в работу.
Зубья встроены в обойме ковша 6 и удерживаются от выпадения крышкой 7. Подвод жидкости и заправка воздухом молотов осуществляется через трубопроводы 10 и 11, смонтированные в задней стенке ковша через заправочные вентили. От попадания кусков породы хвостовики зубьев молотов закрыты металлическими листами 8, 9 [6-9].
5_у \6_
Рис. 1. Ковш активного действия: 1 - корпус ковша; 2 - гидромолоты; 3 - амортизаторы; 4 - наковальни; 5 - подвижные зубья; 6 - обойма ковша; 7 - крышка; 8, 9 - металлические листы; 10,11 - трубопроводы; 12 - молоты; 13 - вентили заправки жидкости
Крукояти
Рис. 2. Гидравлическая схема оборудования с ковшом активного действия: 1, 2 - распределители; 3 - блок фильтров; 4 - гидроцилиндр поворота ковша; 5 - разрывная муфта; 6 - штуцер с дроссельным отверстием; 7 - предохранительный клапан Г - 52-12; 8 - заглушка;
9 - гидромоторы 201.16; 10 - манометр МТП-160; 11 - заглушка; 12 - гидромолоты; 13 - вентиль запорный; 14 - манометр; 15 - баллон сжатого воздуха; 16 - дренаж; 17 - маслопроводы
Результаты и их обсуждение. Для синхронизации работы молотов 12 используются два гидромотора, связанные между собой общим валом. При неравенстве нагрузки на молотах гидромотор, расположенный в линии более, нагруженного молота, будет работать в качестве промежуточного насоса, повышающего давление жидкости, подведенной к точке разветвления.
703
Перед работой ковша производится заправка молотов газом и жидкостью. Первоначально заряжаются воздухом аккумуляторы до начального давления от баллона. Заправка жидкости в молоты производится через вентили 13 от гидросистемы экскаватора через разрывную муфту. Заправка прекращается при срабатывании предохранительного клапана, настроенного на начальное давление зарядки. Вентили закрываются, и муфта зарядного шланга разъединяется [10, 11].
Техническая характеристика оборудования:
Энергия единичного удара, кгс/м - 100;
Частота ударов, уд/мин - до 500;
Емкость ковша, м3 - 0,5;
Количество молотов, шт. - 2;
Глубина копания, м - 5,8;
Масса ковша, т - 1,26.
Ковш активного действия был опробован на разработке мерзлого грунта (суглинок, прочностью по ударнику ДорНИИ до 100 ударов) и наливного шлама [2, 12-15].
Выводы. Испытания дали положительные результаты. Ковш удовлетворительно заглублялся в начале копания, заполнялся за один цикл при разработке котлована. При этом отсутствуют гребни неразрушенного грунта на следе разрушения.
Продолжительность цикла копания ковшом активного действия находится в пределах 30 - 35
сек.
Список литературы
1. Федулов А.И., Иванов Р.А. Ударное разрушение мерзлых грунтов. Новосибирск: Наука, 1995. 135 с.
2.Песоцкая Р.И. Гидравлический молот для разработки мерзлых грунтов // Механизация гидромелиоративных работ в Восточной Сибири». СибНИИГиМ. Красноярск, 1978. С. 59-62.
3. Соколов Л.К. Выбор рациональных параметров, режущих органов траншейных машин для разработки мерзлых грунтов // Строительные и дорожные машины, 1981. № 1. С. 9-11.
4. Крапивин М.Г. Горные инструменты. М.: «Недра», 1979. 263 с.
5. Орловский С.Н. Проектирование машин и оборудования для садово - паркового и ландшафтного строительства: учеб. пособие для вузов. Красноярск, СибГТУ, 2004. 108 с.
6. Ветохин В.И. Малоэнергоемкие рыхлители почвы: экспериментальная оценка рационального профиля // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1993. №7. С. 15-17.
7. Лаврухин В.А., Ледяев В.Н. Обоснование коэффициента степени сжатия почвы при работе трехгранного клина // Исследования и реализация новых технологий и техн. средств в с.-х. пр-ве. Зерно-град, 2001. С. 91-95.
8. Матяшин Ю.И. Теория и расчет ротационных почвообрабатывающих машин / Матяшин Ю.И., Гринчук И.М., Наумов Л.Г. и др. Казань: Татар. кн. изд-во, 1999. 186 с.
9. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2005. №7. С. 27-30.
10. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1974. 239 с.
11. Цитович Н.А. Механика грунтов. М.: Изд-во Высшая школа, 1973. 78 с.
12. Орловский С.Н. Проблемы экологии, энергосбережения и охраны окружающей среды при выполнении работ в АПК. Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2020. 265 с.
13. Орловский С.Н., Карнаухов А.И. Теоретическое и экспериментальное исследование резания лесных почв фрезерными рабочими органами // Вестник КрасГАУ, 2007. №1. С. 215-222.
14. Драпалюк М.В., Батищев С.Н. Результаты теоретического исследования виброударной машины для удаления пней // Изв. вузов. Лесной журнал. 2011. № 3. С.51-57.
15. Орловский С.Н., Карнаухов А.И. Теоретические предпосылки к обоснованию параметров и режимов работы роторных рабочих органов // Изв. вузов. Лесной журнал. 2012. № 4. С.70-76.
Орловский Сергей Николаевич, канд. техн. наук, доцент, orlovskiysergey@mail.ru, Россия, Красноярск, Красноярский государственный аграрный университет,
Карнаухов Андрей Иванович, канд. техн. наук, доцент, karnaukhov.ai@mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский государственный аэрокосмический университет науки и технологий им. Академика Н.Ф. Решетнёва,
Войнаш Сергей Александрович, ведущий инженер научно-исследовательской лаборатории, sergey_voi@mail.ru, Россия, Казань, Казанский федеральный университет,
Иванов Александр Алексеевич, канд. техн. наук, доцент, aivanov@tvgsha.ru, Россия, Тверь, Тверская государственная сельскохозяйственная академия,
Соколова Виктория Александровна, канд. техн. наук, доцент, sokolova_vika@inbox.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна
ACTIVE BUCKET FOR DEVELOPMENT OF FROZEN SOILS ON THE BASIS OF HYDRAULIC EXCAVATOR S.N. Orlovskiy, A.I. Karnaukhov, S.A. Voinash, A.A. Ivanov, V.A. Sokolova
The article describes the design of an active action bucket for the development of frozen soils based on a hydraulic excavator of size group IV, namely, EO 4121 or its modern analogues. Provides information about the testing of this bucket in real operation.
Key words: bucket, striker, hammers, anvils, hydraulic system, teeth.
Orlovskiy Sergey Nikolaevich, candidate of technical sciences, docent, orlovskiysergey@mail.ru, Russia, Krasnoyarsk, Krasnoyarsk State Agrarian University,
Karnaukhov Andrey Ivanovich, candidate of technical sciences, docent, karnaukhov.ai@mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian State Aerospace University of Science and Technology. Academician N.F. Resh-etnev,
Voinash Sergey Alexandrovich, leading engineer of the research laboratory, sergey_voi@mail.ru, Russia, Kazan, Kazan Federal University,
Ivanov Alexander Alekseevich, candidate of technical sciences, docent, aivanov@tvgsha.ru, Russia, Tver, Tver State Agricultural Academy,
Sokolova Victoria Aleksandrovna, candidate of technical sciences, docent, sokolova_vika@inbox.ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design
УДК 621.791:004.942
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-705-711
ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА ШВА ПРИ МНОГОПРОХОДНОЙ СВАРКЕ И НАПЛАВКЕ
В.А. Ерофеев, А.В. Анцев, О.И. Зайцев
Известна методика расчёта структуры и механических свойств конструкционных сталей, учитывающая скорость охлаждения и химический состав стали. Но она не учитывает многократного термического воздействия на сталь при сварке многопроходных швов. Так как скорость изменения структуры определяется диффузией, значение которой сильно изменяется при полиморфном превращении железа, то сталь при температурах выше температуры этого превращения полностью меняет структуру. При более низких температурах изменение структуры много медленнее. Это позволяет оценивать влияние повторного нагревания последовательным суммированием длительностей охлаждения металла с 850 до 500 °С при компьютерном моделировании формирования валиков по мере их выполнения. Для анализа влияния тепловых условий на прочностные свойства металла выполнили численное моделирование формирования сварного соединения при двухпроходной сварке. В ходе моделирования формирования валиков при сварке проходов определялся термический цикл в точках поперечного сечения, определялись зоны, в которых температура превышала 850 °С, а также зоны, в которых максимальное значение лежало в пределах 850...500 °С и в которых подсчитывалось суммарное время пребывания при температурах указанного диапазона. Расчёты показали очень неравномерное распределение структуры и механических свойств металла в поперечном сечении шва и зоны термического влияния, что необходимо учитывать при расчётах прочности сварных конструкций и оценке вероятности возникновения холодных трещин.
Ключевые слова: многопроходная дуговая сварка, конструкционные стали, структура и механические свойства шва, компьютерное моделирование.
При сварке листов значительной толщины слой наплавляемого металла формируется последовательным наложением валиков. При сварке и наплавке сталей при охлаждении металла формируются закалочные структуры, которые характеризуются большими значениями твёрдости и пределов прочности, но недостаточной ударной вязкостью и пластичностью. В большинстве случаев формирование таких структур нежелательно, так как они являются причиной возникновения холодных трещин. Разработаны расчётные методики [1-4], позволяющие оценивать формирование структуры конструкционных сталей при дуговой сварке, позволяющие по длительности охлаждения металла с 850 °С до 500 °С и химическому составу сталей оценивать содержание структурных составляющих: мартенсита, перлита, бейнита и феррита, а также механические свойства металла. Основой этих методик являются эмпирические модели, полученные при обработке большого количества данных о результатах сварки сталей различного химического состава на различных режимах, от которого зависит длительность пребывания металла в диапазоне температур распада аустенита, т.е. время ^5 охлаждения с температуры 850 °С до
